滇西北香格里拉地区钨矿成矿规律及找矿方向
2022-04-01段召艳曹晓民宋旭峰董红国张有名
董 涛,杜 斌,段召艳,曹晓民,宋旭峰,董红国,张有名,李 冰
(1. 云南省地质调查院,云南 昆明 650216;2.自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室,云南 昆明 650051)
0 引言
金属钨是国际上公认的战略性矿产,广泛应用于国防和国民经济各个领域,特别是洁净能源、信息产业、航天航空和国家安全等许多高新技术领域。世界上的钨矿床分布不均匀,我国钨矿产资源丰富,储量和产量长期居世界首位,但由于相关地质找矿工作的投入不足,加上当前社会经济的快速发展,目前我国钨资源优势逐渐减弱,资源安全形势严峻(王明燕等,2014;毛景文等,2019;蒋少涌等,2020)。考虑到钨矿产的重要战略价值,加强对其成因研究及找矿勘查十分必要。
香格里拉地处西南三江特提斯复合造山带,是中国重要的铜钼多金属资源勘查开发基地之一,产出有普朗超大型斑岩型铜矿、铜厂沟大型斑岩-矽卡岩型铜钼矿等矿床,成矿地质背景优越,找矿潜力巨大(邓军等,2011,2014,2016;Deng et al.,2014a,b;李文昌等,2010a,2016;Li et al.,2017)。国内众多学者在该区针对铜钼矿开展了大量的成岩成矿作用、矿床特征、成矿年代、成矿流体及物质来源等基础矿床学研究(莫宣学等,1993;潘桂棠等,2003;曾普胜等,2003,2004,2006;侯增谦等,2001,2003,2004;范玉华和李文昌,2006;冷成彪等,2008;曹殿华等,2009;李文昌等,2010b,2011,2012,2013;任江波等,2011;黄肖潇等,2012;曹康等,2014;Li et al.,2011,2014,2017;杨立强等,2015;Wang et al.,2014a,b;Yu et al.,2014,2020;王新松,2014;王新松等,2011,2015;刘学龙等,2016;Yang et al.,2017a,b,2018;余海军,2018;江小均等,2019;董涛等,2020),厘定了区内出露岩体的成矿专属性,即与印支期洋壳俯冲有关的闪长玢岩、石英闪长玢岩、石英二长闪长玢岩、石英二长斑岩等中酸性岛弧岩浆,伴随有铜多金属成矿作用;与燕山期碰撞后伸展有关的二长花岗岩-花岗闪长岩等加厚地壳部分熔融产生的酸性岩浆,与钼多金属成矿作用密切。但随着近年勘查工作的深入,研究发现燕山期岩浆岩带由北向南纵跨义敦岛弧、甘孜-理塘结合带进入扬子西缘坳陷带,并伴随着钨钼多金属矿化,从北向南形成了休瓦促钨钼矿(中型)、沙都格勒钨钼矿(小型)、热林钨钼矿(矿点)、亚杂铅锌矿(共伴生锡)、红山铜钼矿(共伴生钨)、铜厂沟铜钼矿(伴生钨)、麻花坪钨铍矿(大型)等钨锡矿床点,显示出较好的钨矿找矿潜力。本文在系统总结前人研究成果的基础上,通过休瓦促钨钼矿、麻花坪钨铍矿典型矿床研究,总结钨矿时空规律,控矿因素及成矿模式,结合区域重力、航磁、化探、重砂等异常,探讨钨矿找矿方向,为该区下一步工作部署提供一定的依据及思路。
1 区域地质背景
香格里拉地区位于西藏-三江造山系和上扬子陆块区结合部位(图1a),纵跨四个三级构造单元:西侧的中咱-中甸地块,北部的义敦岛弧带南段,东侧的甘孜-理塘蛇绿混杂岩带向南急剧收缩部位,南部的扬子陆块西缘盐源-丽江坳陷带(图1b)。
图1 香格里拉地区大地构造位置(a)和矿产地质简图(b;据李文昌等,2010a修改)Fig.1 Geological map of Shangri-La area(a)and distribution map of deposits(b;after Li et al.,2010a)
中咱-中甸地块,古生代属于扬子古陆西部被动边缘的一部分,晚古生代中晚期由于甘孜-理塘洋的开启,而裂离扬子陆块,构成微陆块中的稳定地块。陆块具有典型的基底与盖层的二元结构,基底为石鼓群、巨甸岩群的变质复理石细碎屑岩、碳酸盐岩、中性火山岩;盖层为古生代-晚古生代的浊积岩、火山岩、陆源碎屑岩、碳酸盐岩、磨拉石建造。盖层的古生界碳酸盐沉积建造内产出区域变质型大理石矿、中—低温热液型铜铅锌矿床,古近纪老君山地区山间盆地产出沉积型铜矿、砂金矿及与富碱斑岩有关的斑岩型铜金矿等。
义敦岛弧南段,即为格咱岛弧,夹持于乡城-格咱断裂和安家村断裂、楚波-熏洞断裂之间,向南至丽江石鼓与金沙江结合带交合,是甘孜-理塘洋向西俯冲的产物。晚三叠世(210 ~230Ma),发育与俯冲相关的钙碱性岛弧型浅成—超浅成中—酸性侵入岩,岩性以石英闪长玢岩-石英二长斑岩-花岗闪长斑岩-黑云母花岗岩为主,同时形成斑岩-矽卡岩型Cu多金属矿床(以普朗、雪鸡坪斑岩型Cu矿床和郎都矽卡岩型Cu矿床为代表);晚白垩世(86 ~75Ma),发育伸展构造背景加厚地壳部分熔融形成的S型或I 型花岗岩,岩性以似斑状石英二长岩-二长花岗斑岩为主,同时形成斑岩-矽卡岩-热液型Cu-W-Mo多金属矿床(表1)。甘孜-理塘结合带为晚二叠世—晚三叠世早期形成的甘孜-理塘洋盆向西俯冲消减于中咱地块之下的残余部分(潘桂棠等,2003),位于安家村断裂以北,主要出露二叠系、三叠系及剪切带构造混杂岩。
扬子陆块西缘盐源-丽江坳陷带位于楚波-熏洞断裂以东,安家村断裂以南。主要出露上古生界及三叠系。断裂多呈北东、北西向展布,旁侧次级节理、裂隙发育,控制了斑岩体及矿产分布。铜厂沟、东炉房、陆家村等地区,出露燕山晚期和喜马拉雅期各类斑岩,不同程度地伴随钨钼铜铅锌金多金属成矿(表1)。
表1 香格里拉地区主要钨多金属矿床及其地质特征表Table 1 Main tungsten polymetallic deposits and their geological characteristics in Shangri-La area
2 典型矿床特征
2.1 休瓦促石英脉型钨钼矿
休瓦促石英脉型钨钼矿床位于香格里拉市格咱乡,由东、西两个矿段组成,矿床规模为中型。出露地层为上三叠统喇嘛垭组,岩性为灰至深灰色粉砂质板岩及变质砂岩,与岩体接触部位发生热变质作用形成十几米至上百米的角岩化带。侵入岩发育,由晚三叠世早期似斑状黑云母花岗岩及晚白垩世晚期二长花岗斑岩构成休瓦促复式岩体(图2a)。众多学者研究认为休瓦促钨钼矿床的形成与晚白垩世岩浆活动密切相关(李建康等,2007;孟健寅,2014;Wang et al.,2014b;王新松等,2015;余海军和李文昌,2016;Gao et al.,2017,2018;张向飞,2018;高雪,2018;江小均等,2019;王忠强等,2020),其岩石具有较高的SiO2(70% ~76%)及全碱含量(7.5% ~10.7%),为准铝质到弱过铝质(A/CNK:0.96 ~1.07),具有较低的Mg、Ca、P含量,相对富集轻稀土元素、Rb、U、Th 和Ta,而相对亏损重稀土元素、Ba、Sr 和Eu,总体呈现出高分异I 型花岗岩特征。休瓦促岩体具有相对较高的(87Sr/86Sr)i(0.7075 ~0.7098)和δ18O(5.9‰ ~8.4‰)值,负的εNd(t)(-8.0 ~-6.9)和εHf(t)(-7.6 ~-3.2)值,以及古老的Nd 及Hf 同位素的模式年1.3 ~1.7Ga,指示着其主要源于加厚的中基性下地壳部分熔融(Wang et al.,2014b)。
1∶5 万土壤地球化学测量在该区圈定1 个以钨钼铜异常为主的甲类综合异常,以W 规模大、浓度高、与Mo紧密伴生为特点(图2b)。异常区W平均含量48.7 ×10-6,最高250 ×10-6,异常面积26km2,规模158.3NAP;Mo平均含量13.0 ×10-6,最高34 ×10-6,异常面积15.25km2,规模49.6NAP;Cu 平均含量268.7 × 10-6,最高1204 × 10-6,异常面积12.25km2,与已知的休瓦促钨钼矿套合好。休瓦促复式岩体全岩元素平均含量W为23.3 ×10-6、高出地壳丰度值近8 倍,Mo 为5.95 ×10-6,高出地壳丰度值3 倍,表明该岩体具有很好的W、Mo含矿性。1∶10 万航磁特征:△T磁异常为弱正磁异常(图2c),呈北北西向长椭圆状,异常值为20 ~72nT,与该区二长花岗岩体出露范围基本一致,推断弱正磁异常主要为岩体内磁铁矿等磁性矿物引起。
图2 休瓦促矿区地质简图(a,据张向飞,2018修改)及物化探异常图(b、c)Fig.2 Simplified geological map(a,after Zhang et al.,2018)and geophysical and geochemical anomaly maps of the Xiuwacu deposit(b,c)
矿区发育节理与含矿石英细脉,相伴绿泥石化、绿帘石化、云英岩化、绢云母化、碳酸盐化等近矿围岩蚀变,蚀变越强,钨钼矿化越强,在空间上密切共生。矿化类型有石英脉型(形成工业矿体)及少量斑岩型(未形成工业矿体)。石英脉型钨钼矿体赋存于岩体内部构造裂隙中,受北西向断裂的控制(图3),主矿体呈脉状、透镜状、似层状产出,走向延伸185 ~735m,倾向延伸150 ~217m,平均厚2.2~9.5m,WO3品位0.141% ~0.388%、Mo 品位0.071% ~1.074%(见表2)。矿石矿物以白钨矿、辉钼矿为主,少量黄铜矿、黄铁矿,呈粗粒-伟晶结构、半自形—它形粒状结构,具团块状构造、细脉状、细脉浸染状、星点状构造。辉钼矿多呈扇形片状集合体、菊花状集合体状,晶体粗大,粒径可达6cm;白钨矿呈自形粒状晶体产出,往往与辉钼矿共生,也有单独存在于石英脉中(图4)。
表2 休瓦促矿区主要矿体特征一览表Table 2 Characteristics of main ore bodies in Xiuwacu deposit
图3 休瓦促矿区矿体特征素描图(据江小均等,2019修改)Fig.3 Sketch of the ore body characteristics in Xiuwacu deposit(after Jiang et al.,2019)
图4 休瓦促矿区矿石矿物特征(据王忠强等,2020)Fig.4 Photos showing ore mineral characteristics of the Xiuwacu deposit(after Wang et al.,2020)
成岩成矿时代的研究表明,休瓦促钨钼矿区二长花岗斑岩的锆石U-Pb 年龄为76.8 ±3.8 ~85.6±0.5Ma(王新松等,2015;余海军和李文昌,2016;张向飞等,2017;江小均等,2019),辉钼矿Re-Os 同位素年龄为82.4 ±1.1 ~84.5 ±1.1Ma(李健康等,2007;孟健寅,2014),二者年龄在误差范围内基本一致,说明该区的钨钼成矿作用受晚白垩世岩浆活动控制,体瓦促钨钼矿床成岩成矿时代为晚白垩世。
2.2 麻花坪岩浆热液脉型钨铍矿
麻花坪钨铍矿位于香格里拉市虎跳峡镇境内哈巴雪山南侧的麻花坪村一带,是一个钨、铍、水晶、萤石多矿种的综合矿床,为岩浆热液脉型矿床(冉明佳等,2015;熊凤等,2015),WO3资源量达到大型矿床规模,BeO资源量达到超大型矿床规模。
矿区出露下泥盆统灰—深灰色绢云石英片岩、云母石英片岩、绢云千枚岩,中上泥盆统灰白—浅灰色大理岩、白云质大理岩(图5a①)。矿区位于虎跳峡背斜的西翼,为向西倾的单斜构造,发育1 条近南北向的断层F11及近东西向的横张裂隙及剪切裂隙带,为矿区的主要控矿容矿构造。矿区地表未出露与矿化有关的酸性岩浆岩,仅有云煌斑岩脉零星穿插于泥盆系浅变质碎屑岩、大理岩中,一般顺层产出,规模较小。据区调资料,矿区335°方向约2km处有闪长玢岩脉侵入体出露。近矿围岩蚀变明显而强烈,主要有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、白云母-萤石化及褪色色蚀变等,尤其以白云母化、萤石化与矿化富集更为密切②。
矿化带总体上沿F11断裂带呈南北向展布,南北长3km,东西宽0.4 ~0.5km。圈定大小25 条矿体,矿体由蚀变微细脉和细脉组成,每组脉又由若干条单脉组成,在构造岩性界面附近矿脉密集,含脉率高达40 ~70 条/m,有脉幅宽、蚀变强、矿化强的特征。F11下盘为变质碎屑岩,富含Al、Si、Fe 等,形成以黑钨矿为主的矿化石英细脉,走向近东西,倾角陡直,划为6 条长150 ~400m、宽100 ~200m 的脉带,单条脉厚0.05 ~2.4 m,脉距0.3 ~2 m,矿石品位富、变化大,WO3品位一般为0.01% ~3%,最高达21.31%;矿石矿物主要为黑钨矿,脉石矿物为水晶、白云母、萤石等,围岩蚀变以硅化、褪色现象为主。F11上盘为大理岩,富含Ca,以白钨矿化为主,形成白钨矿-石英脉型和白云母-萤石型两类矿体,呈成楔状、似层状产出,产状355° ~20°∠55° ~86°,主矿体走向延伸145 ~516 m、倾向延伸40 ~120m(图5b)、厚11.52 ~96.98m,WO3平均品位0.211%~0.360%,BeO 平均品位0.126% ~0.463%(表3);矿石矿物以白钨矿(图5c、d)、绿柱石为主,脉石矿物为萤石、白云母、石英等。矿石呈鳞片粒状-粒状鳞片变晶结构、交代结构,具细脉状构造、斑点斑块状构造,似条带-条纹状构造,梳状-对称梳状构造。
表3 麻花坪矿区主要矿体特征一览表Table 3 Main ore bodies in Mahuaping deposit
图5 麻花坪矿区地质简图(a)、剖面图(b)及矿石特征(c,d)①Fig.5 Simplified geological map(a),section map(b)and photos showing ore characteristics(c,d)of the Mahuaping deposit①
冉明佳等(2011)曾对矿区的黑钨矿石英脉和绿柱石石英脉样品中的石英进行电子自旋共振(ESR)年龄测定,获得年龄值分别为13.7Ma 和21.5Ma,但其ESR 记录的是最新一次的热扰动时间,不能确切反映真正的成矿年龄。马俊等(2020)对矿区白钨矿-白云母-萤石中白云母进行40Ar-39Ar法测年,年龄为32.06 ±0.11Ma,矿石显微照片显示白云母形成应晚于白钨矿。云南省地质矿产局第三地质队大队(1989)③把矿区内白云母分为细鳞片白云母及粗鳞片-片状白云母,细鳞片白云母常呈近于平行的细-微细脉、网格状、分枝状等不规则形态穿切于萤石白钨矿中,粗鳞片-片状白云母呈梳状穿切细鳞片白云母中,说明白钨矿的形成早于白云母。结合矿区外围出露有闪长玢岩脉侵入体,推测矿区深部可能存在燕山期中酸性岩体,与钨铍成矿关系密切。
3 成矿规律
通过休瓦促钨钼矿床和麻花坪钨铍矿床系统研究,结合区域地质背景特征,深入剖析香格里拉地区钨矿的成矿规律。
3.1 时空规律
该区的钨多金属矿床分布表现出明显的时空分带性,休瓦促、沙都格勒、热林、红山、麻花坪钨多金属矿床(点)主要围绕酸性侵入岩呈近南北向展布。钨钼矿成岩成矿时间主要集中在86 ~77Ma之间(徐兴旺等,2006;李建康等,2007;尹光候等,2009;王新松等,2011,2015;孟健寅,2014;余海军等,2015;余海军和李文昌,2016;张向飞等,2017;高雪,2018),为燕山晚期,尽管燕山晚期侵入体由北往南穿越不同的构造单元,但其成岩成矿具有高度的一致性,成矿以钨钼为主,共伴生铜铅锌等多金属组分,应形成于统一的成岩成矿地质事件。
3.2 控矿因素
区内钨多金属矿床主要控矿因素有:岩浆岩、岩浆侵位地层、构造裂隙系统,它们之间既有密切的联系,又有一定的独立性,并在成矿系统中发挥着不同的作用。
在岩浆中,钨是高度不相容亲石元素,其在地壳中的丰度约是地幔的250 倍(Newsom et al.,1996;Knig et al.,2011;Rudnick and Gao,2014;祝红丽等,2020),在地壳物质发生部分熔融时,钨元素倾向进入熔体相,因此花岗质岩浆可以为钨矿床的形成提供初始的成矿物质来源。另外,花岗岩的岩浆演化作用对钨的富集与成矿十分重要,岩浆演化过程可以促进钨元素在残余岩浆中富集(Groves and McCarthy,1978;Huang and Jiang,2014),与钨矿相关的花岗岩具有显著的Eu、Sr、Ba、Ti负异常。香格里拉地区燕山期花岗质岩浆发育,由北向南为休瓦促二长花岗斑岩、热林二长花岗斑岩、红山花岗闪长岩、铜厂沟花岗闪长斑岩等,岩石化学成分上以富硅、富碱,贫水,低Al2O3、CaO、MgO呈准铝质-弱过铝质,REE呈“海鸥式”分布,富Ta、Zr、Nb、Ga、Y,贫Ba、Sr、Eu,具有高度演化的I型或S型花岗岩的特征,其源区主要为壳源物质,没有或者有少量幔源物质的加入(侯增谦等,2001;李文昌等,2013),香格里拉地区的钨矿化与其关系密切。
钨矿床的形成与岩浆热液活动具有密切的联系(许泰等,2019),因此含矿热液运移的通道,矿质沉淀的构造空间及构造裂隙的存在直接影响着矿床的形成和发育。当矿区内发育塑性特征的变质岩时,花岗岩侵位其中,侵位晚期受区域NW—SE向张裂隙作用形成白钨矿-辉钼矿石英脉和未矿化石英脉(江小均等,2019),如休瓦促、热林石英脉型钨钼矿体主要赋存于岩体内部构造裂隙中。当矿区内发育化学性质活泼岩性时,成矿热液沿接触带或构造裂隙交代围岩,形成浸染状矽卡岩型钨矿体或发育于细脉或裂隙中的岩浆热液脉型钨矿体,如麻花坪热液脉型钨铍矿早期SN 向背斜褶皱及逆冲为主的层间剪切带形成聚矿空间,EW 向横张裂隙充填形成热液脉钨铍矿床(冉明佳等,2011)。
根据矿石矿物种类,钨矿床主要分为白钨矿床和黑钨矿床。白钨矿或者黑钨矿的形成一般由围岩成分、成矿流体物理化学性质等因素决定,通常情况下,黑钨矿床的围岩成分多为高硅铝质岩石,而白钨矿床的围岩成分多为碳酸盐岩或其它钙质岩石(祝红丽等,2020;李佳黛和李晓峰,2020)。香格里拉休瓦促、热林、红山、铜厂沟等地区花岗质岩浆均侵位于三叠系变质碎屑岩、火山岩及碳酸盐岩中,有利的成矿环境促进了大规模白钨矿的成矿作用,形成矽卡岩型或石英脉型钨矿体。麻花坪矿区以F11断层为界,东部为变质碎屑岩富含Al、Si、Fe等,形成黑钨矿化;西部为大理岩富含Ca,形成白钨矿化。说明了钨成矿作用与地层存在较为密切的联系。
3.3 矿化信息规律
钨矿与花岗岩有直接成因和空间上的联系,花岗岩在布格重力场表现为重力低异常带,剩余重力异常为负异常带;花岗岩外接触矽卡岩带或次级构造带,常为钨矿产的赋存部位,多显示正磁异常。在剩余重力异常图上(图6a),香格里拉地区主体为一个巨大的近南北向重力低异常区,为布斯-中甸-丽江重力低异常带,出现成串珠状的局部重力低,有休瓦促、热林、红山、中甸、麻花坪等,与已知花岗岩及钨钼矿床点对应较好。区域航磁化极异常特征(图6b)以贯穿中部的近南北向的正异常带为主,异常最大值为200nT,其余地区以负异常为主,局部有零星正异常,异常最小值为-100nT。北部正磁异常与出露、半隐伏的休瓦促、热林、红山等花岗岩对应较好。香格里拉地区重力低异常带中常伴有正磁异常,尤其局部重力低值中心的边缘又配套有磁异常,可能花岗岩接触带是钨矿的找矿有利地区。
钨锡为高温元素,往往指示隐伏岩体的存在,香格里拉地区钨锡钼铋组合异常呈串珠状近南北向展布(图6c),有休瓦促、热林、红山、阿热、铜厂沟、麻花坪等异常浓集中心,特别是钨异常明显,浓度分带清楚,与酸性侵入岩对应较好。北部休瓦促、热林异常中心已有花岗斑岩出露且伴随有石英脉型钨钼矿化,中部红山、铜厂沟异常中心已揭露到半隐伏的花岗闪长斑岩及斑岩型钼矿-矽卡岩型钨钼铜矿化,南部麻花坪已有岩浆热液型钨铍矿,显示其深部可能存在酸性含矿岩体。
自然重砂在以往钨矿找矿工作中发挥了重要作用,香格里拉地区自然重砂主要为铜族、铅锌族、钨族及锡石、自然金、辉锑矿异常,其中圈定钨锡自然重砂异常6 个(图6d),Ⅰ级异常2 个(休瓦促、麻花坪)、Ⅱ级异常3 个(热林、红山、铜厂沟)、Ⅲ级异常1 个。休瓦促有白钨矿、锡石、铜族矿物、铅族矿物重砂异常。麻花坪钨重砂异常分布于虎跳峡背斜的南端,重砂白钨矿异常普遍存在,且含量较高,异常面积311.78km2,与麻花坪钨铍矿对应关系好。
图6 香格里拉地区物探、化探及自然重砂异常图Fig.6 Geophysical,geochemical and natural heavy placer anomaly map of Shangri-La area
综合重力、航磁、化探及重砂异常特征(表4),香格里拉地区钨多金属矿床具有剩余重力负异常,航磁弱正磁异常,钨锡钼铋化探综合异常及白钨矿、铜族矿物、铅族矿物重砂异常。
表4 香格里拉地区主要钨多金属矿床矿化信息表Table 4 Mineralization information of main tungsten polymetallic deposits in Shangri-La area
3.4 成矿模式
3.4.1 成矿物质来源
香格里拉地区钨多金属矿床的金属硫化物具有较为相似且组成非常稳定均一的硫同位素,休瓦促δ34S 值在2.07‰ ~4.33‰之间(王新松等,2015),热林δ34S 值为3.5‰ ~5.4‰(孟健寅,2014);红山δ34S值范围在3.52‰~6.11‰之间(李文昌等,2013);麻花坪δ34S值为5.4‰~13.2‰(据云南省地质矿产局第三地质队大队,1989 年)。硫同位素与岩浆热液所形成的矿床的硫同位素值接近(Ohmoto,1972),说明钨多金属成矿作用与岩浆热液密切相关。
香格里拉地区钨多金属矿床金属硫化物铅同位素组成,休瓦促206Pb/204Pb 为18.646 ~18.936,208Pb/204Pb 为38.857 ~39.404,207Pb/204Pb 为15.650~15.710(王新松等,2015);红山206Pb/204Pb 为18.561 ~18.712,208Pb/204Pb 为38.971 ~39.332,207Pb/204Pb为15.621 ~15.695(李文昌等,2013);麻花坪208Pb/204Pb 为38.37 ~38.60,207Pb/204Pb 为15.50 ~15.65,206Pb/204Pb为18.62 ~18.66(据云南省地质矿产局第三地质队大队,1989);均显示上地壳和造山带铅特征,以壳源为主,成矿物质来源与碰撞造山后的构造演化可能存在密切关系。
休瓦促、热林、红山矿区辉钼矿中Re 含量分别为7.35 ×10-6~11.64 ×10-6、4.24 ×10-6~18.49 ×10-6、2.56 ×10-6~23.07 ×10-6(孟健寅,2014),与壳源和壳幔混源岩浆热液矿床中Re 的含量相近,可见休瓦促、热林、红山钨多金属矿床成矿物质来源应该以壳源为主,并混入少量幔源物质,具有壳幔混合的特征。
结合上述矿床的S、Pb 及Re 同位素含量资料分析,钨多金属矿床成矿物质主要为壳幔混合,以壳源物质为主。
3.4.2 成矿流体性质
休瓦促、热林、红山、麻花坪等钨多金属矿床主要成矿阶段流体包裹体多为气液两相水溶液包裹体,并发育富CO2包裹体,流体的均一温度变化于150 ~400℃(云南省地质矿产局第三地质队大队,1989;孟健寅,2014;刘学龙等,2017),早阶段为中高温、高盐度NaCl-CO2-H2O 体系热液,晚阶段演变为中低温、低盐度NaCl-H2O体系热液,具有相似的流体特征,指示成矿流体的源区可能具有一致或同源性,主要来源于隐伏的燕山期后造山伸展S 型或I型花岗质岩浆侵入体,与区域上燕山期活动有关。
3.4.3 成矿模式
从华北到华南在燕山运动的驱动下,形成了大规模的花岗(斑)岩,同时伴随着大规模的钨、钼、锡等成矿作用,这一时期,香格里拉地区处于义敦岛弧的后造山伸展阶段,在张性环境中发育大量含矿二长花岗岩、花岗闪长斑岩体,北部为出露地表的休瓦促、热林岩株,向南在红山、铜厂沟地区以半隐伏-隐伏为主,南部麻花坪地区推测深部可能存在隐伏花岗岩体。花岗质岩浆上侵过程中含矿岩浆热液沿构造发育部位运移,在酸性岩体内顶部及两侧构造破碎带内形成脉状钨钼矿体,在层间滑动带或岩体接触带与碳酸盐岩接触交代形成矽卡岩型铜钨多金属矿体,沿构造破碎带运移至碳酸盐岩与碎屑岩之岩性界面,在次级横张裂隙和剪切裂隙沉淀形成热液脉状钨铍多金属矿体。区域上形成了一系列大中型的钨多金属矿床,如北段产于岩体内部的石英脉型钨钼矿(休瓦促、热林),中段产于岩体外接触带的矽卡岩型铜钨多金属矿床(红山),南段产于断层旁侧裂隙中的岩浆热液型钨铍矿床(麻花坪)等(图7)。
图7 香格里拉地区钨多金属矿成矿模式图Fig.7 Metallogenic model of tungsten polymetallic deposits in Shangri-La area
4 找矿方向探讨
香格里拉地区钨矿成矿作用与酸性岩浆侵入作用相关,根据侵位深度不同形成了石英脉型(休瓦促、热林)、矽卡岩型(红山)、岩浆热液型(麻花坪)钨多金属矿床,结合重力、航磁、化探及重砂异常特征,探讨了休瓦促-热林、红山-铜厂沟、麻花坪深部及外围3 处地区找矿方向。
休瓦促-热林地区,二长花岗岩出露地表,围岩主要为变质砂岩及板岩等碎屑岩,矿体受花岗岩及断裂控制,产于岩体内部及外接触带角岩中,呈雁行排列,呈脉状、透镜状及条带状,常见分支复合、尖灭再现、尖灭侧现;围绕二长花岗岩及钨钼矿床点具有较好的钨锡钼组合化探异常及Ⅰ、Ⅱ钨锡重砂异常。该区下一步主要应以寻找岩体内部及外接触带角岩中的石英脉型钨钼矿为主,围绕燕山期花岗岩内部及接触带构造带、钨钼锡铋化探异常及钨锡重砂异常布置开展工作。另在热林二长花岗岩体围岩的石英脉中发现了共伴生的锡矿(亚杂)、休瓦促后期伟晶岩中发现了共伴生的硅铍矿,后期的工作中应兼顾锡铍矿的勘查评价,同时根据含矿石英脉脉宽、脉幅及脉率加强石英脉型钨钼矿的综合评价。
红山-铜厂沟地区,产出有隐伏-半隐伏花岗闪长斑岩,围岩主要为变质碎屑岩及碳酸盐岩,矿体受花岗岩、围岩及断裂控制,产于岩体内部、外接触带矽卡岩及断层破碎带中。矿床位于剩余重力低异常梯度带上,具较强的正磁异常,主要由岩体侵位深及矽卡岩型矿体引起;具有较好的铜铅锌钨锡钼综合异常,元素多,套合好,浓集中心明显,且与红山、铜厂沟、东炉房等大中型斑岩型-矽卡岩型铜钼多金属矿床对应较好。下一步主要应以岩体内部及外接触带矽卡岩中斑岩型-矽卡岩型钨钼铜多金属的找矿为主,围绕重磁异常、铜铅锌钨锡钼综合异常及钨锡重砂异常布置开展工作。红山铜钼矿外接触带中已圈定了矽卡岩型铜钨矿体,近年深部揭露到了钼矿化的花岗闪长岩,下一步加强钨矿的评价;铜厂沟地区在斑岩型-矽卡岩型铜钼矿体已发现了白钨矿化信息,东炉房地区与铜厂沟成矿背景相似,且铜钼钨锡金银综合化探异常强,套合好,应加强钨矿的综合评价。
麻花坪深部及外围,地表未出露酸性岩体,围岩主要为变质碎屑岩及碳酸盐岩,矿体受围岩及断裂控制,产于主断层旁侧的羽状次级断裂中,受岩性控制,碎屑岩中为黑钨矿化,碳酸盐岩中为白钨矿化。矿床位于剩余重力低异常中心,且无磁异常,化探异常主要为钨铋组合异常,推测其深部可能存在隐伏酸性侵入岩,且侵位较深。所以,该区下一步找矿方向主要为外围及深部。重砂钨异常围绕哈巴雪山呈椭圆形分布,面积120km2,与麻花坪钨铍矿重合,且大大超出矿区范围,目前评价的钨铍矿体均产于背斜西翼近核部,其背斜东翼或南北端大面积分布的泥盆系中上统大理岩中,仍可见白云母线脉或石英线脉,是寻找岩浆热液脉型铍钨矿的有利地区;目前推测深部可能存在隐伏花岗岩体,且围岩为碎屑岩及碳酸盐岩,故其深部寻找新类型钨多金属矿的空间巨大,如斑岩型-矽卡岩型钨多金属矿体。
5 结论
(1)香格里拉地区钨多金属成矿主要受燕山期下地壳熔融的酸性花岗岩,富含Al、Si、Fe、Ca 的碎屑岩地层及次级构造控制,初步建立了钨多金属矿成矿模式。
(2)香格里拉地区钨多金属矿床表现为剩余重力负异常、正磁异常、钨锡钼组合异常及钨族重砂异常特征,探讨了休瓦促-热林、红山-铜厂沟、麻花坪深部及外围3 处地区的找矿方向及重点。
注释:
①程家龙,杨柳扬,崔子良,等,2019. 中国矿产地质志·云南卷·锡钨矿产[R].昆明:云南省地质矿产勘查院.
②云南地质矿产局第三地质大队,1985. 云南省中甸县麻花坪矿区钨铍矿初步普查地质报告[R].昆明:云南省国土资源厅.
③云南地质矿产局第三地质大队,1989. 云南省中甸县麻花坪钨铍矿床地质特征及成因探讨[R].昆明:云南省国土资源厅.