羌塘地區多才瑪鉛鋅礦床流體包裹體特征及成因類型

劉長征,李世金,陳岳龍,李大鵬,高永旺,郭海明,李連松,汪元奎

(1.青海省第五地質礦產勘查院,青海 西寧 810028;2.青海省地質調查局,青海 西寧 810001;3.中國地質大學(北京) 地球科學與資源學院,北京100083)

0 引言

北羌塘–昌都地塊位于青藏高原東北部,夾持于可可西里–金沙江縫合帶與龍木錯–雙湖–瀾滄江縫合帶之間(圖1),是“三江”北段成礦帶的重要組成部分(潘桂棠等,2002)。北羌塘地塊內富含鉛、鋅、銅、銻、銀、鐵、金等礦產資源(于浦生等,2007;趙振明等,2013),裴榮富等(2005)將其劃為有較大找礦潛力的南部大陸邊緣構造帶,其中以沱沱河地區多才瑪鉛鋅礦床最為突出,代表了一種以沉積巖為容礦巖石的鉛鋅礦床類型。該礦床與玉樹地區的東莫扎抓、莫海拉亨等鉛鋅礦床,以及“三江”南段蘭坪盆地內若干賦存于沉積巖中的賤金屬硫化物礦床有相似的成礦背景和成礦作用(侯增謙等,2008;王貴仁等,2012)。多才瑪鉛鋅礦床于 2003年發現,2014年控制鉛鋅(銀)資源量約為 609萬噸(333+334),達超大型規模,是目前青藏高原東北部最大的鉛鋅(銀)多金屬礦床;由多才瑪鉛鋅礦床及周邊的楚多曲、巴斯湖、那日尼亞、納保扎隴、扎拉夏格涌等眾多鉛鋅礦床、礦(化)點,共同構成了三江北段沱沱河鉛鋅(銀)多金屬礦集區。

圖1 研究區構造位置圖(據潘桂棠,2002)Fig.1 Map showing the structural location of the study area

沱沱河地區自然條件艱苦,礦區基礎地質研究薄弱,相關的研究報道較少。近年來,隨著該地區鉛鋅多金屬礦床找礦工作不斷取得突破,多才瑪鉛鋅礦床備受關注,研究工作主要集中在礦區構造變形與礦化的關系(張洪瑞等,2011)、成礦特征與控礦模型(侯增謙等,2008)、礦床成因類型(宋玉財等,2009,2011;劉長征,2012)、成礦規律及方向(易平乾等,2007;王貴仁等,2012)、遙感蝕變信息提取(陳建平等,2009)、資源潛力和成礦預測(劉曉玲等,2010;孫巖等,2010;劉長征等,2011)等方面,但缺乏對成礦流體的系統研究,制約了對礦床成因的深入認識。由于原生流體包裹體是保留在礦物里的古成礦流體,也是厘定礦床成因類型的重要依據(芮宗瑤等,2002,2003;王可勇等,2004;陳衍景等,2007;池國祥和賴健清,2009;孫賀和肖益林,2009;秦雅靜等,2012),因此,本文選取了礦床主成礦階段的脈石礦物石英和方解石進行系統的流體包裹體研究,限定成礦流體的特征,為深入探討多才瑪鉛鋅礦床的成因提供依據,為該地區的鉛鋅找礦突破提供借鑒。

1 區域地質背景

沱沱河地區泛指青海西南部沱沱河一帶的中新生代盆地區域,地處西南三江銅–鋅–錫–鉬–金–銀–鎳–鈷成礦帶上向北西延伸區域,該帶為一強烈擠壓、碰撞的復合造山帶(侯增謙等,2008),產出眾多礦床(點)。區內出露最早的是石炭系,主要為淺海相海陸交互相含煤碎屑巖、碳酸鹽巖建造;二疊系總體為碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖序列;三疊系主要為結扎群,屬于海陸交互相沉積含煤碎屑巖建造,其中甲丕拉組巖石類型復雜且夾多層島弧型中基性火山巖(湯朝陽等,2011);侏羅系為一套海相碎屑巖和碳酸鹽巖地層(尹福光,2003;張玉修等,2007);白堊系風火山群主要是紫紅色調的粗碎屑巖系;新生代沉積地層,形成了分布局限的古近紀–新近紀內陸河流湖泊相紅色碎屑巖沉積,自下而上可分為沱沱河組、雅西措組、五道梁組等,與下伏地層多呈角度不整合或斷層接觸。

沱沱河地區受印度–歐亞大陸碰撞的影響,發生了大規模逆沖及走滑斷裂活動,成為西藏北部最大的新生代逆沖推覆構造(侯增謙等,2008)。逆沖推覆構造帶主要由一系列NW–NWW走向的逆沖斷層和褶皺組成,大部分逆沖斷層向西南傾斜(李亞林等,2006)。三江成礦帶所發現的礦床、礦點大多產于NW向的斷裂破碎帶,如蘭坪盆地的金頂鉛鋅礦床、白秧坪多金屬礦集區、玉樹地區東莫扎抓、莫海拉亨鉛鋅礦床、沱沱河多才瑪鉛鋅礦床等,并受逆沖推覆構造控制。

區內巖漿活動主要開始于晚古生代,止于新生代。侵入巖出露于沱沱河、通天河兩岸,主要為淺成–超淺成中酸性巖體,侵入時代以喜山期為主,其次為海西期和印支期;噴出巖區內各處均可見,從晚石炭世始到新近紀止,各時代均有噴出巖出露,但規模較小,以新生代火山巖較為發育。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質

礦區出露地層主要有:二疊系九十道班組下巖段(P1j1)和上巖段(P1j2)、三疊系甲丕拉組(T3jp)、侏羅系夏里組(J2x)、古近系沱沱河組(Et)、雅西措組(E3N1y)、五道梁組(E3N1w)和第四系(Q)(圖2)。

九十道班組(P2j)主要出露于礦區中部,為一套淺海相碳酸鹽巖沉積具礁灰巖地層,下巖段(P1j1)為淺灰白色厚層狀結晶灰巖、生物碎屑灰巖夾少量長石巖屑礫巖,上巖段(P1j2)為淺灰白色層狀灰巖,區域上所發現的鉛鋅礦床、礦帶大多產于該地層角礫狀灰巖中,是鉛鋅成礦的有利層位;甲丕拉組(T3jp)分布在茶曲怕查礦段南側,主要為灰紫色厚層巖屑石英砂巖、巖屑長石砂巖,夾復成分礫巖、含礫粗砂巖、長石石英砂巖、泥質粉砂巖,局部夾中基性火山角礫巖及玄武巖;夏里組(J2x)分布在孔莫隴礦段西側(圖外),主要為紫紅色長石石英砂巖夾灰綠色長石石英砂巖、含少量深灰色生物碎屑灰巖;沱沱河組(Et)分布面積較大,主要分布在茶曲怕查礦段,為一套紫紅、磚紅、褐紅色巨厚層狀復成分礫巖夾灰色巖屑砂巖、鈣質長石巖屑砂巖、砂質灰巖,底部礫巖中常見有鉛鋅礦化,礦體規模較小,鉛鋅品位較低;雅西措組(E3N1y)主要分布于茶曲怕查礦段以東的多才瑪一帶(圖外),巖性主要為青灰色–灰綠色長石石英巖屑砂巖;五道梁組(E3N1w)分布孔莫隴、多才瑪礦段,為淺灰綠–灰黃色薄–中厚層狀泥灰巖、泥晶灰巖、白云質灰巖夾含灰質黏土巖、鈣質粉砂巖、石膏層及巖屑砂巖和巖屑礫巖等。

區內褶皺構造不發育,斷裂構造則較發育,主要有近EW向和NE向兩組斷裂,近EW向的逆斷層和北側的不整合,奠定了礦區主要構造框架(張洪瑞等,2011)。F1斷裂為區域性張性斷裂,規模最大,橫貫三個礦段向東西兩側延伸,總體走向近EW向,與地層走向基本一致,局部 NE向,沿斷裂形成寬100~400 m 不等的破碎帶,呈波狀彎曲,地表發現的鉛鋅礦體產于其內,斷裂在成礦前具壓–壓扭性,成礦期為張性特點;破碎帶由構造角礫巖、斷層泥等組成,具明顯的碳酸鹽化、石膏化、泥化及褐鐵礦化,其中角礫成分為灰巖,硅化較弱,偶見針狀毒砂礦化。F2、F3逆斷層呈NW向分別位于F1斷層北側和南側;F4、F5逆斷層(圖外)位于多才瑪礦段,呈NW向和近EW向,被NE向的F6、F7平移斷層錯斷,斷層破碎帶見有構造角礫巖。經研究認為,礦區發育有逆沖推覆構造,上盤為二疊系九十道班組灰巖,下盤為沱沱河組碎屑巖,北部晚五道梁組泥灰巖含石膏層不整合于灰巖之上,而區域上所發現的鉛鋅礦床(點)明顯受大型逆沖推覆構造控制(侯增謙等,2008;張洪瑞等,2011,2012)。

圖2 多才瑪鉛鋅礦區主要礦段地質簡圖Fig.2 Simplified geological map of the Duocaima Pb-Zn deposit

礦區巖漿活動微弱,在孔莫隴礦段東南一帶呈巖株狀零星分布,巖性主要為石英正長斑巖。最新的鋯石U-Pb定年表明其年齡為253.9±4.3 Ma,代表巖漿的結晶年齡,巖體與成礦無直接關系(李政,2009;張洪瑞等,2010)。也有學者認為是晶屑凝灰巖,LA-ICPMS鋯石U-Pb定年為257.5 Ma,為晚二疊世的火山巖,與九十道班組地層為同時代產物,成巖時代為成礦前,與成礦關系不大(錢燁,2014)。

2.2 礦體特征

礦區圈出長約 19 km礦化蝕變異常帶,自西向東劃分了孔莫隴、茶曲怕查和多才瑪三個礦段,其中圈定鉛鋅礦體29條。在孔莫隴礦段內圈出鉛鋅礦體20條,主要由深部鉆探工程及少量地表槽探工程控制,以隱伏礦體為主,地表出露礦體較少(圖2),含礦巖性為淺青灰色方鉛礦化褐鐵礦化碎裂灰巖、結晶灰巖,礦體呈脈狀、板狀、啞鈴狀、透鏡狀等,有鉛鋅共生礦體,也有獨立鉛、鋅礦體,長度 300~1400 m不等,厚度在2.07~82.50 m;鉛礦體品位在0.66%~8.82%,鋅礦體品位在1.31%~3.38%,在深部見到兩段較富鉛鋅礦體,鉛和鋅的品位最高可達33.82%和51.92%。孔莫隴礦段的層間破碎帶有一定程度的礦化,礦化富集的主體受陡傾的穿層斷裂控制,在兩種構造疊加部位礦化較富集,即主容礦構造為陡傾的穿層斷裂而非層間破碎帶(錢燁,2014)。

茶曲怕查礦段內圈出鉛鋅礦體 5條,均為地表槽探和深部鉆探工程控制的礦體,含礦巖性為復成分礫巖和淺紫紅色–黃褐色褐鐵礦化泥晶灰巖。控制礦體長度100~393 m,厚度3.0~25.2 m,鋅礦體品位是 1.64%~9.66%,鉛鋅礦體 Pb+Zn品位在 1.07%~7.69%之間。多才瑪礦段內圈定鉛鋅礦體4條,為地表槽探揭露的礦體,含礦巖性為含生物碎屑泥晶灰巖、中薄層狀碎裂結晶灰巖,地表控制長度為100 m,鉛礦體厚度為 1.02~9.86 m,品位是 0.53%~1.95%,鋅礦體厚度為1.89~4.93 m,品位是0.82%~4.80%。

2.3 礦石特征

礦石類型主要有角礫狀、塊狀、網脈狀、浸染狀、星點狀等(圖3)。方鉛礦、閃鋅礦主要以細脈形式產出;白鉛礦、鐵鉛礦、硫酸鋅、氧化鋅等礦化主要以次生富集的形式沿巖石的層理、節理面或裂隙面產出。礦化強弱與裂隙發育程度有關,裂隙密集且寬時,形成礦脈較多,含礦品位亦較高。鏡下可見反應低溫的膠狀構造褐鐵礦、充填形成的條帶狀重晶石、玉髓或蛋白石,以及條帶狀褐鐵礦被后期白鉛礦沿裂隙交代的現象(錢燁,2014)。

原生礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等,次生礦物主要有鉛礬、氧化鋅、褐鐵礦等;脈石礦物主要有方解石、白云石、重晶石、玉髓、石英和石膏。礦石結構包括自形–半自形–它形晶簇狀結構、生物碎屑結構、碎裂結構、皮殼狀結構等,礦石構造有角礫狀、脈狀、塊狀、星點狀、稀疏浸染狀等構造。孔莫隴礦段發育有三類角礫巖:同沉積張性斷裂角礫巖、溶洞垮塌角礫巖、熱液溶蝕角礫巖,而溶洞垮塌角礫巖和熱液溶蝕角礫巖與鉛鋅礦化關系較為密切,與典型的 MVT礦床賦礦圍巖特征相似(張洪瑞等,2012;宋玉財等,2013)。

2.4 礦化階段和圍巖蝕變

區內成礦可分為熱液成礦期和表生成礦期,其中熱液成礦期 3個階段:(Ⅰ)石英–黃鐵礦–方鉛礦階段,礦物組合以黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、石英為主,伴有黃銅礦;(Ⅱ)玉髓–重晶石–碳酸鹽–方鉛礦階段,礦物組合以方鉛礦、閃鋅礦、碳酸鹽、重晶石為主,伴有黃鐵礦、黃銅礦、玉髓、石英等;(Ⅲ)碳酸鹽–石膏階段,礦物組合以碳酸鹽、石膏為主,伴有黃鐵礦、重晶石、高嶺石等(錢燁,2014)。

區內含礦圍巖蝕變類型主要有碳酸鹽化(白云石化)、硅化、重晶石化、高嶺土化等,均與成礦關系密切。其中硅化在成礦Ⅰ階段表現為不均勻的石英細脈和細網脈,重晶石化、碳酸鹽化在成礦Ⅱ階段較為發育,成礦Ⅲ階段發育有方解石脈,穿切早階段蝕變和礦化,礦化弱。

3 流體包裹體研究

3.1 樣品和測試方法

本文研究樣品采自孔莫隴礦段7個鉆孔(ZK3901、ZK102、ZK602、ZK603、ZK4001、ZK10401、ZK11201)的不同位置(圖2)。其中,角礫狀鉛鋅礦石樣品取自ZK102鉆孔KM4鉛礦體(圖3a)和ZK602鉆孔KM10鉛礦體(圖3d),網脈狀鉛鋅礦石取自ZK10401鉆孔鉛礦體(圖3c),塊狀鉛鋅礦石取自 ZK603鉆孔KM6鉛礦體(圖3e),樣品主要代表的是熱液成礦期的第Ⅰ、Ⅱ階段;弱礦化方解石樣品取自 ZK3901鉆孔的碎裂結晶灰巖(圖3b、3f)、ZK11201鉆孔的碎裂結晶灰巖(圖3f),可能代表了熱液成礦期的第Ⅲ階段。

流體包裹體顯微測溫在中國地質大學(北京)地質過程與礦產資源國家重點實驗室的流體包裹體實驗室完成。所用儀器為英國 Linkam公司產THMSG600型和 MDSG600型冷熱臺,測溫范圍為–196~+600 ℃,冷凍和加熱可控速率范圍為 0.01~130 ℃/min–1,精度及穩定性均在0.1 ℃之內。測試過程中,進行反復測溫檢驗,保證相轉變溫度的準確性。根據冰點測定結果,利用Hall et al.(1988)的鹽度計算公式獲取相應包裹體的鹽度;根據劉斌和沈昆(1999)的公式計算獲得流體包裹體的流體密度。

圖3 孔莫隴礦段用于測試的礦石樣品Fig.3 Photographs of hand specimen from the Kongmolong ore section of the Duocaima deposit

3.2 包裹體巖相學特征

孔莫隴礦段的流體包裹體以氣–液兩相包裹體居多,含少量純氣相包裹體。氣–液兩相包裹體主要為充填度大于 80%的富水包裹體,氣泡較小,個體變化較大,形狀多樣,呈規則狀或不規則狀沿晶體的生長面理方向分布,有時呈孤立狀分布,顯示它們近于同時捕獲的特征,是成礦階段的主要包裹體類型。不同脈石礦物及不同類型的包裹體形態特征如下(圖4):

(1) 石英中的流體包裹體:有氣體包裹體(圖4a)、氣液包裹體(圖4b)和富氣包裹體(圖4c),幾種包裹體在各類礦石中均有產出,包裹體的個體稍大,以網脈狀礦石中最多,其次為浸染狀、塊狀等礦石,主要以熱液成礦期第Ⅰ階段為主。氣體包裹體多呈不規則狀,大小一般為 5~10 μm,主要由氣相組成,呈孤立狀分布。氣液包裹體多呈渾圓狀、長管狀和不規則渾圓狀等,大小一般為 5~20 μm,個別可到幾十微米,它們由氣相(5%~30%)和液相(體積70%~95%)組成,呈孤立狀或群體分布,為原生包裹體。富氣包裹體呈不規則渾圓狀,一般在10~20 μm,主要由液相(40%~70%)和氣相(30%~60%)組成,多分布在硫化物礦物邊部的石英中。

(2) 方解石中的流體包裹體:主要為氣液包裹體(圖4d、e、f、g、h、k、l、m),次為富氣包裹體、氣體包裹體(圖4i、j),前者呈不規則狀、長條狀、不規則橢圓狀,大小不一,一般為5~10 μm,個別較大,它們主要由液相(80%~95%)和氣相(5%~20%)組成。這類包裹體多賦存在熱液成礦期 3個階段的方解石中,方解石多為無色透明,或充填在硫化物的晶洞中,呈脈狀或結晶較大的團塊。

(3) 白云石中的流體包裹體:指白云石化階段方解石中的流體包裹體(圖4n、o、p),主要分布在熱液成礦期Ⅱ、Ⅲ階段,其寄主礦物方解石多為淺肉紅色、較渾濁白色的粗脈或團塊,流體包裹體為氣液兩相,呈不規則、四方形狀或菱形,孤立或成群存在,大小約為 5~10 μm,由氣相(5%~10%)和液相(體積90%~95%)組成。

圖4 多才瑪鉛鋅礦流體包裹體顯微照片Fig.4 Photomicrographs of fluid inclusions in the Duocaima Pb-Zn deposit

3.3 流體包裹體均一溫度和鹽度

礦床原生流體包裹體均一溫度分布范圍為 97~497 ℃(表 1,圖5),大體呈現出 4個區間:分別是100~200 ℃、200~260 ℃、280~360 ℃和 380~440 ℃,以第1個區間峰值最為顯著,集中變化于120~180 ℃。其中,方解石中流體包裹體均一溫度變化范圍主要為97~321 ℃,個別達350 ℃以上,均值為190 ℃,峰值范圍集中在 120~180 ℃和 200~320 ℃兩個區間;白云石中流體包裹體均一溫度范圍變化于125~144 ℃,均值為136 ℃,峰值區間120~140 ℃;石英中流體包裹體均一溫度范圍變化于140~422 ℃,均值為 241 ℃,峰值范圍集中在 120~180 ℃和260~360 ℃兩個區間(表1,圖5)。

圖5 多才瑪礦區脈石礦物的包裹體均一溫度直方圖Fig.5 Histogram of homogenization temperature of fluid inclusions from gangue rocks in the Duocaima deposit

研究中發現,流體包裹體均一溫度有300~420 ℃的高值存在(圖5),大多集中在見礦鉆孔(ZK102、ZK602、ZK603、ZK10401)中的氣液包裹體,寄主礦物主要為方解石、石英,這一相對較高的成礦溫度對于多才瑪鉛鋅礦床的意義如何,還有待進一步研究。此現象的合理解釋,可能是由不同流體的混合作用引起:一是礦物形成過程中,120~180 ℃左右的低溫熱液與＞300 ℃以上的中高溫熱液相混合;另一種是大于 300 ℃的中高溫熱液在流動過程中,與下滲的大氣降水相遇,流體產生的混合作用而導致(張振亮等,2005)。均一溫度復雜的變化趨勢也許反映了該礦床經歷了多階段成礦作用,推測該區鉛鋅礦至少經歷了從中高溫(280~360 ℃)到低溫(120~180 ℃)的復雜成礦作用,以低溫成礦作用為主。

表1 多才瑪鉛鋅礦床不同鉆孔樣品脈石礦物流體包裹體測溫結果Table 1 Microthermometric results of fluid inclusions in samples from different drilling holes in the Duocaima Pb-Zn deposit

99個冰點溫度值變化于–19.3~–0.5 ℃,高峰段集中在–4.0~–1.0 ℃、–8.8~–6.1 ℃。其中方解石中包裹體冰點溫度值變化于–19.3~–0.8 ℃范圍內,高峰區間主要為–4.5~–1.2 ℃,其次為–10.1~–6.4 ℃、–19.3~–16.9 ℃;白云石中包裹體冰點溫度值變化于–8.2~–6.5 ℃范圍內;石英中包裹體冰點溫度值變化于–7.6~–0.5 ℃范圍內,高峰段集中于–1.4~–0.5 ℃、–7.6~–6.1 ℃(表 1、圖6)。

包裹體鹽度分布于0.9%~21.9% NaCleq范圍內,平均鹽度 9.2% NaCleq,顯示 0.9%~7.2%,9.7%~16.1%,18.5%~21.9% NaCleq三段峰值區間(表1、圖7)。其中,石英中成礦流體鹽度范圍為 0.9%~11.2%NaCleq,峰值集中在1.6%~2.4%、9.3%~11.0% NaCleq區間;白云石中流體鹽度范圍為 9.9%~11.9% NaCleq,集中于 10.1%~11.9% NaCleq之間;方解石中流體鹽度范圍為 1.4%~21.9% NaCleq,峰值集中在 2.1%~6.5%、10.1%~13.3%、18.5%~21.9% NaCleq區間。三件弱礦化樣品包裹體的鹽度峰值主要集中在2.1%~7.2% NaCleq區間,平均鹽度5.7% NaCleq;四件鉛鋅礦石樣品(09KZK102、09KZK602、09KZK603、0 9 K Z K 1 0 4 0 1)包裹體的鹽度較高,主要集中在 8.8%~13.3% NaCleq、次為 21.1%~21.9%、0.9%~3.9% NaCleq之間,平均鹽度11.7% NaCleq,反映出成礦流體主要為中低鹽度,礦石樣品中一些包裹體測試結果顯示鹽度較低,反映可能有淺表大氣降水的加入,降低了成礦流體中的鹽度。

圖6 多才瑪礦區脈石礦物的包裹體冰點溫度直方圖Fig.6 Histogram of freezing temperature of fluid inclusions in gangue minerals from the Duocaima deposit

3.4 流體密度、壓力及成礦深度

據表 1可知,四件鉛鋅礦化較強樣品中的成礦流體密度為0.57~1.09 g/cm3,平均0.94 g/cm3;三件弱礦化樣品中的流體包裹體密度為0.76~1.02 g/cm3,平均0.94 g/cm3;總體上表明,不同礦化程度樣品中流體包裹體密度基本一致,鉛鋅礦化樣品的成礦流體密度變化范圍更大一些,大部分包裹體流體密度集中在 0.70~1.00 g/cm3之間,顯示成礦流體為中低密度。

根據包裹體均一溫度及冷卻溫度計算,獲得包裹體形成均一壓力分布于 4~332 MPa,主要集中于5~10 MPa的范圍內(圖8)。由于包裹體均一壓力計算誤差會隨溫度計算誤差成倍擴大,因此,可知成礦壓力下限應為5~10 MPa。

成礦深度是礦床成因研究的重要內容,主要是通過測定成礦流體包裹體的壓力后換算求得。由于礦床的實際地質條件復雜多樣,若根據靜巖壓力梯度或靜水壓力梯度估算成礦深度則不能夠真實地反映地質情況。因此,一些學者對金屬礦床的成巖成礦深度進行了探索研究(武廣等,2007;孫豐月等,2000;張德會等,2011),根據斷裂帶流體垂直分帶模式,分段擬合了壓力與深度關系,用于成礦深度的計算(孫豐月等,2000)。不同壓力段計算成礦深度的公式如下(孫豐月等,2000;武廣等,2007):

3.確定各級指標權重并進行一致性檢驗。使用EXCEL或MATLAB等軟件對判斷矩陣進行歸一化處理，計算出各級指標的權重。同時為避免由于教學質量評價要素的復雜性以及考評人員認識的多樣性、主觀性等造成的問題，需對判斷矩陣一致性進行檢驗，避免出現偏差。

圖8 多才瑪礦區樣品脈石礦物包裹體均一溫度–均一壓力圖解Fig.8 Diagram of homogenization temperature vs.homogenization pressure for fluid inclusions in the gangue minerals,the Duocaima deposit

圖7 多才瑪礦區脈石礦物包裹體鹽度直方圖Fig.7 Salinity histogram of fluid inclusions in the gangue minerals from the Duocaima deposit

①當x＜40 MPa時,y=x/10;

②當 40 MPa≤x≤220Mpa時,y=0.0868/(1/x+0.00388)+2;

③當 220 MPa≤x＜370 MPa 時,y=11+e(x-221.95)/79.075;

④當 x＞370 MPa 時,y=0.0331385x+4.19898;式中:x、y分別代表測得的流體壓力值和成礦深度,單位分別為MPa和km。

根據上述成礦深度計算公式,求得多才瑪鉛鋅礦床的最小成礦深度約為0.5~1 km。

4 討論

4.1 成礦流體特征及礦床成因類型

多才瑪鉛鋅礦床成礦流體具有以下基本特征:(1)成礦溫度大多數集中在120~180 ℃之間,屬低溫特征;(2)包裹體中基本不含 CO2組分;(3)鹽度變化于0.9%~21.9% NaCleq范圍內,總體具有中低鹽度特點,但局部也出現高于20% NaCleq的高鹽度包裹體;(4)成礦流體密度集中在0.70~1.00 g/cm3之間,為中低密度;(5)成礦壓力范圍介于5~10 MPa,最小成礦深度約為0.5~1 km,成礦深度較淺。總體而言,礦床成礦流體具有低溫、貧 CO2、中低鹽度、中低密度和成礦深度淺等特點。

綜合上述關于多才瑪鉛鋅礦床地質和流體包裹體的研究結果,對比了沉積巖容礦的 MVT和SEDEX型標志性特征,見表2。

多才瑪鉛鋅礦床容礦圍巖以灰巖為主,產在沱沱河盆地這一造山逆沖推覆帶的前陸盆地環境中(侯增謙等,2008);礦床具有明顯后生特征,與巖漿無直接關系;礦體受北西向斷層、斷裂控制,呈脈狀、透鏡狀、層狀產在破碎帶中;礦物組合為方鉛礦+閃鋅礦+黃鐵礦+方解石+石英;圍巖蝕變主要為碳酸鹽化、硅化、高嶺土化等;硫同位素組成顯示δ34S值變化較大,在-29.5‰~30.1‰之間,峰值主要分布在–26.72‰~–4.1‰之間,硫同位素特征類似于盆地熱液流體成因的礦床,反映硫來自沉積盆地細菌還原硫酸鹽作用(李政,2009);礦石鉛同位素組成穩定,鉛同位素構造環境演化圖解、Δβ-Δγ成因分類圖解以及鉛同位素單階段Pb模式年齡為負值,顯示鉛的來源復雜多樣,金屬成礦物質不僅來自上地殼和造山帶,還來自殼幔混合的俯沖帶,揭示了成礦熱液在成礦過程中受到一定程度多源混染影響,具

表2 多才瑪鉛鋅礦床與MVT和SEDEX型鉛鋅礦床對比Table 2 Comparison of major characteristics of the Duocaima deposit,MVT deposit and SEDEX Pb-Zn deposit

對比研究表明,多才瑪鉛鋅礦床與 MVT和SEDEX型礦床均是以沉積碳酸鹽巖為賦礦容巖的鉛鋅礦床類型;多才瑪鉛鋅礦床和 SEDEX鉛鋅礦床具有明顯差異,與典型的 MVT鉛鋅礦床有一定的相似性(表2)。結合礦床產出背景、礦床地質、礦物組合、控礦構造等特點,認為多才瑪鉛鋅礦床具有 MVT鉛鋅礦床特點,成因類型可以將其歸為碰撞造山逆沖推覆帶環境下形成的 MVT鉛鋅礦床,這種類型礦床有可能代表了青藏高原大陸碰撞造山帶中一種特殊的Pb-Zn礦床(侯增謙等,2008)。

4.2 成礦模式及未來找礦勘查問題

多才瑪鉛鋅礦床具如下特征:①礦床產于沱沱河盆地,其構造屬性為造山帶逆沖推覆帶的前陸盆地;②容礦圍巖為灰巖,白云石和方解石等碳酸鹽礦物發育,而石英相對貧乏;③具有中低溫硅化、碳酸鹽化等蝕變組合;④成礦流體為低溫、中低鹽度、貧CO2的NaCl-H2O流體。以上特征表明,多才瑪鉛鋅礦床與國內外典型MVT礦床特征一致(Leach and Sangster,1993;Leach et al.,2005;周朝憲等,1997;王獎臻等,2001;Basuki and Spooner,2004)。此外,成礦流體包裹體捕獲壓力為 5~10 MPa,對應深度為1 km左右,與造山帶逆沖推覆帶的前陸盆地環境相符合(Leach and Sangster,1993;Leach et al.,2005;張長青等,2005,2009;劉英超等,2008,2009)。

長期以來,羌塘地區由于工作條件艱苦,工作程度較低,找礦工作進展緩慢。多才瑪MVT型鉛鋅礦床的確認,為區域找礦工作提供了新的思路。MVT礦床賦存于碳酸鹽型地層中,形成于造山帶逆沖推覆帶的前陸盆地內,并具有成礦溫度低和深度淺的特點,因此要重視羌塘地區逆沖推覆帶前陸盆地和碳酸鹽地層復合的地帶,其具有勘查MVT型礦床的潛力。

5 結論

(1) 多才瑪鉛鋅礦床礦石結構構造包括垮塌角礫狀、塊狀、網脈狀和浸染狀礦石構造和生物碎屑結構、碎裂結構和皮殼狀結構,這與MVT型鉛鋅礦的礦石結構構造特征相似。

(2) 多才瑪鉛鋅礦床流體包裹體發育,主要為氣液兩相包裹體,另有少量的氣相包裹體、富氣包裹體,具有典型張性斷裂體系中流體包裹體組合特征,礦區北西向區域張性斷裂構造體系對該礦床的形成具有明顯的控制作用。

(3) 流體包裹體顯示鹽度變化于 0.9%~21.9%NaCleq范圍內,與鉛鋅礦化有關的鹽度集中在8.8%~13.3% NaCleq之間,具有中低鹽度特點;成礦溫度大多數集中在 120~180 ℃之間,屬低溫型成礦流體;流體密度介于 0.90~1.00 g/cm3之間,為中低密度;成礦壓力范圍介于5~10 MPa,最小成礦深度約為 0.5~1 km,礦床形成深度較淺。多才瑪鉛鋅礦床成礦流體具有低溫、中低鹽度、中低密度、低壓、淺成等特點,與MVT型鉛鋅礦的成礦流體特征一致。

(4) 多才瑪鉛鋅礦床是以沉積碳酸鹽巖為賦礦容巖的鉛鋅礦床類型,結合礦床產出背景、礦床地質、礦物組合、控礦構造等特點,認為多才瑪鉛鋅多金屬礦床與 MVT鉛鋅礦床具有一定的相似性,成因類型應為碰撞造山逆沖推覆帶環境下形成的MVT型鉛鋅礦床,而非SEDEX型礦床。

致謝:野外工作期間得到了項目組技術人員大力支持和幫助;論文編寫過程中得到了中山大學王岳軍教授、長安大學姜常義教授、西安地質礦產研究所宋忠寶研究員和高永寶博士的幫助;審稿人北京科技大學徐九華教授和中國科學院地球化學研究所張乾研究員提出了寶貴的修改意見,在此一并感謝！

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