西藏驱龙斑岩型铜矿床成矿模式研究

赵 涵，肖渊甫，胡 涛，郗秋勇，周丽芹，程超杰，孙建东

（1.成都理工大学，四川成都610059；2.西藏自治区地质矿产勘查局，西藏拉萨851400）

西藏驱龙斑岩型铜矿床成矿模式研究

赵 涵1，肖渊甫1，胡 涛2，郗秋勇2，周丽芹1，程超杰1，孙建东1

（1.成都理工大学，四川成都610059；2.西藏自治区地质矿产勘查局，西藏拉萨851400）

冈底斯成矿带上的驱龙斑岩型铜矿床是中国目前探明的资源量最大的斑岩型铜矿床.通过研究矿床的成矿背景、矿床特征了解了矿床的基本特点和矿床形成的基础；通过研究矿床围岩蚀变及其与矿化的关系认识了矿床成矿特点；通过对成矿流体、稳定同位素等的研究厘清了矿床成矿物质来源、成岩岩浆来源.综合以上研究建立了矿床的成矿过程和成矿模式.

成矿模式；成矿过程；成矿地质条件；冈底斯成矿带；驱龙铜矿床；西藏

冈底斯带是我国著名的成矿带，特别是斑岩型铜矿床在冈底斯成矿带的成矿潜力巨大，成矿带内已有驱龙、甲马、仁达、厅宫、朱诺等中—大型铜矿床相继被发现.位于墨竹工卡县西南约20km处的驱龙铜矿床是具有代表性的典型矿床.目前驱龙斑岩型铜钼矿床资源量超过藏东玉龙铜矿和江西铜厂铜矿，位居全国首位，达到世界级规模［1］.作为冈底斯成矿带上最璀璨的明珠，众多学者和研究单位对其进行了地质特征、地球化学、成矿时代、成矿作用、流体包裹体、矿床成因等多方面的研究工作，取得了重要的成果，并积累了大量资料［2-10］.由于驱龙斑岩铜矿形成时代、成矿地质条件具有典型代表意义，而在冈底斯成矿带类似条件的斑岩铜矿中仅有驱龙铜矿床达到世界级规模，所以对驱龙矿床的研究具有一定的理论意义和现实意义.本文在厘定驱龙铜矿床成矿要素的基础上，通过对成矿地质背景、矿床特征、成矿期次、围岩蚀变的研究，讨论矿床的成矿过程，建立矿床的成矿模式，其成果对同类型矿床成矿过程、成矿模式的厘定有一定意义，可指导冈底斯成矿带区域成矿潜力的评价与研究.

1 成矿地质背景

1.1 区域地质概况

矿区地处西藏-三江造山系拉达克-冈底斯弧盆系，拉达克-南冈底斯-下察隅岩浆弧（图1）.该构造带自65 Ma以来与印度-亚洲大陆碰撞，先后经历了主碰撞造山成矿作用、晚碰撞转换成矿作用、直至25 Ma以来的后碰撞伸展成矿作用［11-13］，在其内部形成了一系列E-W向展布的逆冲断裂，通过地壳的增厚与拆沉作用，形成了极利于斑岩型铜矿形成的成矿带.

区域上发育巨大花岗岩基，并广泛出露中、新生代火山岩.侵入岩与火山活动关系密切，在空间上侵入岩与火山岩伴生，时间上侵入岩稍晚于火山岩，二者岩石成分特征十分相似，构成同源异相的二元结构.区域上含矿斑岩为一套高钾钙碱性-碱性系列侵入体，岩性主要为二长花岗斑岩、石英二长斑岩，少数为花岗闪长斑岩、花岗斑岩［13］.

1.2 矿区地质

矿区构造主线呈E-W向展布，出露地层为中侏罗统叶巴组火山沉积岩，其产状近E-W，出露面积可达矿区面积的50%（图2）.此外矿区中部还出露侏罗纪中期的英安流纹岩.叶巴组和英安流纹岩构成了驱龙矿床含矿岩体的直接围岩.另外，在矿区南部出露灰岩残留顶盖，形成夕卡岩型铜矿体.矿区仅发育2条断层，但发育片理化带，构成中侏罗统叶巴组各段之间界线.

1.3 含矿岩体特征

含矿岩体侵位于中侏罗统火山岩中，呈复式岩株状产出，岩体具有全岩矿化的特点［14］.锆石U-Pb谐和年龄 17.0±0.2 Ma，锆石 SHRIMP年龄 17.58±0.74 Ma［15-16］，K-Ar同位素表面年龄 15.77±0.45 Ma［17］.此外，研究表明，含矿岩体高K2O和SiO2，富碱，低CaO、TiO2和MgO；强烈LREE与HREE分异，具有高（La/Yb）N值；微量元素富集高场强元素 U、Hf，大离子亲石元素 Rb、K、Sr，而亏损 Ba、Y、Ta、Ti、Ce、Th等，具有较高的 Sr/Y 值［18］.

2 矿床特征

2.1 矿体（化）特征

斑岩型铜矿体是驱龙矿床的主要矿体，其为隐伏-半隐伏矿体.主要控矿构造是以陡倾角产出于斑岩体顶部的裂隙以及以较缓倾角产于斑岩体外接触带的裂隙.矿化主要分布于斑岩体内及其接触带附近，与矿化有关的（斑）岩体岩性为花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩、黑云母花岗斑岩等.矿体由上述小斑岩或小岩株构成，它们在深部连接在一起的，深部形态为一不规则柱状体❶西藏巨龙铜业有限公司.西藏自治区墨竹工卡县驱龙矿区铜多金属矿勘探报告.2007..

依据勘探成果（图2），目前已知的地表矿化主要发育于黑云母二长花岗岩和黑云母花岗斑岩内.

2.2 矿石特征

矿石结构主要有自形—半自形粒状、他形粒状、交代溶蚀、交代残余等结构.构造主要为浸染状、细脉浸染状、网脉状等构造，次为角砾状、胶状、土状构造.矿石矿物组合为黄铜矿、辉钼矿、辉铜矿、黝铜矿、斑铜矿及自然铜、黄铁矿、白铁矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿、铜蓝等；脉石矿物主要为石英、长石、石膏、黑云母、绢云母、绿泥石、绿帘石、方解石、硬石膏、高岭石.其中胶状、土状矿石发育于氧化带中，而浸染状、网脉状、角砾状矿石均发育于原生带中.

2.3 围岩蚀变

矿区主要表现出典型的斑岩型铜矿围岩蚀变特征.其以含矿斑岩体为中心，具有环状对称分带特征.蚀变分带特征与国内外常见的斑岩型矿床基本相似.在地表，由于各斑岩体的蚀变带相互交织和叠加而显得复杂，根据蚀变类型组合特征大致可分为内带、中带和外带.由岩体中心向外的蚀变分带为：钾化带→石英-绢云母化带→青磐岩化带［19］.

钾化带：仅出现在岩体深部，蚀变较弱，由岩浆晚期自身分异产生的流体与岩石作用而形成.

石英-绢云母化带：主要表现为黄铁矿化、硅化、绢云母化（白云母化）密切共生的一套蚀变共生组合.

青磐岩化带：出现于黑云母花岗斑岩和黑云母二长花岗岩与叶巴组凝灰岩的外接触带中，为中低温热液蚀变产物.

围岩蚀变是斑岩型矿床的典型特征，而矿化类型也随围岩蚀变的不同具有一定差异.

黄铜矿：主要分布于石英-绢云母化带中.强石英-绢云母化部位黄铜矿化最强，往外黄铜矿的含量逐渐降低.

辉钼矿：其分布与含量变化大致与黄铜矿相似，略往铜矿化外侧和岩体深部偏移.

斑铜矿：仅出现在黑云母二长花岗岩中的硅化蚀变带内，量非常少，主要由交代黄铜矿而形成.

由上述可知，黄铜矿主要在含矿岩体内接触带和含矿岩体内部富集.辉钼矿主要在含矿岩体外接触带和含矿岩体深部富集，含矿岩体深部可能会出现独立的细脉浸染状钼矿体.斑铜矿分布非常局限，主要出现在含矿岩体外接触带中.

3 成矿期次和成矿条件

3.1 成矿期次划分

根据脉体的相互穿插关系、矿物组合特征和矿物生成顺序，可以将本矿床成矿期次划分为3期4阶段.

岩浆期：斑岩体在大量硅酸盐矿物结晶的晚期，形成钾长石-黑云母-黄铁矿-磁铁矿的矿物组合，构成浸染状矿化体，一般品位较低.

热液期：可进一步分为多金属硫化物阶段和石英-硫化物阶段.多金属硫化物阶段，形成于岩浆期之后，此时岩体已经全部结晶.石英-硫化物阶段，大量形成石英和铜、钼、铁、铅、锌的硫化物，其中辉钼矿晶形大多较完整，呈针状、弯曲片状沿构造裂隙充填，构成脉状、网状辉钼矿石的主体.

表生期：原生矿石在表生条件下，由风化、淋滤及次生富集形成氧化矿石的阶段.其中铜以硫酸铜溶液的形式与碳酸盐溶液反应，形成稳定的孔雀石、蓝铜矿等矿物.而在水和氧的长期作用下，辉钼矿分解，并与钙、铁、铅等离子发生反应，生成难溶的钼酸盐沉淀.最终形成的矿物组合为孔雀石-蓝铜矿-辉铜矿-褐铁矿-铜蓝、钼华等.虽然表生作用在驱龙矿床发育并不强烈，但是其形成的矿物组合对找矿工作具有重要的指导意义.

3.2 成矿温度和压力

流体包裹体的研究表明，驱龙矿床主成矿期温度为318℃，盐度为14.4%（NaCl）.根据盐度和温度估算，其最小成矿压力为10 MPa，深度大于350m.高盐度多相流体包裹体中子矿物以NaCl为主，气液相成分以H2O为主，表明流体以高盐度、富Si、富K、Na为特征［20］.

3.3 成矿流体来源

根据前人对驱龙矿区的含矿岩体和黄铜矿、硬石膏矿物分别进行的硫同位素研究表明，驱龙矿床含矿斑岩样品硫同位素组成比较一致，主要来自上地幔或下地壳的深源岩浆，基本没有受到陆壳沉积物源硫的混染；已有的含矿斑岩的岩石化学数据与Sr、Nd、Pb同位素资料表明，冈底斯含矿斑岩起源于青藏高原加厚的下地壳部分熔融，同时有部分地幔物质的交代［21］.

氢氧同位素研究表明，矿石中石英δD为-75.6‰～ -56.9‰，δ18OH2O为-11.60‰ ～ -9.42‰，位于大气降水线附近；矿石中绢云母 δD为-99‰ ～-78‰，δ18OH2O为2.4‰～5.1‰，落在靠近岩浆水的天然热水附近，可见都处于岩浆水、大气降水与天然热卤水的混合区域［22-23］，表明驱龙成矿流体随着成矿过程的深入逐渐由岩浆水为主过渡到岩浆水、大气降水、天然热卤水的混合流体为主.

综上所述，驱龙矿床成矿热液主要来源于地壳深部或上地幔，特别是造山带加厚后的下地壳重熔.成矿流体随着成矿过程的进行，从单一的岩浆热液过渡到多种热液混合.

3.4 成矿地质条件

驱龙矿床所处的冈底斯成矿带不但发育碰撞期后斑岩铜矿床和夕卡岩型多金属矿床，亦发育与新特提斯洋壳俯冲-碰撞构造岩浆事件有关的铁-铜-铅-锌-金-银多金属矿床，形成了十分完整的与洋壳俯冲-陆陆碰撞及碰撞期后构造岩浆作用有关的成矿谱系［24］.

在冈底斯成矿带上，多期次的岩浆活动带来了丰富的成矿物质，为矿床的形成提供物质基础，并且深部巨大岩体很可能成为岩浆房，为浅成的小斑岩体提供成矿热液.NE向逆冲断裂发育，在岩浆活动期间，其作为岩浆运移的通道形成大量与断裂平行产出的岩体.此外，NE向发育的断裂多将冈底斯成矿带切割为数个大小不等的区块，成为区块内主构造方向的控制因素.在其内部又发育S-N向的断裂构造，断裂的交叉点，成为岩浆侵位时运移、成岩乃至后期热液作用成矿的有利部位.

驱龙矿床主要含矿岩体为同源分异的产物，花岗闪长岩先侵入就位，决定其来源的根部很可能是岩浆房热液供给的通道，附近往往易形成含矿斑岩体［19］.矿区E-W向的断裂及片理化带控制了含矿斑岩体侵入的北界，中侏罗统火山岩作为围岩控制了岩体侵位的范围.含矿斑岩体顶部裂隙发育，这些裂隙构造和岩体与围岩接触带控制了矿化的发育部位.矿区出露的叶巴组火山岩构成了多个火山喷发-沉积韵律旋回.该套火山岩具有活动大陆边缘环境下形成的钙碱性系列火山岩组合特点［25］，为矿体的形成提供了必要的围岩条件.

3.5 成矿年龄

驱龙矿床含矿岩石样品中辉钼矿Re-Os等时线法得到样品平均年龄，即矿床成矿年龄为16.41±0.48 Ma［26］.表征最近一次钾化蚀变年龄的 K-Ar表面年龄为 15.77±0.45 Ma［17］.与驱龙矿床成岩时代（17 Ma）比较，驱龙矿床成矿与成岩近于同时，成岩与成矿有约1 Ma的时间差，最近一次钾化蚀变与成矿之见也有约1 Ma的时间差，这一系列年龄恰与冈底斯成矿带形成时间相仿（18～13 Ma）.而这一时间冈底斯成矿作用与喜马拉雅造山运动的后碰撞伸展作用有密切的关系［27］.

4 成矿模式研究

4.1 成矿过程

驱龙铜矿床的成岩过程是一个深部岩浆向地壳浅部上升分异、冷凝成岩的过程.中新生代冈底斯陆壳已充分加厚［28］，俯冲的印度大陆板片断离引起的软流圈物质上涌为下地壳熔融提供了热源机制［29］，而成矿带内与成矿相关的高钾钙碱性—碱性岩浆的起源或因地幔岩石圈的对流减薄［30］或因俯冲板片的断离［31］.无论何种起因，其起源都可归纳为深部岩石圈深部熔融，后经上升分异形成高钾钙碱性—碱性岩浆.由于冈底斯带逆冲断裂的发育，成为岩浆上升侵位的通道，并使岩浆在有利部位冷凝成岩.

成矿热流体在岩浆冷凝后期析出，富集了大量成矿物质，在温度300～500℃，压力约10 MPa时开始缓慢的沉淀矿物，这是有用矿物的主要来源.另一方面天水及地下水在岩浆热力的烘烤下升温，活化围岩中的金属元素，将其带入成矿有利部位，这是有用矿物的次要来源.随后，内、外部流体混合，形成混合成矿流体，金属矿物开始大量沉淀，而此时的成矿体系已由封闭体系转变为开放体系.经填充与交代作用，有用矿物不断富集，最后在岩体裂隙、岩体与围岩接触带的控制作用下，富集成矿（图3）.

4.2 成矿模式

驱龙斑岩型铜矿由许多小岩株在浅-深部连接在一起，最终构成一个大矿床.故对成矿模式的讨论以其中一个岩株为基础进行，由点到面，以局部窥见整体（图 4）.

主成矿岩体是岩性为黑云母花岗斑岩的岩株，其与底部黑云母二长花岗岩为同源演化的产物.从矿床地质特征上，可看出部分矿体也发育于底部的黑云母二长花岗岩，所以黑云母二长花岗岩虽然在该矿床的深部，但也具有成矿条件，是区内找矿的一个方向.

中侏罗统叶巴组和同时期的英安流纹岩，是矿床成矿物质的重要来源之一，而叶巴组地层还在成矿过程中扮演了顶盖的角色，其上部的碳酸盐岩又为夕卡岩型矿化的发育提供了物质基础，在温压条件允许的情况下完全可以形成夕卡岩型的矿体，同时矿区南部矿段的夕卡岩型矿化也表明驱龙矿床是以斑岩型矿化为主的斑岩-夕卡岩复合型矿床.

矿床蚀变面积大，具有以成矿岩体为中心的环带式分带特征，由内到外依次为钾化带、石英-绢云母化带、青磐岩化带.蚀变的分带特征明显地控制了矿化类型和矿石组构特征：由斑岩体内部到围岩，依次出现辉钼矿化-黄铜矿化-黄铁矿化-方铅矿化；铜矿石构造从矿化斑岩体深部到浅部，由浸染状逐渐过渡为细脉浸染状.

5 结论

（1）驱龙铜矿床产出的岩浆岩为中新世花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩、黑云花岗斑岩，具有同源岩浆演化特点.在浅部为独立的小岩株，在深部连为一体.岩浆岩的形成与喜马拉雅造山运动，特别是25 Ma以来后碰撞伸展成矿作用关系密切，从岩石化学特征来看，其具埃达克质岩体的特征.含矿岩浆岩破碎、裂隙发育、蚀变面积宏大，具有以各岩株为中心对称分带特征，从内到外依次为钾化带、石英-绢云母化带、青磐岩化带.而在各岩株之间蚀变现象互相交织叠加，矿化较均匀，表明携带矿质的熔浆在深部经过多次分异作用后侵入.

（2）矿床的形成经过3期4阶段，分别为岩浆期、热液期和表生期，其中热液期又可以分为多金属硫化物阶段和石英硫化物阶段.有用矿物的形成多在热液期，表生期形成的矿物组合虽然不是矿床主要的产物，但是其在地表的大面积分布是找矿的重要标志.

（3）驱龙含矿岩体具有全岩矿化的特点，发育以黄铜矿、辉钼矿为主的典型细脉浸染状矿化，矿化最强烈的部位多在岩体中部及斑岩体与围岩的接触带.

（4）冈底斯成矿带上NW向逆冲断裂是区域上岩浆流体上升的通道，同时控制了矿区主构造方向.岩体顶部多组原生裂隙与构造裂隙交叉发育的裂隙密集带及斑岩接触带内、外两侧，控制了矿化富集带的空间展布.而围岩蚀变分布控制了矿化类型在空间位置上的变化.

（5）驱龙矿床是以斑岩为主的斑岩-夕卡岩型矿床，其成矿流体主要来源于岩石圈深部熔离，同时又以混合天水、地下水等流体为特征，成矿体系伴随流体的混合从封闭体系转变为开放体系.成矿物质同样主要来源于岩石圈深部，并混合随地下水流体活化迁移而来的围岩中的物质.

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RESEARCH ON THE METALLOGENIC MODEL FOR THE QULONG PORPHYRY COPPER DEPOSIT IN TIBET

ZHAO Han1,XIAO Yuan-fu1,HU Tao2,XI Qiu-yong2,ZHOU Li-qin1,CHENG Chao-jie1,SUN Jian-dong1

（1.Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;2.Tibet Bureau of Geology and Mineral resources Exploration,Lasa 851400,China）

The Qulong porphyry copper deposit,tectonically situated in the Gandise metallogenic belt,has the largest amount of resources of its type in China.The characteristics and forming of the deposit are studied on the basis of the metallogenic setting.The metallogenesis is analyzed through the wallrock alteration and its relation to mineralization.The sources of ore-forming materials and diagenetic magma are clarified with study on the metallogenic fluid and stable isotopes.Based on the research,the ore-forming processes and metallogenic model is established.

metallogenic model;ore-forming process;ore-forming geologic condition;Gandise metallogenic belt;Qulong copper deposit;Tibet

1671-1947（2011）03-0210-07

P618.41

A

2011－02－17；

2011-03-21.编辑：李兰英.

西藏矿产资源潜力评价项目（1212010881631）资助.

赵涵（1986—）男，在读硕士，主修矿物学、岩石学、矿床学，通信地址四川省成都市成华区二仙桥东三路1号成都理工大学地球科学学院406室，E-mail//wl.k@163.com

肖渊甫，男，教授，E-mail//xyf@cdut.edu.cn