西藏班公湖—怒江成矿带南侧矽卡岩型铜多金属矿床S、Pb同位素组成及成矿物质来源

伍登浩，高顺宝，郑有业,，田 坎，张永超，姜军胜，余泽章，黄鹏程

1.中国地质大学地质调查研究院，武汉 430074 2.贵州能矿地热投资股份有限公司，贵阳 550007 3.中国地质大学资源学院，武汉 430074

0 引言

近年来，在藏北班公湖—怒江缝合带两侧发现了多个矽卡岩型、斑岩型铜、铁、铅、锌、金等矿床，其已成为继玉龙、冈底斯之后又一处国家级的资源储备基地，也逐渐受到业内的广泛关注。但是，该成矿带目前的研究程度仍然很低，其成矿规律、成矿作用等研究还处于起步阶段。现有的研究成果显示，班公湖—怒江成矿带北侧产出的铜多金属矿主要为大型的斑岩型矿床且多数已达到详查以上，如多龙矿集区[1-2]，而在南侧则以矽卡岩型为主，如嘎拉勒(大型)、尕尔穷(大型)、舍索(小型)、天宫尼勒(中型)、班戈日阿(小型)等[3-9]，其中，嘎拉勒、尕尔穷、舍索等矿床达到了详查，其余矿床多在普查阶段。目前对南北两侧矿床的产出环境还存在一定的争议，其原因在于班公湖—怒江洋的闭合时限上。曲晓明等[10]研究了该成矿带上主要铜矿床(多龙、嘎拉勒、尕尔穷、舍索等矿床)的沉积岩岩相学、火成岩岩石地球化学以及成岩成矿的年代学，认为该成矿带上的铜矿床都形成于碰撞后造山环境；而多数学者认为该成矿带在班公湖—怒江洋的俯冲、碰撞闭合以及碰撞后伸展阶段均有矿床的产出[2,6-9,11-12]。近年来许多学者对嘎拉勒、尕尔穷、舍索、色布塔、天宫尼勒等矿床开展了成矿时代[3,5,7,12-13]、成矿物质来源[6,14]等的研究。其中，嘎拉勒和尕尔穷矿床成矿物质来源具有壳幔混源的特征，而舍索矿床的成矿物质主要来自于壳源。但是，前人对不同成矿环境的矿床未进行过详细的对比，其成矿物质来源等是否存在明显的差异尚不明了。此外，虽然近年来已发现了一大批矿床(点)，但这仍然难与该成矿带优越的成矿地质条件相匹配；而这些都是受该成矿带基础地质工作程度低、尚存在大量找矿空白区以及一些重大地质找矿问题的模糊认识和争论等因素的影响[10]。目前的研究显示：该成矿带北侧找矿效果较好，已取得较大的进展；而南侧主要以中小型的矽卡岩型矿床为主(少数为斑岩型)，仅少数矿床达大型规模，勘查评价工作一直进展不大。鉴于此，本文对比研究该成矿带南侧不同成矿背景下典型铜多金属矿床的S、Pb同位素特征，进而探讨其成矿物质来源的异同，以期能为后续的矿产勘查评价工作提供参考。

1 成矿地质背景

前人对班公湖—怒江成矿带的划分有狭义和广义之分[15](图1)。狭义的班公湖—怒江成矿带以班公湖—怒江缝合线构造为主体，横亘于青藏高原中部，北以班公湖—安多—碧土断裂为界，南以狮泉河—觉翁—八宿断裂为界，西起班公湖，向东经改则、尼玛、东巧、索县、丁青、嘉玉桥折向南东至八宿县上林卡，再向南沿怒江进入滇西，面积约为12万km2[16-17]。而根据班公湖—怒江洋闭合前双向俯冲的特点，宋扬等[15]认为广义的班公湖—怒江成矿带还应包括缝合线南北两侧与班公湖—怒江洋俯冲、碰撞、碰撞后和陆内伸展作用有关的岩浆岩区，在这一演化过程中所形成的矿床应纳入广义的班公湖—怒江成矿带内。随着区域上新矿床不断地被发现，目前大部分距离班公湖—怒江缝合带较远的矿床也被纳入该成矿带的范围内，其中一些矿床产于南羌塘地体或北拉萨地体的范围内。本文所述的班公湖—怒江成矿带即为宋扬等[15]提出的广义概念。

目前，在以班公湖—怒江蛇绿混杂岩带作为拉萨地体和羌塘地体主缝合线的问题上已达成共识[18-19], 认为该缝合线主要由规模巨大的蛇绿岩套及混杂岩带构成。不同地段蛇绿岩的组成不尽相同：缝合带西端狮泉河一带蛇绿混杂岩最发育，主要由超镁铁岩、基性岩墙群及硅质岩组成[10]；而该缝合带南北两侧为不同的构造单元，北侧属于羌塘—三江复合板片，南侧属于冈底斯—念青唐古拉板片。本文所讨论的矽卡岩型铜多金属矿床均位于该缝合带南侧冈底斯北缘的岩浆弧中。

班公湖—怒江缝合带两侧岩浆作用广泛发育，具有良好的成矿地质条件。从早侏罗世开始火山作用显著增强，早侏罗世接奴群火山岩分布在北拉萨地体西段，为玄武岩-安山岩-英安岩钙碱性组合，具有岛弧或洋岛特征。中侏罗世—早白垩世初期，火山岩零星分布于中拉萨地体，时间为170～137 Ma，越向北火山岩越年轻，具有同碰撞火山岩的特点[20]。早白垩世末期，火山作用更加强烈，在北冈底斯的岩浆作用以桑日群、则弄群、去申拉组为代表。其中：去申拉组火山岩出露于拉萨地体北缘靠近班公湖—怒江缝合带一侧，是断离的洋壳沉积物交代地幔楔部分熔融的产物[21]；则弄群火山岩出露于中拉萨地体，靠近班公湖—怒江缝合带南侧的狮泉河—纳木错蛇绿混杂岩带，与113 Ma左右班公湖—怒江洋壳岩石圈南向俯冲发生的板片断离有关[22]。沿缝合带有大量的燕山晚期I型和S型花岗岩岩基或岩株分布，岩性主要为石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、似斑状花岗岩及花岗斑岩等，构成中酸性侵入岩带；部分小岩体或斑岩体伴有铜矿化，形成矽卡岩型或斑岩型铜矿床[10]，如嘎拉勒、尕尔穷、天宫尼勒、色布塔、舍索、雄梅、班戈日阿、雪茹、拉青、查朗拉等矽卡岩型矿床。

研究区内以侏罗系—白垩系出露最为广泛，发育齐全，沉积类型复杂，海、陆相均有分布，如色哇组(J1-2s)、则弄群((J3-K1)Z)、捷嘎组(K1j)、林布宗组((J3-K1)l)、多巴组(K1t)、多爱组(K1d)、郎山组(K1l)、朗久组(K1lj)等。其中，矽卡岩型矿床的围岩多为郎山组和多爱组。如：舍索、班戈日阿矽卡岩型铜多金属矿床的矿体主要产于白垩纪中酸性岩体与郎山组碳酸盐岩的接触带上；尕尔穷的矽卡岩型矿体主要产于多爱组碳酸盐岩和岩体的接触带上。因此，区域上白垩系碳酸盐岩及白垩纪侵入体的产出基本控制了矽卡岩型矿床的分布。

2 典型矿床地质特征

2.1 舍索矽卡岩型铜多金属矿床

舍索铜多金属矿床位于西藏申扎县雄梅乡政府所在地南4 km处，大地构造位置属昂龙岗日—班戈退化弧。矿区内以出现大面积的白垩系碳酸盐岩地层和白垩纪中酸性侵入岩为特征。其中，出露地层主要为下白垩统郎山组，根据岩性及组合特征可划分为3个岩性段，而第一岩性段为主要赋矿层位，出露于矿区中北部，岩性主要为结晶灰岩、大理岩，夹透辉石英角岩、变质砂岩，在岩体接触带蚀变为中粗粒大理岩、矽卡岩、硅化灰岩(图2)。

矿区构造线主要呈近东西向展布，褶皱和断裂构造发育。矿区内地层构成一个轴部呈东西向展布的短轴复式背斜，并受后期岩体侵入破坏，呈现出一个不完整的破背斜。矿区内断裂构造主要表现为几条规模较小的次级断裂，多呈NWW向展布，主要发育于背斜翼部，为共轭剪切断层，但与成矿关系不密切。

据文献[15]修编。图1 班公湖—怒江成矿带矿床分布图Fig.1 Map showing distribution of the mineral deposits in Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

矿区内岩体以中酸性侵入岩、基性—中酸性脉岩为主，其中花岗闪长岩体和石英闪长岩体是矿区主要的侵入岩。石英闪长岩体分布于矿区西部，面积大于5 km2，呈不规则状岩株产出。花岗闪长岩分布于日拉东侧及舍索—雄梅一带，岩体最大者面积约13 km2，呈不规则状岩株产出，岩体中心相为花岗闪长岩，边缘相为斑状石英二长闪长岩、石英二长(斑)岩，岩石基质具细粒花岗结构、似斑状结构。

铜矿(化)体主要产于花岗闪长岩体与郎山组接触带上的矽卡岩、大理岩层间破碎带及顺层透辉石角岩透镜体中，矿体、矿石结构构造及矿物组成、围岩蚀变等特征如表1 所示，原生矿石的典型结构构造如图3 所示。

2.2 嘎拉勒—尕尔穷矽卡岩(斑岩型)铜多金属矿集区

嘎拉勒—尕尔穷矿集区位于阿里地区革吉县，大地构造位置处于羌塘—三江复合板片与冈底斯—念青唐古拉复合板片的交汇处，位于班公湖—怒江缝合带南侧的措勤—申扎岩浆弧内[24]，目前发现的矿床以尕尔穷矽卡岩-斑岩型铜金(铁)矿床及嘎拉勒矽卡岩型铜金(铁)矿床最具代表性，其金资源量均已达大型以上规模。

矿集区范围内主要发育白垩系，其中：嘎拉勒矿区出露地层主要为下白垩统朗久组和捷嘎组，而捷嘎组与成矿关系较为密切，白云岩及白云质大理岩为成矿有利围岩；尕尔穷矿区出露地层主要为多爱组，主要由碳酸盐岩及火山碎屑岩组成，碳酸盐岩主要为大理岩、灰岩，为矿床形成的有利围岩。

矿集区构造主要可见断裂及褶皱构造，以断裂构造为主，其走向主要为 NE—SW向和近SN向，其中NE—SW向断裂是对成矿有利的导矿、容矿构造，矿区构造蚀变岩型铜金矿体就赋存于其中。矿集区以燕山晚期中酸性侵入岩为主，其中，嘎拉勒矿床的成矿岩体为花岗闪长岩，矿体赋存于花岗闪长岩与白云岩或白云质大理岩的接触带上的矽卡岩内。尕尔穷矽卡岩型矿体产于石英闪长岩、花岗斑岩与大理岩或灰岩的接触带内，斑岩型矿体产于闪长玢岩体内。矿体均呈似层状、透镜状产出。矿体围岩蚀变主要可见矽卡岩化、青磐岩化、硅化、角岩化、绿泥石化、绿帘石化等。两矿床矿物组合及其他地质特征如表1所示。

1.第四系；2.郎山组；3.花岗闪长岩；4.石英闪长岩；5.花岗闪长岩脉；6.石英闪长岩脉；7.闪长玢岩脉；8.闪长岩脉；9.花岗斑岩脉；10.花岗岩脉；11.辉绿辉长岩脉；12.矽卡岩；13.铜矿体及编号；14.铜矿化体及编号；15.地质界线；16.S、Pb同位素样品采样位置；17.正断层。据文献[9]修编。图2 舍索矿区地质简图 Fig.2 Simplified geological map of the Shesuo skarn Cu polymetallic mining area

2.3 班戈日阿矽卡岩型铜多金属矿床

班戈日阿矿床位于班戈县南部，大地构造位置处于班公湖—怒江缝合带南侧的班戈—磐腾冲岩浆弧中部。区域上出露地层以白垩系为主，由早到晚，沉积环境逐渐由浅海相变为陆相。矿区中部主要为下白垩统郎山组出露区(图4)，岩性为大理岩化结晶灰岩、泥晶灰岩等，与成矿关系密切。

区域上构造主线为北西向，主要表现为岩体北部的北西向褶皱冲断构造，向北东逆冲，倾向南西，同时也是多尼组与竞柱山组的分界断裂，活动时间为晚白垩世；而矿床范围内构造不发育。岩浆活动异常强烈，表现为大规模的白垩纪中酸性岩浆侵入活动，主要为晚白垩世似斑状二长花岗岩，大面积分布于矿区东北部和西南部，岩体侵入于郎山组中，在两者接触带发育矽卡岩化及铜多金属矿化。

根据矿体的分布特征，可以将其分为西、中、东3 个矿段。其中：西矿段已经确定5 条矿体，以矽卡岩型铜矿化为特征；中矿段已经发现3条矿体，以矽卡岩型铜铅锌矿化为特征；东矿段目前尚未发现工业矿体，仅见零星细小磁铁矿脉和孔雀石化磁铁矿转石。就单个矿体而言，往往矿体上部主要为铁矿化，向下逐渐过渡为铜铅锌矿化。矿体形态以脉状、似层状、透镜状为主，矿体规模一般较小，长数十米至数百米，厚一般为10～30 m。矿物组合及其他地质特征如表1 所示，典型矿石结构构造如图5所示。围岩蚀变中常见矽卡岩化、硅化、黄铁矿化共生，与矿化密切相关。

表1 典型矿床地质特征对比

3 S、Pb同位素特征

3.1 样品及测试方法

本文研究的S、Pb同位素数据来源于作者测试数据(舍索、班戈日阿)及收集前人[6,14,25-26]已发表的数据(舍索、嘎拉勒、尕尔穷)；其中，舍索、班戈日阿的样品采集位置分别如图2和图4所示。舍索矿床中的8件样品采自Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3及Cu11 号矿体，均为石英-硫化物期的产物，主要矿物组合为黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、石英、方解石等，其中，样品SS-16、SS-21、SS-22、SS-24为团块状、脉状含黄铁矿、方铅矿、闪锌矿的铜矿石，矿石品位较富；样品SS-25-1、SS-25-2、SS-26-1、SS-26-2为脉状、小团块状黄铁矿黄铜矿石，偶见星点状方铅矿、闪锌矿等，非金属矿物主要为方解石、石英。班戈日阿5件样品(RA-1—5)均采于中矿段，为含方铅矿、黄铁矿、磁铁矿矽卡岩矿石，主要矽卡岩矿物有石榴子石、绿泥石等；其中，磁铁矿呈团块状，黄铁矿、方铅矿呈星点状、细脉状产出，多与石英等共生，所采集的硫化物均为石英-硫化物期产物。本文所采集的样品与前人均为同一成矿期，且矿石特征基本一致，数据具有较好的可比性。

样品的处理和分析测试步骤如下：先选取具代表性样品肉眼进行初选，经手工进行逐级破碎、过筛，在双目镜下挑选40～60目、纯度>99%的单矿物样品5 g以上；然后将挑纯后的单矿物样品在玛瑙钵里研磨至200目以下,并送往核工业北京地质研究院分析测试研究中心进行分析测试。S同位素测试仪器为MAT-251，采用V-CDT国际标准，分析精度优于±0.2‰。Pb同位素测试仪器为ISOPROBE-T，误差以2σ计。

a.手标本照片，脉状铜铁矿石；b.黄铜矿呈网脉状结构穿插于脉石矿物中；c.方铅矿发育的揉皱结构；d.黄铁矿与黄铜矿呈共结边结构共生，且磁铁矿被黄铜矿交代呈残余结构；e.辉铜矿交代黄铜矿，另见少量斑铜矿产出；f.黄铜矿呈乳滴状结构出溶于闪锌矿中，另见少量铜蓝交代黄铜矿。Py.黄铁矿；Ccp.黄铜矿；Sph.闪锌矿；Gn.方铅矿；Mag.磁铁矿；Bn.斑铜矿；Cv.铜蓝；Cc.辉铜矿。图3 舍索矿区矿石手标本及显微照片Fig.3 Graphs of typical ore samples and micrographs of metallic minerals in Shesuo mining area

据文献[9]修编。图4 班戈县日阿铜多金属矿区地质简图Fig.4 Simplified geologicalmap of Bangeria Cu polymetallic mining area

a.铜铁矿矿石；b.孔雀石化氧化矿石；c.乳滴状结构(黄铜矿呈乳滴状出溶于闪锌矿中)；d.脉状黄铜矿、黄铁矿穿插于早期形成的石英裂隙中，黄铜矿边部被辉铜矿交代；e.黄铜矿充填于早期形成的磁铁矿裂隙中；f.闪锌矿与方铅矿共生。Py.黄铁矿；Ccp.黄铜矿；Sph.闪锌矿；Gn.方铅矿；Mag.磁铁矿；Mal.孔雀石；Cc.辉铜矿；Q.石英。图5 班戈日阿铜多金属矿床矿石手标本及显微照片Fig.5 Graphs of typical ore samples and micrographs of metallic minerals in Shesuo mining area

3.2 S同位素特征

本文对舍索、日阿的测试数据及收集(嘎拉勒、尕尔穷、舍索)的数据见表2，数据显示尕尔穷、舍索矿床中矿石硫同位素以负值为主，班戈日阿5件样品中有4件为正值。尕尔穷金属硫化物及硬石膏δ34SV-CDT=-2.9‰～11.8‰，平均为0.6‰；其中，硬石膏δ34SV-CDT=11.8‰(仅有1件样品)，辉钼矿δ34SV-CDT平均为1.9‰，黄铁矿δ34SV-CDT平均为-0.3‰，黄铜矿δ34SV-CDT平均为-0.4‰。嘎拉勒δ34SV-CDT=-4.4‰～1.5‰，平均为-0.6‰。舍索矿床硫同位素除了少数的黄铜矿、黄铁矿为正值外，其余的黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、斑铜矿全为负值；硫化物δ34SV-CDT为-10.3‰～2.7‰，平均为-3.8‰。其中：黄铜矿δ34SV-CDT=-4.3‰～2.7‰，平均为-2.1‰；黄铁矿δ34SV-CDT=-3.9‰～0.1‰，平均为-1.7‰；闪锌矿δ34SV-CDT=-4.7‰～ -1.7‰，平均为-3.2‰；方铅矿δ34SV-CDT=-5.1‰～ -2.9‰，平均为-4.0‰；辉钼矿δ34SV-CDT=-10.3‰ ～ -8.0‰；平均为-8.9‰；斑铜矿δ34SV-CDT=-3.9‰和-0.5‰，平均为-2.2‰。班戈日阿δ34SV-CDT=-0.6‰～5.0‰，平均为2.9‰。

3.3 Pb同位素特征

本文在收集前人研究数据的基础上，对舍索、班戈日阿矿床的金属硫化物(黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、斑铜矿)进行了铅同位素的测定(表3)。其中，尕尔穷矿床206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值分别为17.881～18.615、15.543～15.725、38.010～39.134，μ=9.41～9.69(少数大于9.58)；嘎拉勒206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值分别为18.141～18.477、15.579～15.637、38.359～38.746，μ=9.42～9.57；舍索206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值分别为18.517～18.831、15.671～15.807、38.955～39.520，μ=9.59～9.83；班戈日阿206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 值分别为18.612～18.677、15.648～15.737、38.882～39.147，μ=9.54～9.70(仅有一个值小于9.58)。从同位素比值中可发现，上述矿床的铅同位素组成较为稳定，而且舍索、班戈日阿矿床较嘎拉勒、尕尔穷矿床更加富集放射成因铅。

表2班公湖—怒江成矿带南侧典型矽卡岩型铜多金属矿床矿石S同位素组成

Table2SisotopiccompositionsoftheskarncopperpolymetallicdepositsinthesouthernBangonghu-Nujiangmetallogenicbelt,Tibet,China

矿床样号测试对象δ34SV-CDT/‰数据来源矿床样号测试对象δ34SV-CDT/‰数据来源尕尔穷嘎拉勒舍索G2021-S537.1硬石膏11.8G2021-328.8黄铁矿6.2G2021-S419.6辉钼矿1.9G2021-S483辉钼矿1.9GPD01-S01黄铁矿-0.6GPD01-S02黄铜矿0.2GPD01-S03黄铁矿0.1ZK801-198(2)黄铜矿0.5ZK433-337.5黄铁矿-2.0ZK405-221.2黄铁矿-1.2ZK303-176.7黄铜矿-0.7ZK305-146.5黄铜矿-1.1PD1-B8黄铜矿-0.9ZK407-155黄铜矿-0.1ZK305-100.2黄铜矿-0.7ZK009-139黄铁矿-2.9ZK009-171黄铁矿-1.9G-S01黄铁矿-0.1GL010-67.2黄铜矿0.6GL08-140黄铁矿1.5GL08-161.8黄铜矿-4.4SZ-(1)黄铜矿2.7SZ-09-1黄铜矿-2.7SZ-09-2斑铜矿-3.9SZ-09-6(1)黄铁矿-1.0SZ-09-6(1)闪锌矿-2.7SZ-09-6(2)黄铜矿-1.8SZ-09-6(2)闪锌矿-4.7SZ-09-7黄铁矿-1.5SZ-09-7黄铜矿-3.0SZ-09-7闪锌矿-3.9SZ-09-8黄铜矿-3.3SZ-09-9黄铁矿-3.9SZ-09-9黄铜矿-3.9SZ-09-11黄铜矿0.1SZ-09-11斑铜矿-0.5SZ-09-14黄铜矿-2.8[25][14][26][6]舍索班戈日阿SZ-09-15黄铜矿-3.3SZ-09-15方铅矿-5.1SZ-09-15闪锌矿-3.8SZ-09-16(2)黄铜矿-4.3SZ-09-16(2)方铅矿-5.1SZ-09-16(2)闪锌矿-1.7SZ-09-17(1)黄铜矿-3.9SZ-09-17(1)方铅矿-3.4SZ-09-17(2)黄铜矿-3.0SZ-09-17(2)方铅矿-3.9SZ-09-17(3)黄铜矿-3.0SZ-09-17(3)方铅矿-3.9SZ-09-19黄铜矿-3.3SZ-09-19闪锌矿-3.6SZ-09-20(1)辉钼矿-8.0SZ-09-20(2)辉钼矿-9.1SZ-09-20(3)辉钼矿-9.7SZ-09-21(1)辉钼矿-10.3SZ-09-21(2)辉钼矿-8.5SZ-09-21(3)辉钼矿-8.5SZ-09-22(1)辉钼矿-8.6SZ-09-22(2)辉钼矿-8.7SZ-09-22(3)辉钼矿-8.5SS-16黄铜矿-0.7SS-21黄铜矿0.7SS-22黄铁矿0.1SS-24黄铜矿0.3SS-25-1方铅矿-2.9SS-25-2黄铁矿-2.4SS-26-1方铅矿-3.4SS-26-2闪锌矿-1.8RA-1方铅矿-0.6RA-2方铅矿1.0RA-3黄铁矿5.0RA-4黄铁矿4.1RA-5黄铁矿4.8[6]本文本文

表3班公湖—怒江成矿带典型矽卡岩型铜多金属矿床金属硫化物Pb同位素组成

Table3PbisotopiccompositionsoftheskarncopperpolymetallicdepositsinthesouthernBangonghu-Nujiangmetallogenicbelt,Tibet,China

矿床样号测试对象206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204PbμωΔαΔβΔγ资料来源尕尔穷G2021-328.8黄铁矿18.24415.64438.6239.5738.6457.6920.5834.51G2021-S419.6辉钼矿18.13615.57538.3099.4537.2751.4316.0726.10G2021-S483辉钼矿18.34115.60838.5939.4937.6163.3118.2333.71GPD01-S01黄铁矿17.92515.62738.2019.5838.5539.2019.4723.21GPD01-S02黄铜矿17.88115.54338.0109.4137.1636.6413.9918.09GPD01-S03黄铁矿17.94715.56638.0969.4537.3740.4715.4920.39GZK801-198(2)黄铜矿18.11215.63538.6169.5739.3150.0419.9934.32GZK303-176.7黄铜矿18.52215.65238.8329.5538.0073.8121.1040.11GZK305-100.2黄铜矿18.17815.61438.5779.5238.5453.8618.6233.28GPD1-B8黄铜矿18.40715.61738.7179.5037.8467.1418.8137.03GZK407-155黄铜矿18.33815.60538.5869.4837.5763.1418.0333.52GZK305-146.5黄铜矿18.55415.66938.8919.5838.2275.6622.2141.69GZK433-337.5黄铁矿18.61515.72539.1349.6939.4179.2025.8648.20GZK405-221.2黄铁矿18.53415.64338.8559.5437.9474.5020.5140.72GZK009-139黄铁矿18.20715.57738.3849.4437.2055.5416.2028.11GZK009-171黄铁矿18.60115.70239.0369.6438.8778.3924.3645.57[25][14]嘎拉勒G-S01黄铁矿18.14115.63738.3599.5738.0551.7220.1227.44GL010-67.2黄铜矿18.22415.60238.4539.4937.6456.5317.8429.96G108-140黄铁矿18.47715.57938.7469.4237.2071.2016.3337.80[25]舍索班戈日阿SZ-09-2斑铜矿18.76615.74639.2959.7139.4190.2127.3553.80SZ-09-6黄铁矿18.77615.75139.3309.7239.5490.7927.6854.74SZ-09-6闪锌矿18.51715.67138.9559.5938.7175.7522.4644.68SZ-09-7黄铜矿18.77115.75139.3229.7239.5490.5027.6854.52SZ-09-7闪锌矿18.74815.72139.2289.6739.0089.1725.7252.00SZ-09-14黄铜矿18.73815.74139.2589.7139.3788.5927.0252.80SZ-09-15黄铜矿18.76715.74939.3119.7239.5090.2727.5554.23SZ-09-15闪锌矿18.76215.74439.2939.7139.4189.9827.2253.74SZ-09-15方铅矿18.77415.75639.3309.7339.6090.6828.0054.74SZ-09-16黄铜矿18.73615.71239.1559.6538.6988.4725.1350.04SZ-09-16方铅矿18.75215.72939.2359.6839.0889.4026.2452.19SZ-09-20辉钼矿18.57615.69139.0589.6338.9979.1723.7647.44SZ-09-21辉钼矿18.77615.73939.2759.7039.2190.7926.8953.26SS-16黄铜矿18.83115.80739.5209.8340.5593.9931.3359.83SS-21黄铜矿18.71215.69139.1129.6138.4587.0823.7648.89SS-22黄铁矿18.73515.71039.1779.6538.7688.4125.0050.63SS-24黄铜矿18.76015.72039.2339.6638.9489.8625.6552.13SS-25-1方铅矿18.78915.76639.3719.7539.7891.5528.6555.83SS-25-2黄铁矿18.77615.75039.3249.7239.5190.7927.6154.57SS-26-1方铅矿18.79915.77839.4019.7739.9692.1329.4456.64SS-26-2闪锌矿18.74115.71139.1869.6538.7788.7625.0750.87RA-1方铅矿18.67115.72739.1289.6939.0981.8225.9647.68RA-2方铅矿18.64815.70139.0449.6438.6380.4924.2645.43RA-3黄铁矿18.67715.73739.1479.7039.2382.1726.6148.19RA-4黄铁矿18.65315.70239.0259.6438.5380.7824.3344.92RA-5黄铁矿18.61215.64838.8829.5437.6778.4020.8041.09[27]本文本文

4 讨论

4.1 成矿背景及时代

关于班公湖—怒江洋盆的演化，其俯冲开启时间、俯冲极性、洋盆的闭合等问题一直是地质学界争论的焦点，而争论最多是洋盆闭合时间，目前主要有3种观点：其一为闭合于晚侏罗世末—早白垩世初[28-29]；其二是早白垩世中晚期[8,11,30-31]；其三为晚白垩世初至中期，如Liu等[32]发现上白垩统竟柱山组沉积-火山岩地层不整合发育在蛇绿混杂岩之上，其认为班公湖—怒江洋盆的闭合时间为101～83 Ma。此外，多数学者认为洋盆的闭合具有东段早于西段的斜向闭合特征，如范建军等[33]认为洋盆的闭合应该是由东向西穿时进行的，由东向西闭合时间分别为117～120 Ma、107 Ma前后、96 Ma以前。

前人[6,9]研究表明，研究区中段舍索矿床的成矿花岗闪长岩具有典型岛弧火山岩的特征，指示该成矿岩体应该形成于班公湖—怒江洋向南俯冲构造环境，其成岩时代为116 Ma，而且成岩与成矿时代一致。董磊等[31]研究了班戈县拉青矽卡岩型铜多金属矿床的地球化学特征和年代学，认为成矿岩体二长花岗岩(锆石U-Pb年龄为(114.24±0.87)Ma)形成于班公湖—怒江洋闭合后羌塘板块与冈底斯板片的碰撞拼合阶段，即114 Ma左右班公湖—怒江洋盆在班戈一带已经闭合。黄瀚霄等[7]测得天宫尼勒矿床的成矿花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为102.6 Ma，且其微量元素也具有明显的岛弧花岗岩的特征，矿床的形成与班公湖—怒江洋南向俯冲引起的岩浆作用有关。而尕尔穷矿床具有两期成矿(矽卡岩型矿体)，早期成矿岩体石英闪长岩(112 Ma)的主、微量、稀土元素具有大陆边缘弧环境的特征，晚期成矿岩体花岗斑岩(87.66 Ma)的主、微量、稀土元素具有碰撞环境的特征[4]，辉钼矿Re-Os年龄为89.7 Ma[34]，即其晚期成矿与班公湖—怒江洋的碰撞闭合有关。嘎拉勒矿床成矿岩体为中细粒花岗闪长岩(86 Ma)、闪长玢岩(88 Ma)，成岩与成矿时代基本一致，应为同碰撞期[3]。色布塔斑岩型铜钼矿床的含矿花岗斑岩及黑云母花岗岩的形成时代约为89 Ma，辉钼矿Re-Os等时线年龄亦为89 Ma，同样为同碰撞期成岩成矿[12]。而班戈日阿矿床成矿岩体二长花岗岩的侵位时代为80 Ma，其地球化学特征具有后碰撞的特点[9]。

综上所述，班公湖—怒江洋盆的闭合在东西向上不是同时进行的，而是西段较中段相对延迟了25 Ma左右。在中段申扎—班戈一带114 Ma左右的侵入岩就已经显示同碰撞的地球化学特征；80 Ma前后班戈日阿、再阿等矿床的侵入岩已具有后碰撞的特点，而西段的嘎拉勒、尕尔穷矿床90 Ma左右的成矿岩体显示了同碰撞的特征。班公湖—怒江带南侧矽卡岩型矿床在班公湖—怒江洋南向俯冲期、同碰撞期、后碰撞期均有产出，对应的成矿时代分别为120～100、114～85、85 Ma以后。其中，俯冲期形成的矿床有舍索、天宫尼勒等，同碰撞期矿床有嘎拉勒、尕尔穷、拉青、色布塔等，后碰撞期的矿床有班戈日阿、雪茹、江拉昂宗等。而班戈日阿、雪茹等形成于80 Ma左右的矽卡岩型铜多金属矿床(点)的发现，说明班公湖—怒江洋盆演化的各个阶段不仅有成岩而且还有成矿的响应。

4.2 成矿物质来源

关于矿床成矿物质来源，目前常用S、Pb同位素进行示踪，而对于斑岩型、矽卡岩型等成矿物质与岩体关系密切的矿床类型，也常通过岩体的源区及其运移路径来进行限定。本文主要通过S、Pb、Re同位素特征、辅以成矿岩体的源区来示踪成矿物质来源。

该成矿带上典型矿床主成矿阶段形成的含硫矿物主要有闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿等，除了舍索矿床之外，其余3个矿床的δ34S值在不同硫化物之间变化规律符合平衡分馏，说明成矿流体中硫化物之间及硫化物-硫酸盐间的S同位素分馏总体上达到了平衡，且计算的总硫同位素与硫化物的平均硫同位素值近似。因此，硫化物的平均δ34S值可以近似地代表成矿热液的总硫同位素组成。

尕尔穷矿床矿物中δ34S质量分数的顺序为：硬石膏>辉钼矿>黄铁矿>黄铜矿，其变化规律符合S同位素平衡分馏，说明尕尔穷矿床成矿流体中硫化物之间及硫化物-硫酸盐间的S同位素分馏总体上达到了平衡。而且δ34SV-CDT主要为0.5‰～2.9‰，其频率直方图呈塔式分布，显示硫具有单一来源的特征[14]；同样嘎拉勒δ34SV-CDT平均为-0.6‰，来源也较为单一，即嘎拉勒、尕尔穷矿床的硫主要来自幔源硫(0±3‰)[35]。而舍索矿床硫化物的硫同位素比值与硫化物结晶时δ34S的富集顺序不一致，说明其硫同位素分馏可能未达到平衡，或者是原平衡已被破坏。其δ34SV-CDT具有2个峰值区，即-10.3‰～-8.0‰和-3.9‰～-1.0‰，频率分布图呈双峰式分布(图6)，主峰为-4.0‰～-3.0‰，显示了硫多来源的特征；而且δ34SV-CDT多表现为较大的负值，尤其是辉钼矿的δ34SV-CDT为-10.3‰～-8.0‰，赵元艺等[6]认为这是幔源硫上升的过程中受到了地层硫的混染所致。班戈日阿方铅矿与黄铁矿的δ34SV-CDT有所区别，方铅矿δ34SV-CDT在0.0‰左右，而黄铁矿均为正值(4.1‰～5.0‰)，显示岩浆来源的硫与地层硫混合的特征。此外，上述4个矿床的硫同位素具有从俯冲(舍索)→碰撞(嘎拉勒、尕尔穷)→后碰撞(班戈日阿)逐渐富集重硫(δ34S)的特征(图7)。

图6 舍索硫同位素组成频率直方图Fig.6 Histogram showing δ34SV-CDT of sulfides from Shesuo deposit

图7 班公湖—怒江带典型矿床S同位素组成图Fig.7 S isotopic compositions of the typical deposits in the Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

赵一鸣等[36]研究国内主要矽卡岩型矿床，发现其δ34SV-CDT值分布都比较集中，极差一般不超过10‰(部分矽卡岩型铁矿床除外)，可以认为硫来源较单一，主要为幔源硫。如长江中下游以花岗闪长斑岩为母岩的矽卡岩铜矿硫化物δ34SV-CDT具有分布范围小的幔源硫特征。但是，华北地台、长江中下游矽卡岩型铁矿床由于受地层中富含硫的蒸发岩的影响，使得矿石的δ34SV-CDT分布范围较大，且明显富集重硫，指示具有壳源硫和幔源硫复合来源的特征[36]。所以，矽卡岩型矿床地层中硫的含量会对矿石的硫同位素组成造成明显影响，而上述几个矿床，尤其是舍索和尕尔穷矿床，其矿石的硫同位素多以负值为主，可能是由于围岩碳酸盐岩地层中硫含量较低，且以硫轻同位素为主而使得矿石相对富集硫轻同位素，最终表现为由具有δ34SV-CDT较大负值沉积的硫同位素组成[35]。

将矿石铅同位素数据投在Zartman[38]提出的铅同位素增长曲线图(图8)中，舍索、班戈日阿大部分矿石铅都位于上地壳增长曲线的上方，仅个别位于造山带范围内，显示了上地壳来源的特征；而尕尔穷和嘎拉勒与之相反，大部分数据点位于造山带内，显示铅同位素具有壳幔混源的特征，而且尕尔穷较其他矿床明显更富集幔源铅。此外，图8中显示了尕尔穷、舍索、班戈日阿矿床的矿石铅同位素组成与区域上念青唐古拉群结晶基底较为相似。姚晓峰等[14]将尕尔穷矿石铅同位素与基底及含矿斑岩铅同位素进行对比，得出了该矿床成矿物质可能主要来自具幔源特征物质和念青唐古拉群基底片麻岩的结论，并得到了成矿岩体锆石Hf同位素数据的证实；但是，由于在图8左图中仅有少数样品位于基底范围内，因此，本文认为基底对成矿物质的贡献较小。舍索及班戈日阿大部分数据位于区域上的念青唐古拉群基底的铅同位素范围内，说明舍索、日阿矿床成矿物质可能主要来源于基底。而且舍索矿床矿石铅具有明显的线性分布特征，这是由低放射性成因铅和高放射成因铅两个端元混合所致，可能是少部分成矿岩体中的铅与基底地层铅的混合。

在朱炳泉[39]提出的Δγ-Δβ图解(图9)中，舍索全部及班戈日阿的大部分矿石铅同位素位于上地壳，而尕尔穷、嘎拉勒矿床主要位于俯冲带铅的区域内，说明俯冲作用引起的岩浆作用对成矿的控制非常明显。此外，尕尔穷有2个数据位于上地壳，有1

底图据文献[38]；基底数据来自文献[37]。图8 班公湖—怒江缝合带南侧典型矿床矿石铅同位素增长曲线图Fig.8 207Pb/204Pb-206Pb/204Pb and 208Pb/204Pb-206Pb/204Pb plots for the typical Cu polymetallic deposits in the Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

1.地幔源铅；2.上地壳铅；3.上地壳与地幔混合的俯冲带铅(3a. 岩浆作用；3b. 沉积作用)；4.化学沉积型铅；5.海底热水作用铅；6.中深变质作用铅；7.深变质下地壳铅；8.造山带铅；9.古老页岩上地壳铅；10.退变质铅。底图据文献[39]。 图9 班公湖—怒江成矿带典型矿床铅同位素Δγ-Δβ图解Fig.9 Δγ-Δβ diagram for the typical deposits in the Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

件样品位于地幔中，同样显示尕尔穷矿床成矿物质来源复杂且具有壳幔混合来源的特征；同时也暗示基底对成矿物质有一定的贡献，这与增长曲线图得出的结论一致。

除了构造模式图解外，Pb同位素的特征值μ值可以判断物质源区，高μ值铅一般来自上地壳，低μ值一般认为是上地幔源或下地壳来源(μ值的高低以9.58来界定[40-41])。如表3，尕尔穷μ=9.41～9.69(少数大于9.58)，嘎拉勒μ=9.42～9.57，舍索μ=9.59～9.83，班戈日阿μ=9.54～9.70(5个数据中仅有1个值小于9.58)。因此，舍索、班戈日阿矿石铅主要为上地壳铅，班戈日阿矿床可能有小部分下地壳铅混合。尕尔穷和嘎拉勒主要为下地壳或上地幔铅，且尕尔穷矿床有少部分上地壳物质的参与。

除S、Pb同位素外，前人亦通过Re同位素来探讨成矿物质来源。由于Re主要富集于地幔中，因此对成矿物质来源具有一定的指示意义[42-44]。赵元艺等[5]根据西藏已有的辉钼矿中Re的资料，认为成矿物质以壳源为主的辉钼矿中Re的质量分数至少应小于100×10-6，而与幔源有关的则应大于200×10-6，介于2个数值之间则为壳幔混合来源。据此，本文收集了班公湖--怒江成矿带南侧典型斑岩、矽卡岩型铜金矿床的辉钼矿Re质量分数数据，其中，尕尔穷、色布塔、舍索矿床Re质量分数分别为(20.165～261.062)×10-6[13]、(222.7～513.6)×10-6[12]、(0.74～3.56)×10-6[5]。由此可见，尕尔穷Re同位素显示了壳幔混源的特征，色布塔可能与幔源的关系更为密切[12]，而舍索显示了明显的壳源特征[5]，这与铅构造模式图得出的结论也一致。

嘎拉勒—尕尔穷矿集区与成矿关系最为密切的侵入岩为石英闪长岩、花岗闪长岩，而且都为I型花岗岩，该类花岗岩由幔源或壳幔混源源岩熔融而成[24]，所以成矿物质来源与成矿岩体起源可能密切相关。舍索矿床成矿花岗闪长岩为幔源成因[6]，而矿石的Pb、Re同位素显示成矿物质主要来自地壳，说明岩浆上侵的过程中活化、萃取了基底中的成矿元素，成矿岩体可能主要提供了热源和硫源，而对成矿物质(金属元素)的贡献不大。班戈日阿的成矿岩体二长花岗岩起源于中下地壳的部分熔融，或起源于下地壳并受中上地壳物质混染，挤压向伸展的转换的应力机制是岩石形成的诱因[9]；而Pb同位素显示基底对成矿物质的贡献较为明显，可能是由于早期的板块碰撞导致地壳加厚并发生部分熔融，在上侵的过程中活化了基底中的成矿物质而聚集成矿。黄瀚霄等[12]认为色布塔矿床的含矿斑岩可能是拆沉下地壳部分熔融或者是班公湖—怒江洋洋壳发生断离并诱发壳幔物质部分熔融形成的，形成于碰撞环境，同时Re同位素也显示了成矿物质主要来源于地幔。

此外，离班公湖—怒江缝合带较近且具有斑岩-矽卡岩型复合矿化的尕尔穷、色布塔等矿床，其Pb、Re同位素显示成矿物质均具有壳幔混源的特征，单一的矽卡岩型矿床显示成矿物质主要来源于上地壳。而目前研究认为产于陆壳板块缝合线附近和大陆板块内部、直接受深大断裂控制、且与超基性岩-花岗岩套相关的含矿斑岩体，可能为上地幔分异、并遭受下地壳混染而形成的，其成矿物质主要来源于上地幔和下地壳[45]。此外，嘎拉勒、尕尔穷两个含金矿床的S、Pb、Re同位素显示成矿物质具有深部来源的特征，而舍索、班戈日阿等不含金的矿床均显示成矿物质以壳源为主，缺失了幔源部分的物源，所以今后的研究中应进一步探讨嘎拉勒、尕尔穷矿床成矿物质中幔源部分是否与金元素来源具有一定的相关性。

5 结论

1)形成于班公湖—怒江洋南向俯冲阶段的舍索矿床其硫同位素具有双峰式分布的特征，硫具有多来源的特点，为岩浆硫上升的过程中受到了地层硫的混染所致；碰撞阶段的嘎拉勒、尕尔穷及后碰撞伸展阶段的班戈日阿的硫同位素均呈塔式分布，显示了幔源硫的特征。总体呈现出从班公湖--怒江洋南向俯冲(舍索)→碰撞(嘎拉勒、尕尔穷)→后碰撞(班戈日阿)逐渐富集重硫的特征。

2)俯冲阶段形成的舍索矿床较其他矿床更加富集放射成因铅。铅同位素显示舍索、班戈日阿矿床的成矿物质主要来源于念青唐古拉群结晶基底；而同碰撞阶段的嘎拉勒、尕尔穷矿床的成矿物质具有明显的壳幔混源的特征，与成矿岩体关系密切，且有少量基底成矿物质的参与。此外，斑岩-矽卡岩复合型矿床的成矿物质来源具有壳幔混源的特征，而单一的矽卡岩型矿床以上地壳来源为主。

3)班公湖—怒江缝合带东西向上的闭合是不等时的，中段于115 Ma左右可能已经碰撞闭合，而相对于中段，西段的闭合时间延迟了25 Ma。班公湖--怒江成矿带南侧矽卡岩型铜多金属矿床具有3个成矿集中期，即班怒洋南向俯冲期、同碰撞期、后碰撞期，对应的成矿时代分别为115、90、80 Ma左右。因此，研究区内不仅可以寻找俯冲和同碰撞构造背景下形成的矽卡岩型铜多金属矿床，同时后碰撞伸展阶段也具有寻找该类型矿床的潜力。

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