唐菊兴丨西藏斑岩-矽卡岩-浅成低温热液铜多金属矿成矿作用、勘查方向与资源潜力

唐菊兴 , 王勤 , 杨欢欢, 高昕 , 张泽斌, 邹兵 

1)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;

2)成都理工大学, 四川成都 610059; 3)中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083

摘  要: 西藏主要成矿带是东特提斯成矿域的重要组成部分。1999 年以来, 中国地质调查局地质大调查的全面实施, 国家公益性基础研究的不断深入和商业性勘查的及时跟进, 真正意义上的找矿突破得以实现。论文在前人资料和研究成果综述的基础上, 结合研究团队近年来的研究进展, 总结了西藏各成矿带主要矿床的地质特征和成矿规律, 梳理了若干影响勘查评价和找矿突破的重大问题, 构建了主要矿集区的勘查模型, 提出进一步找矿方向和资源潜力。西藏四大成矿带特色鲜明, 东特提斯成矿域集聚了从新特提斯洋俯冲-碰撞的多种矿床类型, 控矿因素复杂, 主要矿床类型为斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型铜多金属和岩浆热液脉型矿床, 成岩成矿时代从170 Ma 到12 Ma, 具有成矿时代跨度大、矿床类型丰富、成矿元素复杂、矿石质量较好之特点, 已经成为我国最重要的资源储备基地。藏东玉龙成矿带除了斑岩型铜(钼)矿以外, 斑岩体外接触带的矽卡岩型矿床具有重要工业价值, 如玉龙II、V 号矿体、昂青银铅锌(铜)矿, 成岩成矿时代在40~38 Ma, 成矿岩体和矿体受北西向走滑构造控制的背斜控制。冈底斯成矿带类型发现识别出赋存于林子宗群典中组的低硫化浅成低温热液型矿床, 显示谢通门—昂仁县以西林子宗群分布区寻找斑岩-浅成低温热液型铜多金属(银、金、铅锌)矿床具有重要意义; 矿床学研究成果作为构造地质背景确定的指针之一, 认为印度大陆和亚洲大陆的碰撞事件发生在52~50 Ma, 至少典中组火山岩还是陆缘弧的产物, 并形成典型的浅成低温热液矿床, 甚至斑岩-浅成低温热液矿床; 含矿斑岩接触带有碳酸盐岩, 接触带和深部需要勘查评价矽卡岩型铜多金属矿体或铅锌银矿体,90~13 Ma 侵位的花岗斑岩、花岗闪长斑岩可形成规模较大的矽卡岩型矿床, 甲玛、驱龙外围的知不拉、邦铺、洞中拉—蒙亚啊矿集区、努日、尕尔穷—嘎拉勒等矿床均具有相似的特征, 而这种类型矿体较之斑岩型铜(钼)矿更具工业价值。班公湖—怒江成矿带多龙矿集区120~116 Ma 的斑岩-浅成低温热液成矿系统形成斑岩型-高硫化浅成低温热液型-隐爆角砾岩型矿床, ~110 Ma 的陆相安山质火山岩——美日切错组(K1m), 作为良好的成矿后盖层, 是该类矿床得以保存的必要条件; 班—怒结合带两侧形成于140~110 Ma 的则弄群、多尼组、去申拉组、美日切错组等安山质、英安质、流纹质火山岩具有强烈的蚀变, 发育火山机构, 是新特提斯洋俯冲形成的产物, 成矿地质背景类似于南美安第斯成矿带, 显示良好的成矿潜力。西藏已经初步查明的铜资源量>6 000 万吨, 钼资源量>300 万吨, 共伴生金>1 000 t, 共伴生银>25 000 t, 铅锌资源量>1 000 万吨, 已经成为我国最重要的有色金属储备基地, 研究认为西藏铜的资源潜力将超过15 000 万吨。

关键词: 斑岩-浅成低温热液型; 斑岩-矽卡岩型; 冈底斯成矿带; 班公湖—怒江成矿带; 成矿潜力;陆相火山岩; 西藏

中图分类号: P618.41; P611.13 P612       

文献标志码: A doi: 10.3975/cagsb.2017.05.02

1    引言

西藏斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿作用是西藏主要成矿带的成矿主旋律, 众多学者开展了多方面的综合研究和勘查评价(唐仁鲤等, 1995; 侯增谦等, 2006a, b; 唐菊兴等, 2006, 2009; Mo et al., 2007;侯增谦和杨志明, 2009; Hou et al., 2009a, b, 2015;Lang et al., 2014; Tang et al., 2015)。

除了著名的冈底斯成矿带以外, 班公湖—怒江成矿带(唐菊兴等, 2014a, b, 2016a, b; Lin et al.,2017a, b)和藏东三江北段的玉龙成矿带均有重要的发现和勘查评价成果(唐仁鲤等, 1995; 王毅等,2010; 章奇志等, 2012), 三大成矿带产出的斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床的铜资源总量占全国总量的一半以上, 尽管其开发条件较差, 环境承载力受限, 但矿石的质和量品质较佳, 是中央第六次援藏工作会议确定的资源储备基地的重要组成部分,作为资源储备基地, 需要有一定的产能作为应对突发事件的准备。

自 1999 年中国地质调查局实施地质大调查以来, 商业性勘查的及时介入, 西部矿业(玉龙铜矿)、中国黄金(甲玛铜矿)、巨龙铜业(驱龙铜矿)、金川矿业-紫金矿业(雄村铜金矿)、华钰矿业(扎西康)、西藏矿业(厅宫)、中铝资源(铁格隆南、拿若)、宏达集团(邦铺、多不杂、波龙)等积极参与国家西部大开发战略, 取得一系列成果, 有的矿山目前已经进入绿色开发阶段。

到目前为止, 已经成为我国重要铜多金属资源储备和开发基地的矿集区主要有: 藏东三江的玉龙铜多金属矿集区; 冈底斯成矿带的驱龙—甲玛—邦铺—拉扛俄铜多金属, 厅宫冲江—岗讲铜钼, 雄村铜金, 朱诺铜钼金, 斯弄多—纳如松多—普桑果银多金属, 德明顶—吹败子钼铜, 亚贵拉—洞中拉—沙让—洞中松多铅锌钼, 龙马拉—蒙亚啊铅锌、努日—程巴铜钼等矿集区; 班公湖—怒江成矿带的多龙铜金矿集区、尕尔穷—嘎拉勒铜金矿集区; 北喜马拉雅成矿带的扎西康—柯月—错纳洞铅锌锑银-稀有金属矿集区(图1, 表1)。

除了我国紧缺的铬铁矿床以外, 在主攻矿床类型、矿种和勘查评价方向方面, 可以分为四个阶段:

1.1 20 世纪80—90 年代, 传统矿集区的勘查评价

斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床的勘查评价和综合研究阶段, 该阶段以玉龙铜矿带玉龙铜矿、马拉松多、多霞松多、莽总、扎那尕等矿床, 类-左带的塞北弄锡矿(唐仁鲤等, 1995), 冈底斯带冲江—厅宫、甲玛等矿床的勘查评价和研究为主, 重点针对的斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床。

1.2 1999—2009 年, 新矿集区的发现和勘查评价,新成矿理论、新认识的不断涌现, 新矿带的确立

随着地质大调查的不断深入, 冈底斯取得重大突破, 以驱龙、甲玛、雄村、帮铺、岗讲、朱诺等斑岩型铜多金属矿, 蒙亚啊、亚贵拉、洞中拉等矽卡岩型铅锌矿床的勘查评价和找矿突破为代表(郑有业等, 2004, 2007; 唐菊兴等, 2006, 2009; 杨志明等, 2008b; 夏代祥等, 2009; 费光春等, 2010; 李奋其等, 2010; 高一鸣等, 2009, 2010a; 王立强等,2011, 2012); 班公湖—怒江成矿带新发现了多不杂、波龙等斑岩型铜金矿床, 确立了该成矿带(李玉彬等, 2012a, b; 李光明等, 2007)。该阶段提出了若干新的成矿认识, 有了新的找矿发现, 如芮宗瑶等(2004)、侯增谦等(2004, 2006a, b)提出的大陆碰撞与斑岩铜矿的成矿作用; 唐菊兴等(2006, 2009)提出了冈底斯成矿带存在岛弧型斑岩铜金矿床的新认识,在雄村外围发现并初步勘查评价了II、III 号矿体、则莫多拉、洞嘎普、亚达等铜金矿点; 冈底斯铜成矿带西延至昂仁县(西藏地质矿产勘查开发局第二地质大队, 2011; 郑有业等, 2007); 在念青唐古拉带发现了一系列的矽卡岩型铅锌矿和斑岩钼矿; 闫学义等(2010)评价了努日斑岩-矽卡岩型铜多金属矿、程巴钼矿。由此, 建立了矿床冈底斯成矿从东至西、从南到北的矿床分带和成矿元素分带。

图 1 西藏主要成矿带斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床分布、成岩成矿时代、资源量图

1.3 2009—2014 年, 矿床新类型的发现和高品质矿床的勘查评价

在短短的 6 年间, 取得了许多重大成果, 一是北喜马拉雅成矿带扎西康铅锌锑银矿床的勘查评价取得重大突破, 并在周边发现多个铅锌银矿和金矿床(张建芳等, 2010; 唐菊兴等, 2012; 王艺云等,2012; 郑有业等, 2012; 梁维等, 2013)。二是在甲玛铜多金属矿发现铜山南坑产出在推滑覆构造中的富铜多金属矿体(唐菊兴等, 2013), 该矿体的铜资源量超过50 万吨, 铜平均品位超过0.9%, 当量铜品位大于2.5%, 极大地提升矿床的经济开发经济价值;驱龙铜矿外围的知不拉铜矿体完成详查, 提交铜资源量47 万吨, 铜平均品位1.5%(马进全等, 2012),叶巴组灰岩透镜体(知不拉矽卡岩的原岩)的存在对叶巴组成岩背景的厘定和驱龙铜矿的合理和经济开发有重要意义; 三是在多龙矿集区发现和识别了斑岩-高硫化型浅成低温热液型矿床新类型(唐菊兴等,2014a, b; 孙兴国等, 2014), 西藏地勘局第五地质大队勘查评价了铁格隆南铜金矿床, 致使多龙矿集区铜资源量一举超过2 000 万吨, 成为我国铜资源规模最大的矿集区, 并提出了陆缘弧斑岩-浅成低温热液成矿作用的认识(唐菊兴等, 2014a, b; 李光明等, 2015); 四是在玉龙成矿带扎那尕—莽总斑岩矿体之间, 发现和评价了昂青大型矽岩型银多金属矿床(章奇志等, 2012), 这对玉龙带的经济开发意义非凡, 表明在三江成矿带如果围岩条件有利, 形成于40 Ma 左右的斑岩体可以形成高品质的矽卡岩型矿床。

1.4 2015 年至今, 斑岩-浅成低温热液型矿床模型的不断完善, 找矿方向的不断扩展, 新矿床类型不断涌现, 成矿地质背景的传统认识受到挑战

具体表现在: 1)冈底斯成矿带谢通门—南木林地区, 以雄村为代表的岛弧型斑岩铜金矿床资源潜力不断扩大, 并在矿集区发现了早石炭世的堆晶辉长岩((341.55±0.89) Ma), 认为是古特提斯洋的残留(郎兴海等, 2017a); 在南木林火山盆地发现产于隐爆角砾岩中银铅锌矿床(纪现华等, 2012, 2014)、斯弄多南矿带昂杰组白云质灰岩及白云岩矽卡岩型铅锌银矿床(李光明等, 2010)的基础上, 又在典中组陆相火山岩机构中发现低硫化型浅成低温热液型银铅锌成矿作用(唐菊兴等, 2016a; 丁帅, 2017; 付燕刚等, 2017), 该矿床类型的厘定和发现, 为在长达1 200 km 的林子宗群陆相火山岩地区寻找斑岩-浅成低温热液型矿床揭开了序幕和面纱; 2)班公湖—怒江成矿带发现了黑钨矿矿床(范源等, 通信资料),角西黑钨矿矿床是西藏地热地质大队在班—怒带的首次发现, 并在矿集区范围内的伟晶岩、云英岩中又发现了钨钼矿化(王立强, 通讯资料), 该黑钨矿矿床产于板块结合带, 离蛇绿岩套仅仅数十千米,产出构造环境特殊, 是地壳加厚垂向隆升的结果？还是其它原因, 需要深入探讨; 3)关于冈底斯林子宗组与成矿关系, 羌塘南缘120~116 Ma 的斑岩-浅成低温热液型矿床, 纳如松多、斯弄多矿集区的找矿突破及成矿系统, 铁格隆南斑岩-高硫化型浅成低温热液型矿床的识别和勘查评价等方面的研究,给我们提出了矿床学指针、矿床类型组合指针角度约束了成矿地质背景的新方法; 4)在西藏地质二队的不断努力下, 蒙亚啊—洞中拉矿集区高品质的矿体不断发现, 资源量进一步扩大, 仅仅蒙亚啊高品质的铅锌矿资源量有望大于200 万吨; 5)成都地质调查中心李光明研究团队在北喜马拉雅成矿带错纳洞发现了多处稀有金属矿化点, 对于高分异的淡色花岗岩顶部伟晶岩型及其变质核杂岩灰岩中矽卡岩型稀有金属矿化提出了新的找矿方向, 拓宽了北喜马拉雅成矿带的找矿新思路(任淑珍和梁维, 2017)。

为此, 本文在详细介绍西藏三大成矿带铜多金属矿床地质特征、区域成矿规律的基础上, 试图提出在西藏寻找新矿床类型的新认识, 进一步凝练了引领科技找矿的科学问题, 创新成矿理论, 提出深地工程深部勘查的主要方向, 为实现西藏铜资源量翻一番, 为打实国家紧缺矿产后备资源基地提供科学依据。

2    各成矿区带主要矿床空间分布、地质特征

2.1 藏东三江玉龙成矿带

玉龙成矿带是三江北段重要的成矿带, 从北向南主要有夏日多(包买)、恒星错、玉龙、扎那尕、莽总、马拉松多、多霞松多、昂青、各贡弄、色礼、色错等(图1, 图2), 玉龙铜矿带已经发表的文献较多, 研究程度最高(马鸿文, 1987, 1989; 唐仁鲤等,1995; 陈建平等, 1997; 芮宗瑶等, 2004; 唐菊兴等,2006, 2009; Hou et al., 2007; 王成辉等2009, 2011;伍静等, 2011; 何国朝等, 2016; 陈喜连等, 2016),在矿床地质特征、成矿机制、成岩与成矿年龄、控矿作用等方面开展了系统深入的研究(表1)。

近年来, 最新研究表明, 玉龙带的成岩与成矿集中在40~38 Ma(图2), 芮宗瑶等(2004)提出玉龙斑岩成矿带的形成与印度板块与亚洲板块陆陆碰撞的第一次加速有关, 形成于40~35 Ma; 扎拉尕赋矿斑岩体形成年龄为(38.5±0.2) Ma(何国朝等, 2016);莽总斑岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄为(37.6±0.2) Ma (伍静等, 2011); 玉龙带南段色礼、马牧普和总郭这3 个矿化点矿化斑岩体分别为二长花岗斑岩、正长斑岩及石英二长斑岩, 三者锆石LAICP-MS U-Pb 年龄分别为(39.4±0.2) Ma(MSWD=1.10) 、(38.5±0.3) Ma (MSWD=1.79) 和(39.4±0.2) Ma (MSWD=1.05), 矿化斑岩体具有偏铝质, 富碱、高钾(K2O/Na2O=1.2~2.4), 富集大离子亲石元素和轻稀土元素, 亏损高场强元素, 弱Eu 负异常的特征(陈喜连等, 2016)。

三江北段的斑岩-矽卡岩型矿床, 主要特点为:

1)斑岩体受走滑构造形成的背斜控制(图2, 表1)(唐菊兴等, 2006; Hou et al., 2007), 矿床从北段有夏日多(又称包买)、恒星错、玉龙、扎那尕、昂青、莽总、多霞松多、马拉松多等, 芒康段的主要矿床规模都不大, 但找矿潜力较大, 工作程度较低。

2)矿床类型和成矿元素的空间分布规律明显,从青海杂多的纳日贡玛开始, 从北向南, 矿床有从斑岩钼铜矿、斑岩-矽卡岩铜钼矿、偏碱性斑岩型铜(金)矿、斑岩型金矿的变化。凡是斑岩体接触带有灰岩等碳酸盐岩, 形成规模巨大的矽卡岩型铜银(金), 如玉龙II、V 号矿体(陈建平等, 1997), 昂青银铅锌(铜)矿体(章奇志等, 2012)。成矿元素从北向南分别为Mo(Cu)→Cu、Mo、Pb、Zn→Cu、Mo(Ag 、Au 、Co)→Cu 、Mo+Ag 、Pb 、Zn→Cu 、Mo→Cu(Au)→Au。各矿床主要矿石中银含量高, 是三江北段斑岩矿床成矿元素富集的特征之一。

3)含矿岩体主要黑云母二长花岗斑岩, 芒康段有黑云母正长花岗斑岩。围岩蚀变主要有角岩化、矽卡岩化, 黄铁绢英岩化、钾硅化, 芒康段的蚀变有浅成低温的蚀变类型, 但蚀变较弱。角岩化特别强, 玉龙矿区的角岩化达到30 km2 以上。

4)在矿物组合上, 斑岩型矿石中大量的斑铜矿的产出, 矿石学研究表明, 斑铜矿的形成十分类似于甲玛, 为黄铜矿+斑铜矿组合, 早于辉钼矿+石英组合。

2.2 冈底斯—念青唐古拉成矿带

2.2.1 矿带划分及各亚带特征

冈底斯—念青唐古拉地块是由多个构造单元拼贴组合而成的(潘桂堂等, 2006)(图3)。朱弟成等(2008)根据中生代岩浆岩时空分布特征, 将冈底斯—念青唐古拉地块由南向北划分为南冈底斯、冈底斯弧背断隆带、中冈底斯和北冈底斯。唐菊兴等(2009)根据矿床产出和空间分布特征将冈底斯成矿带东段由南向北划分为南亚带、中亚带、北亚带。南亚带以铜金矿化为主(雄村、努日), 成岩成矿年龄集中在180~160 Ma 和30~23 Ma, 前者代表特提斯洋俯冲的洋岛弧背景, 后者代表的斜向碰撞加厚地壳的伸展构造背景早期; 中亚带从南向北有铜钼(金银)(驱龙、拉扛俄、厅宫—冲江—岗讲)→铜钼铅锌(金银)(朱诺、甲玛)→钼铜铅锌(银)(邦铺), 成岩成矿条件在17~13 Ma, 代表的是碰撞过程中的伸展背景; 北亚带主要从钼钨铅锌(哈海岗) →钼( 沙让)→铅锌(银)(亚贵拉、洞中拉、洞中松多、蒙亚啊、龙马拉)→铜金(天公尼勒、安门弄勒、尕尔穷、嘎拉勒)的变化, 成岩成矿年龄从40 Ma→51 Ma→62 Ma→88 Ma 的变化, 总体为由新变老的特点, 代表的是拉萨地块的加厚地壳重熔和早期碰撞伸展的产物。尕尔穷、嘎啦勒等传统上划归班—怒成矿带,但其大地构造位置却属于冈底斯地块的北缘(图1,图3)。

图 2 西藏玉龙斑岩铜矿带区域构造位置和矿点分布                     

 (据Hou et al., 2003; 唐菊兴等, 2006;陈喜连等, 2016; 林彬等, 2017)

雄村斑岩型铜金矿位于西藏日喀则地区谢通门县荣玛乡的雄村斑岩型铜金矿集区, 是冈底斯成矿带中发现的第一个以铜(金)组合的斑岩型矿床,其发现和勘探结束了西藏冈底斯成矿带没有大型-超大型铜金矿床的历史(唐菊兴等, 2010a), 其成岩成矿年龄为172~161 Ma, 对应新特提斯洋壳俯冲成矿作用(唐菊兴等, 2009; 郎兴海, 2012a; Lang etal., 2014; Tang et al., 2015), 前人主要对矿区I、II号矿体基本地质特征(郎兴海等, 2011; 郎兴海,2012a; Tang et al., 2015)、成岩成矿时代与成矿地质背景(曲晓明等, 2007; 郎兴海等, 2010a, b, 2012b, c;唐菊兴等, 2010a; Lang et al., 2014; 黄勇等, 2014;Tang et al., 2015)、成矿物质来源(丁枫等, 2006; 郎兴海等, 2012c; 尹青等, 2015; Tang et al., 2015)、成矿流体性质(徐文艺等, 2005, 2006)等方面进行了研究, 矿床成因也最终定位为冈底斯成矿带上新特提斯洋壳俯冲阶段形成的中侏罗世岛弧型斑岩铜金矿为主、兼具热液型金(铜)矿化和矽卡岩型铜金矿化的成矿系列。

图 3 冈底斯构造单元划分和矿床点、矿集区分布图(据潘桂棠等, 2006, 略作修改)

I-喜马拉雅带; II-雅鲁藏布缝合; III-日喀则弧前盆地; IV-冈底斯—念青唐古拉复合岩浆弧: IV-1-南冈底斯岩浆弧(K2-E2);IV-2, IV-3-桑日火山弧(J3-K1)+叶巴火山弧(J1-J2); IV-4-隆格尔—念青唐古拉复合火山岩浆弧(P-T3); IV-5-措勤—多瓦复合弧后前陆盆地; IV-6-则弄火山岩浆弧(J3-K1); V-狮泉河—拉果错—阿索—永珠—纳木错—嘉黎—波密弧-弧碰撞带(简称Slainajap 带);VI-昂龙岗日—班戈—伯舒拉岭岩浆弧; VII-班公湖—怒江缝合带; VIII-南羌塘和左贡前陆盆地

①-朱诺矿集区; ②-雄村矿集区; ③-普桑果—纳如松多矿集区; ④-厅宫—冲江—岗讲矿集区; ⑤-达布—正松多矿集区;⑥-列廷冈—勒青拉矿集区; ⑦-驱龙—甲玛矿集区; ⑧-努日—程巴矿集区; ⑨-邦铺—巴洛矿集区; ⑩-蒙亚啊—龙玛拉矿集区;⑪-拉屋—昂张矿集区; ⑫-亚贵拉—沙让—洞中拉矿集区

冈底斯成矿带东段南亚带矿床的研究主要集中于程巴—努日矿集区(图3)的矿床地质特征、矿化蚀变特征、矿床成因等基础方面的探讨(方树元等,2003; 江化寨和陈自康, 2005; 江化寨和江善元,2006; 韩逢杰, 2006; 李光明等, 2006; 莫济海等,2008; 姜子琦等, 2011; 陈玉水等, 2011; 范新等,2011)。闫学义等(2010)通过对努日、程巴矿区辉钼矿Re-Os 同位素测年, 查明了两矿床分别形成于渐新世早期((30.26±0.69) Ma)和晚期((23.62±0.97) Ma);随后, 范新等(2011)通过对程巴矿区黑云母二长花岗岩黑中云母40Ar-39Ar 定年得到了(28.2±0.33) Ma的坪年龄, 与程巴辉钼矿Re-Os 等时线年龄相吻合;张松等(2012)通过对努日矿床不同产状的辉钼矿Re-Os 同位素年代学测试进一步限定了矿床成矿时代, 结果与前述努日成矿时代基本一致。陈雷等(2011, 2012) 和周利敏等(2011) 分别通过系统的H-O-S 稳定同位素及矿物地球化学研究对矿集区成岩、成矿流体来源进行了初步揭示; 陈雷等(2011)通过系统的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年代学研究厘定了努日矿区岩浆的侵位时序; 在程巴斑岩型钼铜矿床之上的比马组发育矽卡岩型铜矿体, 结合邻区努日矿床的矿化产出特征, 李光明等(2011)对山南地区矽卡岩-斑岩多金属矿床的找矿模型进行了初步阐述并指出了区域范围内深部寻找斑岩型矿床的可能性。王立强等(2012)在详细的野外地质调查及钻孔编录的基础上, 通过大量的野外蚀变、矿化、裂隙-脉体发育特征, 并结合努日矿床成岩与成矿时代的不一致性, 提出了矿区深部存在隐伏斑岩型矿体的观点, 对指示矿区下一步找矿方向有重要意义。

冈底斯东段中亚带矿床的研究起步相对较早,研究程度相对较高, 积累了丰富的成果。这其中主要包括驱龙、甲玛、邦铺、朱诺等几个典型的斑岩-矽卡岩超大型矿床。驱龙铜钼矿床是冈底斯成矿带最早发现的斑岩型矿床之一, 矿床成因方面的成果颇丰。矿床类型及成矿地质背景得到了基本厘定(侯增谦等, 2003, 2004, 2007), 矿床成岩成矿时代得到了厘定(芮宗瑶等, 2003; 李光明等2003, 2004; 孟祥金等, 2004; 郑有业等, 2004; 王亮亮等, 2006),矿床成矿时代属中新世早期。驱龙矿床金属硫化物及石膏硫同位素组成均一, 具有下地壳或上地幔深源岩浆硫特点(孟祥金等, 2006)。另外, 很多学者对驱龙矿床的成矿物质来源进行了研究, 矿床金属硫化物及含矿斑岩体铅同位素组成相近, 成矿物质来源于含矿斑岩岩浆; 而含矿斑岩铅同位素组成具有幔源组分和地壳组分混合的特点, 含矿斑岩岩浆形成过程中存在幔源岩浆与地壳物质的交换(孟祥金等, 2006)。冈底斯成矿带含矿斑岩的岩石地球化学研究进一步揭示了驱龙矿床成岩成矿物质来源于雅鲁藏布江特提斯洋壳俯冲过程中楔形地幔部分熔融入侵到地壳下部形成的新生下地壳(Hou et al., 2004;杨志明和侯增谦, 2009)。驱龙矿床成岩成矿物质壳幔源组分为主的特征, 限定了矿床成矿元素以铜为主, 共伴生钼、银。杨志明(2008b)在充分研究矿床地质特征、蚀变、岩石地球化学和矿床地球化学的基础上, 总结了矿床岩浆流体的出溶过程、成矿物质淀积机制、建立了矿床的成因模型, 并构建了矿床勘查模型。最近, 驱龙矿区外围的矽卡岩型铜多金属矿床的研究取得进展, 矿床的分布情况、产出特征及深部找矿得到了初步总结(肖波等, 2011)。

位于驱龙北东侧的甲玛铜钼铅锌多金属矿床是近年来得到勘查评价的又一超大型矿床, 矿床由产于深部斑岩体中的铜钼矿体、斑岩体接触带及林布宗组与多底沟组灰岩-大理岩层间构造中的矽卡岩型铜钼铅锌(银金)矿体、产于角岩的中型钼铜(银金)矿体、外围推滑覆构造和闪长玢岩中的独立金矿体组成(表1, 图1)。关于甲玛矿床成因一直以来存在着热水喷流沉积型(杜光树等, 1998; 姚鹏和杜光树, 1999; 姚鹏等, 2002; 潘凤雏等, 2002)和矽卡岩型之争。但是, 甲玛不同矿体类型中系统的辉钼矿Re-Os 同位素测年的方法确定了矿床成矿时代的同时, 认定甲玛矿床形成于中新世(应立娟等, 2010);矿区成矿相关的中酸性侵入岩体的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年代学的进一步研究限定了矿床的成岩成矿时代(秦志鹏等, 2011; 应立娟等, 2011)。王焕等(2011)对甲玛不同产出状态的辉钼矿进行了系统研究, 总结了辉钼矿的形态特征、矿相学特征, 对辉钼矿中微量元素的赋存状态进行了初步阐述。矿床流体包裹体研究以及稳定同位素S-Pb 的研究结果表明, 甲玛成矿物质为壳幔源物质混合来源(周云等, 2011; 王焕等, 2011)。基于成矿物质来源的研究之上, 郑文宝等(2010)通过矿区成矿元素分布规律及钻孔实际编录资料认为矿区具有典型的与岩浆作用有关的元素分带特征, 矿体由深部向浅部具有Mo→Mo(Cu)→Cu+Mo→Cu(Pb+Zn)→Pb+Zn 的元素分带现象, 指出了成矿流体运移的方向。王登红等(2011)对甲玛角岩体产出及钼矿化特征进行了研究, 为深部进一步寻找斑岩型钼铜矿体指明了方向。甲玛矿床研究程度相对较高, 矿床成岩成矿时代、成矿物质来源、成矿流体来源及演化过程、成矿元素分带特征、斑岩体侵位机制及侵位中心等方面的科学问题都得到了一定的解决。

唐菊兴等(2011)在总结了各方面的研究成果前提下, 结合矿区实际地质资料, 运用斑岩-矽卡岩成矿理论建立了甲玛矿床的勘查模型, 根据模型, 在甲玛铜山南坑发现了与推滑覆构造有关的富铜矿体和沿层间构造分布的远端矽卡岩型矿体( 深孔ZK1632、ZK3226)(图11)。

邦铺斑岩型钼铜矿床最初是作为矽卡岩型铅锌矿床进行勘查评价的, 矿床斑岩成矿类型最终定位于2007 年(张学全, 通讯资料)。邦铺矿床由深部斑岩型钼铜矿体与外围矽卡岩型铅锌矿体组成。前人关于邦铺斑岩型矿床成矿理论研究主要集中于矿床成岩成矿时代方面, 孟祥金等(2003)对辉钼矿进行了Re-Os 同位素定年研究确立了矿床形成时代为(15.32±0.39) Ma。王立强等(2011)在对矿区进行充分地质调查研究的基础上, 对矿区岩浆岩侵位时代和次序进行了重新厘定。除矿床成岩时代研究之外,矿区其他研究工作相对滞后, 研究程度整体较低。周雄等(2010)对矿床流体包裹体温压、成分以及H-O 同位素组成进行了初步研究, 得出了成矿流体早期来源于岩浆水后期有大气降水加入的结果。此外, 周雄等(2010)等对矿区二长花岗斑岩进行了主微量和稀土元素测试, 对二长花岗斑岩的形成环境及构造背景进行了探讨。

曲水县达布斑岩铜钼矿床(图3)研究程度相对较低, 达布矿床成矿理论研究主要集中于成矿时代、斑岩体岩石地球化学、成矿地质背景的研究(曲晓明等, 2001; 侯增谦等, 2003; 李光明等, 2004; 芮宗瑶等, 2004; 夏抱本等, 2007; 高一鸣等, 2012)。该矿床是一个典型的“体中体”型的铜钼矿床, 围岩是45 Ma 侵位的尼木大岩基, 达布含矿斑岩侵位年龄为16 Ma 左右, 成矿年龄为(13.3~14.69) Ma,对应于印度—亚洲大陆碰撞伸展阶段。但该矿床整体品位偏低, 现阶段工业意义不大。

随着地质大调查项目和青藏专项项目的不断深入, 冈底斯成矿带北亚带铅锌(钼)矿床的研究程度日益提高。这其中主要包括, 哈海岗钨钼矿、沙让斑岩钼矿、亚贵拉斑岩-矽卡岩铅锌钼多金属矿床、蒙亚啊、洞中拉、洞中松多、龙马拉等矽卡岩铅锌(银)矿等。沙让斑岩型钼矿床位于工布江达县,与亚贵拉、洞中拉、洞中松多铅锌多金属矿床相邻,是冈底斯成矿带达详查程度、独立的斑岩型钼矿床(秦克章等, 2008; 唐菊兴等, 2009)。秦克章等(2008)、赵俊兴等(2011)、Zhao 等(2011)对该矿床产出的地层、岩浆岩、矿化特征、蚀变分带、产出状态、成矿地质背景等进行了系统研究。唐菊兴等(2009)通过辉钼矿Re-Os 同位素测年的方法基本厘定了辉钼矿体成矿的时代为(51±1) Ma; 赵俊兴等(2009)和高一鸣等(2010)分别通过锆石U-Pb 及角闪石40Ar-39Ar 方法对矿区成矿早期和主期岩体进行了成岩时代研究, 得到了矿床相应岩体的成岩时代为55~47 Ma 之间。矿床成岩成矿时代属于始新世早期, 系印度—亚洲大陆碰撞早期地壳加厚重熔的成岩成矿作用的产物(唐菊兴等, 2009; 高一鸣等,2010)。该矿床与亚贵拉铅锌矿床成矿时代(辉钼矿Re-Os 等时线年龄为(65.0±1.9) Ma, 高一鸣等, 2011)的厘定共同印证了冈底斯— 念青唐古拉成矿带65~50 Ma 的成矿事件。沙让矿床邻区亚贵拉矿床的研究主要集中于成岩成矿时代、成矿物质来源、成矿规律等方面的研究(高一鸣等, 2009, 2010, 2011;高一鸣, 2010)。蒙亚啊铅锌矿床位于冈底斯成矿带北缘, 程顺波等(2008)、王立强等(2010, 2014)对矿床的矿床地质特征、矿化和蚀变、矿体发育特征等基础地质进行了研究。基于蒙亚啊矿床脉石矿物H-O-C 同位素、流体包裹体、稀土微量元素和金属硫化物S-Pb 同位素、稀土微量元素的研究, 对矿床形成的成矿物质来源、成矿流体来源及性质进行了探讨, 揭示了矿床岩浆成因, 勘查评价表明该矿床的铅锌资源量有望突破200 万吨。 

2.2.2 铜钼元素时空分离机制

传统热液矿床成矿理论认为, 钼的沉淀温度是高于铜的(陈光远和孙岱生, 1987), 在空间上, 铜在钼的靠外围成矿, 在形成时间上, 钼的成矿应该比铜更早。随着研究和勘查评价的不断深入, 发现产于二长花岗斑岩中铜钼矿体普遍存在铜钼分离现象,德兴、驱龙、玉龙斑岩铜钼矿床等这些超大型斑岩矿床中都出现了上铜下钼或外铜内钼的元素分带特征(杨志明等, 2008b; 侯增谦等, 2012), 但元素分带与时空相分布之间的关系不清。Jung 等(2012)通过研究美国Bingham 斑岩矿床的铜钼分离特征, 系统提出了铜钼时空分离的问题。

罗茂澄(2017)在识别邦铺斑岩钼铜矿流体包裹体组合的基础上, 精细厘定了邦铺矿床钼铜矿化流体的特征, 实验模拟斑岩型矿床石盐饱和-铜钼金属沉淀过程可能是流体温度压力同时降低的结果,提出流体减压-相分离-石盐饱和-矿化事件发生的新认识, 373°C、128 bars 的条件下, 含盐度为38%的成矿流体由岩浆流体发生相分离形成; 当温度降低至320°C 流体发生石盐饱和, 钼金属富集后随温度的降低开始沉淀; 至300°C 时, 流体中97%的钼金属已经发生沉淀。甲玛矿床角岩型及斑岩型的铜矿化, 是富Cu 元素的单相流体通过降温作用沉淀铜铁硫化物的结果, 当温度继续降低至350°C, 压力也继续降低约80 bars, 大约96%的铜金属发生沉淀。这种基于流体包裹体的精细研究十分重要, 提出了斑岩矿床中铜的富集沉淀在350°C 左右, 而钼的富集沉淀在300°C 上下, 因此造成了铜钼的空间分离现象, 这与Jung 等(2012)提出的美国宾厄姆铜钼(金)矿的铜钼时空分离与斑岩矿化系统岩浆源的氧化还原电位和酸/碱平衡有关的认识, 显然是不同的, 其研究思路和认识都是全新的。

唐攀等(2016)通过甲玛含矿斑岩和角岩型矿石中黑云母的研究, 提出花岗斑岩中原生黑云母的结晶温度为730~750°C, lgfO2变化范围是–11.5 ~ –13.0,属于造山带钙碱性岩系, 具壳幔混源成因特点, 原生黑云母具有富镁的特征; 与原生黑云母相比, 角岩中的热液黑云母具有随着Mg 含量的升高, Cu 含量升高, Fe 含量降低, Fe2+和Fe3+分异程度增大的特征, 相比原生黑云母, Cu 更趋于富集于热液黑云母,矿化作用的强度与黑云母中Cu 含量呈正相关, Mo元素在原生黑云母和热液黑云母中普遍存在, 并不具有选择性赋存的特征。

王艺云等(2017)通过流体包裹体的系统研究,认为甲玛铜矿化阶段流体温度集中在340~380°C,总体上大于钼矿化阶段流体温度( 主要集中在310~360°C), 两种成矿流体盐度位于<18%NaCleqv与>30%NaCleqv 两个区间, 显示成矿流体经历了强烈的沸腾作用, 进一步提出甲玛矿床中角岩型和斑岩型矿体呈现“上铜下钼、早铜晚钼”现象, 主要由铜、钼元素本身的物化性质, 含矿岩浆性质和侵位顺序与深度, 以及含矿岩浆后期所分异出的成矿流体的氧化还原性以及其中S 含量的差异所致, 与罗茂澄(2017)的研究基本一致。

王艺云等(2015)研究认为达布钼铜矿体Cu、Mo矿化阶段成矿流体经历了不混溶作用, 高盐度流体与低密度气相流体发生分离, Mo 矿化阶段的流体相对还原性, 硬石膏、赤铁矿、磁铁矿主要分布于Cu 矿化阶段的流体包裹体中, Cu、Au 等金属主要富集于流体包裹体气相中, 认为Cu、Au 元素可能是气相运移, 铜、金、钼不同的迁移方式也可能是铜钼分离的重要因素。

因此, 甲玛、邦铺、达布、驱龙等矿床普遍存在铜钼的空间分离现象, 是勘查地质学和斑岩铜钼矿勘查评价的重要标志, 从铜、钼、金元素的时空间分布规律看, 主要的Cu、Au 显然存在早于Mo元素沉淀, 并在空间上位于更高、更外围的空间的规律; 从矿石特征分析, 位于矿体上部的铜金矿化,具有典型细脉浸染状构造, 黄铜矿、斑铜矿普遍交代黑云母、角闪石等暗色矿物, 呈浸染状, 而辉钼矿一般与石英构成“B”脉。此外, 是否存在不同侵入序次、不同岩石类型导致形成铜钼(金)的时空分离, 有待进一步研究。

2.2.3 普桑果铜多金属矿床——特殊的矽卡岩型矿床

在冈底斯成矿带的南木林火山盆地南侧的普桑果铅锌铜(钴镍)矿是一个品位高、规模大、成矿元素组合特殊的矿床(图4), 矿区主要出露白垩系塔克那组、古新统典中组。典中组主要分布于矿区北部, 岩性为一套火山碎屑岩; 塔克那组地层可分为可分K1t1、K1t2、K1t3、K1t4 四个岩性段, 其中, 第一岩性段(K1t1)主要为一套凝灰质火山岩, 第二岩性段(K1t2)主要为一套大理岩化灰岩, 第三岩性段(K1t3)主要为一套含炭质泥质岩火山碎屑岩, 第四岩性段(K1t4)为一套大理岩化、矽卡岩化灰岩(图4)。矿区岩浆岩比较发育, 主要为分布于矿区西侧的黑云母花岗闪长岩、位于矿区中部的闪长玢岩以及穿插发育于矿区最北部典中组的基性辉长岩脉侵入体(图4)。

图 4 西藏普桑果铜多金属矿床矿区地质简图(据唐菊兴等, 2017)

已探明 5 条矿体, 自北向南依次编号为I、II、III、IV 和V 号矿体(图4), 矿体类型主要为矽卡岩型铜铅锌(钴)矿体, 探获333+334 Pb+Zn+Cu 金属资源量77 万吨, 其中333 金属资源量Cu 12 万吨、铅16 万吨、锌41 万吨, 平均品位Zn+Pb 7.52%、Cu 0.85%。其中, I 号矿体为矿区的主矿体, 主要赋存于塔克那组第四岩性段(K1t4)矽卡岩化大理岩和典中组(E1d)火山碎屑岩中, 呈近东西向展布, 矿体走向约350 m,平均厚41.8 m, 主要呈层状、似层状和不规则状产出(图4)。主要矿石矿物为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、辉砷镍钴矿, 次为针硫铋铅矿、硫铋铜铅矿、蓝辉铜矿、斑铜矿等; 主要的脉石矿物包括石榴子石、硅灰石、透辉石、角闪石、绿帘石、绿泥石等矽卡岩矿物, 次为石英、方解石等。

对矿区西侧的黑云母花岗闪长岩、矿区中部的 闪 长 玢 岩 和 北 部 的 辉 长 岩 脉 开 展 了 系 统的 LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年, 黑云母花岗闪 长岩 (13.56±0.24) Ma (MSWD=0.4), 闪长玢岩(13.60±0.10) Ma (MSWD=0.95, N=12), 辉长岩为(208.70±0.94) Ma (MSWD=1.8, N=10), 辉长岩的年龄显示推测其为典中组火山岩的残余包体。与成矿有关为黑云母花岗闪长岩、闪长玢岩,均属过铝质高钾钙碱性岩石系列, 提供了大部分Cu、Pb、Zn、Ag 等成矿元素, 矿石的铅同位素数据绝大多数落入上地壳铅源区域, 2 个数据点落在上地壳与地幔混合的俯冲带铅, 指示矿区铅同位素有着上地壳与地幔混合的俯冲带铅向上地壳铅演化的趋势。矿体主要发育于花岗闪长岩与塔克那组地层的外接触带内, 矿体产状和规模均受到岩性、地层控制, 主要呈透镜状、似层状和不规则状, 与矽卡岩产状近乎一致, 属矽卡岩型铜多金属矿床, 但矿石中富集钴镍的机制仍不清楚。

2.3 班公湖—怒江成矿带

班公湖—怒江成矿带是是近年来取得找矿突破成果最大的成矿带之一(图1, 图5)。诸多学者已对区内多不杂、波龙斑岩Cu(Au)矿床的年代学、物质来源、成矿流体、大地构造背景、蚀变与矿化的关系等方面进行了较为详细的研究(Li Guang-minget al., 2012; LI Jin-xiang et al., 2012; Li et al., 2011,2013, 2014), 对拿若、色那、赛角等矿床(点)成矿岩浆活动时限也进行了厘定(李金祥, 2008; 段志明等,2013; Zhou et al., 2015; 祝向平等, 2015), 揭示多龙矿集区在早白垩世(120~116 Ma)以富金斑岩铜矿为主的大规模成矿作用特征。

图 5 班—怒成矿带矿点分布图

西藏首例铁格隆南超大型斑岩-浅成低温热液Cu(Au)矿床的勘查评价和综合研究表明(杨超等,2014; 唐菊兴等, 2014a, b, 2016b; 方向等, 2015; 李彦波等, 2015; Zhu et al., 2015a, b; 杨欢欢等, 2016;Lin et al., 2017a, b), 矿床特有的明矾石、高岭石、地开石蚀变矿物组合、铜硫二元体系的矿物组合和泥化、高级泥化的蚀变分带, 揭示了矿床具有岩浆热液为主的斑岩-浅成低温热液成矿系统。

2.3.1 多龙矿集区成矿背景

多龙矿集区主要为中生代海相沉积岩地层, 包括上三叠统的日干配错组(T3r)灰岩, 下—中侏罗统的色哇组(J1-2s)、曲色组(J1-2q)泥质粉砂岩、砂岩。区域构造活动强烈, 多为隐伏断裂。主要控矿构造为北东—南西向、北西—南东向。区域岩浆活动较强, 多沿构造线分布。除中侏罗统沉积地层中发育少量的辉长岩、辉绿岩以及枕状玄武岩外, 区域岩浆岩主要为早白垩世的中酸性侵入岩(花岗闪长斑岩、闪长斑岩、花岗斑岩等), 是区域主要的成矿和容矿岩体。同时, 区域发育一套下白垩统美日切错组陆相火山喷溢沉积火山岩, 岩性为安山岩、安山斑岩、英安岩等, 它对区域成矿后的保存作用有重要意义。

中—晚三叠世—早侏罗世(206~175 Ma)(曹圣华等, 2004; Pan et al., 2012), 甚至早二叠世(约270 Ma) (Metcalfe, 2013)班怒洋发生初始裂解; 中—晚侏罗世(175~145 Ma)大洋扩张, 班怒洋开始俯冲消减, 俯冲极性的争议很大, 北向俯冲和南北双向俯冲(卫万顺等, 2003; 杜德道等, 2011)。早白垩世班怒洋开始逐渐闭合, 闭合有穿时现象, 东段先闭合, 西段后闭合, 最晚闭合时间为晚白垩世左右(莫宣学等, 2005; 曹圣华等, 2006; Fan et al., 2014; Xuet al., 2014)。李小波等(2015)通过LA-ICP-MS 测得的接奴群安山岩锆石年龄(163.3±1.7) Ma, 认为晚侏罗世早期在达如错一带高镁安山岩是班公湖—怒江洋壳在俯冲消减背景下形成, 属于活动大陆边缘(安第斯型)的构造环境。

从矿床地质特征、矿床组合分析, 指示多龙矿集区铜金矿床的形成于班—怒洋向北俯冲增生有关。李光明等(2011)提出多龙矿集区出露为一套总体无序、局部有序的非史密斯地层, 由基质和块体两大套大陆增生边缘增生杂岩组成, 是班公湖—怒江特提斯洋在侏罗纪时期向羌塘陆块的俯冲作用的产物, 在中晚侏罗世—早白垩世发展成为典型的陆缘火山-岩浆弧。其成矿地质背景是陆缘弧, 早白垩世美日切错组安山质火山岩是陆缘弧的产物(110 Ma)(王勤等, 2015; 韦少港等, 2017)。

2.3.2 多龙矿集区矿床类型

多龙矿集区的矿床类型多样, 各类典型的陆缘弧产出的斑岩-浅成低温热液-隐爆角砾岩筒型矿床发育齐全, 甚至在地表能识别出典型的硅帽(尕尔勤)。

典型的斑岩型矿床为多不杂、波龙, 发育良好的蚀变——斑岩体中的钾硅化、接触带及黄铁绢英岩化、青磐岩化和角岩化(李玉彬等, 2012a, b)。

拿顿属于典型的隐爆角砾岩筒型, 尽管角砾岩筒规模不大, 但铜、金含量较高, 如果勘查方法按照角砾岩筒型矿床进行部署, 深部揭露隐伏的斑岩型铜金矿体仅仅是时间问题(图8)。

拿若矿区也发育规模较大的矿化隐爆角砾岩筒, 除了产于斑岩及其围岩接触带的钾硅化、黄铁绢英岩化带中铜金矿化之外, 角砾岩筒中的铜金矿化规模较大, 而且发育强烈的青磐岩化(杨超等,2015; 高轲等, 2016a, b, 2017), 这与区内其它斑岩型铜金矿床具有较大的区别。拿若角砾岩筒的青磐岩化是拿若斑岩体外围的青磐岩化吗？事实是, 拿若的花岗闪长斑岩较小, 其流体不足以形成如此规模的隐爆角砾岩筒, 是不是其深部还有隐伏的含矿斑岩体(图8)？

铁格隆南是典型的高硫化型浅成低温热液型矿化叠加于斑岩型矿体之上的叠加(合)型矿床, 它与典型的斑岩-浅成低温热液型矿床的空间分布特征不同。大多数高硫化型浅成低温热液型矿体和斑岩型矿体在空间上是分离的, 最典型的就是菲律宾兰帕多—远东南矿床(Lepanto–Far Southeast) (Hedenquist and Richards, 1998; Hedenquist et al., 2000;Sillitoe and Hedenquist, 2003)。杨超等(2014)、唐菊兴等(2016b)通过矿物流体包裹体和蚀变分带的研究认为, 两种矿化类型的空间叠加是由于在120~110 Ma 矿床形成过程和成矿后羌塘南缘的快速隆升所致, 地壳的抬升导致古潜水面的不断下降, 高硫化浅成低温流体不断的交代泥化带、黄铁绢云岩化带, 致使2 种不同的蚀变矿物组合和金属矿物组合相互叠合, 明矾石、地开石、高岭石交代绢云母等矿物, 蓝辉铜矿、辉铜矿、久辉铜矿、斯硫铜矿等Cu-S 二元体系矿区普遍交代黄铁矿、斑铜矿和黄铜矿等斑岩型矿体的矿物组合。矿床的剥蚀程度和浅成低温热液蚀变矿物组合和矿物产出特征反映出矿床接受一定的剥蚀, 表明羌塘南缘在120~110 Ma 之间, 已经快速隆升为古高原, 铁格隆南矿床已经被剥蚀了数百米至1 200 m(杨超等,2014; 唐菊兴等, 2016b)。Sillitoe(1999)总结了多个典型的高硫化型铜金矿体叠加于斑岩型矿体之上的矿床特征(图6), 反映同热液期的地壳快速隆升导致地下水面的下降, 高硫化蚀变不断下移, 叠加于斑岩矿化体之上。

图 6 典型高硫化型-斑岩型矿床硅帽底和斑岩矿体顶变化图(反映同热液期的地壳快速隆升导致硅帽和高级泥化带不断下降, 叠加于斑岩矿化体之上)

(底图据Sillitoe et al., 1999)

唐菊兴等(2016b)提出, 铁格隆南铜金矿床具有典型“三元结构”, 成矿后陆相中基性火山岩覆盖于矿体之上, 保护形成于浅部的矿体未被剥蚀; 中浅部浅成低温热液成矿作用产物叠加于斑岩矿体之上, 金属矿物组合具有Cu-S 二元体系叠加在Cu-Fe-S(As)三元体系之上的特征, 矿物组合为高岭石-地开石-明矾石为主, 黄铁绢云母化被改造, 在高硫化蚀变矿物交代黄铁绢英岩化的底界上出现叶蜡石; 深部以斑岩型矿体为主, 以Cu-Fe-S(As)三元体系矿物组合为主, 蚀变以黄铁绢英岩化、钾硅化,青磐岩化位于矿体边部。

2.3.3 尕尔穷—嘎拉勒矿集区

该矿集区(图1)的矿床类型属于矽卡岩型铜金矿床, 李志军等(2011, 2017)、姚晓峰等(2012)、雷传扬等(2012)、唐菊兴等(2013)、张志等(2013, 2015)做了全面的研究, 成矿主要与晚燕山期侵位(88~90 Ma)的石英闪长岩及花岗闪长岩有关, 准铝质-微弱过铝质钙碱性-高钾钙碱性岩浆岩的侵位, 在岩体隆起部位及其与白垩纪碳酸盐岩的内外接触带形成矽卡岩型铜金(钼)矿体, 在岩体边缘构造破碎带(F1 断层)内形成铁氧化物铜金建造型矿体。尕尔穷的为钙质矽卡岩型矿石, 嘎拉勒为镁质矽卡岩型矿石。目前查明的资源量为铜约40 万吨, 共生金大于70 t(图1)。

3    几个问题的讨论

3.1 关于冈底斯谢通门—昂仁以西的勘查评价方向

众所周知, 目前冈底斯斑岩铜多金属成矿带主要指工布江达—昂仁县一带, 主要指的是冈底斯成矿带的东段(芮宗瑶等, 2004), 而对昂仁县以西铜多金属勘查评价方向的认识争议较大, 众多学者表达了谢通门—昂仁以西斑岩-矽卡岩型铜多金属矿成矿潜力的疑虑。由于谢通门—工布江达县始新世以来强烈的差异性隆升, 陆相火山岩的剥蚀程度较大,谢通门、尼木大岩基出露, 大部分斑岩-矽卡岩型矿床出露地表或近地表, 导致大多数矿床被发现和勘查评价。谢通门—昂仁以西由于大量的林子宗群火山岩尚未剥蚀(图10), 寻找斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床的潜力最大, 尤其是形成于69~52 Ma 的典中组陆相火山出露区, 更应该引起足够的重视。

冈底斯成矿带找矿突破的重心西移是必经之路, 重点部署在谢通门以西地区。由于陆相火山岩的覆盖, 一般性的化探成果难于反映被覆盖的斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型铜多金属矿的异常组合特征, 反映的仅仅是林子宗群的异常。重要的是应该采取什么勘查技术和评价方法。首先, 安排小比例尺的卫星重力和中小比例尺的重力解译, 探索深部一级岩浆房的范围; 其次, 在一级岩浆房的范围内, 完成火山机构的解译, 了解岩浆通道; 三是尽可能开展蚀变地质填图。

3.2 关于陆相火山岩地区斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床的找矿方向

这个问题与 3.1 提出的问题是扣合的, 西藏冈底斯成矿带、班公湖—怒江成矿带从180~40 Ma 的火山活动十分发育, 而陆相火山岩地区占以上两个成矿带近一半以上的地域, 成矿潜力是不容置疑的。

南美地区重要的斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型铜多金属矿床, 古新世—上新世的斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床主要分布在陆相火山岩地区(Maksaev, 2001), 并且以陆相安山质的安山岩为主(图7)。

而西藏陆相火山岩地区与斑岩型矿床共伴生的浅成低温热液型矿床的勘查评价并未引起足够的重视, 仅仅在多龙矿集区铁格隆南的成功突破之后,渐渐认识到该类矿床的重要性(唐菊兴等, 2014a, b;孙兴国等, 2014)。此类矿床在矿体结构上往往表现出二元结构(也有具有三元结构的, 浅成低温热液矿体上面覆盖陆相火山岩), 斑岩型矿体顶部常发育浅成低温热液型矿床(Sillitoe, 2010), 构成斑岩-浅成低温热液成矿系统, 如西南太平洋的菲律宾东缘、巴布亚—新几内亚、中国台湾金瓜石、福建紫金山等。浅成低温热液型矿床一般形成于火山弧,位于古潜水面以下50~700 m, 形成温度为160~270℃(可达300℃)(Hedenquist and Richards,1998), 发育丰富的、对物理化学条件极其敏感的矿石/脉石矿物组合, 矿床的具体类型可划分为高硫型、中硫型和低硫型(Hedenquist et al., 2000; Camus and Dilles, 2001)。Einaudi 等(2003)总结了斑岩叠加浅成低温热液型矿床和独立浅成低温热液型矿床的不同空间位置矿物组合特征, 高硫型矿床以硫砷铜矿-蓝辉铜矿-铜蓝矿石矿物组合为标志, 流体以发育明矾石-地开石-高岭土-多孔状石英(燧石)组合的强酸性环境为特征(Hedenquist et al., 2000; Seedorffet al., 2005), 形成的蚀变在垂向上具有严格的分带性(Hedenquist et al., 2000)。而低硫型浅成低温热液矿床以产出典型的冰长石-绢云母-玉髓-蛋白石组合的蚀变为其特征, 常见蒙脱石-高岭石-伊利石、碳酸盐矿物(菱锰矿、方解石、菱铁矿)蚀变矿物组合(Hedenquist et al., 2000; Einaudi et al., 2003)。冈底斯带洞嘎金矿、斯弄多北矿带, 班—怒带的铁格隆南、尕尔勤等矿床具有典型浅成低温热液型矿床的特征。

尽管近 5 年来取得一定的进展和突破, 但与西藏大面积发育的安山质-英安岩-流纹岩组合火山岩的现状是不相称的, 多龙矿集区的斑岩-浅成低温热液型矿床组合十分完美(图8), 并局部发育隐爆角砾岩筒铜金矿体, 深部斑岩型矿化找矿潜力也较大。

图 8 多龙矿集区各矿床矿体分布及勘查模型图

低硫化型浅成低温热液矿床是西藏新识别出的矿床类型, 根据对斯弄多低硫化型浅成低温热液矿床的地质特征研究, 结合纳如松多隐爆角砾岩型和矽卡岩型的研究成果, 唐菊兴等(2016a)认为低硫化型浅成低温热液-隐爆角砾岩型银多金属矿床组合是冈底斯带林子宗群火山岩分布区目标矿床组合类型, 岩体与碳酸盐岩接触部位则形成矽卡岩型矿床, 构成低硫型浅成低温热液-隐爆角砾岩型-矽卡岩型银多金属矿床组合。与安第斯成矿带(如马力昆成矿带(La Franja de Maricunga)(Camus and Dilles,2001; Richards et al., 2013)、印地—帕斯瓜成矿带(Franja El Indio-Pascua)(Bissig et al., 2003)(图7)等火山岩分布区相比, 冈底斯带具有相似的地质构造背景, 随着斯弄多银多金属矿床的深入研究, 东西长达1 200 km 的林子宗群火山岩区必将发现更多类似矿床。另外值得注意的是, 这类矿床组合的深部可能会有斑岩型矿化, 构成低硫型浅成低温热液-隐爆角砾岩型-矽卡岩型-斑岩型矿床组合。

班—怒结合带普遍发育的145~110 Ma 的陆相火山岩, 则弄群、去申拉组、多尼组、美日切错组等代表的是陆缘弧或弧后盆地的产物(图9), 这些陆相火山岩地区普遍发育火山机构、隐爆角砾岩筒,铜金铅锌银异常套合较好, 但除了多龙矿集区以外,其它地区尚未开展深入细致的工作, 因此, 该结合带的成矿潜力极大。

图 9 班—怒带主要时代的火山岩分布图

3.3 关于冈底斯成矿带特提斯洋碰撞的时限与矿床学指针

区域矿床学研究成果显示, 特提斯洋俯冲产生的构造-岩浆作用的成矿响应得到进一步证实, 典中组发育的安山质火山岩和浅成低温热液矿床, 反映印度大陆和亚洲大陆的碰撞事件应该在55~52 Ma, 至少典中组火山岩还是陆缘弧的产物,并形成典型的低硫化型、高硫化型浅成低温热液银(金)多金属矿床, 甚至斑岩-浅成低温热液型矿床。这类矿床由于被复杂、多期次喷发的陆相火山覆盖,找矿难度可想而知, 类似我国福建、浙江、辽吉黑地区, 福建、浙江、辽吉黑地区陆相火山岩地区都应该有这类矿床的找矿突破。

对于印度—亚洲大陆的碰撞时限, 前人在古地磁、岩浆活动、沉积学等方面进行了不同程度的研究。古地磁研究(Klootwijk et al., 1992; Molnar and Stock, 2009; Zhu et al., 2015; 王二七等, 2017)认为初始碰撞发生在55 Ma , 俯冲板片的断离为45 Ma。莫宣学等(2003)认为林周盆地古近纪林子宗火山岩与上白垩统设兴组之间的巨大区域性不整合代表了一次重大的地质事件, 林子宗火山岩底部安山岩的形成时代(65 Ma)代表了印度—亚洲大陆初始碰撞时间, 但纵观东西长1 500 km 林子宗陆相火山岩发育大量的火山机构(图10), 点状喷发的陆相火山岩与下伏地层必定是不整合的。朱弟成等(2017)提出的印度—亚洲大陆起始碰撞时间在54.7~54 Ma 之间。胡修棉等(2017)通过对雅鲁藏布缝合带两侧沉积记录的研究, 限定印度—亚洲大陆初始碰撞时间为(59±1) Ma。

图 10 拉萨地块林子宗群火山岩分布范围(据Zhu et al., 2015a)及斯弄多Ag-Pb-Zn 矿床位置(据胡古月等, 待刊)

综上所述, 65~52 Ma 期间的冈底斯地块仍是特提斯洋俯冲的陆缘弧, 形成斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床是正常的, 真正的印度大陆-古亚洲碰撞是在52 Ma 左右, 直接导致位于拉萨地块中部的念青唐古拉带由于地壳的垂向增生加厚, 形成的岩浆壳源成矿物质多于幔源物质, 形成矽卡岩型铅锌银矿床、斑岩型钼矿床(沙让钼矿, 52~51 Ma)。

3.4 斑岩-矽卡岩铜多金属矿床组合

斑岩型矿床的形成主要受岩浆活动产出的流体控制, 当斑岩体侵位于碳酸盐岩中可形成斑岩-矽卡岩成矿系统。李光明等(2005)对西藏冈底斯成矿带驱龙、甲玛和知不拉等铜多金属矿床进行研究,印度大陆与亚欧大陆碰撞后伸展环境上地幔或加厚的下地壳局部熔融产生的花岗质岩浆上升侵位演化过程中形成的岩浆-热液系统在不同围岩介质中成矿动力学背景不同而形成斑岩-矽卡岩或斑岩-浅成低温热液型成矿系统。毛景文等(2009)对长江中下游成矿带矿床模型进行研究, 当围岩为碎屑岩时形成斑岩型矿床; 围岩为灰岩时, 形成斑岩-矽卡岩型矿床或钙质矽卡岩矿床; 围岩为白云岩时, 形成斑岩-矽卡岩矿床或镁质矽卡岩矿床。斑岩-矽卡岩成矿系统常常形成大型-超大型矿床, 如Bingham,Grasberg, Antamina 等矿床。Sillitoe 等(1990) 、Meinert(1993, 1995)、Sillitoe(2010)等将斑岩-矽卡岩矿床作为一个成矿系统进行介绍。甲玛、驱龙、邦铺铜多金属矿床即是典型的斑岩-矽卡岩型矿床组合, 冈底斯成矿带的普桑果铜多金属矿床, 可能也存在斑岩-矽卡岩或斑岩-浅成低温热液矿床组合。

随着勘查的不断深入, 近年来甲玛施工了十余个孔深超过1 200 m 的深孔, 矽卡岩型矿体在倾向方向的层间构造中延伸已经超过4 500 m(图11), 而且岩体近接触带富矿体尚未全部控制, 多底沟组灰岩、大理岩中Manto 型富铜矿体(海拔4 300 m 以下,发现Cu 平均品位>2%的Manto 型矿体), 铜山南坑推滑覆构造中2017 年又发现100 m 以上的富铜矿体(ZK4404 孔, Cu 品位大于1.5%, 铅锌品位大于5%), 甲玛铜资源量有望超过1 200 万吨。

图 11 甲玛 32 勘探线地质剖面图

4    结论

通过中国地质调查局和国家公益性基础地质调查和研究与商业性勘查评价的有机结合, “产学研用”模式的不断完善, 西藏已经成为我国最重要的资源储备基地。

1) 西藏主要成矿带基本探明铜资源量超过7 000 万吨、铅锌资源量1 000 万吨、钼资源量300 t, 共伴生金1 200 t, 共伴生银29 000 t。从各成矿带的成矿地质条件和铜资源的潜力分析, 提出西藏铜资源量有望在7 000 万吨的基础上增加5 000 万吨, 仅仅是认识创新, 时间和经费投入的问题。

2)矿床学指针及构造岩浆作用与成矿响应研究表明, 至少林子宗群典中组陆相火山岩还是陆缘弧背景, 印度—亚洲大陆的碰撞时限在52 Ma 左右。因此, 冈底斯成矿带谢通门—昂仁县以西的林子宗群典中组分布区, 有利于寻找斑岩-浅成低温热液型铜多金属矿床。

3)西藏各大成矿带重要的矿床类型是斑岩-矽卡岩型铜多金属矿(驱龙、甲玛、邦铺、玉龙等)、矽卡岩型铅锌银矿(亚贵拉、蒙亚啊、洞中拉等)、斑岩-浅成低温热液型铜(金)矿(多龙矿集区)、低硫化型浅成低温热液型银(金)铅锌矿、矽卡岩型铜金矿, 以及未来可能突破的造山型金矿。

4)班—怒带145~110 Ma 的陆相火山岩分布区是寻找斑岩-浅成低温热液型铜金矿和矽卡岩型铜金矿的最佳目标区。

5)类似甲玛等矿床含矿斑岩体近端接触带的深部, 灰岩、大理岩层间(不纯大理岩)及推滑覆构造中的Manto 型富铜矿体尚未查明和控制, 仅甲玛的铜资源量可实现1 200 万吨以上。

致  谢: 由于论文涉及的矿床(点)较多, 难于将参考文献一一列入, 文中涉及较多未公开出版的地质报告和潜力评价资料, 在此深表谢意！

感谢西藏华泰龙矿业、巨龙矿业、中铝西藏、天圆矿业、华钰矿业、西藏金龙矿业、中瑞矿业、卓朗基矿业等矿业公司, 西藏地勘局第五地质大队、第六地质大队、第二地质大队、地热地质大队、西藏地质调查院等地勘单位的支持, 感谢给予研究经费支持的同时, 在人才培养、科学研究等方面给予了全方位的资助和支持。