李任杰 張文磊 馬健飛 胡傳輝
(成都理工大學地球科學學院)
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西藏扎西康鉛鋅銻多金屬礦床地質特征及成因*
李任杰 張文磊 馬健飛 胡傳輝
(成都理工大學地球科學學院)
結合扎西康鉛鋅銻多金屬礦床地質工作成果,首先分別從礦石成分、礦石結構構造、圍巖蝕變等方面對礦體地質特征進行了分析,認為該礦床并非一個期次的產物,具有多期多階段成礦的特點;然后結合相關同位素分析結果,認為該礦床的成礦流體來源主要為大氣降水補給的地熱水,晚三疊系—早侏羅系濁流或噴流沉積的一套碳硅泥巖系地層為成礦物質來源。在上述分析的基礎上,對礦床成因進行了探討,認為該礦床成因類型為噴流沉積改造型礦床。
地質特征 成礦流體 成礦物質來源 礦床成因
西藏扎西康鉛鋅銻多金屬礦床位于藏南地區,地處雅魯藏布江縫合帶與喜馬拉雅北坡之間,屬于特提斯—喜馬拉雅構造域東段的組成部分。近年來對于該礦床的研究成果較多,但有關礦床成因的探討較少[1-3]。本研究結合該礦床相關地質工作成果,對其地質特征及成因進行詳細探討。
(1)地層。扎西康鉛鋅銻多金屬礦區域地層屬岡底斯—喜馬拉雅構造地層大區中的康馬隆子分區。該區發育的地層除震旦系、寒武系、志留系、泥盆系缺失外,從前震旦系至第四系的地層均有出露。區內出露地層由老至新主要有前震旦系亞堆扎拉巖群、古生界曲德貢巖群、上三疊統涅如組(T3n)、侏羅系(J)、白堊系(K)地層。侏羅系(J)和白堊系(K)地層在區域中出露較完整,前者包括下統日當組(J1r)、中下統陸熱組(J1-2l)、中上統遮拉組(J2-3z)、上統維美組(J3w)地層,后者包括下白堊統桑秀組(J3-K1s)、下白堊統甲不拉組(K1j)、上白堊統宗卓組(K2z)地層。
(2)構造。研究區在大地構造位置上產于青藏高原南部特提斯喜馬拉雅造山帶中東部,地跨喜馬拉雅陸塊、雅魯藏布江結合帶,北鄰岡底斯陸塊。研究區中的構造有大規模的斷裂構造和褶皺構造。褶皺構造主要包括江孜復向斜、羊卓雍錯—哲古錯復向斜、洛扎—隆子復向斜和康馬—普莫雍錯復背斜等。礦區主要有2組不同走向(近EW、近SN向)的斷裂構造,包括洛扎斷裂、絨布—古堆斷裂和札達—達孜—邛多江斷裂等近EW向斷裂,扮演導礦角色,具有長期、多期次活動的特征;同時也包括康馬斷裂、勒金康桑斷裂、田巴斷裂、下久曲斷裂、洞嗄斷裂及青木竹斷裂等近SN向斷裂,扮演配礦及容礦角色(SN向斷裂不但控制著扎西康礦床礦體的產狀,而且控制著部分第四系斷陷盆地的形成)。
(3)巖漿巖。區內出露的巖漿巖以喜山期花崗巖為主,印支期—燕山期基性—中基性火山巖、次火山巖較之減少,喜山早晚期中—基性巖脈較發育。喜山期花崗巖主要分布于北喜馬拉雅彎窿帶(拉軌崗日變質核雜巖帶)內,巖體多與圍巖呈不協調的接觸關系,巖體規模差別較大。
(4)變質作用。區內發生的變質作用以區域變質作用為主,但遭受變質的程度不一,多為變質程度較低的低綠片巖相變質帶,次為變質程度稍高的高綠片巖相-低角閃巖相變質帶。
(5)礦產特征。區內金屬礦產主要為金、銻,次為鉛、鋅。礦床(點)主要受褶皺翼部近EW向層間破碎帶、近SN向斷裂構造帶控制,礦產具有一定的分帶性、分段性特征,成礦元素間也具有一定的共生關系。
扎西康鉛鋅銻多金屬礦區在構造上產于特提斯喜馬拉雅構造帶東段的羊卓雍一拿日雍復式向斜東南端北翼(康馬—隆子褶沖帶之哲古錯—日當褶沖束東南端)。
2.1 地 層
礦區出露地層較簡單,主要為下侏羅統日當組(J1r),為礦區的含礦層、礦源層,巖性組合為鈣質板巖、含碳鈣質板巖、石英砂巖、絹云母板巖等,根據其巖性特征,可劃分為5個巖性段,各巖性段間時代連續,呈整合關系產出;次為上侏羅統維美組(J3w),分布于礦區西南部,巖性組合為變質細粒石英砂巖、粉砂質板巖夾中—薄層變質粉砂巖、含礫石英砂巖、復成分砂碌巖等,根據其巖性特征,可劃分為2個巖性段,與下伏地層下侏羅統日當組(J1r)呈斷層關系產出;礦區第四系(Q)地層分布少量,主要為殘坡積物和沖洪積物碎屑物,分布于礦區西南部。
2.2 構 造
礦區構造總體較發育,就斷裂而言,近SN向高角度斷裂最為發育,NE向斷裂次之,均有部分斷裂控制著礦體產狀。礦區共厘定出16條斷層,北部分布較多,以近SN向斷層為主,NE—SW向斷層次之;少數斷層分布于礦區南部,以NE—SW向斷層為主。北部斷層中F2(傾向W,傾角約60°)、F4(平面傾向W,傾角較大)、F5(傾向W,傾角可達50°以上)、F6(傾向W、傾角中等)、F7(傾向NW、傾角中等)[2]斷層的礦化現象好,F2斷層控制Ⅵ#礦體產狀,F7斷層控制Ⅴ#礦體產狀,F16斷層控制Ⅸ#礦體產狀;南部斷層中F13斷層控制Ⅶ#礦體產出,F14斷層控制Ⅷ#礦體產出。就褶皺構造而言,區內揉皺、褶皺發育,主要由下侏羅統日當組第五巖性段(J1r5)構成向斜主體,分布于礦區北部(Ⅵ#礦體東側)。
2.3 巖漿巖
礦區巖漿巖發育較好,分布于礦區中西部的下侏羅統日當組第一、二、三巖性段(J1r1-3),巖性包括流紋巖、呈巖脈形式的輝綠巖(成巖年齡為早白堊世[3])以及少量花崗斑巖。林彬等[4]經鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年得出流紋巖年齡為(135.33±0.62)Ma;張剛陽[5]經鋯石SHRIMP U-Pb定年得出的輝綠巖年齡約133 Ma,說明輝綠巖與流紋巖的成巖時代一致;張建芳等[6]經研究,認為輝綠巖的構造環境和時代與區域的巖漿活動整體一致。因此,可認為流紋巖和輝綠巖的構造環境與區域內的巖漿活動一致。
2.4 變質作用
礦區內部發生的變質作用與區域發生的變質作用相似,以區域變質作用為主,動力變質作用、接觸變質作用次之。區域變質作用在礦區發生的最為廣泛、普遍,巖石經區域淺變質作用形成板巖、石英巖等。接觸變質作用主要發生于巖體接觸帶附近,在圍巖中發生變質,區內礦化蝕變類型較多,主要有黃鐵礦化、(脆)硫銻鉛礦化、閃鋅礦化、赤鐵礦等。動力變質作用主要發生于應力集中地帶(礦體附近及構造破碎帶),經動力變質作用,巖石形成糜棱巖、構造角礫巖等。
2.5 礦體特征
(1)礦體形態及規模。礦區所圈出的礦體多受礦區斷裂控制,形態多為似層狀、層狀、透鏡狀,按走向可大致分為近SN走向(北部礦區)、NE—SW走向(南部礦區)兩類,傾向與斷裂傾向大體一致,為265°~270°,傾角30°~58°。礦區Ⅴ#礦體為較大規模且較富的礦體,礦體長約800 m,寬約50 m,向深部延伸可達383 m,礦體中的礦石礦物及礦物類型具有一定的分帶現象[3]。
(2)礦石物質成分。礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、輝銻礦、毒砂、硫銻鉛礦、脆硫銻鉛礦、黃銅礦、錳鐵碳酸鹽(菱錳礦、菱鐵礦)[7],次為銀黝銅礦、磁黃鐵礦、硫銻鉛銀礦、車輪礦及少量表生階段產生的褐鐵礦、孔雀石等次生礦物等。
(3)礦石類型。礦石按氧化程度可劃分為原生礦石、氧化礦石和混合礦石。按礦石構造可劃分為浸染狀、網脈狀,以脈狀、角礫狀、條帶狀、塊狀為主,環狀、指狀、交代、放射狀、晶簇狀、皮殼狀次之[3,8,9-10]。礦石結構以結晶結構、交代結構[3,8,9-10]為主,固溶體分離結構[8]次之。交代結構表明礦床曾發生過不止一次的成礦流體入侵,說明礦床具有多期次形成的特征。
(4)圍巖蝕變。礦區構造活動較頻繁,多期次巖漿巖較發育,帶來成礦物質,因此礦區中具有較多的圍巖蝕變類型,但蝕變程度普遍較低,且多分布于礦區斷裂及其蝕變破碎帶中。礦區主要圍巖蝕變類型有硅化、鐵錳碳酸鹽化、褐鐵礦化、磁鐵礦化、菱鐵礦化、黃鐵礦化、方解石化、綠泥石化、絹云母化等[1],黃鐵礦化、硅化、毒砂等與鉛鋅銻礦化關系十分密切[3],可將其作為礦區及其周邊找礦的重要標志。
礦區He-Ar同位素[3]、H-O同位素[9]測試結果表明,成礦流體來源主要是大氣降水補給的地熱水,未見有明顯的地幔流體加入,成礦流體的性質為中—低溫、中—低鹽度、密度較低的水—鹽體系,含少量的氣體。石英等樣品中的包裹體水的δDV-SMOW值(-165‰~-131‰)及w(18OH2O)值(-13.7‰~0.2‰)也可說明流體來源為大氣降水補給的地下熱水[11]。礦區S-Pb同位素測試結果表明成礦物質來源于上地殼地層[3,12],晚三疊系—早侏羅系濁流或噴流沉積的一套碳硅泥巖系地層富集成礦元素,為成礦提供了豐富的物質來源,地下熱液經過萃取成礦物質,最終在礦區近SN、NE—SW向的斷裂中沉淀富集成礦。根據礦區巖漿巖多期次特點及礦石結構構造特點,可知礦床具有多期、多階段疊加成礦的特點,區內Sb的富集是先期形成的鉛鋅礦體被疊加改造所致[13]。結合礦床所處的大地構造位置、區域地質特征以及同位素地球化學分析結果,認為扎西康鉛鋅銻多金屬礦床為噴流沉積改造型礦床。
在分析扎西康鉛鋅銻多金屬礦床地質特征的基礎上,結合相關同位素分析結果,分析了礦床成礦流體來源及礦床成因,認為該礦床成因類型應為噴流沉積改造型礦床。
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*資源勘查工程專業教育部卓越工程師教育培養計劃項目(編號:16Z0539);“卓越計劃”背景下資源勘查工程專業實踐教學體系建設與改革項目(編號:16Z0509)。
2016-05-23)
李任杰(1993—),男,610059 四川省成都市成華區。