冈底斯成矿带林周县程巴矽卡岩铜多金属矿床特征：对藏南区域古新世铜矿床的找矿启示*

谢桂青 ，陈小龙，马龙敬，高 坡，左俊增，王晓青

（1 中国地质大学，科学研究院，北京 100083；2 中国地质科学院矿产资源研究所，自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；3 西藏金和矿业有限公司，西藏拉萨 850000；4 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083；5 长安大学，地球科学与资源学院，陕西西安 710054）

斑岩-矽卡岩-浅成低温铜金矿床的斑岩铜矿系统，为全球提供约75%铜、50%钼和20%金的资源/储量，其矿床模型与找矿勘查是国际矿床学界的关注热点(Sillitoe,2010)，它们主要形成与大洋俯冲相关的弧构造背景，也可以形成于后俯冲环境（Rich‐ard,2009）或大陆碰撞环境(Hou et al.,2015)，后者以特提斯成矿域中新世斑岩铜矿为代表，碰撞型斑岩铜矿床的成矿机制取得了重要进展（Wang et al.,2020）。已有研究表明，西藏冈底斯成矿带主要发育3 期金属矿床（图 1）（Mao et al., 2014; Hou et al.,2015; Tang et al., 2021），分别为侏罗纪（173~160 Ma）斑岩铜金矿床、古新世—始新世（65~50 Ma）斑岩钼矿床+矽卡岩铁铜矿床+矽卡岩-浅成低温热液铅锌矿床、中新世（26~12 Ma）斑岩-矽卡岩铜钼矿床+钼铜矿床，其中，古新世—始新世矿床贫铜的特征不同于第一和三期矿床，该期有关斑岩-矽卡岩铜矿的资料很少，仅在该带西部发现吉如斑岩铜矿床（郑有业等,2007），存在始新世（51~48 Ma）和中新世（15 Ma）两期矿化，以后者为主(Yang et al.,2016)。

冈底斯是一条重要的中新生代弧岩浆岩带，其中，古新世—始新世（60~40 Ma，峰值为（50±3）Ma）岩浆岩的空间分布范围最大，有大量的花岗质岩基和林子宗群火山岩，前者有大量岩浆混合作用形成的暗色微粒包体，与印度与亚洲大陆碰撞密切相关（Zhu et al.,2019），而有暗色包体的壳幔混源岩浆能否形成大、中型规模的斑岩-矽卡岩铜矿床一直是个未解之谜。冈底斯成矿带东部发现了程巴大中型矽卡岩铜多金属矿床（图1），赋矿地层与甲玛超大型矽卡岩型铜矿床一样，其石英矿脉中6 个辉钼矿加权平均Re-Os年龄为（58.5±0.3）Ma，为首例主碰撞造山期铜矿床（郑文宝等，2019）。最近，作者正在开展该矿床的解剖研究，新获得石榴子矽卡岩矿石中与黄铜矿共生的辉钼矿Re-Os年龄为（58.9±0.9）Ma，确定它形成于古新世，且在矿区东侧坑道发现含矿的花岗闪长岩。文章主要报道矿床地质、成矿岩体的岩相学、锆石U-Pb 年龄，探讨冈底斯成矿带古新世斑岩-矽卡岩铜矿床的找矿潜力。

冈底斯位于班公湖-怒江缝合带和印度河-雅鲁藏江缝合带之间，狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带和洛巴堆-米拉山断裂将该带分为北拉萨、中拉萨和南拉萨（Zhu et al., 2019）。冈底斯成矿带位于南拉萨地块和中拉萨地块（图1a）（Hou et al.,2015），南拉萨地块发育中侏罗世斑岩铜金矿床、古新世浅成低温铅锌矿床、中新世斑岩-矽卡岩铜钼矿床，以后者为主；中拉萨地块矿床组合较复杂，包括中新世斑岩-矽卡岩铜钼矿床+钼铜矿床、古新世—始新世斑岩-矽卡岩钼矿床+铅锌矿床+铁多金属矿床（秦克章等, 2008; Mao et al.,2014;Hou et al.,2015;Sun et al.,2017）。

程巴矽卡岩铜多金属矿床位于洛巴堆-米拉山断裂（LMF）南侧拉萨林周县江夏乡，2015 年提交矿区西部的资源储量核实报告（张晓晖等,2015），查明铜、钼、锌和银的资源/储量分别为 42.2 万 t、3.4 万 t、18.1万t、648 t，平均品位分别为1.29%、0.16%、3.9%、18.0×10-6，近年来，在矿区东部实施多个坑道发现了厚大的铜金矿体，由此可见该矿床为大型铜矿床、中型锌矿床和银矿床。到目前为止，该矿床的成矿机制研究程度很低，公开发表文献仅有2 篇，刘鹏辉（2015）介绍了该矿床地质特征，矿体呈透镜状产于下白垩统林布宗组砂岩和上侏罗统多底沟组大理岩之间硅钙界面及附近（图2），东部可见岩体与上侏罗统多底沟组的接触带存在大于15 m 矽卡岩和铜矿化；成矿元素在垂向上存在分带性，海拔4500 m 以上，以铜为主，伴生钼；海拔4500 m 以下，钼含量有所升高，局部形成铜钼共生矿体；海拔4200 m 以下，出现铋钨矿体（郑文宝等,2019）。

图1 拉萨地体构造分区简图(a)和冈底斯成矿带典型矿床分布图(b)(据Hou et al.,2015修改)BNSZ—班公湖-怒江缝合带；IYZSZ—印度河-雅鲁藏布江缝合带；SNMZ—狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带；LMF—洛巴堆-米拉山断裂；NLS—北拉萨地块；CLS—中拉萨地块；SLS—南拉萨地块Fig.1 Simplified tectonic framework of the Lhasa Terrane(a)and geological map of the Gangdese metallogenic belt to show distribution of major deposits(b)(modified after Hou et al.,2015),BNSZ—Bangonghu-Nujiang suture zone;IYZSZ—Indus River-Yarlung Zangbo suture zone;SNMZ—Shiquan River-NamuCuo ophiolite melange zone;LMF—Lobadui-Mila Mountain fault zone;NLS—Northern Lhasa terrane;CLS—Central Lhasa terrane;SLS—South Lhasa terrane

通过笔者初步的研究，该矿区在4690 m 中段平硐地表可见厚大的铜矿体，不同中段坑道中矽卡岩组合类型多样，存在石榴子石矽卡岩（图3a）、硅灰石矽卡岩（图3b），绿泥石和绿帘石退化蚀变明显，辉钼矿和黄铜矿呈浸染状产于不同类型矽卡岩或呈石英脉穿切矽卡岩（图3b），可见磁黄铁矿与黄铜矿共生（图3c）。矿区东部4497 m 中段平硐最东端可见蚀变弱且未风化的花岗闪长岩（图2），岩体与地层之间存在不同类型矽卡岩组合和铜金矿体，暗示该岩体是程巴成铜矿岩体。花岗闪长岩由自形角闪石（10%）、黑云母（5%）、斜长石（45%）、钾长石（15%）、石英（20%）组成，可见少量的绿泥石化蚀变（图3d）。作者选择了矿区东部4497 m 中段新鲜的花岗闪长岩为测年对象（图2），该岩石中锆石呈长柱状和短柱状，阴极发光图像上有明显的环带结构，获得25个锆石测点的Th/U 比值介于0.4~0.8之间，206Pb/238U的加权平均年龄为（57.6± 0.4）Ma（MSWD=0.7）（图4），与辉钼矿Re-Os 年龄在误差范围一致。该矽卡岩铜多金属矿床的成矿时代与冈底斯成矿带矽卡岩铅锌矿床（如亚贵拉, 63Ma）、矽卡岩铁矿床（如恰功,67 Ma;江嘎,65 Ma和加拉普,63 Ma）、矽卡岩铁铅锌矿床（勒青拉,59 Ma）和沙让斑岩钼矿（52 Ma）（图1）成矿时代基本类似（Zheng et al.,2015;次仁拉姆等，2021）。

图2 冈底斯成矿带林周县古新世程巴矽卡岩铜多金属矿床A-B剖面图及样品位置Fig.2 Cross-section A-B of the Paleocene Chengba copper polymetallic skarn deposit in Linzhou County,Gangdese metallogenic belt,showing locaitons of the samples

近年来，在冈底斯成矿带西部中拉萨地块林子宗群火山岩底部古新世典中组发现中大型斯弄多浅成低温铅锌银金矿床和纳如松多隐爆角砾岩型铅锌矿床，它们形成于古新世（62~58 Ma）。唐菊兴等（2017）提出冈底斯成矿带西部（谢通门以西）（（图1b）林子宗群典中组分布区，有利于寻找斑岩-浅成低温热液型铜多金属矿床。最近，Yang 等（2020）认为斯弄多矿床为中硫型浅成低温铅锌银金矿床。通过初步研究，文章提出冈底斯成矿带东部具有寻找古新世斑岩-矽卡岩铜矿床的潜力，特别是林子宗群火山岩和中酸性小岩体同时出露地区，得到以下的证据佐证：

（1）由图3d 可知，程巴成矿古新世花岗闪长岩可见自形角闪石早于斜长石，与驱龙超大型斑岩铜矿床成矿花岗闪长斑岩的岩相学类似，暗示它们岩浆具富水特征（Wang et al.,2014）；

（2）程巴矽卡岩铜多金属矿床与甲玛超大型矽卡岩型铜矿床距离仅30 km（郑文宝等,2019），位于南拉萨地块，两者赋矿地层（图2）类似；程巴矽卡岩铜矿区普遍存在石榴子石矽卡岩、硅灰石矽卡岩（图3a、b），成矿元素以铜、锌、银为主，伴生金、铋、钨，存在成矿元素分带性，两者矿床的蚀变类型、成矿元素组合和分带特征类似；

（3）程巴矽卡岩铜多金属矿的成岩成矿时代与林子宗群典中组安山岩-英安岩（60~58 Ma）在误差范围一致，典中组火山岩形成于新特提洋俯冲的陆缘弧环境（Zhu et al., 2019）。程巴古新世成矿花岗闪长岩锆石的Hf 同位素初始值为正值（εHf(t)=+5.3~+8.4，25 个数据平均+6.7），暗示岩浆源于地幔或新生下地壳。冈底斯成矿带东部古新世—始新世与中新世的岩浆岩具有类似的相对亏损Hf-Nd 同位素特征，两者在东经91° Hf-Nd 同位素最亏损（Luo et al., 2021）。沉积地层古高度的研究暗示，60~40 Ma冈底斯成矿带东部存在安第斯型俯冲造山（Ding et al.,2014），是形成斑岩铜矿系统的有利构造背景。

图3 冈底斯成矿带林周县古新世程巴矽卡岩铜多金属矿床矿化蚀变和成矿岩体的主要特征a.石榴子石矽卡岩，可见黄铜矿呈浸染状或脉状分布(CB2为样号，位置见图2，以下类同)；b.磁黄铁矿和黄铜矿、闪锌矿共生(反射光，CB19)；c.硅灰石矽卡岩被石英-方解石-黄铜脉穿插(正交偏光，CB15)；d.成矿花岗闪长岩由自形角闪石、斜长石和石英组成(单偏光，CB)Grt—石榴子石；Qtz—石英；Wo—硅灰石；Amp—角闪石；Cal—方解石；Pl—斜长石；Py—黄铁矿；Po—磁黄铁矿；Sp—闪锌矿；Ccp—黄铜矿Fig.3 Representative microphotograph images of mineralization,alteration and intrusion for the Chengba copper polymetallic skarn deposit in Linzhou County,Gangdese metallogenic belta.Garnet skarn,with disseminated or veine-typed chalcopyrite(CB2 is the sample number,and the location is shown in Fig.2);b.Pyrrhotite co-existing with chalcopyrite and sphalerite(reflected light,CB19);c.Wollastonite skarn interspersed by quartz-calcite-chalcopy‐rite veins(cross-polarized light,CB15);d.The metallogenic granodiorite composed of euhedral amphibole,plagioclase and quartz(reflected light,CB)Grt—Garnet;Qtz—Quartz;Wo—Wollastonite;Amp—Amphibole;Cal—Calcite;Pl—Plagioclase;Py—Pyrite;Po—Pyrrhotite;Sp—Sphalerite;Ccp—Chalcopyrite

需要指出，该矿床的解剖研究刚开始，需要更多证据验证和完善，此矿床的深入地研究具有重要的科学和找矿实践意义，古新世斑岩-矽卡岩铜矿床是探讨冈底斯成矿带侏罗纪俯冲型与中新世碰撞型铜矿床之间联系的理想对象。

致 谢野外工作得到林周县江夏乡财胜矿业有限公司陈飞总经理、张志工程师的大力帮助，孙衍东博士生和吴洪焱本科生参与样品处理和绘图工作，成文过程中多次与李金祥、王瑞、孙祥、郑远川多次交流，两位审稿专家提出宝贵的修改意见，在此一并致谢。

附中文参考文献

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刘鹏辉.2015.西藏林周县程巴铜多金属矿床地质特征及成矿条件研究[J].河南科技,569(8):80-82.

秦克章,李光明，赵俊兴，李金祥,薛国强，严刚，粟登奎，肖波，陈雷，范新.2008. 西藏首例独立钼矿——冈底斯沙让大型斑岩钼矿的发现及其意义[J].中国地质,35(6):1101-1112.

唐菊兴,王勤,杨欢欢,高昕,张泽斌,邹兵.2017.西藏斑岩-矽卡岩-浅成低温热液铜多金属矿成矿作用、勘查方向与资源潜力[J].地球学报,38(5):571-613.

张晓晖,刘宏信,陈飞,章强,张志,冉鸿,姜猛.2015.西藏自治区林周县程巴矿区铜多金属矿资源储量核实报告[R],1-129.

郑文宝,丁帅,李盛俊,冷秋锋,李超,王豪,李茂田,戴成龙.2019.西藏冈底斯北带首例主碰撞造山期铜矿—林周县程巴矽卡岩型铜矿床地质特征、辉钼矿Re-Os 同位素年龄及成矿意义[J].地质学报,93(2):459-469.

郑有业,多吉,张刚阳,高顺宝,樊子珲.2007.西藏吉如斑岩铜矿床的发现过程及意义[J].矿床地质,26(3):84-88.