西藏冈底斯成矿带驱龙铜矿Re-Os年龄及成矿学意义

驱龙铜矿位于冈底斯成矿带东部冈底斯花岗岩基内,为典型的斑岩型铜矿床。选择辉钼矿Re-Os同位素法对该矿床进行成矿年龄精确测定,6个辉钼矿Re-Os模式年龄范围为15.99～16.74 Ma,变化较小,不超过1 Ma。6个样品拟和的^(187)Re-^(187)Os等时线年龄为16.41±0.48 Ma(2σ误差,MSWD=1.5),与模式年龄一致。驱龙铜矿的成矿年龄与冈底斯带区域上已有的斑岩铜矿成矿年龄(14 Ma±)相吻合。目前的年龄数据结果显示冈底斯带斑岩铜矿的成矿时间主要集中在16～14 Ma之间,成矿时限不到2 Ma,具有爆发成矿特征。斑岩成矿发生在区域上钾质熔岩喷发和东西向伸展活动时期。含矿斑岩特点及其与钾质熔岩和南北向张性构造系统的时空依附关系,说明冈底斯带斑岩成矿受西藏碰撞造山带演化过程中深部构造岩浆活动的制约。冈底斯斑岩型矿床的爆发成矿具有深层次的动力学背景。

西藏驱龙超大型斑岩铜矿床：地质、蚀变与成矿

驱龙超大型矿床是一个产于后碰撞伸展环境下、与大洋俯冲无关的新型斑岩铜矿。文章通过对驱龙铜矿床地质、蚀变与矿化的详细研究,建立了驱龙中新世岩浆演化序列,初步查明了岩浆浅成侵位的构造控制要素,厘定了主要的围岩蚀变类型及空间展布规律,查明了引起各期蚀变事件的地质记录及矿化的空间分布规律,并探讨了成矿物质沉淀的机制,初步建立了该矿床的成矿模型。研究表明,驱龙铜矿中新世斑岩是闪长质深部岩浆房不断演化的产物,花岗闪长岩中新发现的、结晶时间为22.2Ma左右的闪长质包体可近似代表深部岩浆房组分,依次产出的花岗闪长岩、呈岩株或岩枝产出的P斑岩、X斑岩及最晚期的闪长玢岩(15.7±0.2)Ma,均为深部岩浆房连续演化的产物,岩浆持续6Ma左右。岩浆演化过程中角闪石、斜长石不断的结晶分异,导致了岩石常量元素、稀土元素及微量元素组成的规律性变化,斑岩埃达克质的特征也因岩浆演化过程中角闪石等矿物的不断结晶分异而引起。X斑岩中锆石的Hf同位素特征表明,岩石可能形成于新生下地壳的部分熔融。大面积产出的花岗闪长岩为驱龙铜矿最主要的含矿围岩,容纳了驱龙矿床70%以上的矿体,主要由斜长石、钾长石和石英组成,具花岗结构-似斑状结构,近EW向产出,其浅成就位可能受背斜控制,其后的各期斑岩均沿该侵位中心上侵,而冈底斯地壳中新世的快速抬升与剥蚀是导致含矿斑岩浅成侵位的根本原因;矿区内的SN向裂隙带既不控岩,也不控矿。浅成侵位的斑岩及深部岩浆房均发生了流体出溶。发生了大量流体出溶的深部岩浆房,是矿区早期蚀变流体的主要来源,显微晶洞构造及单向固结结构(UST)是流体出溶的地质记录。蚀变主要有3种类型,分别为早期的钾硅酸盐化、青磐岩化以及晚期的长石分解。钾硅酸盐化可分为2个阶段,即蚀变矿物以次生钾长石为主的早期钾硅酸盐化和以次生黑云母为主的晚期钾硅酸盐化。青磐岩化因产出的岩石类型不同,蚀变矿物组合具有明显差异性:产于叶巴组地层中的青磐岩化相对较强,蚀变矿物以绿帘石为主;产于花岗闪长岩中的青磐岩化相对较弱,蚀变矿物以绿泥石为主。晚期长石分解蚀变以破坏长石类矿物为特征,蚀变矿物主要为绢云母-绿泥石-粘土等。石英和硬石膏贯穿于上述各种蚀变中。空间上,钾硅酸盐化位于斑岩体及其周围地区,青磐岩化位于钾硅酸岩化外侧。后期形成的长石分解蚀变强烈叠加了早期钾硅酸盐化,介于钾硅酸盐化带与青磐岩化带之间。与早期钾长石化有关的脉体主要为不规则石英-钾长石脉,与晚期黑云母化有关的脉体主要为不规则至板状的石英-硬石膏脉、黑云母脉,与青磐岩化有关的脉体主要为板状的绿帘石-石英脉,与晚期长石分解蚀变有关的脉体主要为板状黄铜矿-黄铁矿脉及黄铁矿脉;在早期钾硅酸盐蚀变与晚期长石分解蚀变转换阶段,发育一组板状的石英-硫化物脉。早期不规则的脉体形成于斑岩结晶早期、矿区裂隙小规模发育阶段;晚期的板状脉体形成于斑岩弱固结或固结之后、矿区大规模连通裂隙发育阶段。驱龙矿区的铜矿化分布较为均一,主体产于花岗闪长岩中,其中,铜矿化主体形成于黑云母化蚀变阶段,转变阶段及长石分解阶段也有大量铜的形成;钼主要形成于转换阶段,长石分解蚀变阶段也有产出。黑云母化阶段,铜的沉淀与角闪石黑云母化、斜长石钾长石化过程中Ca2+的大量释放有关;转换阶段,铜钼矿化可能与压力和(或)温度骤降有关;晚期铜矿化与长石矿化蚀变阶段,斜长石绿泥石化、黑云母绿帘石化过程中Ca2+及Fe2+的释放有关。

西藏驱龙巨型斑岩Cu-Mo矿床的富S、高氧化性含矿岩浆——来自岩浆成因硬石膏的证据

西藏冈底斯成矿带上的驱龙巨型斑岩Cu-Mo矿床以发育大量的硬石膏为特征。详细的岩相学研究发现:驱龙矿床不仅发育热液脉状的硬石膏,含矿斑岩中还产出岩浆成因硬石膏,这在国内系首次报道。观察表明,在岩浆演化早期的花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩中,岩浆硬石膏以矿物包体的形式产于斜长石、石英中;在主成矿期的二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩中,岩浆硬石膏以矿物包体产于斜长石斑晶中,局部以斑晶形式产出,并伴有富S的磷灰石(SO3含量为0.11%～0.44%)、磁铁矿发育。后期热液活动也形成了大量的硬石膏±石英+硫化物脉,是矿区主要的矿化类型之一。电子探针分析结果显示,后期的热液硬石膏与岩浆硬石膏相比,在微量成分上明显富集Sr(分别为0.24%和0.03%),可能是由于在岩浆-热液演化过程中,Sr的不相容性或者/以及粘土化蚀变造成的。岩浆硬石膏以及与之共生的富S磷灰石的出现,明确指示驱龙矿床成矿岩浆具有富S、高氧逸度的特征;同时也为研究S在斑岩型矿床岩浆演化过程中的状态、行为,提供了很好的研究对象。

西藏冈底斯斑岩铜矿带成矿流体的扫描电镜(能谱)约束——以驱龙和厅宫矿床为例

文章通过对碰撞造山型斑岩铜矿床———冈底斯斑岩铜矿带中的2个典型矿床(驱龙和厅宫)早期钾化石英脉中多相包裹体的扫描电镜/能谱研究,有效地弥补了以往研究中遗漏的成矿流体中有用组分信息,对成矿流体性质及成矿过程有了更为清晰的认识。扫描电镜/能谱研究表明,驱龙、厅宫矿床中多相包裹体中的子矿物,除常见的石盐及钾盐外,还含有重晶石、方解石、黄铜矿、钛铁矿及其他以Fe、Cu_Fe为主要元素的未知矿物。这些结果表明,成矿流体为富含Cu、Fe、Ti、Mn、S等成矿元素的高氧化态岩浆热液;黄铜矿、钛铁矿、重晶石等子矿物与石盐、钾盐子矿物共同产出,暗示直接从斑岩岩浆中出溶的高盐度流体是成矿物质组分搬运的主要载体。

西藏驱龙斑岩铜矿含矿斑岩的年代学与地球化学

驱龙斑岩铜(钼)矿是冈底斯斑岩成矿带上的重要矿床之一,由于其被发现较晚、海拔高、工作条件差,总体研究程度较低。本文通过野外工作和对岩心样品分析,在岩石学和地球化学研究基础上,采用离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb方法和辉钼矿Re-Os方法研究了驱龙矿区的成矿和成岩年龄。选择两种方法测定了驱龙斑岩铜矿黑云母花岗闪长岩成岩与成矿年龄,其中两个样品的SHRIMP锆石U-Pb谐和年龄分别为16．35±0．40Ma和16．38±0．46Ma;4个样品中辉钼矿的Re-Os模式年龄为15．82～16．85Ma。获得的结果与已有定年结果一致。综合分析表明,驱龙矿床的成岩与成矿作用是一个连续的岩浆作用过程,整个冈底斯斑岩成矿带成矿时间介于12～17Ma,成矿时间持续大约5Ma。

西藏驱龙超大型斑岩铜矿的成因:流体包裹体及H-O同位素证据

与多数产于岩浆弧环境中的斑岩铜矿不同,西藏冈底斯带斑岩铜矿形成于碰撞造山环境,查明其形成过程有助于理解非岩浆弧环境中斑岩铜矿床的成因。为此,选择冈底斯带最大的斑岩铜矿——驱龙斑岩铜矿进行解剖,通过对矿床岩浆-热液过程形成的各类脉体详细的流体包裹体研究,以及不同蚀变阶段蚀变矿物的H-O同位素研究发现:引起矿床早期蚀变(钾硅酸盐化)与矿化的流体并非通常认为的高盐度岩浆热液,而是直接从岩浆房出溶的中等盐度(约9%NaCl)、近临界密度的高温(550～650℃)气相;气相近临界密度的特征表明,早期蚀变与矿化形成于较高的压力(105±15～90±20MPa)条件下,用静岩压力估算,对应的古深度在4.2±0.6～3.6±0.8km之间,成矿后(约16Ma)矿区发生了至少3～3.5km的剥蚀;与高盐度流体相比,中等盐度气相与熔体密度差较大,很难在斑岩体顶部聚集并集中释放,而连续释放则直接导致矿床含矿斑岩体与Cu、Mo矿体时空关系的解耦,并造就了矿床早期蚀变范围大、但强度弱,矿化范围大、但品位低的矿床地质特征;成矿物质的沉淀并非温度降低的结果,而是因压力降低及气相中S大量减少所致。总之,驱龙斑岩铜矿是一类成矿与低密度气相有关的斑岩铜矿类型,其蚀变-矿化特征及成矿过程与高盐度流体引发的斑岩矿床类型有所不同,意识到斑岩矿床蚀变及矿化特征与矿床成因的密切关系,对矿床勘查将具有重要的现实意义。

冈底斯驱龙斑岩铜-钼矿区外围矽卡岩型铜矿的分布、特征及深部找矿意义

世界范围内,巨型斑岩型矿床外围通常发育有同时代且具有成因联系的矽卡岩-脉状金属矿床;二者往往互为找矿标志,共同组成斑岩成矿系统。形成于印度-欧亚大陆后碰撞背景,与中新世adakitic质侵入岩有关的冈底斯斑岩Cu-Mo矿床成矿带已成我国重要的矿产基地。位于冈底斯中段的驱龙巨型斑岩Cu-Mo矿床(>1000MtCu)是我国目前最大的铜矿床,在其外围南部及东南部,分布着知不拉、朗姆家果两个矽卡岩型Cu矿;矽卡岩及矿体走向近东西,向北陡倾,矿体深部向驱龙斑岩矿床延伸。成矿时代上,知不拉与驱龙完全一致;同时知不拉与朗姆家果具有极其相似的矿床地质特征、矽卡岩矿物组成和矿化类型,硫化物组合均为黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿和辉铜矿;矽卡岩中的石榴石主要是具有韵律生长环带的钙铁榴石(Ca3Fe2Si3O12)为主,少量的钙铝榴石(Ca3Al2Si3O12);从矽卡岩的产状推断二者可能相连成一体。最新的钻探揭示在朗姆家果矽卡岩矿床的深部出现驱龙斑岩矿床中的花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩,表明它们是同一期岩浆-成矿作用的产物。在冈底斯带上斑岩型矿床外围有利区域寻找矽卡岩型矿床将极大的拓展找矿思路和空间。

西藏冈底斯厅宫铜矿侵入岩成因:LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学及Sr—Nd—Pb同位素证据

西藏厅宫斑岩铜钼矿床是冈底斯成矿带上最早开发的斑岩铜矿之一,矿区大面积分布的黑云母花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩均为容矿岩体,因此详细开展这几套岩体的评价工作,对于今后的找矿勘探工作具有重要的指导意义。本文通过分析上述三类岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,全岩主微量、稀土元素,Rb-Sr、Sm-Nd、Pb同位素,结果显示三类岩体锆石结晶年龄分别为50.32 Ma、48.34 Ma、49.41 Ma,早于成矿事件,与成矿事件无关。三类岩体均属高钾钙碱性,弱过铝质I型花岗岩,稀土元素呈轻稀土富集的右倾V型模式图,重稀土分馏不明显,明显负δEu,δEu随SiO2含量的升高而降低,推测与岩浆结晶分异的程度有关,微量元素均明显亏损高场强元素Ba、Nb、Sr、Ti,富大离子亲石元素Th、U、K、Cs、Rb。Pb同位素结果表明初始n（^206Pb）/n（^204Pb）、n（^207Pb）/n（^204Pb）、n（^208Pb）/n（^204Pb）计算值较为分散,分别为18.414～18.5137、15.616～15.7039、38.6394～39.0029,放射成因Pb含量较高。初始n（^87Sr）/n（^86Sr）同位素较为均一,主要介于0.70320～0.70477之间。初始n（^143Nd）/n（^144Nd）同位素介于0.51260～0.51265之间,计算得出的εNd（t）为0.51～1.44,均大于0。上述分析结果表明,厅宫矿区大面积分布的容矿始新世岩体并非为成矿岩体,上述岩体具有同源复式侵入特征,岩浆起源与特提斯洋发生的板片前端的拖拽作用造成板片的回旋、断离有关,岩浆起源于新生下地壳/地幔,并在岩浆侵位过程中经历过AFC过程。

西藏崩错似斑状正长花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

崩错似斑状正长花岗岩构造上处于北冈底斯东段,岩体侵位的最新地层为中—晚侏罗世拉贡塘组。其中似斑状正长花岗岩的LA-ICP-MS锆石^(206)Pb/^(238)U年龄为116.7±1.2 Ma,时代为早白垩世中期。岩石具高SiO_2、富Al_2O_3和K_2O,贫TiO_2、MgO、CaO特征,A/CNK=0.94～1.91(平均1.16),属于高钾钙碱性—钾玄岩系列过铝质岩石。(La/Yb)_N为1.22～9.62,δEu=0.04～0.38,球粒陨石标准化稀土元素分布型式为轻稀土轻度富集的U亏损型。大离子亲石元素及高场强元素Rb、K、Th、Ta、Ce相对富集,Nb相对亏损,Ba、Sr、P、Ti强烈亏损,显示具同碰撞型花岗岩特征,成岩岩浆源自地壳。结合最新资料及本文研究成果,初步认为崩错地区似斑状正长花岗岩可能形成于冈底斯带与羌塘地块陆—陆碰撞构造背景,是碰撞过程中下地壳增厚并部分发生熔融的产物,同时也表明班公湖—怒江新特提斯洋俯冲结束的时间应早于116 Ma。结合本区域年龄成果,在崩错地区班公湖—怒江新特提斯洋俯冲结束,并开始发生冈底斯带与羌塘地块陆—陆碰撞的时间为120 Ma左右。

西藏知不拉和浪母家果矽卡岩铜矿地质特征及驱龙-知不拉-浪母家果成矿系统的确定

西藏驱龙巨型斑岩铜钼矿床周围产出有知不拉与浪母家果矽卡岩铜矿。通过揭示知不拉和浪母家果的地质特征、成矿侵入体的地球化学特征和硫同位素特征,结合前人的年代学资料,确立两者与驱龙斑岩铜矿共同构成斑岩-矽卡岩成矿系统。结果显示知不拉与浪母家果矽卡岩矿床中的侵入岩地球化学特征与驱龙矿区的侵入岩地球化学特征相似,属于准铝质、钙碱性-高钾钙碱性岩石;稀土元素表现为强烈的LREE和HREE的分异,除知不拉的细晶岩有很强的Eu负异常,其他具有很弱的Eu负异常;明显富集大离子亲石元素(LILE)和高场强元素(HFSE),K、Pb的正异常,Ta、Nb、Ti的负异常。知不拉硫化物硫同位素与驱龙斑岩铜钼矿的硫同位素相比有明显的差异,这样的差异可能是由于成矿热液氧逸度的变化和晚期高δ34S值的天水加入造成的。研究确立驱龙-知不拉-浪母家果斑岩-矽卡岩成矿系统,主要基于:时代相近,空间毗邻;驱龙斑岩铜矿花岗闪长岩接触带发育有明显矽卡岩矿化;与矿化有关的侵入岩地球化学特征相似性;成矿物质演化趋势相似;矽卡岩连续演化的物理化学条件。而钙质围岩、多期次侵位且侵位较浅的岩浆与区域内构造活动及矿区内断裂、裂隙发育,共同决定了斑岩-矽卡岩系统的产出。

西藏冈底斯东段驱龙—甲马地区构造—岩浆演化与成矿

通过年代学的研究,在西藏冈底斯东段驱龙—甲马地区叶巴组火山岩、底日玛矿区的闪长岩、丢嘎地区的花岗岩、象背山矿区和驱龙矿区的含矿花岗斑岩中,获得的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为154.8±6.8Ma、52.39±0.95Ma、50.8±1.2Ma、14.35±0.49Ma和15.48±0.42Ma。结合岩石地球化学特征,详细总结该区域的构造—岩浆演化与成矿为:1在新特提斯洋向北俯冲的作用下,形成了叶巴组火山岩,在这个阶段形成了与早—中侏罗世岛弧型中酸性火山岩—浅成岩建造有关的铜、金、银、铅锌矿床成矿亚系列;2在印度—亚洲大陆主碰撞阶段形成了林子宗组火山岩和大量发育的侵入岩,在这个阶段形成了与古新世—始新世中酸性火山—中浅成岩浆建造有关的铅锌、银、钼、钨、铁矿床成矿亚系列;3在后碰撞伸展的体制下,侵入了大量含矿斑岩体,这个阶段主要形成与中新世中酸性浅成岩浆建造有关的铜、钼、铅锌、钨、金、银矿床成矿亚系列,这是研究区主要的成矿类型。最后认为是印度—亚洲大陆碰撞导致了大规模斑岩成矿作用。