青藏高原甲玛斑岩成矿系统首例3000 m科学深钻的初步认识

青藏高原碰撞造山带中复杂的地质结构、深部矿产资源潜力和高效的勘查评价技术体系一直是地质学家关注的焦点,也是亟需攻克的重要科学难题。受国家重点研发计划-深地专项资助,在冈底斯成矿带甲玛斑岩成矿系统实施首个3000 m科学深钻。通过多次研讨和反复论证,确定科学施工位置、角度以及施工工艺。历时488天的施工,完成了科学深钻,总进尺3003.33 m。该科学深钻直接揭示甲玛超大型斑岩成矿系统3000 m以浅的地质信息:浅部为角岩型铜钼矿体、中部为矽卡岩型铜多金属矿体、深部为斑岩型钼铜矿体以及核部蚀变与矿化均不发育的无矿核。角岩中主要为细脉浸染状的黄铜矿、辉钼矿化,并发育黑云母化和弱绿泥石化蚀变。矽卡岩中从上到下具有清晰的分带结构,即石榴子石绿泥石角岩、绿泥石石榴子石角岩、透辉石石榴子石矽卡岩、石榴子石矽卡岩、石榴子石硅灰石矽卡岩、硅灰石矽卡岩、矽卡岩化大理岩。矿化主要为浸染状的斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿。深部斑岩为复式岩体,主要为二长花岗斑岩,侵位较早,后被花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩等以岩脉的形式穿切侵位。花岗闪长斑岩与矽卡岩关系最为密切。多相的复式斑岩体也揭示了甲玛斑岩成矿系统的无矿核。根据现有工业指标,科学深钻共计探获21层矿体,累计厚度583.46 m,以铜、钼矿化为主,局部发育钨矿化,同时伴生金、银矿化。甲玛科学深钻首次直接揭示青藏高原3000 m以浅的地质信息和斑岩成矿系统结构,为青藏高原地质结构研究提了科学样品,也为深部资源探测和勘查技术体系研究提供了关键支撑。后续将针对其开展详细的地球化学分析、地球物理测井、高光谱测量以及指针矿物分析等研究,并结合地表勘查评价成果,建立3000 m以浅的多元信息综合勘查评价模型,进而定位预测深部矿产资源,实现增储示范。

西藏新嘎果铅锌矿床矽卡岩矿物及金属矿物特征

新嘎果矿床是西藏冈底斯成矿带北缘矽卡岩多金属成矿带的一个典型矽卡岩型铅锌矿床。矽卡岩矿体主要呈层状、似层状产于下白垩统塔克那组地层中。电子探针测试结果表明,矽卡岩矿物主要为钙铝榴石、钙铁辉石和绿帘石,少量的硅灰石、密绿泥石等,构成典型的钙质矽卡岩。金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿,少量的白铁矿、毒砂、自然铋、斜方辉铅铋矿、辉砷镍矿等。该矿床中石榴子石成分特征指示成矿环境是变化的,在早期进变质阶段由氧化环境向还原环境转变,而晚期退变质阶段由氧化环境向还原环境转变。金属矿物中闪锌矿主要为铁闪锌矿,表明其形成于中高温环境。而含铋的矿物主要为自然铋、斜方辉铅铋矿和方铅矿,并且在这些矿物中Ag和Bi的含量呈正相关性,指示铋对银的富集可能起着重要的作用;此外,铋也是新嘎果矿床重要的伴生有用元素,具有较高的综合利用价值。

西藏甲玛铜多金属矿床磁黄铁矿标型矿物学特征及其地质意义

甲玛矿床位于冈底斯成矿带东段,是西藏地区最大的铜多金属矿床之一。磁黄铁矿是甲玛矿床最常见的金属矿物之一,其标型特征不仅反映其自身形成环境,对其形成机制和矿床成因也具有指示意义。文章选取产于不同岩性中的磁黄铁矿矿石样品,利用矿相学、X射线衍射和电子探针分析等手段对磁黄铁矿的形态、成分和结构进行了分析研究。研究表明,甲玛矿床的磁黄铁矿主要分布在距离岩体中心较远的矿区远端矽卡岩和角岩中。磁黄铁矿的晶胞参数和粉晶X射线衍射曲线显示矽卡岩中的磁黄铁矿主要为高温六方磁黄铁矿,角岩中的磁黄铁矿为高温六方磁黄铁矿和低温单斜磁黄铁矿的交生体,但主要以低温单斜磁黄铁矿为主。通过对矽卡岩和角岩中的磁黄铁矿进行电子探针测试,结果显示:矽卡岩中的磁黄铁矿中w(Fe)为60.09%~60.71%,平均为60.38%,w(S)为38.18%~38.69%,平均38.35%,化学分子式为Fe_8S_9~Fe_(10)S_(11);角岩中的磁黄铁矿中w(Fe)为59.05%~59.57%,平均为59.10%,w(S)为39.28%~39.95%,平均39.59%,化学分子式为Fe_5S_6~Fe_7S_8。根据以上矿物学特征,笔者进一步探讨了该矿床磁黄铁矿的沉淀机制:炽热的岩浆热液上涌,与碳酸盐岩地层和碎屑岩地层接触发生相互作用,并有大气水的加入,使得成矿流体在角岩中先快速降温,形成高温六方磁黄铁矿和低温单斜磁黄铁矿的交生体。同时,大量的含矿热液形成,并充填于有利的成矿空间(主要为层间破碎带)沉淀成矿,形成矽卡岩矿体,然后流体在矽卡岩矿段中经历缓慢降温,形成高温六方磁黄铁矿。结合矿床地质特征和相关元素地球化学特征,认为甲玛矿床类型为斑岩-矽卡岩型。

西藏甲玛矿床则古朗北矿段花岗斑岩U-Pb年龄及地球化学特征

则古朗北位于甲玛矿区东北部,是甲玛矿区新发现的与Ⅱ号复式岩体有关的重要矿段。地质调查和钻孔编录揭示Ⅱ号复式岩体包含多种岩石类型,如花岗斑岩、花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩以及石英闪长玢岩等,发育厚大的铜钼矿体。为查明Ⅱ号复式岩体的成岩时代和岩石成因,本文对其中的花岗斑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和主、微量地球化学分析。结果显示:花岗斑岩锆石U-Pb年龄为15.7±0.3 Ma(n=22,MSWD=3.3),与主矿段含矿斑岩侵位时代一致。同时,花岗斑岩具有高硅、高钾、富铝的特征,明显富集轻稀土和大离子亲石元素,Eu异常不明显,有弱负Ce异常,分异指数较高,是后碰撞环境下壳源砂质沉积岩受热部分熔融的产物。此外,作为最新发现的矿段,地表的大面积"火烧皮"、深部厚大斑岩型矿体以及角岩型矿体的揭露,均暗示Ⅱ号复式岩体具有独立形成大型-超大型规模矿床的潜力,应该作为后续勘查评价的重要靶区。

西藏甲玛超大型斑岩成矿系统找矿方向

甲玛矿床位于西藏冈底斯成矿带,其勘查和研究程度均较高,矿体由斑岩型矿体、矽卡岩型矿体、角岩型矿体及外围独立金矿体组成,具有多元矿体结构,其成矿元素为Cu、Mo、Pb、Zn、Au和Ag,呈现多金属成矿作用特征。矿区深部及外围的勘查找矿方向一直是地质学者们关注的热点。在斑岩成矿系统理论的指导下,近年来在甲玛矿区深部及外围取得了重大找矿突破。基于最新勘查成果,甲玛矿床共探获铜资源储量超过850×10^4t,钼资源量达91×10^4t,铅锌资源量超过150×10^4t,伴生金储量为220t,伴生银储量超过1×10^4t,达到超大型矿床规模。为进一步指导区域及外围勘查找矿工作,以甲玛矿区最新勘查成果为基础,通过对矿区钻孔的详细编录,采用地表构造蚀变填图等方法,系统解剖了甲玛矿区不同矿段的矿体地质结构,并揭示了其矿床地质特征。结合甲玛矿区新发现的主矿段深部的厚大矽卡岩矿体和外围则古朗北矿段的巨厚斑岩型矿体,分析了矿区深部及外围找矿潜力,认为甲玛矿区深部仍存在厚大矽卡岩铜钼矿体和斑岩钼矿体,应进一步加强对外围则古朗北矿段新发现的斑岩矿体、矽卡岩矿体和角岩型矿体的勘查,建立新的资源储备。此外,归纳总结有效勘查找矿方法,以期为深入探究甲玛矿床成矿作用和创建综合勘查找矿模型提供参考依据,并通过系统梳理矿区已有勘查和研究资料,总结甲玛矿床的找矿标志,为区域类似矿床的地质勘查提供重要线索,也为青藏高原斑岩成矿系统的勘查和研究工作奠定坚实基础。

西藏甲玛铜多金属矿含矿斑岩黑云母和角闪石矿物化学特征

甲玛超大型铜多金属矿床位于冈底斯成矿带东段,矿体主要包括矽卡岩型、斑岩型、角岩型和独立金矿体4种类型。矿床中酸性侵入体中广泛发育岩浆黑云母,部分岩体较发育角闪石。本文在全面开展矿区地质调查和详细的钻孔岩芯编录的基础上,对含矿二长花岗斑岩和含矿花岗闪长斑岩中的岩浆黑云母以及含矿花岗闪长斑岩中的角闪石开展了矿物学及矿物化学研究,以揭示其成岩成矿意义。研究结果表明,二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩中的岩浆黑云母为镁质黑云母,具有富镁高钛、高铝低硅、富钾贫钠的特点。与花岗闪长斑岩相比,二长花岗斑岩中的岩浆黑云母具有较低的TiO2、FeOT、MgO、MnO、Na2O、BaO含量,较高的Al2O3和SiO2含量。花岗闪长斑岩中的角闪石属于阳起石,具有高硅低铝钛、富镁钙贫钠钾等特征。黑云母和角闪石温度计计算结果显示,含矿二长花岗斑岩中黑云母结晶温度为740.1~783.8℃,平均为762.4℃;含矿花岗闪长斑岩中黑云母结晶温度为750.3~766.9℃,平均为757.2℃;含矿花岗闪长斑岩中角闪石结晶温度为654.1~698.9℃,平均为680.3℃。黑云母和角闪石矿物化学特征指示,二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩为造山带钙碱性岩系、Ⅰ型花岗岩,具有壳幔混源的特征。二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩具有较高的氧逸度(NNO以上)及水含量,有利于铜、钼等成矿物质进入成矿流体中。