西藏查个勒铅锌钼铜矿床特征及成因：来自流体包裹体、矿物学、年代学和地球化学证据

发布时间：2020-06-03 00:37

【摘要】：查个勒大型铅锌钼铜矿床位于念青唐古拉铅锌银铁钼钨成矿带西段,但目前对该矿床的成矿流体来源及演化、成矿物质来源、成矿作用和成因类型等方向的认识不足,严重制约了下一步的勘探开发以及该成矿带西段的找矿工作。本文系统开展了查个勒矿床地质特征、岩石地球化学、年代学、矿物学、流体地球化学和同位素地球化学等方面的研究,取得的主要认识为:1、查明查个勒矿床地质特征查个勒矿床自北向南由龙根铅锌矿段、查北铅锌多金属矿段和查南钼矿段组成。其中龙根矿段富含Pb、Zn和Fe,矿体呈脉状、透镜状、层状产于矽卡岩、大理岩及附近层间破碎带。查北矿段则富含Pb、Zn、Ag和Cu,矿体呈脉状、不规则状或透镜状赋存于角岩、矽卡岩、灰岩和大理岩中。查南矿段则富含Mo、Fe,及少量Cu,矿体主要呈细脉状或浸染状产于岩体中石英脉和硅化花岗斑岩中。矽卡岩具有明显的分带特征,近端石榴子石呈红褐色,远端为浅棕色、绿色,从近端至远端钙铝榴石含量逐渐增加。而辉石也显示了相似的特征,随着靠近灰岩,透辉石端元组分逐渐增加。2、限定了查个勒矿床成岩成矿时代,提出古新世-早始新世板片回撤的成岩成矿动力学模式查个勒矿床三个矿段成矿花岗斑岩具有相似的地球化学特征,均表现为高硅,富碱,贫Ti、Mg、P和Ca,相对富集轻稀土元素(LREE)、Rb、Th、K和Nd,而亏损Ta、Nb、Sr和Ti。各矿段成矿岩体稀土元素和微量元素标准化配分模式、Pb同位素组成相近,且与大陆上地壳相似,显示强烈的轻重稀土分馏,呈斜率较大的右倾“V”型稀土配分模式。三个矿段成矿岩体具相似的εHf(t)值(-8.53~-0.23)和εNd(t)值(-15.48~-5.24),Nd模型年龄(1.3~1.77 Ga)和Hf模型年龄(1.02-1.47Ga)与念青唐古拉群结晶基底形成时代相似,通过Sr-Nd-Hf同位素所计算的花岗斑岩源区地幔贡献比例为10-60%。查个勒矿床各矿段成矿岩体具有相同的岩浆源区,来源于中元古代结晶基底的部分熔融,并有一定量幔源物质的贡献。查个勒矿床三个矿段的成岩成矿年龄相近,均在59~64Ma,具体为龙根矿段花岗斑岩锆石U-Pb年龄(64.3±0.7 Ma)与闪锌矿Rb/Sr年龄相似(59.1±1.1 Ma)。查北矿段花岗斑岩年龄(63.8±1.1 Ma)与白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄相似(62.75±0.63Ma)。查南矿段花岗斑岩年龄(63.9±0.9 Ma)与辉钼矿Re-Os年龄(62.3±1.4 Ma)相似。成岩成矿作用与北向俯冲的新特提斯洋板块回撤以及印度与欧亚板块之间的碰撞有关,是俯冲晚期-主碰撞早期过渡环境的产物。3、探讨查个勒矿床三个矿段关系及矿床成因,认为查个勒矿床为典型的斑岩型Mo+矽卡岩型Pb-Zn多金属矿床查个勒矿床三个矿段产于同一构造体系下,并表现出从Mo、Mo-Cu、Cu-Pb-Zn变为Pb-Zn的矿化分带。成矿岩体均为花岗斑岩,且具有相似的岩相学、地球化学、锆石U-Pb年龄、矿化年龄和Sr-Nd-Pb-Hf同位素组分特征,表明它们具有共同的岩浆源和类似的演化过程。流体包裹体和C-H-O同位素表明查个勒矿床成矿流体主要来源于岩浆热液体系,成矿流体演化过程中大气降水加入的比例逐渐增加,成矿晚期演化为以大气降水为主。查个勒矿床Mo矿化和Pb-Zn矿化金属硫化物具有相似的S和Pb同位素、辉钼矿Re同位素和闪锌矿Rb同位素表明这两种矿化具有相似的成矿物质来源,均是岩浆热液起主导作用。从查南钼矿化、查北铅锌多金属矿化到龙根铅锌矿化,黄铁矿和黄铜矿的微量元素组成LA-ICP-MS分析结果呈现有规律的变化。例如Sb、Mo、Mn和As等元素在查南钼矿段黄铁矿中最为富集,Cu和Zn等元素在查北矿段相对富集,而Pb、Ag、Co、Ni等微量元素在龙根矿段黄铁矿中相对富集。三个矿段大多数黄铁矿Co/Ni≥1,同时Au、As的含量与斑岩型热液矿床类似。黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿成因判别图显示其为与岩浆热液相关成因。因此,我们推断三个矿段在同一构造-岩浆事件下形成,属于同一斑岩-矽卡岩Mo-Pb-Zn成矿系统。4、探讨了查个勒矿床成矿作用过程流体包裹体、C-H-O同位素和激光拉曼分析表明,在第I成矿阶段,Pb-Zn矿化成矿流体为高温、中等盐度的NaCl-H_2O型岩浆水,岩浆热液流体与灰岩在约1.1~2.7 km深度处发生交代蚀变。在龙根矿段形成主要以钙铁榴石为主的石榴子石,而少量发育的辉石主要为透辉石和钙铁辉石,该阶段热液系统具有相对较高的氧化条件。而查北矿段主要为以钙铁辉石和钙锰辉石为主的辉石,以及极少量的以钙铝榴石为主的石榴子石,这些证据表明查北矿段处于还原环境。而在查南矿段,从岩浆中分异出的岩浆热液流体具有高温、高盐度、弱还原性的特征,形成了钾硅酸盐化蚀变及与之相关的无矿石英脉体。第II成矿阶段,成矿流体的温度和盐度进一步降低,该阶段有大气降水的加入,沉淀出了湿矽卡岩矿物、磁铁矿、石英等。在龙根矿段成矿流体沸腾作用导致铁发生沉淀形成了磁铁矿。在查南钼矿化地段发育钾硅酸盐化蚀变,该阶段成矿流体在降温降压的过程中发生沸腾作用,导致了辉钼矿、黄铁矿和少量黄铜矿的沉淀。在第III成矿阶段,查北和龙根矿段成矿流体温度、盐度大大降低。成矿流体逐渐由氧化向还原环境转变、流体的沸腾作用和低温、低盐度的外部大气降水的混入最终导致了富含铜、铁的硫化物沉淀。而在查南矿段,则发生绢英岩化蚀变,并有少量黄铁矿和黄铜矿硫化物沉淀。随后,在第IV成矿阶段,随着大气降水混入的比例越来越高,流体温度、盐度均发生明显下降,在查北和龙根矿段导致了铅锌硫化物发生了快速沉淀。而在查南矿段发生了青磐岩化蚀变,主要形成绿帘石、绿泥石、石英等蚀变矿物,可见星点状黄铁矿发育。而在成矿晚期(第V阶段),随着大气降水大量的混入,流体逐渐演变为以大气降水为主的低温的、低盐度的流体,代表了成矿热液活动的减弱或终止。5、建立了查个勒铅锌钼铜矿床成矿模式在65Ma左右印度板块和欧亚板块开始碰撞,导致北向俯冲的新特提斯板块发生回撤,诱发地幔物质上涌,并促使上覆念青唐古拉群结晶基底部分熔融并与少量幔源岩浆形成壳幔混合母岩浆。大规模岩浆上升侵位至浅部地壳形成岛弧型花岗斑岩侵入体,并不断分离出超临界流体。查个勒矿床超临界流体演化为完全不同的两类热液。在查北矿段和龙根矿段出溶的流体转变为一种高温、中等盐度的富含成矿元素(Zn、Pb、Cu、Fe)的NaCl-H_2O体系岩浆热液。上升流体在花岗斑岩与下拉组灰岩之间的接触处或在岩性界面附近发生选择性交代作用,导致铅锌硫化物沉淀。而在查南钼矿段,出溶的流体转变为高温、高盐度,富含Mo、Fe等元素的流体体系,最终沉淀形成斑岩型Mo(Fe、Cu)矿化。6、分析了矽卡岩型铅锌、铁矿床和斑岩型钼矿床岩浆岩成因及源区差异,认为源区差异和岩浆岩性质是导致不同矿化的主要原因矽卡岩型Pb-Zn、Fe和斑岩型Mo矿床是古新世-早始新世念青唐古拉地区形成的三种最重要的成矿类型。Pb-Zn矿化与Fe矿化成矿性差异可能主要与岩浆源区的差异有关,更多幔源物质的混入对于矽卡岩型Fe矿床及相关花岗岩的形成至关重要,而岩浆源区主要为古老拉萨大陆地壳物质的岩浆作用则产生了强烈的Pb-Zn矿化。而Mo矿化和Pb-Zn矿化、Fe矿化的成矿差异性与岩浆源区无关,可能主要与岩浆侵位过程中地壳物质的加入、岩浆氧逸度和岩浆分异程度等物理化学条件有关。7、总结控矿因素,矿床时空分布特征,指明区域找矿方向念青唐古拉地区永珠组、洛巴堆组、下拉组、昂杰组、拉嘎组、郎山组等含碳酸盐岩地层与古新世-早始新世中酸性岩浆岩接触交代部位是寻找矽卡岩型铅锌矿床、铁矿床有利地段,而在矽卡岩Pb-Zn多金属矿区的外围和深部应加大对斑岩型钼矿的勘查。
【图文】：

矿体多呈透镜状、脉状及不规则状产于铝硅酸盐岩（包括侵入岩、火山岩、混合岩或其他碎屑岩）和碳酸盐岩或其他钙（镁）质围岩的内外接触带、岩层分界面、层间破碎带以及岩体附近砂岩、浅变质的板岩及片岩地层中，产状变化较大（赵一鸣等 1990，，2017）。围岩蚀变较为强烈，主要有矽卡岩化、硅化、大理岩化、碳酸盐化等。矿石类型和矿石矿物组合一般比较简单，以硫化型矿石为主，少量氧化类以及次生氧化类型矿石。非金属矿物主要有石榴子石、透辉石、硅灰石、绿帘石、绿泥石、石英和方解石等。多呈团块状、角砾状、浸染状和星点状构造。大多数矽卡岩矿床可以形成于不同的构造背景，Meinert et al.（2005）总结认为洋 陆俯冲造山带、陆 陆碰撞造山带、大陆边缘坳陷带及大陆内部裂谷环境有利于矽卡岩矿床的形成（图 1.1），矽卡岩矿床常常沿深大断裂分布，产于深大断裂附近，受次一级断裂或褶皱构造控制。特别在地球演化晚期的中 新生代，矽卡岩型矿床较为发育。我国是矽卡岩型矿床分布最广的国家之一，主要分布在环太平洋成矿域、古特提斯成矿域和古亚洲成矿域，该类铅锌矿床在全国铅锌矿产储量总数中占有较大的比重（赵一鸣等，1991）。

中国地质大学博士学位论文 泥湖矿田的研究认为，三道幢、南泥湖和上房等超大型斑岩床为中心成矿带，以骆驼山大型矽卡岩型铁铅锌多金属矿凹、冷水北沟、银洞沟、鱼库和三道沟等大 中型热液充填为边缘成矿带，一起构造了大型-超大型 W-Mo-Pb-Zn 斑岩型成矿系统（王长明等，2006；叶会寿等，2006；毛景文 et al., 2011a, b；Cao et al., 2015）。黑龙江鹿鸣斑岩型 Mo 矿Pb-Zn 矿床（Hu et al., 2014）、云南三江地区发现的普Zn 斑岩-矽卡岩型矿集区（王鹏，2016）、华北克拉通南缘东岩浆热液型 Pb-Zn 矿集区（金昌，2017）、大兴安岭北段脉型 Zn-Pb 成矿系统（金露英等，2014，2015）、西藏 与罗布真热液脉型 Pb-Zn±Ag 矿集区（Sun et al. 2017a）、西矿床和矽卡岩型 Pb-Zn 矿床（Zhao et al., 2014, Sun et al., 20 Mo 矿床与亚贵拉矽卡岩型 Pb-Zn-Ag-Mo 矿床（Xu et al., 2
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.2


本文编号：2694016