西藏拿若铜(金)矿控矿因素与找矿方向
2015-04-15钟康惠唐菊兴
高 轲,钟康惠,2,唐菊兴,张 志,王 勤,丁 帅,冯 军
(1.成都理工大学地球科学学院,成都610059;2.国土资源部构造成矿成藏重点实验室,成都610059;3.中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037;4.西藏金龙矿业股份有限公司,拉萨850000)
西藏拿若铜(金)矿控矿因素与找矿方向
高 轲1,钟康惠1,2,唐菊兴3,张 志1,王 勤1,丁 帅1,冯 军4
(1.成都理工大学地球科学学院,成都610059;2.国土资源部构造成矿成藏重点实验室,成都610059;3.中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037;4.西藏金龙矿业股份有限公司,拉萨850000)
拿若铜矿是较为典型的斑岩型铜矿床,是多龙矿集区的重要组成部分,位于班公湖—怒江缝合带上。该矿床成矿母岩为花岗闪长斑岩,矿体产于花岗闪长斑岩体及蚀变长石石英砂岩中,大部分铜矿体由蚀变长石石英砂岩组成。该铜矿床中含有大量隐爆角砾岩,角砾为蚀变长石石英砂岩和少量岩体。拿若矿床发生过大量岩浆热液作用,岩浆岩主要以岩株和岩脉的形式产出,具有有利的成矿条件。拿若矿床主要的控矿因素有地层、构造和岩浆岩,矿区内的找矿标志较为显著,例如岩石、化探和围岩蚀变等。
斑岩铜(金)矿;控矿因素;找矿标志;找矿方向
拿若铜(金)矿床位于西藏阿里地区改则县北西方向,距离县城约120km,与西藏首个典型浅成低温热液矿床铁格隆南矿床[1]毗邻,是近两年班公湖—怒江成矿带北缘多龙矿集区内除多不杂、波龙铜矿床外又一取得重大勘查突破的斑岩型铜矿床[2]。矿床规模已经达超大型,但研究程度薄弱,矿床勘查找矿工作仍需一系列矿床理论进行指导。因此,本文在总结矿床地质特征和商业勘查成果的基础上,结合部分前人地质资料提出控矿因素和找矿标志,为后续找矿勘查工作提供理论支撑。
1 地质背景
拿若铜(金)矿床是多龙超大型斑岩铜金矿集区的重要组成部分。多龙矿集区大地构造位置位于羌塘地块南缘,班公湖—怒江缝合带的北侧(图1)。班公湖—怒江缝合带作为冈瓦纳大陆的北界[3],其构造演化问题一直是西藏地质学界争论的焦点。关于该缝合带代表的是形成于二叠世—早三叠世的新特提斯洋的认识基本已得到一致认可[4],但对于班公湖—怒江特提斯洋的俯冲消减形式以及俯冲至碰撞闭合的时限一直存在较大的争论。前期研究者认为俯冲形式为班公湖—怒江特提斯洋洋壳向羌塘板块下的单向俯冲[5-6],但随着该构造带研究资料的丰富及研究的深入,越来越多的学者认为该构造带具有向南、向北双重俯冲的特征[7-12]。目前“双向俯冲”的观点已基本被大多数研究者所认同,但关于俯冲→碰撞缝合阶段的演化却又存在不同的观点,主要争论集中于晚侏罗世末—早白垩世初缝合带是否已闭合问题上,且两种观点都有年代学方面的证据支撑。
图1 多龙矿集区地质图(据文献[13])Fig.1 Geological map of Duolong ore-concentration area(according to literature[13])
矿集区内岩体出露面积并不大,都是零星分布。地层主要为第四系、上渐新统康托组—上白垩统阿布山组、下白垩统美日切错组、中—下侏罗统色哇组、下侏罗统曲色组、上三叠统日干配错组。上渐新统康托组—上白垩统阿布山组主要分布于矿集区北西侧,岩性为浅紫红色砂岩和砂砾岩为主,其次为粉砂岩、泥岩和火山岩夹层;下白垩统美日切错组分布于曲色组和色哇组的北西侧,岩性主要为紫红色安山质火山碎屑岩、安山玢岩;中—下侏罗统色哇组分布较为广泛,岩性为灰色—灰白色蚀变长石石英砂岩和岩屑砂岩及深灰色泥质板岩;下侏罗统曲色组分布最广,岩性为浅灰绿色—灰褐色厚层状蚀变长石石英砂岩,受岩体侵入影响地层存在一定的穹窿构造;上三叠统日干配错组分布于北东侧,岩性为厚层状的灰岩;第四系主要在沟谷中可见。矿集区三个超大型斑岩铜(金)矿床的成矿岩体主要为花岗闪长斑岩,蚀变特征都比较明显。矿区构造主要为4个方向的推测断层,分为近东西向北倾逆断层、北东向走滑断层、北西向走滑断层和近东西向南倾逆断层,控矿断层主要为北东向断层,穿过三个超大型斑岩矿床的为北东向F10断层。
2 矿区地质
2.1 地层
矿区出露地层有中—下侏罗统色哇组、第四系。其中,中下侏罗统色哇组在矿区大面积分布,岩性为灰白色蚀变长石石英砂岩、灰色蚀变长石石英砂岩和岩屑砂岩及深灰色泥质板岩,该地层也是主要的含矿围岩;第四系为残坡积物及松散砂砾堆积层(图2)。
图2 西藏拿若矿区地质简图(据文献[14]改绘)Fig.2 Geological map of Naruo Copper(Gold)Deposit(modified after literature[14])
2.2 岩浆岩
矿区内侵入的岩浆岩主要岩性为花岗闪长斑岩,由LA-ICPMASU-Pb法测得花岗闪长斑岩的成岩年龄为119.62±0.64Ma[15],说明岩浆侵位时间在早白垩世。
花岗闪长斑岩在工作区出露面积较小,岩体呈岩株、岩瘤产出在色哇组长石石英砂岩中,面积0.05~0.30km2,仅部分岩体见矿。在钻探过程中,部分钻孔中可见岩体,以00号勘探线所见岩体厚度最大,其他仅仅呈之状分布。
斑岩体呈灰白—灰绿色,岩石具斑状结构,块状构造。斑晶主要为钾长石、石英、斜长石和黑云母。钾长石斑晶以自形、半自形板状为主,黏土化、绢云母化强烈,仅剩余外形;斜长石斑晶多为半自形柱状、板状,具有聚片双晶及环带构造,表面不同程度的绢云母化、碳酸盐化;黑云母斑晶几乎完全绿泥石化,仅保存黑云母外形,表面不同程度的绢云母化、碳酸盐化;石英斑晶肉眼观察为乳白色,呈等轴状他形粒状,具港湾状熔蚀现象。
含矿花岗闪长斑岩蚀变强烈,除了石英外,大多发生强烈的黏土化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化、硅化等;黄铁矿、黄铜矿呈细脉状浸染状产出,但品位较低;在斑岩体内外接触带附近黄铁矿、黄铜矿呈网脉状产出,矿体品位高;远离岩体,黄铁矿、黄铜矿呈脉状穿插在节理发育的青磐岩化变长石石英砂岩中,品位逐渐降低。
2.3 构造
矿区内仅在南东侧有一条NE—SW向平移断层,其他全部为矿集区内次级破裂且未见明显的构造破碎,在破裂带和裂隙当中未发现明显的矿化增强,说明构造破裂发生在成矿期后。
2.4 围岩蚀变
受到多期次岩浆活动的影响,矿区岩石蚀变类型较多,主要发育有钾化、硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、角岩化、泥化,以矿体为中心向外有较明显的蚀变分带;其中钾化和硅化与矿化关系密切。
花岗闪长斑岩为成矿母岩,矿体便产于花岗闪长斑岩体、砂岩及少量隐爆角砾岩中,而砂岩内包含了大部分铜矿体。多个钻孔的勘查结果显示该矿体存在隐爆角砾岩,大部分角砾岩为砂岩,部分隐爆角砾岩含矿。
图3 拿若矿区00号勘探线剖面图Fig.3 The No.00exploration cross-section of Naruo Copper(Gold)Deposit
3 矿床地质特征
3.1 矿体特征
据最新勘查成果显示,矿体呈北东-南西向展布,走向约为45°,在平面上呈长条状,长轴长约1 400m,短轴长约600m。矿体顶板为砂岩,底板也基本为砂岩,只是部分岩体含矿。其中0号、7号和8号勘探线含矿最好(见图2、3),其中ZK0701钻孔最厚矿体可达647.26m,但是铜品位分布不均,所有钻孔铜品位在0.5%以上的矿段厚度不大,大部分都在0.4%左右,很少部分可以达到0.9%以上。
3.2 矿石特征
3.2.1 矿石类型和矿物成分
矿石根据结构、构造主要分为浸染状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石等。
拿若铜矿以原生矿体为主,赋存于花岗闪长斑岩和围岩中。
矿石矿物主要有黄铁矿、黄铜矿,少量辉钼矿、斑铜矿、蓝辉铜矿、磁铁矿、孔雀石和赤铁矿;脉石矿物主要为石英、长石,其次为绿泥石、绿帘石、方解石、绢云母、石膏和黑云母。
黄铁矿。以浸染状产出为主,该状态下颗粒较细,粒径约为0.5~2.0mm,而脉体当中的黄铁矿晶粒粒径最大可以达到5mm左右。部分与黄铜矿伴生,蚀变岩中黄铁矿含量较多,也可与磁铁矿共生。
黄铜矿。以浸染状产出为主,期次为团块状,基本与黄铁矿共生,呈暗黄色。
孔雀石。呈薄膜状、纤维状集合体、团块状集合体、斑点状赋存,范围较小,仅在矿区的南西方向地表有产出。
石英。主要的脉石矿物,多为半自形结构和他形粒状结构,含量普遍高于50%,晶型较好。
长石。总体讲含量仅次于石英,在岩体中含量较高,但是在脉石当中的比例为15%~30%。
黑云母。呈黑色鳞片状,粒径可达到2mm。
3.2.2 矿物组构及脉体矿物组合
矿石结构以结晶结构、交代结构、固溶体分离结构、表生结构和压碎结构。矿石构造多为脉状、细脉状、浸染状、角砾状构造,次为团块状、网脉状构造等,角砾状构造主要发育于隐爆角砾岩的角砾间隙,其他构造类型在各岩性段都不同程度有所分布。
图4 拿若矿区08号勘探线剖面图Fig.4 The No.08exploration cross-section of Naruo Copper(Gold)Deposit
拿若铜矿脉体穿插关系复杂,属于多期成矿。勘查成果显示,脉体类型主要包含以下几种:1)石英脉,脉体成分比较单一,基本由石英组成,脉状的石英呈白色或乳白色,颗粒较粗,结晶较好,部分较宽的石英脉中可见石英晶簇;2)石英+黄铁矿+磁铁矿脉,局部可见磁铁矿细脉,脉宽约1mm,主要为石英和磁铁矿共生的脉体,主要分布于矿体的钾化带内;3)石英+黄铁矿+黄铜矿(少)+石膏(少)脉,黄铜矿含量较少且分布不均,脉状黄铁矿明显比浸染状颗粒要大,结晶较好,石膏含量较少;4)黄铁矿脉,脉体宽度不等,较宽的脉体结晶很好,颗粒较大。5)钾长石+石英(少)脉,接近于矿体中心的钻孔中可见少量钾长石+石英(少)脉和弥漫状的钾长石,也可见少量钾长石细脉。
4 控矿因素
4.1 地层控矿
拿若矿区与成矿有关的围岩为蚀变长石石英砂岩,且含矿砂岩厚度达580m及以上。砂岩当中主要为浸染状黄铜矿,其次为脉状黄铁矿+黄铜矿,很少可见团块状黄铜矿。隐爆角砾岩中角砾成分主要为蚀变长石石英砂岩,角砾状砂岩中的黄铜矿主要由后期含矿斑岩作用形成。
4.2 构造控矿
在区域上该矿区也受到北东—南西向构造的控制。构造对该矿床的矿体有一定的控制作用,断层走向为北东—南西向,与矿体走向一致,位于矿体的南东方向,且该断层并不穿过矿体。
该断层为成矿后构造,起到消矿的作用。该断层非常接近隐爆角砾岩的位置,形成隐爆角砾岩需要大量的流体,在断层中未见明显的岩体侵入,进一步说明该断层的后期作用。
4.3 岩浆控矿
该矿床为典型的斑岩型矿床,岩体为花岗闪长斑岩,最厚岩体的钻孔为ZK0001。该矿区岩体至少为两期形成,且两期的岩体成岩年龄非常接近,为116~120Ma。两种岩体中有一期为后期的不含矿岩体,前期为含矿岩体。岩体中主要的铜矿化为浸染状黄铜矿,局部可见黄铁矿+黄铜矿脉。形成隐爆角砾岩的岩体可能为另外一期的岩体作用形成的,在隐爆角砾岩中可见岩体角砾,该岩体角砾很可能为早期的不含矿岩体,然后被后一期的岩体热液隐爆作用形成,且胶结物也可见岩体成分。黄铁矿的d34SV-CDT值的分布范围为4.2‰~5.6‰,四个样品的变化范围都没有超过6.2‰,显示出岩浆源硫同位素的特点,因此硫主要来源于岩浆,而非其他作用产生的流体作用,体现岩浆控矿的重要性。
图5 拿若铜(金)矿床脉体矿物组合特征照片Fig.5 Photos of vein features of Naruo Copper(Gold)Deposit
5 找矿标志
1)地质找矿标志:在拿若矿床西侧的探槽中岩性多为铁质高的安山质火山岩,其中可见孔雀石、褐铁矿化等氧化矿物,是直接的找矿标志。
表1 拿若铜(金)矿床矿石硫同位素组成Table 1 Sulphur isotope compositions of mineral in Naruo Copper(Gold)Deposit
2)土壤化探标志:拿若调查区带开展了1︰10 000土壤化探测量工作,异常区接近拿若沟口,以Cu、Au元素异常为主,并伴有Zn、Sn、Mo、Ag、W、Sb、Bi元素异常,元素组合全面。
3)岩石标志:在矿区的南西侧存在厚大的隐爆角砾岩筒,目前勘查结果显示隐爆角砾岩最厚达415.05m,平面投影面积可达0.06km2。如此规模的隐爆角砾岩说明在不远处有发生过较大的岩浆热液作用,该流体作用应强于00号勘探线的岩体侵入规模。后续工作继续对矿区内隐爆角砾岩的成因与特征进行研究,搞清楚流体规模及来源方向,对该矿区和周围矿区的找矿都有指示作用。
4)围岩蚀变标志:矿区内发现600m厚的青磐岩化带,如此大规模的蚀变势必需要大规模的岩浆流体活动,而仅依靠现今发现的花岗闪长斑岩岩枝是无法实现的,区内或者周围矿区极可能存在一较大岩株,即现今发现的矿体可能仅仅是该岩株的边缘部分,真正的斑岩体侵位中心并未找到,因此,这点对该矿区和周围矿区都有一定的指导意义,拿若矿区和周围矿区都存在较好的找矿潜力。
6 找矿方向
1)拿若铜(金)矿在矿体边部钻孔向下已控制矿体,中心部分钻孔并未控制矿体尖灭,从矿体中心向下延伸还有较好的找矿前景。
2)在矿体南西侧为典型的隐爆角砾岩型矿体,且几乎所有钻孔当中都可见青磐岩化。根据01号勘探线岩体规模判断其很难形成如此大规模的青磐岩化,据此判断可能在南西侧存在一岩体侵入作用,造成隐爆作用。对隐爆角砾岩的产状及规模认识有助于研究岩体的来源方向,在南西侧寻找铜、金矿有很好的前景。
7 结论
1)拿若铜(金)矿具有矿量大、品位低的特征,斑岩体较为发育,是较典型的斑岩型铜矿床。
2)目前矿区评价尚处于普查—详查阶段,已经进行了部分的勘查工作,对矿体规模、产状与品位分布有实质性的认识,对找矿方向研究有重要的指示意义。
3)多种找矿标志显示该地区发生大量岩浆热液作用且很可能并非只是00号勘探线附近的岩体侵入造成的,应该存在其他流体作用的可能性,具有较好的成矿条件和潜力,对后续的找矿有很好的指示作用。
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Ore-controlling factor and ore-prospecting orientation of Naruo Copper(Gold)Deposit in Tibet
GAO Ke1,ZHONG Kanghui1,2,TANG Juxing3,ZHANG Zhi1,WANG Qin1,DING Shuai1,FENG Jun4
(1.College of Earth Sciences,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;2.Key Laboratory of Tectonic Controls on Minerallation and Accumulation,Ministry of Land and Resources,Chengdu 610059,China;3.Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resource Assessment,Ministry of Land and Resources,Institute of Mineral Resources of Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China;4.Tibet Golden Dragon Mining Co.,Ltd.,Lhasa 850000,China)
The Naruo Copper(Gold)Deposit is a comparative typical porphyry deposit and an important part of Duolong ore-concentration area,located at Bangonghu-Nujiang suture.The mother rock is granodiorite porphyry rock,and ore body exists in granodiorite porphyry rock and alteration feldspathic quartz sandstone,while most of the ore body consists of the alteration feldspathic quartz sandstone.The copper orebody includes a large amount of cryptoexplosion breccias,and brecciate includes alteration feldspathic quartz sandstone and minor magma breccias.A large amount of magmatic hydrothermal occurs in Naruo deposit,and magmatite mainly exists in the form of tock and dyke,which indicates strong mineralization conditions.Stratum,fault and igneous rock are main ore-controlling factors.There are obvious prospecting guides,such as rocks,geochemical exploration and rock alteration.
porphyry-type copper(gold)deposit;ore-controlling factor;prospecting indicator;prospecting direction
P618.41;TD11
Α
1671-4172(2015)03-0026-07
中国地质调查局项目(12120113095300;12120114050401)
高轲(1987-),男,硕士研究生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事矿床学、成矿规律等方面的研究。
10.3969/j.issn.1671-4172.2015.03.007