陈伟,宋扬,刘青枰,张建珍,孙渺,宋壮壮,刘腾飞,王强,俞嘉嘉,李阳,刘畅
(1中国地质科学院矿产资源研究所,自然资源部成矿作用和资源评价重点实验室,北京 100037;2中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083;3河北省区域地质调查院,河北 廊坊 065000;4成都理工大学地球科学学院,四川 成都 610059)
青藏高原以盛产砂金而著名,自1918年崩纳藏布砂金矿被发现以来,西藏砂金矿的开发历史已经超过一百年,悠久的淘金史与找矿史预示该区金找矿潜力巨大(唐菊兴等,2017)。青藏高原中部(班公湖-怒江洋结合带和洛巴堆-米拉山断裂之间)发育南、北2条的金矿化带,北带主要沿着班公湖-怒江结合带分布,金矿主要沿着班公湖-怒江蛇绿岩混杂带分布产出,发育有商旭、拉嘎、达查、纳玛、怎色乌、索曲、补曲勒、扎异回马、唐杂、西崖垄、三宫、拉麻和尕里沟等金矿床(图1,黄瀚霄等,2016;方向等,2020;Fang et al.,2020a;2020 b);金矿化南带主要产于中拉萨地体中部(隆格尔-念青唐古拉复合古岛弧带),包括有西藏最大的砂金矿崩纳藏布(砂金储量超过13 t;王春宏等,2006),此外还包括种弄、折弄拉、孙纳、格弄、鸡弄岩、色布拉、茶欧穷、天宫尼勒、格嘎村、松多、知给码、邦着等金矿(化)点。藏北地区金矿(点)虽星罗密布,但这些金矿床主要以砂金矿和小型岩金矿(化)点为主,岩金找矿工作尚未取得重要突破,同时砂金矿的源区也一直是广大地质工作者亟待解决的重要科学问题。
青藏高原幅员辽阔,是特提斯洋构造体系中的重要组成部分,发育古、中、新特提斯洋(Gehrels et al.,2011),经历了特提斯洋的俯冲消亡、拉萨地体与羌塘地体的碰撞、亚洲大陆与印度大陆的碰撞-伸展等一系列复杂的构造演化历史。唐菊兴等(2012)按照矿床成矿系列理论,系统总结了冈底斯成矿带、班公湖-怒江成矿带、藏南北喜马拉雅成矿带的矿床成矿系列和区域成矿谱系,并提出班公湖-怒江成矿带包括与早白垩世岛弧型中酸性岩有关的铜、金、银、铅锌矿床成矿亚系列以及冈底斯成矿带与侏罗纪岛弧型中酸性岩有关的铜、金、银、铅锌矿床成矿亚系列,是西藏最具潜力的斑岩型-浅成低温热液型铜金矿床的矿床成矿系列(唐菊兴等,2014)。基于此,中国地质科学院矿产资源研究所藏西北铜多金属资源基地综合调查评价项目于2020~2021年在西藏尼玛县当惹雍错西侧地区开展了1∶5万矿产地质调查工作,发现了鑫龙金矿,该金矿矿体地表出露规模大,矿石品位高,成矿潜力巨大。鑫龙金矿的发现对于藏北岩金矿的找矿工作具有重要的勘查实践及理论指导意义。
近些年,随着对班公湖-怒江洋演化的认识,班公湖-怒江洋双向俯冲的观点也被众多学者接受(Qu et al.,2012;Zhu et al.,2016)。狭义的班公湖-怒江成矿带仅包括缝合线中的蛇绿混杂岩带,而广义的班公湖-怒江成矿带还包括缝合线南北两侧与班公湖-怒江洋俯冲、碰撞、碰撞后及陆内伸展作用有关的岩浆岩区(Geng et al.,2013;宋扬等,2014),因此,班公湖-怒江成矿带介于龙木错-双湖蛇绿混杂岩带与洛巴堆-米拉山断裂(图1),其范围包括南羌塘地体南缘、班公湖-怒江缝合带、中北拉萨地块的部分区域,东西跨度达2000余km,面积约49万km2(宋扬等,2014)。
鑫龙金矿位于班公湖-怒江成矿带的南缘,中拉萨地体的中部(图1)。中拉萨地体北部的岩浆岩主要为晚侏罗世—早白垩世则弄群火山岩(朱第成等,2008),南部主要为古新世—始新世末期林子宗群火山岩(马绪宣等,2020)。中拉萨地体中部为东西向延伸的隆格尔-念青唐古拉断隆,该断隆带主要出露古生代地层,包括石炭系永珠组、上石炭统—下二叠统拉嘎组和上二叠统下拉组等,该断隆带断续产出,在部分位置被晚期南北向裂谷或火山岩错断或覆盖,前文中所述的青藏高原中部金矿(化)南带主要沿着这条断隆带分布产出。
矿区内出露的地层主要为晚古生代拉嘎组、昂杰组和早白垩世则弄群扎列拿组火山岩(图2)。拉嘎组主要分布在矿区的中北部,岩性为灰黑色、深灰色粉砂岩夹细砂岩、含砾粉砂岩,岩石普遍发育褐铁矿化(图3a、b);昂杰组主要分布在矿区的东南部,为一套泥质粉砂岩夹灰岩组合。则弄群扎列拿组火山岩分布在矿区的西南部和东南部,为一套安山质、英安质、流纹质熔岩及相应的火山碎屑岩组合,岩石普遍发育硅化和褐铁矿化(图3c、d),其角度不整合覆盖在拉嘎组细碎屑岩之上,是矿区主要的赋矿地层。
矿区东北部出露一套花岗斑岩,其以小岩株形式侵位于拉嘎组中。矿区内近东西向断裂发育(F1),为区域上主要的构造方向,此外还发育有北东向(F2)和北北西向断裂(F3、F4、F5、F6),其中,北北西向断裂为主要的控矿构造。矿区构造破碎严重且破碎带内硅化蚀变强烈,为金成矿作用提供了有利条件(图2)。
矿体主要产于则弄群扎列拿组火山岩中的北北西构造破碎带内(图2),赋矿围岩主要为强硅化的构造蚀变岩,地表发育较强的孔雀石化(图4a~d)。通过1:10 000地质填图,矿区内共发现10处矿化露头,分别标注为Au-Cu矿化露头1-10(图2),其中Au-Cu矿化露头1、2分别由F3和F4断裂控制,Au-Cu矿化露头3-7由F5断裂控制,Au-Cu矿化露头8-9可能由隐伏的次级断裂控制,Au-Cu矿化露头10由F6断裂控制。
图2 鑫龙矿区实测地质及蚀变特征图(据陈伟等,2022)1—第四系;2—上侏罗统—下白垩统扎列拿组;3—下白垩统昂杰组;4—上石炭统—下二叠统拉嘎组;5—花岗斑岩;6—石英脉;7—Au、Cu矿化带及编号;8—地质界线;9—角度不整合界线;10—断层;11—岩相分界线;12—褐铁矿化;13—硅化;14—流纹岩;15—流纹质含砾凝灰熔岩;16—流纹质凝灰熔岩;17—流纹质熔结凝灰岩;18—流纹质角砾熔结凝灰岩;19—流纹质含砾熔岩;20—流纹质角砾熔岩;21—英安岩;22—安山岩;23—探槽及编号;24—激电测深剖面Fig.2 Geological map of the Xinlong gold deposi(tafter Chen et al.,2022)1—Quaternary;2—Upper Jurassic—Lower Cretaceous Zalena Formation;3—Lower Cretaceous Angjie Formation;4—Upper Carboniferous—Lower Permian Laga Formation;5—Granite porphyry;6—Quartz vein;7—Au and Cu mineralized zone and number;8—Geological boundary;9—Angle unconformity boundary;10—Fault;11—Lithofacies boundary;12—Ferritization;13—Silicification;14—Rhyolite;15—Rhyolitic pebbly tuff lava;16—Rhyolitic tuff lava;17—Rhyolitic fused tuff;18—Rhyolitic breccia fused tuff;19—Rhyolitic pebbly lava;20—Rhyolitic breccia lava;21—Dacite;22—Andesite;23—Trial trench and number;24—IP sounding profile
矿区初步控制并圈定出4条矿体,其中Ⅰ号矿体由矿化露头Au-Cu 1和F3断裂控制,矿体地表出露长约300 m,宽约5 m;Ⅱ号矿体由矿化露头Au-Cu 2和F4断裂控制,矿体地表出露宽约8~10 m,长约155 m(图4a),结合激电中梯测量(图略),推测矿体向北西延伸约450 m;Ⅲ号矿体由Au-Cu矿化露头3-7和F5断裂控制,为矿区主矿体,矿体露头沿F5断裂呈断续串珠状产出,矿体宽6~18 m,长约800 m,激电测深结果显示该矿体下部存在延深近250 m明显的高阻高极化率异常,物性上与含金属硫化物的硅化蚀变岩一致(图5a、b);Ⅳ号矿体由Au-Cu矿化露头10和F6断裂控制,该矿体为隐伏矿体,地表仅出露1处较弱的矿化露头Au-Cu 10,激电测深结果显示在地表露头下也有明显的高阻高极化率体,延深近200 m,指示下部有强硅化蚀变矿体(图5a、b)。
图5 鑫龙矿区激电测深电阻率ρs等值线拟断面图(a)和激电测深电极化率ηs等值线拟断面图(b)Fig.5 IP sounding resistivity(ρs)pseudosection map(a)and IP sounding electrical polarizability(ηs)contour pseudosection map(b)in the Xinlong deposit
通过野外系统采样,结合详细的显微镜下鉴定、能谱扫描、电子探针显微分析,地表矿体发育的蚀变主要为硅化和泥化蚀变。硅化是矿区最主要的蚀变,矿区的西南部发育大面积面状硅化蚀变(图3a~c、4e~l),即次生石英岩化,围岩则弄群扎列拿组火山岩被后期火山热液交代而硅化形成的蚀变岩石,在断裂通过的构造破碎带中硅化极其发育,局部发育有多孔状石英(图4h~l、6a)。
图4 鑫龙矿区野外矿化露头及手标本照片a.Ⅱ号矿体露头;b.Ⅱ号矿体地表孔雀石化氧化矿石;c.Ⅲ号矿体南端Au-Cu 3露头;d.地表孔雀石化手标本;e.硅化及叶蜡石化蚀变;f.角砾状黝铜矿矿石;g.稠密浸染状矿石;h.孔洞状石英;i.黄铁矿和黄铜矿呈稀疏浸染状分布在多孔状石英中;j.含多孔状石英稠密浸染状矿石;k.含多孔状石英团块状矿石;l.高品位团块状矿石VQ—多孔状石英;Q—石英;Mal—孔雀石;Prl—叶蜡石;Kao—高岭石;Opl—蛋白石;Td—黝铜矿Fig.4 Photographs of field outcrops and hand specimens of the Xinlong gold deposita.No.Ⅱore body outcrop;b.Surface malachite oxide ore of No.Ⅱorebody;c.Au-Cu 3 outcrop at the southern end of No.Ⅲore body;d.Surface malachite hand specimen;e.Silicification and pyrophyllite alteration;f.Breccia tetrahedrite ore;g.Dense disseminated ore;h.Vuggy Quartz;i.Pyrite and chalcopyrite are sparsely disseminated in vuggy quartz;j.Dense disseminated ore containing vuggy quartz;k.Agglomerated ore containing vuggy quartz;l.High-grade agglomerate oreVQ—Vuggy quartz;Q—Quartz;Mal—Malachite;Prl—Pyrophyllite;Kao—Kaolinite;Opl—Opal;Td—Tetrahedrite
泥化蚀变主要分布于硅质蚀变岩中。角砾状矿石中发育少量团块状高岭化,呈乳白色、土状光泽(图4f),单偏光透射显微镜下高岭石呈无色或淡黄色,细小鳞片状,常构成鳞片状叠置集合体(图6a、c),经电子探针分析,高岭石普遍具有含钾的特征(表1),暂定为含钾高岭石(具有高岭石矿物形貌特征,但化学成分上未完全高岭土化,处于过渡阶段的钾铝硅酸盐)。叶蜡石在局部发育,呈蜡白色(图4e),显微镜下,矿物呈细小长片状集合体,具有三级鲜艳的干涉色(图6b)。除含钾高岭土和部分叶蜡石外,大部分的蚀变矿物为含钾的铝硅酸盐,钾含量明显较叶蜡石高,但又明显低于云母类矿物,推测可能为未完全叶蜡石化的绢云母(图6b,表1)。综上所述,蚀变矿物组合为硅化和中-高级泥化,与高硫型浅成低温热液型矿床外围的中-高级泥化蚀变特征相似(Hedenquist et al.,2000)。
表1 鑫龙金矿蚀变矿物电子探针数据Table 1 Electron probe microanalysis(EPMA)data of altered minerals from the Xinlong gold deposit
矿石构造类型主要为团块状、稠密-稀疏浸染状和角砾状。经野外系统采样、显微镜下鉴定、能谱扫描、电子探针显微分析,矿区目前鉴定出的主要金属矿物按含量高低排序依次为锌锑黝铜矿、锌砷黝铜矿、铁砷黝铜矿、辉硒铋矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、铅矾、自然金、硒银矿等(图6d~l)。锌锑黝铜矿和锌砷黝铜矿大量发育,两者含量约占金属硫化物总含量的90%以上,锌锑黝铜矿和锌砷黝铜矿呈不规则粒状产出,粒度由几十-几百个微米不等,镜下反射呈浅橄榄绿灰色-棕灰色(图6d、e),镜下几乎很难将二者区分,须通过电子探针分析。
图6 鑫龙金矿矿石镜下及背散射照片a.孔洞状石英镜下照片(正交);b.叶蜡石化、高岭石化镜下照片(正交);c.高岭石背散射照片;d.自然金分布在硒银矿中(反射光);e.自然金分布在黝铜矿裂隙中(反射光);f~g.自然金颗粒镜下照片(反射光);i.斑铜矿和锌黝铜矿镜下照片(反射光);j.自然金分布在硒银矿中(背散射);k.辉硒铋矿交代黝铜矿(背散射);l.辉硒铋矿沿黄铜矿边缘交代(背散射)VQ—多孔状石英;Q—石英;Prl—叶蜡石;Kao—高岭石;Zn-Td—锌黝铜矿;Au—自然金;Ang—铅矾;Py—黄铁矿;Ccp—黄铜矿;Bn—斑铜矿;Nev—辉硒铋矿;Nau—硒银矿Fig.6 Microscopic and BSE images of ore in the Xinlong gold minea.Microscopic vuggy quartz(orthogonal light);b.Microscopic pyrophyllite and kaolinite(orthogonal light);c.BSE of kaolinite;d.Natural gold is distributed in naumannite(refected light);e.Natural gold is distributed in tetrahedrite fissures;f~g.Natural gold particles;i.Bornite and zinc-bearing tetrahedrite;j.Natural gold is distributed in naumannite(BSE);k.Nevskite metasomatite tetrahedrite(BSE);l.Nevskite metasomatism along the edge of chalcopyrite(BSE)VQ—Vuggy quartz;Q—Quartz;Prl—Pyrophyllite;Kao—Kaolinite;Zn-Td—Zinc bearing tetrahedrite;Au—Natural gold;Ang—Anglesite;Py—Pyrite;Ccp—Chalcopyrite;Bn—Bornite;Nev—Nevskite;Nau—Naumannite
金主要以自然金的形式赋存于石英中。自然金镜下反射色呈金黄色,为不规则粒状,粒径从几个微米到几十个微米不等,属于微-细粒金(图6d~g)。经电子探针分析,自然金中w(Au)介于93.04%~95.55%,为高纯度的自然金。此外,还发现有硒银矿,反射色为灰色带有明显的淡粉红色色调(图6d、e),局部硒银矿中出溶有自然金。黄铁矿镜下呈黄白色,半自形-他形,粒度变化范围较大,由几十微米到几毫米,但大部分颗粒较小(图6h)。黄铜矿镜下呈铜黄色,不规则粒状,粒度变化范围较大,由几十微米到几毫米(图6h)。黄铁矿和黄铜矿均产出在石英裂隙中。此外还发现有斑铜矿(图6i)、辉硒铋矿(图6k、l)等金属硫化物以及铅矾(图6f)。此外,硒银矿和辉硒铋矿也较发育,Se元素的富集往往与岩浆活动有关,它是火山成因金、银、锡多金属矿床中许多硫盐矿物的标型元素(Nekrasov et al.,1987;刘家军等,2020)。综上,矿石的金属矿物组合主要由黝铜矿族矿物和辉硒铋矿、黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物组成,金属矿物组合在矿体垂向空间上类似高硫型浅成低温热液金矿的中下部,与美国科罗拉多Summitville高硫型浅成低温热液型金矿矿体下部主要以黝铜矿为主的矿化特点相似(Stoffregen,1987)。因此,笔者认为鑫龙金矿可能为与火山作用相关的高硫型浅成低温热液型金矿。
如前文所述,矿区目前共发现10处矿化蚀变露头,结合控矿构造和勘查地球物理证据,矿区初步可以识别并圈定出4条矿体。笔者及其团队对Ⅱ号矿体施工了3条探槽XTC1-XTC3进行工程验证,累计完成探槽长度123.6 m,土方量388.5方,探槽控制矿体形态稳定,见矿效果良好。矿体圈定以0.5 g/t作为金边界品位和2 m的最小夹石剔除厚度为依据,XTC1、XTC2和XTC3圈定出3条宽分别为8 m、9 m、8 m的矿脉,矿脉近直立产出。Ⅱ号矿体以硅化蚀变为主,发育弱黄铁矿化及孔雀石化,局部可见少量黄铜矿,矿石整体品位较低。探槽XTC1圈定矿脉金品位介于0.56~6.95 g/t,平均金品位3.59 g/t;探槽XTC2圈出的矿脉金品位介于0.43~1.57 g/t,平均金品位0.95 g/t;探槽XTC3圈出矿脉金品位介于0.36~6.75 g/t,平均金品位1.95 g/t(表3),Ⅱ号矿体的综合平均金品位为2.21 g/t。
表3 鑫龙金矿Ⅱ号矿体探槽样品金品位测试结果Table 3 Gold concentrations of trench samples from the No.Ⅱore body in the Xinlong gold deposit
表2 鑫龙金矿矿石矿物电子探针数据Table 2 Electron probe microanalysis(EPMA)data of ore mineral from the Xinlong gold deposit
矿区矿化从西南角Ⅰ号和Ⅱ号矿体向矿区中部有明显增强的趋势,矿区西南部Ⅱ号矿体矿化组合以石英+少量黄铁矿+少量黄铜矿为主,矿石金品位较低,然而矿区中部山顶Ⅲ号矿体矿化以石英+黝铜矿为主,矿石金品位明显升高,其中矿化露头Au-Cu 6地表样品金品位最高可达90.5 g/t,其他矿化露头矿石品位也均较富,测试结果见表4。矿化露头Au-Cu 3、4品位较低,平均金品位分别为1.34 g/t(n=2)和0.67 g/t(n=2);Au-Cu 5、6、7、8的平均金品位分别为6.56 g/t(n=2)、19.29 g/t(n=13)、19.80 g/t(n=2)和7.87 g/t(n=6),综上,Ⅲ号矿体23件地表捡块样的平均金品位达到15.06 g/t。此外,除Au元素,矿体还伴生有Ag,Cu,Sb等有用元素,品位均较富,其中15件捡块样Ag平均品位达到188 g/t(表4)。由断裂F5、矿化露头Au-Cu 3-7和极电测深控制的Ⅲ号矿体长度约800 m,激电测深显示下部发育有延深超250 m,宽度超120 m的高阻高极化率异常体(图5a),推测下部存在巨大的矿体。在激电测深电极化率ηs等值线拟断面图(图5b)上,下部极化率明显增高,ηs值由地表的0.3%增加到2.9%,指示下部矿化金属离子明显增多,矿石品位可能会更高。
表4 鑫龙矿区矿化蚀变露头矿石品位测试表Table 4 Grade test results of ores from mineralized outcrop in Xinlong mine area
Ⅰ号和Ⅳ号矿体虽未有足够的地表样品和地球物理工作控制,但根据目前的工作程度预测Ⅰ号可能与Ⅱ号矿体规模相当。Ⅳ号矿体为隐伏矿体,地表仅出露有少量较弱的矿化,激电测深显示地表下存在明显的高阻高极化率异常。综上所述,虽然矿区目前尚未开展钻探工作,但根据鑫龙金矿目前地表矿体地质特征及地球物理证据显示,整个矿区成矿地质条件较好,具有形成中、大型,甚至超大型金矿的潜力。
鑫龙金矿的矿石金属矿物组合主要以锌锑黝铜矿、锌砷黝铜矿及铁砷黝铜矿等黝铜矿族矿物为主,此外发育辉硒铋矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、铅矾、自然金、硒银矿等矿物(图6d~l)。矿石矿物中硒化物较为发育,Se元素的富集往往与岩浆活动有关,它是火山成因金、银、锡多金属矿床中许多硫盐矿物的标型元素(Nekrasov et al.,1987;刘家军等,2020)。矿床围岩蚀变以硅化和中-高级泥化蚀变为主,中-高级泥化主要表现为少量绢云母彻底蚀变成叶蜡石,而大部分为未完全叶蜡石化的绢云母;另外高岭石普遍具有含钾的特征,可能为未完全高岭土化而处于过渡阶段形成的钾铝硅酸盐矿物。以上蚀变矿物组合特征和浅成低温热液金矿床外围泥化蚀变非常相似(Hedenquist,2000;江思宏等,2004)。根据矿床的矿石矿物组合和围岩蚀变等特征,笔者推测鑫龙金矿可能为与火山作用密切相关的高硫型浅成低温热液型金矿。
鑫龙金矿所在的拉萨地体中部金矿化带大地构造位置位于中拉萨地体中部隆格尔-念青唐古拉断隆带内,该断隆带也是一条明显的岩浆岩岩性分界线。在断隆带北侧主要发育晚侏罗世—早白垩世则弄群火山岩,而断隆带的南侧主要以古近纪林子宗群火山岩为主(马绪宣等,2020)。通过西藏自治区班公湖-怒江成矿带西段1∶50万水系沉积物金地球化学异常分布规律可以判断出(图略),金异常在空间上主要分布在靠近断隆带北侧则弄群火山岩中,与则弄群火山岩在空间分布上有密切关系。前人研究表明,则弄群火山岩可能与狮泉河-永珠弧后盆地(初始洋盆)南向俯冲有关(康志强等,2008)。因此,笔者推测拉萨地体中部金矿带可能的成岩成矿过程为俯冲的狮泉河-永珠洋壳在俯冲末期发生板片回转,俯冲板片前缘发生部分熔融产生富含金、铜等元素的流体及熔体,同时伴随板片回转,上覆岩石圈地幔及地壳受张性构造作用形成深大断裂系统,这些深大断裂为富金岩浆的运移提供了通道,有利于形成与火山岩相关的矿床。此外,青藏高原以当惹雍错为代表的南北向裂谷可能在晚期岩浆活动中产生的热液对早期沉淀的金属起到了再次活化富集的作用,使矿石品位进一步提高。鑫龙金矿的发现为拉萨地块中部金矿带勘查找矿工作提供了新的思路,为藏北岩金矿找矿工作打开了新的局面。
(1)鑫龙金矿是中国地质科学院矿产资源研究所通过1∶5万矿产地质调查工作在青藏高原中部新发现的一处金矿。经初步工作认为,该金矿具有非常好的成矿条件以及形成中、大型金矿床的潜力。
(2)通过矿石矿物组合和围岩蚀变特征分析,鑫龙金矿的成因类型最可能为高硫型浅成低温热液性型金矿。
(3)拉萨地体中部存在1条与陆相火山岩有关的浅成低温热液型金矿带,鑫龙金矿的发现藏北的岩金矿的找矿工作提供新的思路。
致谢感谢毛景文院士对矿床成因类型的指导以及对论文提出的宝贵修改意见。感谢西藏自治区土地矿权交易和储量评审中心易建洲主任对找矿方向和成矿规律的指导以及长期以来的帮助和关怀。感谢中国地质科学院矿产资源研究所王登红研究员、刘善宝研究员、江思宏研究员和袁顺达研究员在矿床成因、化探异常解释、找矿勘查以及矿相学等工作上给予的指导和帮助。矿相学和电子探针工作得到了中国地质大学(北京)翟德高教授、简伟副研究员以及中国地质科学院矿产资源研究所陈振宇教授级高工的指导和帮助,在此一并表示感谢。最后感谢审稿人的耐心审阅和宝贵意见。