西藏格瑪鉛多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)、地質(zhì)特征、年代學(xué)與成礦地質(zhì)背景

岳國(guó)利,李 敏 ,翟文建,楊長(zhǎng)青,呂國(guó)娟,趙 煥

1.河南省地質(zhì)調(diào)查院,鄭州 450001

2.河南省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鄭州 450001

3.河南省地質(zhì)科學(xué)研究所,鄭州 450001

0 引言

近十多年來(lái),隨著公益性地質(zhì)工作的不斷推進(jìn)及其之后商業(yè)性勘查項(xiàng)目的實(shí)施,班公湖—怒江成礦帶找礦工作取得了重大突破。前人[1-12]相繼在班公湖—怒江成礦帶中西段發(fā)現(xiàn)了多龍超大型銅(金)礦集區(qū)以及尕爾窮、嘎拉勒、雄梅、商旭、舍索、拉青、屋蘇拉和扎格拉等一大批大中型銅(金)多金屬礦床。該成礦帶的重要地位已逐漸得到了公認(rèn)[13-14],成為繼岡底斯—喜馬拉雅成礦帶之后西藏又一條重要的成礦帶[13],也成為近年來(lái)備受關(guān)注的找礦熱點(diǎn)地區(qū)。但以往班公湖—怒江成礦帶的地質(zhì)找礦工作主要集中在中西段,而其東段(青藏鐵路以東)地質(zhì)工作相對(duì)薄弱,找礦發(fā)現(xiàn)的報(bào)道也較少。

格瑪鉛多金屬礦床位于西藏自治區(qū)那曲市香茂鄉(xiāng)東35 km處,是筆者團(tuán)隊(duì)于2010年在執(zhí)行中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青藏專項(xiàng)期間發(fā)現(xiàn)的礦床(1)岳國(guó)利,王福全,劉偉,等.西藏那曲縣格瑪鉛鋅銀礦地質(zhì)普查報(bào)告.鄭州:河南省地質(zhì)調(diào)查院,2013.,也是目前在班公湖—怒江成礦帶東段已發(fā)現(xiàn)的唯一一處中型富鉛鋅銀多金屬礦床。礦床控制程度達(dá)到普查,提交(333)+(3341)礦石量437.25萬(wàn)t、鉛金屬量30.13萬(wàn)t、鋅金屬量7.61萬(wàn)t、銀金屬量458.06 t、伴生銅金屬量1.73萬(wàn)t,鉛鋅、銀資源量均達(dá)到了中型礦床規(guī)模。本文通過(guò)對(duì)格瑪鉛多金屬礦床地質(zhì)特征的闡述和對(duì)礦床巖礦石地球化學(xué)、花崗閃長(zhǎng)巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)的研究,分析了該礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦時(shí)代與成礦地質(zhì)背景,探討了礦床的成礦作用,并初步建立了班公湖—怒江成礦帶東段鉛鋅銀多金屬礦床的成礦地質(zhì)模型,以期為研究區(qū)和區(qū)域的進(jìn)一步找礦與研究提供支持。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

格瑪鉛多金屬礦床位于廣義的班公湖—怒江成礦帶的東段[14](圖1a),其大地構(gòu)造位置處于昂龍崗日—班戈—騰沖巖漿弧帶內(nèi)[15](圖1b),北側(cè)距班公湖—怒江結(jié)合帶南緣約70 km,地層區(qū)劃屬岡底斯—念青唐古拉地層區(qū)之班戈—八宿地層分區(qū)[16]。區(qū)域上出露地層為中侏羅統(tǒng)馬里組(J2m),該組為一套厚度巨大的弧前增生盆地復(fù)理石碎屑巖沉積。分布的巖漿巖主要為早白堊世、晚白堊世中酸性侵入巖和火山巖,其次有少量新生代中酸性侵入巖。

礦區(qū)出露地層為中侏羅統(tǒng)馬里組(圖2)。根據(jù)其巖性組合和巖石特征,自下而上可劃分為4個(gè)巖性層:一層為細(xì)晶灰?guī)r層(ls),呈透鏡狀產(chǎn)出,巖性為中厚層狀綠簾石化細(xì)晶灰?guī)r;二層為變質(zhì)粉砂巖層(mst),主要巖性為變質(zhì)粉砂巖,局部夾變質(zhì)石英雜砂巖、變質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖;三層為變質(zhì)石英雜砂巖層(mss),主要巖性為變質(zhì)石英雜砂巖,局部過(guò)渡為變質(zhì)粉砂巖;四層為砂質(zhì)板巖層(ssl),巖性為砂質(zhì)、粉砂質(zhì)板巖。區(qū)內(nèi)發(fā)育近東西向和北西向兩組斷裂構(gòu)造,兩組斷裂控制了區(qū)內(nèi)礦體的產(chǎn)出位置和形態(tài)。其中,近東西向斷裂主要有F1、F2,2條斷裂大致平行分布,性質(zhì)均為壓扭性右行走滑斷裂,斷面產(chǎn)狀167°～201°∠67°～89°,斷裂帶內(nèi)巖石為片理化、碎裂巖化變質(zhì)粉砂巖、黑云石英角巖和二云石英角巖;北西向斷裂為F3,該斷裂具明顯的張性特征,斷面產(chǎn)狀201°～240°∠64°～71°,斷裂帶內(nèi)巖石為碎裂巖化變質(zhì)粉砂巖和石英雜砂巖。

1. 第四系殘坡積及沖積物; 2. 中侏羅統(tǒng)馬里組; 3. 變質(zhì)粉砂巖; 4. 變質(zhì)石英雜砂巖; 5. 砂質(zhì)板巖; 6. 細(xì)晶灰?guī)r; 7. 碎裂巖; 8. 早白堊世黑云母花崗閃長(zhǎng)巖; 9. 石英脈; 10. 斷裂構(gòu)造帶及編號(hào); 11. 侵入地質(zhì)界線及傾角; 12. 角巖化; 13. 礦體及編號(hào); 14. 勘探線及編號(hào);15. 鉆孔及編號(hào);16. 同位素年齡樣品采樣位置。

礦區(qū)中部出露早白堊世黑云母花崗閃長(zhǎng)巖(K1γδβ),巖體呈巖株?duì)钋秩胗谥匈_統(tǒng)馬里組中,其邊部見(jiàn)有巖枝和巖脈穿插于馬里組內(nèi)。花崗閃長(zhǎng)巖體內(nèi)主要發(fā)育綠泥石化和綠簾石化蝕變,其外接觸帶普遍具角巖化,局部見(jiàn)有硅化和弱矽卡巖化,與成礦關(guān)系密切。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)礦體14個(gè),其中主要礦體為Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)和Ⅲ號(hào),3個(gè)礦體的資源量之和約占全區(qū)總資源量的68%。礦體產(chǎn)出的空間位置嚴(yán)格受近東西向和北西向兩組斷裂控制(圖2)。

Ⅰ號(hào)礦體位于花崗閃長(zhǎng)巖體南側(cè)外接觸帶,受F3斷裂控制,呈脈狀產(chǎn)出于F3斷裂內(nèi)。礦體地表長(zhǎng)度560 m,厚度1.61～3.20 m。礦體地表傾向201°～244°,傾角45°～78°,深部?jī)A角66°～67°。礦體沿走向和傾向上連續(xù)性較好,無(wú)分支復(fù)合現(xiàn)象。容礦巖石主要為碎裂角巖化粉砂巖、石英雜砂巖。礦體頂、底板圍巖主要為變質(zhì)石英雜砂巖、粉砂巖及角巖化粉砂巖。

Ⅱ號(hào)礦體位于花崗閃長(zhǎng)巖體北側(cè)外接觸帶,受F2斷裂控制,呈脈狀產(chǎn)出于F2斷裂內(nèi)。礦體沿地表有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象,斷續(xù)出露長(zhǎng)度1 224 m,厚度0.85～8.89 m。礦體地表傾向164°～187°,傾角77°～89°,深部變緩(圖3)。容礦巖石主要為碎裂角巖化粉砂巖、絹云(黑云)石英角巖,次為石英脈、碳酸鹽脈。礦體頂、底板圍巖主要為角巖化粉砂巖、絹云(黑云)石英角巖。

圖3 格瑪鉛多金屬礦床0勘探線地質(zhì)剖面圖

Ⅲ號(hào)礦體位于Ⅱ號(hào)礦體北側(cè),受F1斷裂控制,呈脈狀產(chǎn)出于F1斷裂內(nèi)。礦體地表長(zhǎng)度1 272 m,厚度0.37～1.47 m。礦體地表傾向166°～185°,傾角74°～88°,深部?jī)A角變緩。礦體沿走向和傾向上連續(xù)性較好,無(wú)分支復(fù)合現(xiàn)象。容礦巖石主要為碎裂角巖化粉砂巖,次為碎裂石英雜砂巖。礦體頂、底板圍巖主要為變質(zhì)粉砂巖或角巖化粉砂巖。

2.2 礦石特征

礦石類型:按容礦巖石類型劃分,主要有碎裂巖型礦石、角巖型礦石、角巖化砂巖(粉砂巖)型礦石;按結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分,主要為細(xì)脈浸染狀礦石、角礫狀礦石,次為塊狀礦石。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造:礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)和填隙結(jié)構(gòu)等。礦石中常見(jiàn)方鉛礦交代閃鋅礦,方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦交代早期黃鐵礦,黃銅礦多具他形粒狀結(jié)構(gòu)及固溶體分離結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有脈狀、細(xì)脈浸染狀、角礫狀及塊狀。

礦石的礦物組分:金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦,次有少量磁鐵礦和微量磁黃鐵礦、毒砂;脈石礦物主要為石英和絹云母,少量白云母、方解石、綠泥石、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石等,以及微量綠簾石、纖閃石、透閃石、藍(lán)晶石、磷灰石等;次生礦物有銅藍(lán)、孔雀石、赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦等。

2.3 圍巖蝕變

花崗閃長(zhǎng)巖體內(nèi)常見(jiàn)綠簾石化、綠泥石化,巖體接觸帶附近發(fā)育有硅化,外接觸帶圍巖普遍具角巖化,局部發(fā)育弱矽卡巖化、碳酸鹽化。其中角巖化蝕變分布最廣,最寬處可達(dá)900 m。

近礦圍巖蝕變大致具有分帶性,由礦體向外依次為硅化-絹云母化→碳酸鹽-絹云母化→綠簾石化→綠泥石化。其中硅化-絹云母化、碳酸鹽-絹云母化與成礦關(guān)系密切。

3 地球化學(xué)特征

本次用于主量元素分析的6件樣品均采自花崗閃長(zhǎng)巖體(表1),用于微量和稀土元素分析的11件樣品分別采自花崗閃長(zhǎng)巖、礦石及圍巖(變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)砂巖)(表2)。主、微量和稀土元素分析均在西南冶金地質(zhì)測(cè)試中心完成。主量元素測(cè)試儀器為DY938 X射線光譜儀,分析精度優(yōu)于±5%。微量和稀土元素使用ICP-MS測(cè)定,分析精度優(yōu)于±2%。

表1 格瑪?shù)V區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖主量元素分析結(jié)果

表2 格瑪鉛多金屬礦床稀土和微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及特征值

3.1 主量元素

從表1可以看出,格瑪花崗閃長(zhǎng)巖w(SiO2)偏低,w(SiO2)在66.43%～69.50%之間,但w(Al2O3)較高,在14.08%～16.61%之間。w(K2O)為3.06%～5.04%,w(Na2O)為0.39%～4.25%,除1個(gè)樣品外,其余樣品K2O/Na2O值在0.79～1.58之間變化。MgO、FeO、CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.45%～0.87%、0.32%～2.30%、2.96%～6.12%。在巖漿/火成巖系統(tǒng)全堿-硅(TAS)分類圖(圖4a)上,樣品落入花崗閃長(zhǎng)巖與花崗巖、石英二長(zhǎng)巖交界線附近。在w(K2O)-w(SiO2)圖(圖4b)上,樣品落入高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列范圍。在A/NK-A/CNK判別圖(圖4c)上,樣品落入準(zhǔn)鋁質(zhì)巖與過(guò)鋁質(zhì)巖界線附近。在R2-R1圖(圖4d)上,樣品均落在碰撞前階段,表現(xiàn)為俯沖階段巖漿作用的產(chǎn)物。

圖4 格瑪?shù)V區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖TAS圖解(a)、w(K2O)-w(SiO2)圖解(b)、A/NK-A/CNK圖解(c)和R2-R1圖解(d)

3.2 稀土元素

格瑪?shù)V區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖、礦石及圍巖(變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)砂巖)稀土元素分析結(jié)果及特征值見(jiàn)表2,球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線見(jiàn)圖5a。

從表2和圖5a可以看出:花崗閃長(zhǎng)巖w(∑REE)值分別為71.14 ×10-6和133.27 ×10-6,平均值分別為102.21×10-6,LREE/HREE值分別為7.84和10.89,(La/Yb)N分別為8.02和14.09,δEu分別為0.80和0.82,平均值為0.81,表現(xiàn)為Eu弱負(fù)異常,δCe分別為0.75和0.94,表現(xiàn)為Ce弱負(fù)異常;礦石w(∑REE)值變化范圍為37.77 ×10-6～98.81 ×10-6,平均值為64.45 ×10-6,LREE/HREE值變化范圍為7.36～8.74,(La/Yb)N為9.13～12.84,δEu值變化較大,變化范圍為0.42～0.71,平均值為0.58,表現(xiàn)為Eu明顯的負(fù)異常,δCe為0.73～0.97,表現(xiàn)為Ce弱負(fù)異常;圍巖w(∑REE)值變化范圍為134.70 ×10-6～226.72 ×10-6,平均值為194.74×10-6,LREE/HREE值變化范圍為7.74～9.33,(La/Yb)N為10.02～12.06,δEu為0.51～0.62,平均值為0.59,表現(xiàn)為Eu明顯的負(fù)異常,δCe為0.70～0.90,表現(xiàn)為Ce弱負(fù)異常。

總體上看,花崗閃長(zhǎng)巖、礦石及圍巖都表現(xiàn)為輕稀土元素富集、重稀土元素虧損、Eu負(fù)異常,三者配分曲線基本相似,呈明顯的右傾,輕、重稀土分餾明顯,輕稀土具有明顯的分餾,而重稀土分餾不明顯。這些共同的特征暗示了礦石與花崗閃長(zhǎng)巖和圍巖三者在成因上具有一定聯(lián)系[19]。

從稀土總量(∑REE)來(lái)看,花崗閃長(zhǎng)巖、礦石、圍巖三者中圍巖w(∑REE)最高,花崗閃長(zhǎng)巖次之,礦石最低。礦石稀土總量與花崗閃長(zhǎng)巖相近,且都偏低,暗示二者可能都有偏基性巖漿分異成分[20]。

從δEu值來(lái)看,礦石中有3個(gè)樣品δEu為0.42～0.61,與圍巖δEu值基本一致,顯示二者Eu元素都明顯虧損;另外2個(gè)礦石樣品δEu分別為0.67和0.71,與花崗閃長(zhǎng)巖δEu值接近,顯示二者Eu元素輕度虧損。礦石與圍巖、花崗閃長(zhǎng)巖的δEu值特征表明三者之間都存在著成因上的聯(lián)系;同時(shí)又暗示了礦石和花崗閃長(zhǎng)巖可能都與深部偏基性巖漿分異作用有關(guān)[20-22]。

從δCe值來(lái)看,礦石δCe為0.73～0.97,花崗閃長(zhǎng)巖δCe為0.75和0.94,二者δCe基本一致,都相對(duì)虧損Ce元素,暗示二者都與古俯沖帶及古洋殼殘骸有關(guān)[20]。

3.3 微量元素

從微量元素分析結(jié)果(表2)和微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5b)可以看出:與中國(guó)陸殼豐度值[17]相比,格瑪?shù)V區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖中Cr、Ni明顯虧損,說(shuō)明巖漿經(jīng)歷過(guò)一定的分異演化;花崗閃長(zhǎng)巖中Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為19.15 ×10-6,為中國(guó)陸殼豐度值的1.28倍,屬較富集元素;Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為31.00 ×10-6,為中國(guó)陸殼豐度值的0.36倍,屬虧損元素;Ag質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為0.47 ×10-6,為中國(guó)陸殼豐度值的9.4倍,屬?gòu)?qiáng)富集元素。圍巖(馬里組變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)砂巖)中Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為中國(guó)陸殼豐度值的35.47倍,屬極強(qiáng)富集元素;Zn為5.76倍,屬?gòu)?qiáng)富集元素;Ag高達(dá)28倍,屬極強(qiáng)富集元素。由此可以看出,格瑪鉛多金屬礦床成礦過(guò)程中Pb、Zn、Ag成礦元素可能主要來(lái)源于馬里組變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖,而花崗閃長(zhǎng)巖可能貢獻(xiàn)了部分的Pb、Ag成礦元素。

4 花崗巖年代學(xué)特征

本次工作進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)測(cè)試,采樣位置見(jiàn)圖2。樣品測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所完成。測(cè)試樣品經(jīng)粉碎、淘洗、重力和磁法分選后,在雙目鏡下挑選出無(wú)包裹體、純度高的鋯石;然后將待測(cè)鋯石用環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑固定在載玻片,待固結(jié)后拋光至鋯石厚度的一半,使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)充分暴露,用于透射、反射、CL照相和測(cè)定U-Pb同位素年齡。測(cè)試儀器為Neptune型MC-ICP-MS及Newwave UP 213激光剝蝕系統(tǒng)。試驗(yàn)中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣,激光束斑直徑為25 μm,剝蝕頻率為10 Hz,輸出能量為2.5 J/cm2。

樣品TWKBRLN-1鋯石呈淺黃褐色或無(wú)色,自形程度較高,顆粒以短柱狀為主(圖6),少數(shù)為長(zhǎng)柱狀,長(zhǎng)寬比為1.2∶1～2∶1,最大可達(dá)2.5∶1,粒徑為100～140 μm;鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)單一,巖漿振蕩生長(zhǎng)環(huán)帶清晰、密集。選取20粒鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb定年分析(表3),其中,除個(gè)別鋯石(測(cè)點(diǎn)11、19)Th/U值小于0.4外,其余所有鋯石Th/U值介于0.45～1.24之間,顯示巖漿鋯石成因特征[23]。在鋯石U-Pb諧和年齡圖(圖7a)上,排除鋯石測(cè)點(diǎn)3、10明顯偏離諧和曲線外,剩余18粒鋯石206Pb/238U表面年齡集中于(121.48±1.26)～(118.93±0.67)Ma之間(表3),獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(119.86±0.45)Ma(MSWD=0.67)(圖7b),時(shí)代為早白堊世,代表了花崗閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

表3 格瑪鉛多金屬礦床樣品TWKBRLN-1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果

圖6 格瑪鉛多金屬礦床樣品TWKBRLN-1的鋯石陰極發(fā)光圖像

圖7 格瑪鉛多金屬礦床樣品 TWKBRLN-1 鋯石U-Pb諧和年齡(a)和加權(quán)平均年齡圖(b)

5 討論

5.1 成礦物質(zhì)來(lái)源

格瑪鉛多金屬礦床花崗閃長(zhǎng)巖、礦石及圍巖(變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖)的稀土總量存在較明顯的差異,但三者稀土配分曲線基本相似,都具有LREE富集、Eu負(fù)異常到弱負(fù)異常的地球化學(xué)特征,顯示出它們?cè)诔梢蛏暇哂幸欢ǖ穆?lián)系,暗示了三者在成巖(成礦)過(guò)程中都有地殼物質(zhì)的加入[22]。礦石和花崗閃長(zhǎng)巖w(∑REE)明顯偏低,2件礦石樣品Eu呈現(xiàn)弱負(fù)異常,與花崗閃長(zhǎng)巖Eu弱負(fù)異常特征相似,暗示二者在成因和成分上都與深部巖漿的分異作用有關(guān)[20-22]。

從巖礦石微量元素特征來(lái)看,與中國(guó)陸殼豐度值相比,花崗閃長(zhǎng)巖富集Pb、Ag元素,馬里組變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖中Pb、Zn、Ag元素強(qiáng)烈富集,指示礦床成礦過(guò)程中Pb、Zn、Ag成礦元素可能主要來(lái)源于馬里組,而花崗閃長(zhǎng)巖可能貢獻(xiàn)了部分的Pb、Ag成礦元素。

綜上所述,格瑪鉛多金屬礦床巖礦石稀土和微量元素地球化學(xué)特征均表明,該礦床成礦物質(zhì)來(lái)源具有明顯的“雙源性”特征,即成礦物質(zhì)不僅來(lái)自于花崗閃長(zhǎng)巖體,也有馬里組圍巖(變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖)成礦物質(zhì)的加入。

5.2 成礦時(shí)代

格瑪鉛多金屬礦床的稀土和微量元素地球化學(xué)特征表明,礦床在成因和成礦物質(zhì)來(lái)源上與花崗閃長(zhǎng)巖體有關(guān),而巖體的成巖年齡為(119.86±0.45)Ma。據(jù)前人對(duì)中國(guó)斑巖鉬礦成巖成礦年齡的統(tǒng)計(jì),巖礦時(shí)差一般為1～3 Ma[24],巖漿-熱液系統(tǒng)巖礦時(shí)差為1～3 Ma[25]。據(jù)此推斷,格瑪鉛多金屬礦床的成礦年齡為119～115 Ma,成礦時(shí)代為早白堊世。

5.3 成礦地質(zhì)背景

成礦地質(zhì)背景主要是指礦床形成時(shí)的地質(zhì)環(huán)境,包括大地構(gòu)造背景、巖漿作用、沉積環(huán)境、變質(zhì)作用和地質(zhì)構(gòu)造等對(duì)礦床形成的影響[26]。對(duì)成礦地質(zhì)背景的研究有助于區(qū)域成礦規(guī)律的總結(jié),指導(dǎo)區(qū)域的進(jìn)一步找礦工作。格瑪鉛多金屬礦床位于廣義班公湖—怒江成礦帶東段[14,26](圖1a),屬昂龍崗日—班戈成礦亞帶[13,27]。昂龍崗日—班戈成礦亞帶及其東延部分在大地構(gòu)造位置上與昂龍崗日—班戈—騰沖巖漿弧帶(圖1b)范圍一致,區(qū)域上沿該帶自西向東廣泛分布晚侏羅世、早白堊世、晚白堊世及新生代中酸性侵入巖和火山巖,這些不同期次的巖漿活動(dòng)與班公湖—怒江特提斯洋的演化及成礦關(guān)系密切。其中,晚侏羅世—早白堊世早期(156～110 Ma)巖漿巖多形成于班公湖—怒江洋殼向南俯沖消減階段的島弧環(huán)境[28-36],該期巖漿活動(dòng)主要與斑巖-矽卡巖型銅(金)礦[10,31-33]、熱液型鉛鋅銀多金屬礦關(guān)系密切[26-27];早白堊世晚期—晚白堊世(110～72 Ma)巖漿巖形成于班公湖—怒江洋盆閉合時(shí)期羌塘地塊—岡底斯地塊匯聚碰撞的造山環(huán)境[7,37-39],該期巖漿活動(dòng)主要與矽卡巖型銅多金屬礦關(guān)系密切[40-41];新生代巖漿巖則形成于碰撞后的陸內(nèi)環(huán)境[42],該期巖漿活動(dòng)與中低溫?zé)嵋盒豌U鋅銀多金屬礦關(guān)系密切[43]。據(jù)區(qū)域最新研究結(jié)果,班公湖—怒江洋盆的閉合時(shí)限為110～100 Ma[44-46],此前的120～110 Ma是區(qū)域上巖漿活動(dòng)大爆發(fā)階段,在岡底斯中北部和班公湖—怒江縫合帶內(nèi)形成廣泛的巖漿活動(dòng),巖漿大爆發(fā)同時(shí)造成了中上地殼大規(guī)模重熔,巖漿中幔源成分相對(duì)降低,而中上地殼重熔物質(zhì)大量參與,具有I型花崗巖的地球化學(xué)特征[27]。如青龍鄉(xiāng)、舍索等巖體[31-32]。該期巖漿活動(dòng)與成礦關(guān)系密切,有利于形成矽卡巖型、熱液型鐵鉛鋅多金屬礦[27]。

與格瑪鉛多金屬礦床成礦關(guān)系密切的花崗閃長(zhǎng)巖沿近東西向區(qū)域性大斷裂侵位于中侏羅統(tǒng)馬里組碎屑巖中,巖體的成巖年齡為(119.86±0.45)Ma,侵位時(shí)代為早白堊世。巖石屬準(zhǔn)鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類,具有類似島弧型花崗巖的高鉀鈣堿性、輕稀土元素富集、重稀土元素虧損、較弱的Eu負(fù)異常等地球化學(xué)特征。在R2-R1構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖4d)上,格瑪花崗閃長(zhǎng)巖落在板塊碰撞前區(qū)域內(nèi),同時(shí)又靠近同碰撞區(qū)域。以上特征表明,格瑪鉛多金屬礦床成礦花崗閃長(zhǎng)巖極有可能形成于早白堊世班公湖—怒江洋殼向南俯沖消減、羌塘地塊—岡底斯地塊碰撞閉合前的島弧環(huán)境。此外,格瑪花崗閃長(zhǎng)巖與青龍鄉(xiāng)鉛鋅礦床花崗閃長(zhǎng)巖、舍索銅(鉛鋅)多金屬礦床花崗閃長(zhǎng)巖在巖石學(xué)特征、巖石地球化學(xué)特征、形成時(shí)代以及巖體的產(chǎn)出形態(tài)、地質(zhì)背景等方面極為相似,而舍索、青龍鄉(xiāng)花崗閃長(zhǎng)巖均形成于班公湖—怒江洋殼向南俯沖碰撞閉合之前的島弧環(huán)境[31-33],這進(jìn)一步說(shuō)明了格瑪花崗閃長(zhǎng)巖屬于早白堊世班公湖—怒江洋殼南向俯沖消減階段“巖漿大爆發(fā)”時(shí)期的產(chǎn)物,是羌塘地塊—岡底斯地塊碰撞閉合前島弧環(huán)境下形成的同熔型花崗巖[31]。同時(shí)也進(jìn)一步印證了在早白堊世早期班公湖—怒江洋盆尚未閉合,仍處于俯沖消減階段。

由前文的成礦物質(zhì)來(lái)源探討可知,格瑪鉛多金屬礦床成礦物質(zhì)不僅來(lái)源于花崗閃長(zhǎng)巖,同時(shí)也有馬里組圍巖成礦物質(zhì)大量地加入,說(shuō)明礦床成礦作用既與巖漿作用有關(guān),又與馬里組圍巖密切相關(guān)。早白堊世早期形成于班公湖—怒江洋盆閉合前島弧環(huán)境下的同熔型花崗質(zhì)巖漿為成礦提供了熱驅(qū)動(dòng)力和部分成礦物質(zhì)。巖漿沿著近東西向深大斷裂上升,侵位到中侏羅統(tǒng)馬里組一套厚度巨大的弧前增生復(fù)理石碎屑巖中,這套富含Ag、Pb、Zn等成礦物質(zhì),厚度巨大的圍巖有利于巖漿系統(tǒng)在相對(duì)封閉的體系中上升、結(jié)晶分異,以及與圍巖發(fā)生混染作用[47-48],有利于巖漿系統(tǒng)更充分地交代、萃取圍巖中的成礦物質(zhì)。隨著巖漿持續(xù)上侵,減壓,降溫,富含Ag、Pb、Zn等成礦物質(zhì)的熱液流體從巖漿熔體中出溶,并最終在構(gòu)造有利部位沉淀,富集成礦。

綜合以上分析認(rèn)為,格瑪鉛多金屬礦床形成于早白堊世早期班公湖—怒江洋盆閉合前的島弧環(huán)境,礦床賦存于侏羅紀(jì)弧前增生盆地沉積的馬里組碎屑巖中,控礦構(gòu)造為近東西向斷裂及北西向斷裂,礦床成因類型為巖漿期后熱液型。

6 結(jié)論

1)初步建立了班公湖—怒江成礦帶東段鉛鋅銀多金屬礦床的成礦地質(zhì)模型:成礦大地構(gòu)造背景為昂龍崗日—班戈—騰沖巖漿弧帶東段,成礦巖體為早白堊世花崗閃長(zhǎng)巖,成礦有利圍巖是中侏羅統(tǒng)馬里組變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖,成礦有利地段是花崗閃長(zhǎng)巖體外接觸帶,控礦及成礦構(gòu)造為近東西向斷裂及北西向斷裂。

2)格瑪鉛多金屬礦床巖礦石稀土和微量元素地球化學(xué)特征均表明,該礦床成礦物質(zhì)來(lái)源具有明顯的“雙源性”特征,即成礦物質(zhì)不僅來(lái)自于花崗閃長(zhǎng)巖體,也有馬里組圍巖(變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖)成礦物質(zhì)的加入。

3)花崗閃長(zhǎng)巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果表明,巖體的成巖年齡為(119.86±0.45)Ma。據(jù)此推斷礦床的成礦年齡應(yīng)在119～115 Ma之間,成礦時(shí)代為早白堊世。

4)格瑪鉛多金屬礦床形成于班公湖—怒江洋盆閉合前的島弧環(huán)境,礦床成礦作用既與早白堊世早期巖漿作用有關(guān),又與中侏羅統(tǒng)馬里組圍巖密切相關(guān)。巖漿為成礦提供了熱驅(qū)動(dòng)力和部分成礦物質(zhì),馬里組為成礦提供了有利的圍巖條件及大量的成礦物質(zhì)。近東西向斷裂及北西向斷裂為含礦熱液的運(yùn)移及成礦物質(zhì)的沉淀、富集提供了有利的構(gòu)造空間。礦床成因類型為巖漿期后熱液型。