西羌塘勒玛擦地区铜多金属矿成矿地质条件和找矿方向探讨

2022-06-29赵守仁陈海霞

资源环境与工程 2022年3期

赵守仁，陈海霞

(1.西藏自治区地质矿产勘查开发局区域地质调查大队，西藏拉萨 851400； 2.广东石油化工学院石油工程学院，广东茂名 525000)

班公湖—怒江结合带位于青藏高原中北部，夹持于羌塘地块与冈底斯地块之间，其构造演化与班公湖—怒江特提斯洋的演化密切相关[1-5]。该结合带在早白垩世进入陆缘弧演化阶段，发生铜、铁、金等大规模成矿活动，构成班公湖—怒江成矿带[6-8](图1)。研究表明，班公湖—怒江成矿带的矿化主要与形成于127～100 Ma的岛弧型钙碱性中酸性岩浆岩有密切的成因联系[9-12]。随着国土资源大调查及矿产勘查的不断深入，班公湖—怒江成矿带陆续发现了一系列铜多金属矿床(点)[13-17]，显示出巨大的找矿潜力。多龙矿集区位于班公湖—怒江成矿带西段，区内以斑岩型铜金矿为主，兼有斑岩—浅成低温热液型和斑岩—角砾岩型矿化组合[13]，发育多不杂[14]、尕尔勤[15]、荣那[16]、铁格隆南[17]等一大批矿床。众多学者对这些矿床的成矿地质特征、年代学、成矿机理、成矿模式等开展了大量研究，显著提升了该矿集区的研究程度，为区域找矿勘查提供了科学依据。然而与多龙矿集区成矿地质背景相似的外围地区，目前仅在青草山一带新发现斑岩型铜金矿床[18-20]，下一步找矿方向尚不明确。

图1 班公湖—怒江成矿带矿床(点)分布图(据参考文献[7]修改)Fig.1 Distribution map of deposits (points) in Bangongco-Nujiang metallogenic belt

勒玛擦地区位于多龙矿集区西北部，成矿地质条件良好，但由于勘查程度较低，一直未能有重大找矿突破。开展矿床成因研究及成矿规律总结，对指导区域找矿具有重要作用[21-22]。因此本文在分析勒玛擦地区典型矿点地质特征的基础上，总结该地区矽卡岩型铜等多金属矿和斑岩型铜矿的成矿地质条件与找矿标志，提出找矿方向，以期指导勒玛擦地区下一步的找矿工作。

1 区域地质背景

班公湖—怒江结合带是羌塘地块与拉萨地块的分界线，北界为班公湖—康托—安多断裂，南界为日土—尼玛—丁青断裂，其内部复杂的构造—岩石建造记录了青藏高原古特提斯洋形成演化的地质信息[23-24]。班公湖—怒江结合带主体由规模巨大的蛇绿岩与蛇绿混杂岩组成，在其东段还有岛弧—变质块体展布其中[25]，地层主要由古生代—中生代地层组成。该结合带构造形迹复杂，具有走滑、剪切、拉张断陷等多种表现形式[26]，而南北边界断裂派生的次级断裂是主要控岩控矿构造。

沿班公湖—怒江结合带北侧和南侧分别发育扎普—多布扎岩浆弧和昂龙岗日—班戈岩浆弧，形成大量中生代岛弧型岩浆岩。扎普—多布扎岩浆弧的岩浆活动规模较小，岩体多呈岩株产出且分布不连续，该套弧火山岩和中酸性侵入岩的形成时代介于160～110 Ma[5]，形成一系列以岩浆作用为主的铜多金属矿床[9]。昂龙岗日—班戈岩浆弧主要表现为早白垩世俯冲期花岗闪长岩侵位于中侏罗世增生杂岩之中，该岩浆弧中已发现嘎尔穷、窝肉等斑岩型铜金矿床[23]。

受班公湖—怒江洋洋壳构造演化的影响，羌塘地块沉积了大量侏罗系地层，岩性以陆缘碎屑岩和碳酸盐岩为主，层序稳定。早白垩世末期—晚白垩世，受班公湖—怒江洋闭合后造山隆升的影响，羌塘地块沉积了大面积以阿布山组为代表的陆相山前磨拉石建造[27-28]。而拉萨地块北部在中侏罗世—早白垩世处于活动大陆边缘构造背景，具有多期岩浆作用的新生地壳，但在安多一带可能存在寒武纪或新元古代结晶基底[8]。

2 研究区地质概况

研究区位于羌塘西部(图2)，出露地层主要为二叠系—第四系，包括下—中二叠统曲地组碎屑岩，中二叠统龙格组碳酸盐岩，上三叠统—下侏罗统吉普日阿组、下—中侏罗统色哇组、上白垩统阿布山组及古近系康拓组碎屑岩，第四系残坡积物。在龙格组与花岗闪长岩体接触带，可见大范围矽卡岩化蚀变和铜、铁等多金属矿化。

图2 研究区地质图[29]Fig.2 Geological map of the study area

研究区构造主要为断裂，可分为三期。早期为近EW向断裂(F1、F5)，构成研究区主体构造格架，性质为逆断层，局部发育断层破碎带，破碎带宽约20 m，可见褐铁矿化断层角砾岩和碎裂岩。中期为NE向、NW向断裂，多为逆断层和平移断层，切割早期断裂。后期为SN向张性断裂，多被第四系所覆盖。

岩浆岩主要分布于勒玛擦和团结达坂两地，分为晚侏罗世和早白垩世两期。晚侏罗世岩浆岩集中分布于勒玛擦一带，岩性为石英闪长岩、辉长岩、二长花岗岩等，呈岩滴或岩株状侵入于曲地组、吉普日阿组、色哇组中，并在接触带发生热接触变质，形成角岩、大理岩和矽卡岩，部分矽卡岩中有铁、铜矿化现象。早白垩世岩浆岩主要分布于勒玛擦以东及团结达坂一带，岩性有花岗斑岩、二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩等浅成相侵入体和似斑状二长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、闪长岩等深成相侵入体，呈岩株、岩滴或岩脉状产出，分别侵入于曲地组、龙格组、吉普日阿组，在接触带可见角岩、大理岩化灰岩，局部形成矽卡岩带。锆石U-Pb年代学研究表明，区内花岗斑岩、似斑状二长花岗岩、花岗闪长岩的成岩年龄分别为125.7 Ma、122.5 Ma、120.3 Ma[29]。

3 典型矿点地质特征

目前研究区内已发现6处矿点(表1)，各矿点呈东西向带状展布，与岩浆岩出露位置相吻合。上述矿点的矿种主要为铜、铁等，类型主要为矽卡岩型、斑岩型。

表1 研究区及外围地区矿床(点)地质特征Table 1 Geological characteristics of deposits (points) in the study area and its surrounding areas

3.1 L1号铜多金属矿点

矿区主要出露龙格组三段地层，岩性为浅灰绿色隐晶—显微粒状长英质绿帘石角岩、灰白色中粗—中细粒大理岩、灰白色含粉晶方解石砾屑灰岩、灰白色含粉—细晶方解石砾屑砂屑灰岩，总体倾向NWW，倾角45°～48°(图3)。岩浆岩主要分布于矿区南部，岩性为灰白色中细粒黑云角闪花岗闪长岩，呈岩株状产出。该岩体与龙格组三段呈侵入接触关系，接触带上发育接触交代变质作用，形成NW向展布的矽卡岩带。矽卡岩带长约1 200 m，宽约50 m，岩性为灰绿色不等粒含石英透闪石绿帘石石榴石矽卡岩、灰白色中细粒方解石透辉石石榴石矽卡岩、灰绿色石榴石绿帘石矽卡岩，常见褐铁矿化、孔雀石化蚀变。

图3 L1号矿点地质图Fig.3 Geological map of No.L1 ore point

矿区共圈定5个矿体(图3)。Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ号矿体产于龙格组蚀变大理岩中，其长轴方向可能受次级断裂裂隙控制，呈透镜状产出，表面具有较强的褐铁矿化蚀变，部分裂隙中可见孔雀石化。Ⅰ、Ⅱ号矿体为铜多金属矿体，Cu品位2.64%～9.64%，Pb品位10.21%～13.36%，Zn品位2.74%～12.54%。Ⅳ号矿体为铁矿体，Fe品位60.19%。Ⅲ、Ⅴ号矿体产于矽卡岩带中，矿体形态及产状受矽卡岩带控制，呈透镜状产出。Ⅲ号矿体出露长约7 m，宽约2 m，Cu品位4.77%，Pb品位1.54%，Zn品位1.65%。Ⅴ号矿体出露长约30 m，宽约5 m，褐铁矿化较强，Cu品位1.47%，Pb品位2.90%，Zn品位4.18%。

区内主要三种矿石类型：①灰黑色含团粒状孔雀石隐晶状褐铁矿矿石，主要分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ号矿体中，具隐晶状结构、网脉状和团块状构造，主要矿石矿物为褐铁矿(15%～20%)、孔雀石(20%～25%)，脉石矿物含量>60%；②灰黑色星散状褐铁矿孔雀石铜蓝辉铜矿矿石，主要分布于Ⅲ号矿体中，具隐晶质、细粒他形粒状结构和星散状、细脉状构造，主要矿石矿物为褐铁矿、赤铁矿、孔雀石、辉铜矿、铜蓝等；③灰黑色致密块状显微粒状磁铁矿矿石，主要分布于Ⅳ号矿体中，具他形显微粒状结构、致密块状构造，具强磁性，矿石矿物为磁铁矿(约占80%)。

3.2 L3号铜矿点

矿区大面积出露侵入岩，仅南东部出露少量第四系冲洪积砂、砾石松散堆积物(图4)。岩体呈岩基、岩株、岩脉状产出，岩性为灰白色中粗粒黑云角闪花岗闪长岩、灰白色不等粒黑云角闪花岗闪长岩、肉红色花岗斑岩、浅灰色花岗闪长斑岩、浅肉红色中细粒似斑状黑云母二长花岗岩、灰黑色似斑状石英闪长岩。可见花岗闪长斑岩呈脉状侵入花岗闪长岩体，脉体外围裂隙中发育孔雀石化蚀变。

图4 L3号矿点地质图Fig.4 Geological map of No.L3 ore point

目前该矿点发现5条矿化露头，但矿化规模较小，一般宽几厘米—几十厘米，长数米—数十米，矿石矿物主要为黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等，化学分析显示Cu品位为0.21%～0.78%。区内普遍发生泥化、碳酸盐化、绢英岩化、孔雀石化蚀变，但由于花岗闪长斑岩分布面积相对较小，蚀变分带不明显。

4 成矿地质条件分析

4.1 地层条件

通过典型矿点地质特征分析可知，研究区与成矿关系密切的地层为龙格组。区内矽卡岩型矿点(L1、L2、L4、L5号矿点)的矿(化)体或直接赋存于龙格组地层中，或赋存于龙格组地层与花岗闪长岩体接触带，表明龙格组与成矿存在空间关系。此外，龙格组岩石微量元素分析结果(表2)显示，其Cu、Pb、Zn含量明显高于上地壳平均值(UCC)和区内的花岗闪长岩平均值，具有较高的Cu、Pb、Zn背景值，通过热液蚀变可以提供部分成矿物质。研究还认为龙格组沉积物源主要为上地壳物质，物源区以大洋岛弧构造背景为主，兼有大陆岛弧构造背景特点[33]，有利于成矿。

表2 龙格组岩石、花岗闪长岩部分微量元素组成(单位：×10-6)Table 2 Trace elements composition of rock in Longge Formation and granodiorite

4.2 岩浆岩条件

区内广泛发育花岗闪长岩等中酸性侵入岩，其与龙格组接触带形成大范围的矽卡岩带，伴随发育矽卡岩型铜、铁等矿化。从花岗闪长岩微量元素组成(表2)来看，除Th、Sr外，其他元素含量均低于上地壳平均值，说明其岩浆并非来自上地壳熔融，而是可能形成于岛弧环境。花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄为120.3 Ma，时代属早白垩世，该期岩浆岩不仅为成矿提供了部分成矿物质，还起到热动力作用，通过活化、萃取围岩中的各种有用组分形成新的成矿流体，沿断裂带运移至接触带等部位富集成矿。

区内勒玛擦一带发育花岗斑岩、花岗闪长斑岩等浅成相侵入体，与斑岩型铜矿化(L3、L6号矿点)有密切成因联系。花岗闪长斑岩的微量元素组成与邻区典型斑岩型铜矿含矿斑(玢)岩体具有相似性(表3)，其Cu含量是上地壳平均值的14倍，与拿若、尕尔勤花岗闪长斑岩差距不大，较多不杂花岗闪长斑岩低，明显高于色那闪长玢岩，说明区内花岗闪长斑岩具备提供成矿所需Cu的物质基础。区内花岗闪长斑岩与同区的细粒花岗闪长岩、多龙矿集区的含矿斑岩具有相似的稀土元素配分模式[6,35]，可能形成于岛弧环境；多龙矿集区S、Re同位素研究表明，其斑岩型铜矿床的S可能主要来源于幔源斑岩岩浆体系[15,37]，进一步说明区内花岗闪长斑岩具有形成斑岩型铜矿的岩石地球化学条件。通过锆石U-Pb年代学分析，发现区内花岗斑岩体的成岩年龄为125.7 Ma，与多龙矿集区大量斑岩型铜(金)矿成矿时代相近，也说明该期花岗斑岩、花岗闪长斑岩有利于成矿，可能是区内斑岩型铜矿的成矿母岩。

表3 含矿斑(玢)岩部分微量元素组成(单位：×10-6)Table 3 Trace elements composition of ore-bearing porphyrite

4.3 构造条件

研究区位于班公湖—怒江结合带北侧，毗邻多龙矿集区，区域构造条件对成矿十分有利。区内早白垩世花岗闪长岩侵入龙格组碳酸盐岩地层，构成接触带构造并伴随发育热液蚀变，是矽卡岩型铜多金属矿化的控矿构造，提供了有利的成矿结构面。此外，区内发育的NW向断裂及破碎带可以为成矿热液提供运移通道和储存空间[38]，同时促进热液进一步活化、萃取围岩中的有用元素，使矿化更趋富集。

5 找矿方向探讨

5.1 找矿标志

在分析成矿地质条件基础上，总结出研究区的主要找矿标志如下：

(1) 矿化露头。铅锌矿、铜矿、磁铁矿、孔雀石、蓝铜矿等矿化露头可作为直接找矿标志。

(2) 地层。龙格组是寻找铜多金属矿的有利层位，特别是寻找矽卡岩型铜、铅、锌、铁矿。

(3) 构造。近EW向断裂控制了岩体及矿化带的宏观分布，近EW、NE向裂隙是寻找斑岩型铜矿的有利部位，接触带构造则是寻找矽卡岩型铜多金属矿的有利部位。

(4) 岩浆岩。含矿花岗斑岩及早白垩世中—酸性侵入岩是本区斑岩型铜矿、矽卡岩型铜多金属矿形成的重要条件之一，在岩体内应注意寻找斑岩型铜、钼矿，在岩体接触带及其附近注意寻找矽卡岩型铜、铅、锌、铁矿。

(5) 围岩蚀变。与矿化关系较为密切的围岩蚀变类型主要有矽卡岩化、硅化、绢英岩化、高岭土化、绢云母化、青磐岩化等。斑岩型铜矿从内到外具有典型的钾硅酸盐化、黄铁绢英岩化、青磐岩化和角岩化等蚀变特征。

(6) 地球化学元素组合。Cu、Pb、Zn、Ag、Au、W、Sn等元素组合可作为寻找矽卡岩型铜、铅、锌、铁矿的地球化学标志，Cu、Mo、Bi等元素组合可作为寻找斑岩型铜、钼矿的地球化学标志。

(7) 遥感异常。铁染异常能反映出中酸性侵入岩与地层接触带及其附近、断层破碎带内发生的黄铁矿化、褐铁矿化等热变质或水热蚀变，羟基异常能反映出浅成侵入体或次火山岩内发生的高岭土化、绢云母化等气水热液蚀变。

(8) 其他标志。区内航磁异常梯度带、局部重力高异常、低阻高极化率等物探异常可用于发现隐伏岩体、构造面或岩性接触面，间接指导找矿。

5.2 找矿方向

综合研究区成矿地质条件、矿化线索、热液蚀变信息、水系沉积物化探异常、遥感异常等条件，划分出2个B类找矿远景区(图5)。

图5 勒玛擦地区找矿远景区Fig.5 Prospecting area in Lemama area

(1) 团结达坂铜铅锌铁找矿远景区(B1)。目前该远景区内已经发现3处矿点(L1、L2、L4)。该远景区主要出露龙格组生物碎屑灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥晶灰岩等，早白垩世中细粒黑云角闪花岗闪长岩、中细粒石英二长闪长岩呈岩株状产出并侵入龙格组地层，在接触带形成强烈的矽卡岩化蚀变带，蚀变带内可见铜、铁等矿化。区内发育近EW向和NE向断裂，构成导矿构造；而晚期形成的NE向断裂具有容矿构造特点。通过水系沉积物测量，在该远景区圈定了HS-1、HS-2、HS-4、HS-11化探异常，各异常具Cu-Pb-Zn-Au-Ag-W-Sn-Mo等中—高温元素组合，浓集中心明显，主要成矿元素异常具二、三级浓度分带，与已知矿点分布位置相吻合。在矿化和蚀变部位发育团块状铁染和羟基异常。总的来看，团结达坂铜铅锌铁找矿远景区内成矿地质条件良好，各类异常强度较高、规模大、套合好，主成矿元素浓集中心明显，与已知矿化吻合，是寻找矽卡岩型铜多金属矿的有利地段。

(2) 勒玛擦铜找矿远景区(B2)。目前该远景区内已发现3处矿点(L3、L5、L6)，其中L3、L6号铜矿点为斑岩型，赋存于花岗闪长斑岩及周围中细粒黑云角闪花岗闪长岩中。该远景区主要出露龙格组泥晶灰岩、生物碎屑灰岩及早白垩世中细粒黑云角闪花岗闪长岩、中细粒似斑状二长花岗岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩等。花岗闪长斑岩、花岗斑岩呈岩滴、岩脉状侵入花岗闪长岩，在接触带及外围可见明显的碎裂岩化等构造形迹和孔雀石化等蚀变。通过水系沉积物测量，在该远景区圈定了HS-3 Cu-Mo异常、HS-4 Cu-Pb-Zn-Ag-W-Sn-Mo异常，异常浓集中心明显，异常强度较高，主要元素异常具二、三级浓度分带，与矿点分布位置相吻合。在矿化和蚀变部位发育团块状铁染和羟基异常。总的来看，勒玛擦铜找矿远景区成矿地质条件十分有利，是寻找斑岩型铜矿的有利地段。