藏南古堆地区金锑多金属矿床形成深度及找矿潜力分析

许云鹏

(辽宁省第四地质大队有限责任公司，辽宁 阜新 123000)

0 引言

青藏高原被称之为世界的屋脊，是65 Ma以来由印度板块与欧亚板块发生碰撞的结果[1]，在印度板块与亚洲板块陆-陆碰撞造山过程中常伴有大规模的成矿作用[2-3]，致使在藏南地区形成了众多独具特色的金锑多金属矿床。郑有业等[4]将藏南金锑多金属矿床划分为Au-As-Sb、W-Sb-Au-As，Au-Sb、Sb等成矿系列，这些矿床的分布与区域内EW向展布的穹窿构造密切相关[5-7]，此外穹窿构造内常保存着大陆碰撞后青藏高原中下地壳的构造变形、陆壳深熔作用等重要信息[8]，因此藏南地区已成为国内外学者研究的热点地区，并且在拆离构造、变质核杂岩、矿床成因等方面的研究已取得了重要成果[9-12]。目前在藏南古堆地区已发现众多典型金属矿床[13]，如查拉普金矿床、马扎拉金锑矿床、扎西康铅锌多金属矿床、柯月铅锌矿床、索月铅锌矿床等，因此古堆地区是藏南最具找矿潜力的矿产富集区。

近些年，前人曾对区域内单个矿床的成矿地质特征、成矿条件、成岩成矿时代、地球化学特征等方面做了大量的研究工作，但对于藏南古堆地区典型金锑多金属矿床的成矿深度及找矿潜力评价等方面的研究较为薄弱，因此，本文以古堆地区典型金锑多金属矿床为研究对象，重点研究矿床的成矿深度以及对研究区找矿潜力进行系统分析。运用矿石样品中的流体包裹体数据计算典型金锑多金属矿床的成矿压力及成矿深度，并对研究区内出露的地层、构造、岩浆岩进行分析，系统评价研究区找矿潜力，以便为在该区内实现找矿突破有所启发。

1 成矿地质背景

藏南古堆地区位于青藏高原南部、北喜马拉雅成矿带的中东段，属于喜马拉雅—冈底斯地层大区中的喜马拉雅地层区、康马—隆子地层的分区，其北邻雅鲁藏布江缝合带，Aitchison et.al[14]认为该缝合带是印度板块与欧亚板块的碰撞边界。区域断裂构造较发育，NWW向的拉孜—邛多江断裂是藏南多岛弧盆系中的一个深大断裂，并被认为是与雅鲁藏布江缝合带大致平行的又一条缝合带，以此为界在晚三叠世，藏南地区出现两种类型的古大陆边缘，即① 康马—隆子被动大陆边缘；② 仲巴—曲松活动大陆边缘。由于藏南地区经历了由泛大陆→大陆裂谷→统一的被动大陆边缘变化过程[4]，在此构造背景下，区域内以NWW向拉孜—邛多江缝合带、近EW向绒布生长及洛扎生长断层、近SN向勒金康桑以及洞嘎断裂围限，构造了区域羊卓雍错—哲古错断陷盆地(图1a)。由于受陆陆碰撞的影响，区域内发生了大规模的岩浆活动以及多种形式的伸展构造[15]，这为藏南地区成矿提供了热动力和物质来源，进而奠定了良好的构造-岩浆-成矿地质基础，形成了著名的藏南金、金锑成矿带。区域内出露的地层以新特提斯洋盆充填地层为主，从古生代至新生代的沉积岩、火山碎屑岩均有出露，并以中生代地层较发育，岩石类型有泥质砂岩、砂页岩、碳质板岩等。该地层具有典型的被动陆缘沉积特征，并且是藏南地区Au、Au-Sb、Sb矿床的容矿围岩[5]。区域内变质核杂岩较发育，主要有然巴变质核杂岩、邛多江变质核杂岩(又称之为“也拉香波穹窿”)等，其中邛多江核杂岩又由倾日、打拉、仲格耐3个核杂岩体组成[16]。变质核杂岩主要是由伸展构造以及由下盘的片麻岩、片岩和上盘的表壳岩层组成的岩石组合而成。区域内发育的穹窿构造是由地壳收缩与伸展共同作用的产物，并且发育于深部逆冲断层断坡或双重构造[17]，其中康马穹窿是北喜马拉雅穹窿带中较大的穹窿，穹窿核部为浅色花岗岩，外部为变形的片麻岩，片麻岩上覆变质程度相对较低的古生代—新生代特提斯喜马拉雅沉积岩系[18]。区域内花岗岩体主要沿变质核杂岩的核部侵入，花岗岩的侵入主要与藏南拆离系(STDS)的伸展减压作用引起中上地壳部分熔融密切相关[19-21]。戚学祥等[22]对打拉花岗岩进行锆石U-Pb测年，结果显示花岗岩体的年龄值为(44.31±0.36)Ma。

2 研究区地质特征

研究区内出露的地层有古生界、中生界、新生界(图1b)，其中中生界包括三叠系、侏罗系、白垩系，新生界主要为第四系。区内古生界主要为曲德贡岩组，分布于研究区北部打拉岩体的周边，其岩性为变质程度相对较低的板岩、变质砂岩。中生界的三叠系仅见上三叠统涅如组(T3n)，广泛分布于古堆—隆子逆冲推覆断裂的北部，而位于该断裂南部的地层主要为下侏罗统日当组(J1γ)、中侏罗统遮拉组(J2z)、上侏罗统维美组(J3w)、下白垩统甲不拉组(K1J)。从区内金属矿床的产出层位看，上三叠统涅如组与下侏罗统日当组为重要赋矿层位。上三叠统涅如组主要岩性为绢云母粉砂质板岩、泥晶灰岩、泥质砂岩以及变质程度较低的长石石英砂岩，岩石普遍含有相对较高的碳质。下侏罗统日当组主要岩性以绢云母粉砂质板岩、粉砂岩、页岩为主，并夹有少量生物灰岩。板岩中碳质含量较高，与下伏三叠世涅如组为整合接触。区内构造活动较强烈，由于受三叠纪以来雅鲁藏布洋盆的扩张-消减-闭合、碰撞造山以及后期陆内造山阶段逆冲推覆和拆离作用的影响，使区内呈现出构造样式具有多样性，多表现为一系列的近EW向、SN向、NW向及NE向断裂构造，并且断裂具有明显的分枝、复合现象。区内基性—酸性岩浆岩分布广泛，其中基性—中基性岩石类型主要有辉绿岩、闪长岩等，常以脉状侵位于三叠世—早白垩世地层中。区内的淡色酸性花岗岩体，分布于研究区北部(称为“打拉变质核杂岩”)，其岩石类型主要以二云母花岗岩、二长花岗岩为主。区内产出的典型金属矿床成因类型有卡林型金矿(查拉普金矿)、沉积-构造-热液型(扎西康铅锌多金属矿)、沉积—次火山岩浆热液叠加改造型(马扎拉金锑矿)。

图1 藏南古堆地区地质矿产略图Fig.1 Geological outline map of mineral resources in Gudui area，South Tibet

3 典型矿床地质特征

3.1 查拉普金矿床

查拉普金矿位于古堆地区打拉变质核杂岩的东部(图2)。矿区内赋矿围岩为上三叠统涅如组，该组地层为一套产于次深海—深海环境的黑色岩系，其岩性主要以碳质板岩、砂质板岩为主。矿区内近EW向断裂为主要的控矿构造，该断裂产于碳质板岩和砂质板岩地层层间，其总体走向与地层走向相一致，主体倾向N，局部倾向S。

图2 查拉普金矿区地质简图Fig.2 Geological sketch map of Chalapu gold mining area

目前矿区内共发现10条矿带，14条金矿体。其中Ⅱ号矿带规模最大、储量最多。Ⅱ号矿带长2100 m，宽度介于3.0～12.0 m之间，Ⅱ号矿带由Ⅱ1～Ⅱ7矿体构成，其中Ⅱ1矿体为区内规模最大的金矿体，长1510.0 m，厚度介于1.5～2.4 m之间，平均厚度达4.5 m，呈似层状产出，矿体西段的走向77°，倾向NNW，倾角为20°～52°，矿体东段走向为68°，倾向NNW，倾角介于25°～35°之间，矿石Au品位一般在1.03×10-6～12.7×10-6之间，最高品位达46.1×10-6。

矿石类型主要为蚀变岩型，矿石结构有粒状、草莓结构及包含结构等。矿石构造以浸染状为主。金属矿物主要为黄铁矿、毒砂，其次为辉锑矿，少量的闪锌矿、黄铜矿、方铅矿。非金属矿物主要有石英、白云母、绢云母、绿泥石、方解石。

矿区内发育的毒砂矿化、黄铁矿化、硅化与金矿化关系密切，矿化主要发育于构造破碎带及其两侧。

3.2 马扎拉金锑矿床

马扎拉金锑矿床位于古堆地区打拉变质核杂岩的西南部(图3)。矿区内赋矿围岩为下侏罗统日当组灰黑色板岩、粉砂岩及灰岩。NW向复式背斜和一系列NW向、EW向、NE向及近SN向断裂构造较发育。在背斜两翼及核部常见有次级小褶皱，并发育节理和层间裂隙构造，是矿区金锑矿(化)体主要的导矿、容矿构造，矿体的产出严格受复式褶皱内部的层间破碎带控制。

区内主要有四个矿群(即Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅷ矿群)，其中Ⅷ号矿群矿体的规模大，金锑品位高。Ⅷ号矿群位于矿区南部的马扎拉倾伏背斜南西翼，其长度为420 m，宽度为140 m，由2条金锑矿体组成，其中Ⅷ1矿体是矿区内规模最大的矿体。矿体均呈脉状、透镜状等产于NE向断裂构造破碎带中。单矿体长度介于40～147 m，厚度介于0.27～4.6 m，倾斜延伸达50 m。矿脉内见有团块状辉锑矿以及呈不规则状明金。矿石中的金品位介于1×10-6～43.13×10-6之间，最高达800×10-6；锑品位为24.63%～25.22%。

矿石类型有石英脉型和蚀变岩型，矿石结构主要有结晶结构、交代结构、压力结构。矿石构造有浸染状、脉状、网脉状、团块状及晶洞构造。金属矿物主要为辉锑矿、黄铁矿、毒砂，其次为褐铁矿和极少量的方铅矿，脉石矿物以石英、方解石为主，其次为绢云母、白云母、绿泥石等。矿区内发育的硅化、黄铁矿化、辉锑矿化、毒砂矿化与金锑矿化关系较密切。

图3 马扎拉金锑矿床地质简图Fig.3 Geological sketch map of Mazara Au-Sb deposit

3.3 扎西康铅锌多金属矿床

矿床位于近EW向羊卓雍—拿日雍复式向斜的东南端北翼(图4)，矿区内主要赋矿围岩为下侏罗统日当组黑色页岩、钙质页岩。区内断裂构造较发育，共有十余条近平行的NNE向、SN向断裂构造，其中F6和F7断裂为区内主要控矿构造，分别控制Ⅳ号矿体和Ⅴ号矿体。

矿区内共有9条铅锌多金属矿(化)体，其中有6条矿体(即Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号、Ⅴ号、Ⅵ号矿体)赋存于SN向断裂破碎带中，3条矿体(即Ⅶ号、Ⅷ号、Ⅸ号矿体)赋存于NE向断裂破碎带中。Ⅴ号矿体是区内最大的矿体，赋存于近SN向F7断裂带中，呈层状、似层状产出，主矿体大部分埋藏于地表以下，矿体总长度大于800 m，而地表出露长度小于50 m，矿体垂向延深达383 m。矿体倾向介于265°～270°之间，倾角介于50°～58°之间。

矿石类型有角砾状矿石、脉状—网脉状矿石。金属矿物有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉锑矿、毒砂，其次为黄铜矿、铅锑硫盐矿物。脉石矿物主要为石英、菱锰矿。矿石结构有粒状结构、交代结构。矿石构造主要有浸染状、脉状、网脉状、角砾状构造。

图4 扎西康铅锌多金属矿床地质简图Fig.4 Geological sketch map of zhaxikang Pb-Zn polymetallic deposit

矿区内黄铁矿化、硅化、毒砂化与铅锌锑矿化关系较为密切。黄铁矿化主要分布于断裂带中及日当组砂岩中。硅化主要分布于断裂带中，呈白色、浅黄色石英脉状产出，其中浅黄色石英脉主要与辉锑矿、方铅矿成矿关系较为密切。毒砂矿化呈浸染状、菱形状分布于断裂带中，常与辉锑矿、闪锌矿、方铅矿等紧密共生。

4 金锑多金属矿床成矿深度

4.1 成矿流体来源

前人[6，16，23]对藏南古堆地区金锑多金属矿的成矿流体做了大量的研究工作，据氢氧同位素研究显示，查拉普金矿床含金石英脉流体包裹体δDH2O值介于-124‰～-68‰之间，δ18OH2O值介于-1.76‰～9.7‰之间，在δD‰ - δ18OH2O‰图解中显示成矿流体主要分布于建造水区域内，仅有3件样品分布于变质水与建造水之间(图5a)，其成矿流体总体上具有从变质水向建造水演化的特征。马扎拉金锑矿床含金石英脉流体包裹体δDH2O值介于-138‰～-63‰之间，δ18OH2O介于7.84‰～14.91‰之间，其成矿流体分布在建造水与岩浆水-变质水之间，表明矿床的成矿流体具有建造水、变质水混合特征。扎西康铅锌多金属矿床含金石英脉流体包裹体δDH2O值介于-165‰～-138‰之间，δ18OH2O介于-13.7‰～12.5‰之间，其成矿流体以西藏地热水与建造水经不同程度混合为主。另据前人[16，24]对查拉普金矿、马扎拉金锑矿及扎西康铅锌多金属矿的氦氩同位素研究显示(图5b)，区内典型矿床中的样品值均投在大气饱和水与地壳流体区域之间，部分样品落入地壳流体范围内，总体表明藏南古堆地区成矿流体主要为地壳流体，并混有大气饱和水。

4.2 成矿压力和成矿深度的估算

图5 成矿流体氢氧同位素组成及矿物流体包裹体R/Ra - 40Ar/36Ar图(数据来源于文献[6，16，23]；图5a中的岩浆水、变质水、建造水、西藏地热水范围分别引自文献[25-28])

据表1显示，查拉普矿区内蚀变岩型矿石和含金石英脉样品中的包裹体均一温度范围介于164°C～308°C之间，流体包裹体盐度w(NaCleq)为2.7%～9.3%，密度在0.77 g/cm3～0.99 g/cm3之间。马扎拉矿区内含金辉锑矿石英脉样品中的不同类型包裹体均一温度范围在134°C～324°C之间，流体包裹体盐度w(NaCleq)为0.41%～7.81%，密度在0.76 g/cm3～0.96 g/cm3之间。扎西康矿区内的闪锌矿-铁锰碳酸盐脉闪锌矿和菱锰矿中的流体包裹体具有相近的均一温度，且温度介于225°C～276°C之间，其盐度为8.0%～12.51%，密度在0.88 g/cm3～0.93 g/cm3之间。

关于金属矿床成矿深度的判别、影响矿床形成深度的重要因素等问题的阐明，将使深部找矿及成矿预测建立在地质-地球化学的基础理论之上，这会极大地提高找矿效果。目前利用流体包裹体测温数据估算成矿压力的方法较为繁多[33-34]。本文运用Flincor软件中的Brown and Lamb公式计算流体包裹体的捕获压力，求得查拉普金矿的成矿压力为14.2 MPa～26.7 MPa；扎西康铅锌多金属矿的成矿压力为23.8 MPa～29.2 MPa；马扎拉金锑矿的成矿压力为10.1 MPa～24.4 MPa。对于成矿深度的计算目前最常用的方法是利用流体包裹体捕获压力估算成矿深度，孙丰月等[31]拟合了一组流体压力-深度关系式，并认为当流体压力小于40 MPa时，可用静水压力梯度计算成矿深度，即用压力除以静水压力梯度(10 MPa/km)，根据关系式求得查拉普金矿的成矿深度为1.4～2.7 km，马扎拉金锑矿的成矿深度为1.0～2.4 km；扎西康铅锌多金属矿的成矿深度为2.4～2.9 km。

5 找矿潜力分析

藏南金锑多金属矿床多数赋存于晚三叠世、早中侏罗世及早白垩世等特定时代的地层中，这些特定时代的赋矿地层发育背景与藏南地区中生代以来多阶段的伸展运动密切相关[35]。本次工作对研究区内各地层进行取样，运用拣块法采集新鲜岩石，对185件样品进行光谱分析，结果显示，研究区内上三叠统涅如组中w(Au)的平均值为2.39×10-9，较高于藏南壳体Au的丰度值(1.69×10-9)；w(Sb)的平均值为1.39×10-6，远高于藏南壳体Sb的丰度值(0.16×10-6)，区内查拉普金矿床便产于上三叠统涅如组中，并且在该组内还发现多处金矿床(点)。下侏罗统日当组中w(Pb)的平均值为21.89×10-6，远高于藏南壳体Pb的丰度值(6.5×10-6)；w(Zn)的平均值为79.93×10-6，高于藏南壳体Zn的丰度值(66×10-6)；w(Sb)的平均值为0.93×10-6，较高于藏南壳体Sb的丰度值(0.16×10-6)，扎西康、马扎拉等多金属矿床产于该组中。认为研究区内上三叠统涅如组和下侏罗统日当组为金属矿床的形成提供了部分物源，是重要的“矿源层”。但另一种解释是在成矿期，由于构造-热液活动的叠加，深部岩浆热液上侵将成矿元素带入到赋矿地层中。无论哪种情况，都表明该地区是成矿的有利地段。

表1 古堆地区典型金锑多金属矿流体包裹体测温数据Table 1 List of temperature data for fluid inclusions of typical Au-Sb polymetallic deposits in Gudui area

研究区内岩浆岩分布较为广泛，且种类繁多，主要岩石类型有花岗岩、辉绿岩、辉长岩等。戚学祥等[22]通过对区内打拉花岗岩的成岩年龄进行测试，获得其年龄为(44.31±0.36)Ma。张刚阳[16]对研究区外围南部的错那洞淡色花岗岩体进行成岩年龄测试，获得成岩年龄为20.91 Ma。藏南地区辉绿岩、辉长岩等基性岩类的成岩年龄主要集中在131～138 Ma之间[36-39]。前人对区内典型金属矿床的成矿年龄进行测年研究，结果表明马扎拉金锑矿床的成矿年龄为21.2 Ma[40]；扎西康铅锌多金属矿床及柯月锌多金属矿床的成矿时限在18.3～23.3 Ma[16，41]，上述矿床的成矿年龄与研究区外围错那洞淡色花岗岩体的成岩年龄相近。位于打拉花岗岩体东侧的查拉普金矿床成矿年龄为42 Ma[42]，其成矿年龄与打拉花岗岩体成岩年龄相近。从上述测年结果看，金锑多金属矿的成矿时间与基性岩形成的时间存在明显差异，而与花岗岩体的成岩年龄相近，表明古堆地区金锑多金属矿床的形成多与花岗岩体密切关系，并且经取样分析结果显示，打拉花岗岩体中w(Au)的平均值为4.63×10-9，是藏南壳体丰度值(1.69×10-9)的2.7倍，w(Pb)的平均值为46.5×10-6，是藏南壳体丰度值(6.5×10-6)的7.2倍，w(W)的平均值为128.91×10-6，是藏南壳体丰度值(0.92×10-6)的140倍，表明打拉花岗岩体中Au、Pb、W等元素含量较高，为金多金属矿床的形成提供了先决条件。

藏南地区由于经历了挤压、伸展等构造变形作用，区域内形成的近EW向、SN向断裂多为区域性深大断裂，而区域深大断裂又是深部含矿热液活动的通道和聚集场所，含矿热液在上侵过程中与大气饱和水混合并与围岩发生反应进而萃取成矿物质，在成矿有利部位聚集成矿。区内典型金锑多金属矿床在空间尺度上的展布多与区域近EW向断裂密切相关，局部地段矿床受SN向张性断裂控制。如近EW向区域深大断裂控制着查拉普金矿床等；SN向断裂主要控制扎西康、柯月、桑日则、索月等矿床的产出和分布。

由于藏南地区在挤压、伸展等构造作用下，导致区域内发生强烈的构造-热液活动，而构造-热液活动乃是金锑多金属矿形成的基础[43-44]，考虑到研究区内产有典型的查拉普、马扎拉、扎西康等大型金锑多金属矿床，其分布规律具有由北向南(即从打拉变质核杂岩向外测)依次为金矿-金锑矿-铅锌银多金属矿的分布特征(图1b)，这一分布规律为下一步找矿工作提供了参考性思路。

6 结论

1)藏南古堆地区金锑多金属矿床成矿时间多集中在18.3～24.2 Ma、42 Ma之间，与区内花岗岩体的成岩时间相近，并且花岗岩的侵入为矿床的形成提供了先决条件。区内上三叠统涅如组和下侏罗统日当组为重要赋矿层位，金锑多金属矿体主要受近EW向、SN向、NW向断裂控制；

2)H-O同位素及He-Ar同位素研究表明，区内成矿流体主要为地壳流体，并混有大气饱和水。流体包裹体研究表明，金锑多金属矿床的成矿压力为10.1 MPa～29.2 MPa、成矿深度介于1.0～2.9 km之间；

3)研究区内金锑多金属矿床的空间分布规律，具有从北向南(即从打拉变质核杂岩向外测)依次为金矿-金锑矿-铅锌银多金属矿的分布特征，这一分布规律为今后在该区内实现找矿新突破提供了参考依据。