西藏当雄县拉屋铜锌矿成矿模式研究及成矿预测

张同林, 李及秋, 原恩慧, 张立华

(1.河南省核工业地质局,河南 信阳 464000;2.河南省地调一队,河南 洛阳;3.安徽省三一一队,安徽安庆 246000)

西藏当雄县拉屋铜锌矿成矿模式研究及成矿预测

张同林1, 李及秋1, 原恩慧2, 张立华3

(1.河南省核工业地质局,河南 信阳 464000;2.河南省地调一队,河南 洛阳;3.安徽省三一一队,安徽安庆 246000)

西藏当雄县拉屋铜锌矿处于冈底斯成矿带上。冈底斯成矿带上各矿床按其所处的地质环境不同可分为斑岩型、矽卡岩型和构造热液型等成矿类型。介绍冈底斯成矿带的成矿模式,从矿区地质情况着手,结合矿区化探成果及矿体地质情况,对矿区成矿类型进行了探讨,预测了矿区成矿远景。认为矿区的成矿类型有斑岩与矽卡岩复合型矿床及矽卡岩与热液复合型矿床两种类型,其中化探异常区 HS3具有斑岩与矽卡岩复合型矿床特征,化探异常区 HS4,HS6,HS7具有矽卡岩与热液复合型矿床的特征。两种成矿类型在拉屋铜锌多金属矿区均具有较好的找矿前景。

成矿模式;复合型矿床;成矿远景;拉屋铜锌矿

拉屋铜锌矿区处于冈底斯-念青唐古拉成矿构造带东段北部拉屋-嘉黎成矿带(图 1)。先后有河南区调队、西部矿业西藏地质矿产勘查有限公司、桂林地调院西藏分院、西藏华钰矿业开发有限公司等地勘单位对此区进行过地质勘查及物化探工作,通过工程揭露,圈定了一定的资源量。郝军等(2007)认为矿区主要成矿受矽卡岩控制,找矿远景区在日音拿岩体的内接触带;何国朝等(2009)认为此区为洋底断隆带,矿体主要受近东西向构造带F3控制或在 F3上下盘附近,属海底喷流型。

通过对此区的综合成果进行综合分析,结合冈底斯成矿带的成矿规律,笔者认为此区具有斑岩-矽卡岩复合型和矽卡岩-构造热液复合型两种成矿类型。

1 冈底斯成矿带成矿模式

根据冈底斯成矿带现有矿床的成矿条件,结合斑岩型铜钼矿床、矽卡岩型铜多金属矿床及热液型铅锌银矿床等的成矿模型 (李光明等,2009),现将冈底斯成矿带上的三种矿床的成矿模式叙述如下:

1.1 斑岩型铜钼矿床成矿模式

(1)位于雅鲁藏布江缝合带北侧的冈底火山岩带或班公湖-怒江缝合带两侧。

(2)含矿岩体主要为中新世花岗岩质小岩体,岩性有花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩及对应的斑岩。

(3)斑岩型铜矿床总体上受东西向构造控制,与南北向裂谷构造关系密切,常分布于东西向构造带和南北向裂谷系交汇部位。遥感影像上表现为东西向和南北向线性构造发育。

(4)含矿围岩主要有新生代花岗岩、火山碎屑岩、砂页岩、凝灰质砂页岩、碳酸盐岩等;围岩往往有绢英央化、硅化、黄铁矿化、青磐岩化等面状蚀变,蚀变分布范围较大。

(5)一般有较好的已知矿化线索,有斑岩铜矿藏分布分布,或有热液型、矽卡岩型铜(钼)金矿化分布。

(6)具有良好的以 Cu-Mo-Au组合为主的化探异常,或在外围伴有 Pb-Zn-Ag-As-Sb组合异常,异常分布范围较大,元素异常套合好,且采有较好的浓度分带,浓集中清楚。

(7)斑岩铜矿一般处于磁异常正负场陡变带位置,变化率较高,磁异常值在 +100～200 m之间。

(8)斑岩铜矿一般位于重力场中低负异常场中,处于重力异常梯度带变化较大位置,重力场异常值在 -460～-550 mG之间。典型矿床有墨竹工卡县的驱龙铜矿、冲江铜矿、朱诺铜矿等。

1.2 矽卡岩型铜多金属矿床成矿模式

图 1 拉屋矿区所处成矿带位置及区域矿床位置示意图Fig.1 Positi on ofm ine and regionalmetallogenic belt in which deposit location diagram

矽卡岩型铜铅锌矿床是冈底斯成矿带重要的矿床类型之一,广泛分布于班戈-八宿火岩浆弧带,措勤-申扎火山岩浆弧带,隆格尔-念青唐古拉火山岩浆弧带和冈底斯一下察隅火山岩浆弧带中,以单独的矽卡岩型铜铅锌矿床或与执液型和斑岩型矿床共同发育,形成斑岩型-矽卡岩型-热液型矿床成矿系列。

冈底斯成矿带的矽卡岩型矿床包括铜、铁、铅锌银等矿种,矿床的形成主要与板块俯冲、碰撞或后碰运气撞阶段的花岗质岩浆作用有关。在冈底斯南缘多形成斑岩-矽卡岩型铜金矿床,在冈底斯中部形成斑岩-矽卡岩型铜铅锌矿或矽卡岩型富铁矿床,在班戈岩浆带常形成矽卡岩型铜铅锌矿或矽卡岩型富铁矿床。

根据矽卡岩型铜铅锌矿床和富铁矿床的成矿地质特征与矿床模型,矽卡岩型铜多金属矿床成矿模式如下:

(1)位于班戈-八宿火山岩浆弧带,措勤-申扎火山岩浆弧,隆格尔-念青唐古拉火山岩浆和冈底斯-下察隅火山岩浆弧中等构造带内。

(2)成矿岩体主要为中酸性岩体,岩性有花岗岩、正长花岗岩、闪长岩等,岩体规模不限,从岩株至岩基均可,岩体时代从三叠纪至中新世。

(3)东西向断裂构造或东西向遥感线性构造发育。

(4)岩体接触带、层间破碎带,层间滑脱带。

(5)有叶巴组、多底沟组、林宗组、楚木龙组、塔克拉组、比马组、麦龙岗组、麻木下组、朗山组、下拉组、洛巴堆组、蒙拉组、敌布错组等以碳酸盐岩、钙质页岩为主或含有碳酸盐岩等富钙岩石的地层分布。

(6)有矽卡岩型磁铁矿、铜多金属矿、铅锌银矿床点分布,或有其它类型多金属矿分布。

(7)具有良好的以 Cu-Pb-Zn-Ag组合为主的化探异常,异常强度较高;一般套合有AS-Sb异常,或在外围伴有AS-Sb组合异常,元素异常套合较好,且具有较好的浓度分带。

(8)位于磁异常正负场变化位置,磁异常值在+100～-100 nT之间,磁场变化率中等。

(9)处于重力场中低负异常场、重力异常变化梯度带位置,异常值在 -460～-555 mG之间,重力场变化率中等偏高。

典型矿床有甲玛铜铅锌多金属矿、帮普铅锌矿、窝肉铜金矿。

1.3 热液型铅锌银矿床成矿模式

热液脉型铅锌银矿床主要发育于隆格尔-念青唐古拉火山岩浆弧带和冈底斯-下察隅火岩浆弧带中,常与矽卡岩型铅锌矿床共生,矿床在构造上受近东西向展布的逆冲断裂带控制,部分产于南北向正断层与东西向逆冲断裂的交汇部位,矿体就位于正断层产生的扩容空间与逆冲推覆构造断裂系统中。一些大型银矿床与念青唐古拉带石炭—二叠系地层的关系密切,说明早期沉积作用以成矿物质的初步富集有重要的影响,碰撞期和后碰撞期的岩浆执液和构造执液对矿体的进一步富集起关键的作用。

根据执液型铅锌矿床的成矿地质特征与矿床模型,冈底斯成矿带热液型铅锌银矿床成矿模式如下:

(1)矿床位于冈底斯火山岩浆带北部、念青唐古拉复合岩浆带和班戈岩浆带中。

(2)近东西向倾向北的大型逆冲断层发育,有近南北向中小型正断层分布。东西向大型逆冲断层与近南北向正断层的交汇部位是矿体的主要赋存空间。

(3)有石炭系来姑组、昂杰组和二叠系洛巴堆组地层的分布。

(4)有白垩纪和古近纪花岗岩分布,岩性有白云母花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩以及二长花岗岩斑岩、石英二长花岗斑岩等。

(5)总体上受东西向构造控制,但与中新世南北裂谷系交汇部位,具有东西成矿带、南北成行分布特点。

(6)遥感影像上表现为东西和南北向线性构造发育。

(7)含矿围岩主要为石炭系来姑组、永珠组昂杰组和二叠系洛巴堆组的细砂岩、粉砂岩和碳酸盐岩等,常发育绢英岩化、硅化、绿泥石化和碳酸盐化等蚀变。

(8)有热液型、矽卡岩型铜多金属矿分布。

(9)具有良好的 Pb-Zn-Ag-Cu-Au的组合化探异常,异常强度较高,有较好的浓度分带,在外围有Ag-As-Sb组合异常。

(10)处于磁异常正负场陡变带位置,变化率较高,磁异常值在 +100～200 nT之间。

(11)位于重力异常梯度带变化较大位置,重力场异常值在 -460～550 mG之间。

2 矿区地质特征及矿体特征

矿区大地构造位置处于冈底斯成矿带的东段北部,纳木错-嘉黎断裂多金属成矿带南侧,矿区地层为石炭系旁多群 (杜欣等,2004),岩浆岩以燕山晚期花岗岩为主,构造以褶皱、断裂常常相伴出现为特征,成矿地质条件十分有利(图2)。

2.1 地层

矿区出露地层较为单一,仅有石炭系旁多群(Cpn)。主要岩性为石英砂岩、砂质板岩、泥质板岩、大理岩、矽卡岩等。大致相当于旁多群中上部层位。

矿区内沉积岩中 Cu,Zn等主要成矿元素背景含量明显高于克拉克值,为热液的多期次交代成矿提供了丰富的物质来源。

2.2 岩浆岩

区内岩浆活动强烈,发育有不同类型的岩浆岩与岩脉。主要为二长花岗岩,其次为规模较小的细晶岩、闪长-辉长岩岩脉、石英脉等。

2.3 构造

矿区构造主要由北西西向的尼拢玛-拉屋断裂(F3)、平行于尼拢玛-拉屋断裂的一系列北西西向的断裂构造及垂直于尼拢玛-拉屋断裂的一系列次级断裂构造组成。

(1)尼拢玛-拉屋断裂(F3)。呈北西西-南东东向展布,出露长 6.6 km,两端均延出矿区,断裂带宽约 20～100 m,主断裂面总体向北北东倾,产状为5°～30°∠55°～70°。

F3断裂构造带具明显的多期活动性特征,断裂形成应早于燕山晚期的区域性中酸性岩浆岩大规模入侵,在 F3形成初期,F3具有明显的张性特征;在燕山晚期的强烈构造活动和岩浆活动基本上形成了 F3断裂构造带目前的规模:地壳深部的岩浆上侵形成北盘岩基,一部分岩浆则侵入到构造断裂带内,形成岩脉 (岩墙)。在岩脉两侧断裂构造带进一步发育,岩浆期后含矿热液的作用下形成矿化带。在喜山期 F3断裂带活动强烈,在近南北向挤压应力作用下,F3有逆冲断层的特点,形成了矿区中东部的大型滑塌体,其南侧破碎带为上下盘错动主要活动面,破碎带内岩石多呈碎粉状。岩脉及其北侧构造带则发育多条小型断裂破碎带,规模程度都不及南侧破碎带。在喜山期活动后,随着压应力的释放,构造带出现虚脱空间和层间滑脱现象,又再次表现出一定的张性构造特征。

综上所述,F3断裂带是矿区内规模最大的、多期活动的导岩控矿构造;F3断裂带不仅其本身导矿容矿,其成矿期发育的北侧次级断裂由于发育在碳酸盐岩内是极为有利的成矿构造。

通过近年来的工作,初步认为,位于 F3以北的平行断裂构造 F16具有和 F3相似的构造特性,由于受矿区北部的纳木错-嘉黎韧性断裂带影响,构造内岩石中矿物具有一定的定向排列和拉长现象,明显具有一定的韧性构造特征,但由于后期的花岗岩体侵位以及成矿期后构造破坏,使得此类构造表现出一定的不连续性。

图2 拉屋铜锌矿区地形地质图Fig.2 Relief geologicalmap ofLawu Copper-Zinc depo sit

(2)北东向断裂。走向北东的断裂均为脆性断裂,分布于矿区中、西部,编号为 F4—F9,分为三类:第一类是成矿期前的构造,此类构造具有明显的张性特征,构造角砾岩较发育 (如 F4,F5),此类构造为容矿构造,在具有地球化学障的有利部位一般能形成一定规模的矿(化)体;第一类是成矿期后断裂,此类断裂虽也具有张性特征,但对矿体形成破坏,如 F6走向 30°左右,倾向南东,倾角 80°以上,断裂带延长约 500 m,该断裂明显破坏Ⅶ号矿体,属成矿期后的断裂;第二类属于区内极少数的压扭型脆性断裂 (如 F7),断层走向 45°左右,倾向南东,倾角 60°,明显破坏矿区Ⅲ号矿带。

2.4 变质作用及围岩蚀变

矿区与矿化有关的变质作主要为区域变质作用、接触交代变质作用。区域变质作用使岩石经受了强烈的改组和改造,多表现为重结晶作用,形成绿泥石、绢云母等矿物。如泥质板岩多见有石英、绢云母化、绿泥石化等。接触变质作用主要表现为侵入体与围岩之间发生的接触变质作用,如大理岩化、矽卡岩化等。

矿区内硅化、绢云母化、褐铁矿化、黄铁矿化、矽卡岩化都和 Cu,Zn矿化有直接的关系。

2.5 矿区化探异常

2.5.1 矿区化探异常综述

拉屋矿区水系沉积物异常元素多,套合良好,异常分带明显,自西向东主成矿元素有高温成矿相到低温成矿相过渡的特征;矿区内各元素均具有三级异常分带(异常参数见表 1)。其中 Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag衬度均大于 2.5,均可能在有利地段富集成矿,而尤其 Cu、Pb、Zn面积也较大,和其他元素套合也十分良好,是矿区内最具成矿力的元素。矿区高中低温元素组合明显 (如 R谱型图所示),证明了区内热液活动的多期性;由 R谱型知,矿区成矿和异常分带,大致由内到外为 Cu、Bi、W-Pb、Zn、Sn-Ag、Sb、As,内外带分布的确定有利于分析矿(化)体的剥蚀程度。

矿区内Hg异常高值明显沿构造分布,说明 Hg是构造的示踪元素(见图 3)。

表1 拉屋矿区元素异常特征表Tab.1 Characteristics of elem ent anom alies in Lawu district 10-6

图 3 拉屋矿区水系沉积物R谱型图Fig.3 Element hierarchical diagram of R-type clustering

2.5.2 各异常简述

综合各元素的浓集度及异常套合情况,分别圈定有单元素三级异常浓度分带的 8处(各异常位置见图4)。现重点介绍HS3,HS4,HS6,HS7,HS8:

HS3为Mo,W,Cu,Bi,Au,Pb,As,Hg多元素综合异常,异常面积较大,约 1.20 km2。Cu,Mo,W,Bi,Au,As均元素发育三级异常,主要为高温异常组合,但同时也叠加低温相的Au,As等元素,说明该异常区以高温热液成矿作用为主,后期叠加低温热液成矿作用。F3,F17断裂带经过异常中心,在构造复合部位发现钼华和孔雀石。该异常确定为Mo,Cu矿 (化)体矿致异常。

图 4 西藏当雄县拉屋矿区水系沉积物异常综合图Fig.4 Comprehensive elem ent anomalies of drainage system sedi m ents in Lawu district

HS4位于 F6中,为 Pb,Zn,Cu,Au,Sb,Bi,As,Sn,Mo,Hg多元素综合异常,异常面积较大,约 1.5 km。Pb,Zn,Sn,As发育三级异常,主要为中低温组合,Pb,Sn,As的矿区峰值均在本异常区内,和Cu,Bi,Au,Sb等均有套合,说明区内成矿多期叠加。Sn的异常高值说明此处距花岗岩体较近,推测的构造 F16通过异常区。异常区内As与 Pb的标准值之比约等于 1,推测该矿 (化)体以 Pb为主要成矿元素,处于剥蚀初期。

HS6为 Cu,Bi,Pb,Zn,Sn,Au,Sb,As,Hg多元素综合异常,异常面积 0.25 km2。Cu,Zn,As发育三级异常,套合 Au,Ag,Bi,Sn,Pb等异常,套合度中等。

HS7为Au,Ag,Cu,Pb,Zn,Sb,As,Bi,Hg,W,Sn多元素综合异常,异常面积约 1 km2。Cu,Bi,Pb,Zn,Sn,As均发育三级异常,套合 Ag,Au,Sb,Hg等,套合良好,异常元素从中高温到低温都比较发育,Sn的高异常显示,本异常是花岗岩体的岩浆期后热液成矿引起,异常元素分带由内到外为 Cu,Bi-Pb,Zn,Sn-As,Sb,As与 Pb的标准数据之比大于 1,Pb与 Cu标准数据之比也大于 1,故该异常中,矿体还未剥蚀。异常区岩石以石榴石透辉石矽卡岩、粉砂质板岩、绢云板岩及花岗岩为主。构造破碎带发育,矽卡岩中常见孔雀石化、闪锌矿矿化。该异常为 Pb,Zn,Cu,Ag矿致异常。

HS8为Au,Ag,Pb,Zn,Sb,As,Pb,Mo,Hg多元素综合异常,异常未圈闭,异常面积大于1.5 km2。Au,Ag,Sb,As发育三级以上异常,异常显著,峰值突出,套合良好。该异常为低温元素组合,在异常南部发育二级 Sn异常,此异常应为日音拿岩体的期后热液在断裂构造附近富集成矿。

3 矿区成矿类型探讨

综合矿区地质及化探成果资料,认为拉屋铜锌矿区热液活动频繁,具有多期成矿的特征。区内成矿具有明显的分带性,以 F4为界,以西主要为高温成矿相,主要具有成矿潜力的元素为W,Mo,Cu;以东至日音拿冲沟主要为中—中低温成矿像,主要成矿元素为 Cu,Zn,Ag,伴生 Pb,Au,日音拿冲沟以东(如北东部 HS8异常)为低温相成矿,主要成矿元素为Ag,Au,伴生 Pb,Zn,Sb等。

3.1 斑岩-矽卡岩复合型铜钼多金属矿床

拉屋矿区 HS3异常,具有 Cu-Mo-Au组合为主的异常特点,其周围伴有 Pb-Zn-Ag-As-Sb组合异常,整个异常分布范围较大,元素异常套合很好,具有较好的浓度分带,浓集中心明显。

矿区主要断裂带 F3从此异常中心穿过,且在此区有一组近南北向的断裂与北西西向断裂带 F3交汇。在断裂破碎带上发现发以孔雀石为主的铜矿化及以钼华为主的钼矿化。

根据冈底斯成矿带各种矿床的成矿模式及上述地质化探异常特征,可以判定HS3异常区的成矿类型应为斑岩-矽卡岩复合型铜钼多金属矿床。虽地表出露岩性为砂岩、粉砂质板岩,但不排除此区深部有含矿的高温岩浆岩-云英岩化二长花岗岩或相应的斑岩体。

3.2 矽卡岩与热液复合型矿床

拉屋矿区的 HS4,HS6及 HS7号化探异常,在平面上表现为同一直线分布,其走向基本与已知的尼拢玛-拉屋断裂 (F3)平行,位置与所发现的 F16基本吻合。三个异常的元素组合均有 Pb,Zn,Cu,Au,Sb,Bi,As,Hg,仅 HS4异常位于 HS3异常的东北角,异常元素多了Mo元素;而 HS7异常位于日音拿岩体的接触带,异常元素有W及Ag。三个异常的异常元素从中高温到低温都比较发育,说明区内成矿多期叠加。此区由于地处日音拿岩体的(内)外接触带,同时又有区域性北西西向断裂带叠加,所以形成了矽卡岩热液复合型矿床。

4 成矿预测

按以上成矿模式及成矿类型,拉屋矿区找矿应具有很好的前景。

4.1 斑岩-矽卡岩复合型铜钼多金属矿

此类型矿是拉屋矿区找矿的重点,特别是化探HS3异常附近,异常套合好、异常明显,地质情况吻合,已发现了较好的矿化线索,是下部部署重型工程探矿的首选地区。预测此区深部有一定规模的斑岩型铜钼矿床或斑岩-矽卡岩复合型铜多金属矿床。

4.2 矽卡岩与热液复合型矿床

矽卡岩与热液复合型矿体是此区发现较多的矿体。矿区的 HS4,HS6及 HS7号化探异常,在平面上表现为近东西向直线分布,其走向基本与已知的尼拢玛-拉屋断裂 (F3)平行;此三个异常区附近有北西西向断裂带 (F16)通过,断裂带上取样结果显示铜、铅、锌、银等均达到最低工业品位要求。所以,在 HS4,HS6及 HS7号化探异常上找呈带状分布的囊状、透镜状或似层状矽卡岩与热液复合型矿体是今后找矿工作的另一重要方向。

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杜欣,刘俊涛,王亚平.2004.西藏拉屋铜铅锌多金属矿床地质特征及成因分析[J].矿产与地质,(5):410-419.

D iscussion aboutMetallogenicModel andMetallogenic Prognosis of Lawu Copper-Zinc Deposit in Xizang Dangxiong County

ZHANG Tong-lin1, L IJi-qiu1, YUAN En-hui2, ZHANGLi-hua3
(1.Henan Geologic Bureau ofNuclear Industry,Xinyang,HN 464000,China;2.Geologic PartyNo.1,Henan Geologic Ore ExploringOffice,Luoyang,HN 471023,China;3.Geologic PartyNo.311,Anhui GeologicOre ExploringOffice,Anqing,AH 246000,China)

Lawu Copper-Zinc deposit in XizangDangxiong County is located on Gangdisimetallogenic belt.every ore deposit on this belt,is distinguished into porphyry type、skarn type or structure-hydrothermal-solution type by its location of geological setting and genesisofore deposit.This article first Gangdesemetallogenic beltofmineralization modelwas introduced,and then proceed from the geological conditions,combined with geochemical results and ore mining geological conditions,the type oforeminingwere discussed to predict themineralization of this area Vision。The writers believe that this area of the ore types are combined porphyry and skarn-type deposits and skarn and hydrother mal deposits are t wo types of compound,which has the geochemical anomalies HS3 complex porphyry and skarn-type deposit characteristics,geochemical anomalies HS4,HS6,HS7 with skarn and hydrothermal deposits complex features.Two types of mineralization in the polymetallic copper and zinc mining area Lawu had good exploration prospects.

metallogenic model;composite deposit;metallogenic prognosis;Lawu copper-zinc deposit

P618.41;P618.43

A

1674-3504(2011)02-140-07

10.3969/j.issn.1674-3504.2011.02.007

2011-03-14

张同林 (1973—),男,地质工程师,长期从事有色金属及贵金属矿产勘查工作。