西藏甲玛铜多金属矿有用元素空间分布特征及地质意义

2011-07-06郭衍游畅哲生唐晓倩

成都理工大学学报（自然科学版） 2011年6期

郭衍游王焕畅哲生唐晓倩丁帅

（1.淮海工学院，江苏连云港222005；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；3.西藏华泰龙矿业开发有限公司，拉萨850000；4.成都理工大学地球科学学院，成都610059）

西藏甲玛铜多金属矿是位于冈底斯成矿带的重要矿床，根据2008～2009年的勘查成果，铜、钼、铅、锌、伴生金、伴生银均达到大型以上规模［1，2］。矿区内岩浆活动强烈，有多种类型岩浆岩出露。与常见岩浆岩型矿床不同的是，甲玛矿床主矿体产于夕卡岩－角岩系统中，而不是直接产于岩体内或其蚀变带内［1］。甲玛矿床在斑岩－夕卡岩成矿过程中，形成了复杂的有用元素组合及分布特征［3－5］，揭示其分布特征对进一步研究矿床成因、外围找矿以及矿山开采都有重要意义。郑文宝等人对矿区有用元素的平面分布进行了详细研究，指出有用元素的平面分带由SW →NE表现为：Pb＋Zn（Au＋Ag）→Pb＋Zn（Cu＋Au＋Ag）→Cu（Mo＋Au＋ Ag）→ Cu＋Mo（Au＋Ag）→ Mo，从地表到深部，矿化呈现由铅锌矿化向铜钼矿化、钼矿化变化的规律［6］。但是，在三维空间中有用元素的分布是否具有类似的规律，目前还没有详细研究。本文通过钻探取样数据，研究了 Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn共6种有用元素在不同海拔高度上的分布规律。

1 矿体地质特征

甲玛铜多金属矿区的大地构造位置处于特提斯构造域冈底斯－念青唐古拉板片中南部［7］。矿区出露地层主要为下白垩统林布宗组（K1l）砂板岩、角岩（矿体顶板）以及上侏罗统多底沟组（J3d）灰岩、大理岩（矿体底板），第四系仅在牛马塘地区有少量出露。矿区岩浆岩主要呈脉岩产出，岩石类型包括花岗斑岩、黑云母二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、闪长岩、闪斜煌斑岩、角闪辉绿（玢）岩、石英辉长岩等（图1），其中偏中性斑岩含矿性较好［8］。

甲玛矿区矿体分为斑岩型铜钼矿体、夕卡岩型铜多金属矿体以及角岩型铜钼矿体，构成斑岩型－夕卡岩型－角岩型矿床。主矿体为夕卡岩型，呈层状、厚板状产于林布宗组砂板岩、角岩与多底沟组灰岩、大理岩间的层间扩容构造带内，走向约300°，沿走向延伸约2.8km；倾向30°，沿倾向延伸超过2.2km。小矿体受矿区滑覆构造控制，呈透镜状产于滑覆体内部，规模较小。角岩型矿体多呈厚板状、似层状、透镜状产于夕卡岩型矿体上部林布宗组角岩中。斑岩型矿体主要呈细脉－浸染状产于斑岩脉中，规模较小。

2 样品采集及数据预处理

图1 甲玛矿区地质图Fig.1 Geological chart of the Jiama ore field

本次研究采用的原始数据为21 911个化学样品分析数据，样品采集于甲玛主矿体的173个钻孔和10个探槽。由于样品特高品位不能真实地反映矿体的统计特性，首先采用频率曲线法对特高品位进行了替代处理。为了反映有用元素沿矿体顶部、中部、底部的分布情况，需要改变样品点的坐标系统，建立相对矿化体的新坐标系统。甲玛主矿体为似层状，倾向约30°，倾角约10°；因此，将所有样品点绕坐标为（北坐标：3280000，东坐标：16370000）的点沿水平面逆时针旋转30°，再绕坐标为（北坐标：3291250，海拔高度：4.6 km）的点沿铅直面向上旋转10°，得到新坐标系统里的坐标。然后将样品点按新的坐标分为不同的高度范围（表2），分别画出不同高度范围内有用元素的平面等值线图。

表1 海拔高度划分及样品数据个数Number of samples and the range of altitude

3 元素分布特征及地质意义

在垂向不同高度上，Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn这6种有用元素的平面等值线见图2。

Au、Ag、Cu元素含量高值范围基本吻合，矿体底部的含量高值出现于36线中部ZK3608；随着高度增加，高值范围以ZK3608为中心逐渐向外扩散。ZK3608底部为含黄铜矿石榴子石夕卡岩，上覆花岗闪长斑岩和角岩，岩体的出现表明成矿与岩浆活动具有紧密联系。以海拔高度4.5 km为界，表现出不同的分布特征。4.5km以下呈较明显的环形扩散；4.5km以上高值主要分布于矿体北西和南东的边缘区域，呈较明显的线形扩散。

Mo元素在矿体底部主要富集于16线北部ZK1616和20线中部ZK2010附近，出现2个富集中心。ZK1616底部为Cu－Mo矿化夕卡岩，其上为Mo矿化硅化角岩，矿化体上覆花岗斑岩和角岩。ZK2010底部为钼矿化石英正长斑岩，其上为Cu－Mo矿化夕卡岩，矿化体上覆花岗闪长斑岩和角岩。与Cu的高值中心ZK1616类似，都有斑岩出现，表明Cu、Mo矿化与岩浆活动具有紧密联系。随着高度增加，Mo的分布范围较Cu更大，表明其迁移能力较强的特点；但是大体上仍表现出以16线、20线附近为中心向外扩散的特征。

图2 甲玛6种有用元素不同高度范围等值线图Fig.2 Contours of the six useful elements at different altitudes in Jiama

Pb、Zn是2种紧密共生的元素，分布规律非常一致；但是表现出与其他4种元素完全相异的特征。Pb、Zn分布范围小，主要分布于矿体东南侧的铅山，且高值分布于海拔高度＞4.5km区域，表现出浅成低温成矿特点。

在海拔高度＜4.5km范围，Au、Ag、Cu、Mo这4种元素呈环形分布。在海拔高度＞4.5km范围内；Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn这6种元素高值则呈近似带状分布，带状主轴方向为近NW向。甲玛矿区内，北东和北西向线性构造规模大、数量多，是重要的控矿构造［1］。从遥感影像上看，矿区也是以NWW向断裂为主［9］。这表明矿体深部成矿受环形构造控制，在矿体中上部成矿受线性构造控制。

总体上，甲玛主矿体底部海拔高度为4.2km附近存在一个含矿中心，该中心以富含Cu、Au、Ag为特点；随着高度增加，主矿体中上部有用元素富集范围围绕该含矿中心向周围扩散，很好地体现了深部岩浆热液作用导致的元素三维分带特征。据此可以推测，在36线底部存在一个深部流体中心，受推覆构造作用，其位置可能在其底部的偏北方向，流体来源与岩浆活动有关。

4 讨论

矿体中有用元素的空间分布受元素地球化学特性、成矿作用过程及控矿构造等因素的影响。

Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn这6种元素中，Cu、Pb、Zn、Au、Ag均为亲铜元素，容易形成于同一矿床之中。在岩浆热液矿床中，Pb和Zn的富集偏向于较低温度条件，常形成于矿床浅部；Cu则趋向富集于矿床深处、中心［10］；Au、Ag与Cu的地球化学性质接近，也富集于矿床深处、中心。甲玛矿床形成与岩浆热液活动密切相关，其元素空间分布特征很好地体现了这种地球化学性质。甲玛矿床中钼的分布明显与上述元素不同，通常分布在Cu的外围，其高值分布范围较Cu的范围大，其原因与钼的地球化学性质有关。钼是钨钼族元素，在热液作用过程中性质活泼，迁移能力强［10］，所以其高值分布范围较大。

在海拔高度＜4.5km范围，Au、Ag、Cu、Mo这4种元素呈环形分布；在海拔高度＞4.5km范围，元素呈现近似带状分布。这种特征与成矿作用过程及矿区构造有密切关系。甲玛铜多金属矿受由北向南的推覆－滑覆构造控制，中新世Langhian期（15Ma B.P.）岩浆沿滑覆构造形成的扩容空间上侵，形成夕卡岩型－角岩型铜多金属矿体［8］。在矿体深部受岩浆上侵影响，元素分布呈环状特征；在矿体中上部，受滑覆构造形成的线性构造影响，元素分布呈近似带状特征。