色彩风景油画:西藏冈底斯银多金属矿化带的基本特征与成矿远景分析

西藏冈底斯银多金属矿化带的基本特征与成矿远景分析  

2011-07-07 20:21:38|  分类： 地质矿产论坛 |  标签： |字号大中小 订阅

西藏冈底斯银多金属矿化带的基本特征与成矿远景分析

图2  冈底斯带旁多逆冲系构造式样( 据叶培盛, 2004)

1 始新统; 2上白垩统; 3 上三叠统; 4 上二叠统; 5 二叠系与石炭系( 未分) ;

6 石炭系; 7 砂泥质板岩; 8含粉砂泥质板岩;9 板岩; 10 灰岩; 11 火山岩;

12 地层不整合界线; 13逆冲断层; 14 推测逆冲断层

旁多逆冲系的活动时代, 目前尚无测年数据, 然而, 根据地质特征和切割关系可做出初步限定。该逆冲推覆构造带卷入并切割了石炭系--白垩系和古近纪地质体, 其中, 逆冲推覆将石炭系--三叠系叠覆于上白垩统设兴组及始新统( 43~ 34 Ma) ( 莫宣学等, 2003; 中国地质调查局, 2004) 帕纳组火山岩系之上。同时, 逆冲断层切割了年龄为52 Ma 的黑云母二长花岗岩和52~ 49 Ma 的羊八井花岗岩, 由此可将旁多逆冲系活动时代的下限定为34 Ma 左右( 叶培盛, 2004) 。向西延伸的旁多逆冲系, 被念青唐古拉山脉和当雄--羊八井裂谷切割截断, 表现为被念青唐古拉花岗岩冲断。刘琦胜等( 2003) 研究表明,念青唐古拉山脉的主体为中新世花岗岩基, 其锆石SHRIMP 年龄为18-3~ 11-1 Ma; 以当雄--羊八井裂谷发育为代表的近EW 向伸展和NS 向正断层, 其形成时限被限定为18~ 14 Ma( Blinsiuk et al, 2001;Williams et al. , 2001) 。由这些资料推定, 旁多逆冲系活动时代的上限< 18 Ma。此外, 沿旁多逆冲推覆构造带, 出露大量小体积花岗岩, 它们严格受旁多逆冲系的控制。区域调查和有限的测年资料显示, 这些岩浆的侵位活动时限为30~ 24 Ma , 与雅鲁藏布江缝合带北缘的冈底斯逆冲断裂活动的时限一致。

在念青唐古拉以西到措勤一带, 同样发育一条与旁多逆冲系性质类似的冲断系统--措勤逆冲系。其研究程度低于东段逆冲系, 但就基本结构、断裂特征和构造式样而言, 两者具有较广泛的可比性。措勤逆冲构造带总体呈近EW 向展布, 西自措勤以西, 经扎日南木错南、措麦, 向东交于羊八井NE 向裂谷而与旁多逆冲系相接, 东西长逾650 km。措勤逆冲构造带南北边界断裂的主断面总体倾向N, 北侧断裂为一条区域性大断裂, 倾角较大( 60 ~ 75) ,南侧断裂的倾角略小( 40~ 60&) 。处于逆冲构造带内部的断裂倾向有较大变化: 在措勤一带, 断面总体倾向南, 倾角30~ 40, 在东部江章--接弄一带, 主断面多倾向南, 倾角变大( 45~ 75) , 局部断面向北陡倾( 倾角60~ 74) 。断裂带内以发育碎裂岩、硅化岩和构造岩为特征, 局部发育糜棱岩。措勤逆冲构造带表现为多期活动的脆韧性构造带: 早期为由北向南逆冲, 中期呈现斜冲?韧性剪切性质, 晚期具有左行走滑特征。措勤逆冲系的活动时限目前尚未很好限定。有限的年龄数据显示, 该逆冲系西段断裂构造的斜冲--韧性剪切活动时间为45 Ma, 晚期走滑时间为10--4 Ma( 石英ESR 测年) 。同时, 该逆冲系所切割的最新地层的时代为中新世, 并且, 沿逆冲带有中新世花岗岩体侵位。上述年龄及地质现象表明, 措勤逆冲系具有多期活动的特点, 且活动时限较长, 与旁多逆冲系略有不同。

3  矿化带特征

冈底斯银多金属矿化带位于冈底斯花岗岩基的北侧, 在空间上严格受近EW 向展布的措勤--旁多逆冲带控制。以NE 向展布的念青唐古拉为界, 矿化分为东、西两段。东段西起羊八井, 东抵墨竹工卡以东, 长大于150 km, 宽约30 km, 以Cu-Pb-Zn 矿化为主。目前, 东段内已发现Cu-Pb-Zn 多金属矿床和矿( 化) 点10 余处( 图1) 。西段东起南木林, 西至昂仁许如措以西, 长逾200 km, 总体宽约50 km, 以Ag-Pb 矿化为主。目前已有资料显示, 西段内已发现Ag-Pb 多金属矿床( 点) 8 处。无论是东段的Cu-Pb-Zn 矿床, 还是西段的Ag-Pb 多金属矿床, 多位于EW 向逆冲构造与近NS 向张性断裂的交汇处。矿体的产出与展布也受这2 组构造的控制, 矿体多赋存在这2 组构造内或其次级构造中。

表1（略）初步总结了冈底斯银多金属矿化带内主要矿床( 点) 的矿化特征。由表1 可见, 带内矿床以矽卡岩型和热液脉型矿化为主, 矿床普遍含Ag, 但东段矿床( 点) 的Ag 含量总体上低于西段矿床( 点) 。东段矿床多有Cu 矿化且Cu 含量较高, 而在西段, Cu 矿化不发育, 目前仅在一些矿床的局部见有微弱的Cu 矿化。上述特征表明, 东、西2 段的矿化特点存在一定的差异。

4  主要矿床类型与典型矿床

冈底斯银多金属矿带内, 矿化类型主要为矽卡岩型及热液脉型。从分布上看, 东段以矽卡岩型为主, 西段则发育热液脉型矿化( 表1) 。在东段的矽卡岩型矿床中, 部分矿床显示出与斑岩型矿化有某种成因联系, 具代表性的矽卡岩型矿床首推帮浦Cu-Pb-Zn 矿床。西段的热液脉型矿化, 与岩浆活动的关系不明显, 在脉状矿床中, 切穷Ag-Pb 矿床较为典型。

帮浦矿床  位于旁多逆冲系中段尼龙多--也吾拉NWW 向逆冲断裂的北侧( 图1) 。矿区出露下二叠统洛巴堆组灰岩、砂板岩及古新统典中组凝灰岩,两者呈断层接触。二长花岗斑岩体侵入典中组中酸性凝灰岩内, 呈岩株产出( 图3a) 。斑岩体内发育细脉浸染状、浸染状Mo-Cu 矿化, 矿化呈面状分布。金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿。斑岩体外接触带发育Cu、Pb、Zn 矿化, 矿体呈脉状、透镜状、不规则状分布在近EW 向破碎带和矽卡岩内。矿体产状受接触带及构造带控制。矿石矿物组合为黄铜矿-磁黄铁矿-斑铜矿-方铅矿-闪锌矿-黄铁矿。岩体内的铜、钼矿化较弱, 铜含量一般不足0-2 % , 围岩中的矿化较强, Cu、Pb、Zn、Ag 含量( w B) 分别为0.13 %~ 0.23 % 、0.82 % ~ 60.2 %、7.66 % ~ 44.16 %、( 105~ 211) ×10^{- 6}。斑岩体内发育钾化、绢英岩化蚀变, 而斑岩体的围岩中则具矽卡岩化、硅化、大理岩化及青磐岩化蚀变。从斑岩体到含矿地层, 金属矿物组合具有从黄铜矿-辉钼矿-黄铁矿到磁黄铁矿-黄铜矿-斑铜矿-黄铁矿到方铅矿-闪锌矿-黄铜矿的分带性变化。帮浦矿床显示出斑岩--矽卡岩型复合矿化的特点。

切穷矿床  位于措勤逆冲断裂带的北侧( 图1) 。矿区南部出露古近纪林子宗群( E1-2 ) 火山岩( 图3b) , 主要岩性为流纹质凝灰岩和流纹岩。矿区北部出露中新世花岗岩体, 侵入于流纹质凝灰岩地层内。EW 向逆冲断裂从矿区中部火山岩区通过, 倾向N,倾角50~ 60&。花岗岩体内发育数条NW 向断裂, 银铅矿体即赋存其中。含矿断裂构造呈平行或斜列分布, 规模不大, 长几十至100 余米, 宽1~ 5 m, 倾向NE, 倾角55~ 65&。矿体呈脉状、透镜状产出, 其产状总体上与破碎带一致。矿石具浸染状、细脉状、角砾状、块状、条带状构造。主要金属矿物为方铅矿,局部见有黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿。以银、铅矿化为主, 有少量锌、铜矿化。金属含量( w B) 分别为Pb8..70 % ~ 60..2 % 、Zn 0..64 %~ 7..42 % 、Cu 0..2 %~ 3..18 %、Ag ( 105~ 2 197) ( 10- 6, Ag 含量普遍较高。主要蚀变为硅化、绿泥石化、方解石化、绢云母化、褐铁矿化。

图3 冈底斯银多金属矿化带帮浦矿床( a) 和切穷矿床( b) 地质略图

1 上二叠统砂板岩; 2 上二叠统大理岩化灰岩; 3 古新纪凝灰岩; 4 古近纪流纹岩; 5 中新世二长花岗斑岩; 6 中新世花岗岩;7断裂; 8 逆冲断层; 9 Cu-Mo 矿体; 10 银多金属矿体

5  控矿要素与成矿远景分析

5. 1 . 控矿要素分析

不论是冈底斯银多金属矿化带的东段还是西段, 均严格受近EW 向展布的逆冲带的控制。多数矿床和矿点分布于逆冲推覆构造带内, 更多地受前缘缓角度逆冲断裂带的控制。这种区域构造控制主要体现为, 深部构造滑脱带和浅部逆冲断裂对不同规模流体流的迁移..汇聚及成矿流体的循环..排泄等方面的控制。

如前所述, 在逆冲推覆构造系统中, 倾向一致但倾角不同的一系列逆冲断裂在深部有变缓的趋势,显示 犁式!断裂特征, 并汇聚于拉萨地体中部统一的深部逆冲滑脱带内。这种构造式样类似于板块俯冲带。大洋钻探研究证实, 在洋壳板片俯冲过程中,从俯冲板片排挤出的流体沿俯冲带向上回流, 并在增生楔和前陆大量汇聚( ODP leg 110 Scientific Par..ty, 1987) 。Oliver ( 1992) 和Deming ( 1992) 的研究表明, 在大陆板块汇聚..碰撞过程中, 流体流从主碰撞带向前陆方向迁移..汇聚, 导致MVT 型Pb--Zn 矿床与油气田的共存发育( Johnston, 1999) , 并据此提出了大规模流体起源于造山过程, 并向前陆盆地迁移..汇聚的概念性模型。Gayer 等( 1998) 对南威尔士前陆盆地内流体流的数值模拟表明, 向前陆盆地汇聚的流体, 具有跨盆地的温度递变, 最高排泄温度可高达300 ) , 并引起含沥青煤向无烟煤的递进变质。在冈底斯带, 尽管相对向北俯冲的陆壳( 包括古生--新生界) 能否排挤出大量流体尚不能确证, 但向北缓倾的逆冲..滑脱带至少可以作为流体迁移的通道, 控制了大规模流体流的输运和集聚。按照造山带流体迁移模式，大规模流体流可能沿着向北缓倾的逆冲..滑脱带向南迁移和汇聚, 并沿合适的构造通道向上排泄。这些排泄通道可以是逆冲断裂或张性断裂, 也可以是断裂破碎带。在冈底斯, 一系列北倾的逆冲断裂, 不仅大大增大了地层的渗透率, 提高了流体的对流循环能力, 而且很可能作为流体的排泄通道, 诱导流体沿其向上运移和排泄, 并在构造虚脱空间或扩容空间聚集成矿( 图4) 。

图4  冈底斯银多金属矿化带成矿作用示意图

1 燕山期花岗岩; 2 中新世花岗斑岩; 3第三系..二叠系; 4张性构造; 5 逆冲断裂;

6 银多金属矿; 7 运动方向( 逆冲) ; 8 流体运移方向

尽管冈底斯银多金属矿化带受旁多.. 措勤逆冲带的控制, 但其中的多数矿床和矿点都位于NS 向正断层与EW 向逆冲断裂的交汇部。在冈底斯带东段, 部分矿床( 点) 偏离旁多逆冲系, 但明显受近NS向或NNW 向正断层的控制。有限的Re--Os 同位素测年资料表明, 其成矿年龄为14~ 16 Ma ( 孟祥金等, 2003) , 与斑岩铜矿的成矿年龄相当( 侯增谦等,2003b) , 也与NS 向正断层的发育时限( 13~ 18 Ma)相一致。在冈底斯带西段, 多数矿床的脉状矿体走向近NS, 或呈近NS 向延展, 部分地段的脉状矿体呈等间距产出, 受NS 向正断层控制。该带西段的夏龙银多金属矿床的热液云母K-Ar 测年资料表明, 其成矿年龄为25 Ma( 孟祥金, 未刊资料) , 与后碰撞伸展起始时间( ~ 25 Ma) 相当。由此看来, 这种构造控制反映出, EW 向逆冲断裂虽然具有输导流体的通道功能, 但向上排泄的流体主要集聚并定位于由碰撞后伸展所形成的扩容空间, 即NS 向正断层, 或由正断层与逆冲断裂交汇所产生的扩容空间内( 图4) 。

斑岩..岩浆系统和石炭纪..第三纪地层系统, 对冈底斯银多金属矿化带的成矿作用也起了重要的作用, 主要体现在2 方面, 即驱动流体循环的热源及成矿物质的贡献。在冈底斯带东段, 斑岩..岩浆系统有重要贡献。尽管大多数矿区未见斑岩体出露, 但下列3 个事实表明, 深部可能有岩体发育: ①中新世斑岩东西向断续成带, 侵位于冈底斯花岗岩基之内, 南北向串珠成列, 断续延伸达50 km, 受近NS 向正断层控制( 侯增谦等, 2003b; Hou et al. , 2004b) 。这些斑岩体从斑岩铜矿带向北断续延伸, 出现在汤巴拉和帮浦矿区。② 银多金属成矿作用主要形成矽卡岩型矿床, 矽卡岩化要求有必需的热源, 即侵入体。③在旁多逆冲系, 断续出露一些小体积花岗岩类侵入体, 尽管其年龄未很好限定, 但区域地质调查资料表明, 以中新世为主。在冈底斯带西段, 地层或沉积建造的控矿作用更为明显, 尽管矿体主要产于一些断裂带内, 但赋矿地层以二叠系为主, 少量为古近纪火山岩系。石炭系--二叠系以浅海相火山碎屑沉积为主, 被解释为弧后扩张的产物( Pierce et al. ,1988) , 其岩相特征类似于产出四川夏塞特大型银矿床的晚三叠世碎屑岩系( 刘权, 2003) 。早第三纪火山岩系以安山质为主, 英安质次之, 是大陆碰撞的典型产物。这2 套岩系被深深卷入逆冲推覆构造带中, 并被一系列逆冲断层所切割。火山--沉积建造中的金属, 如Ag 和Pb 等, 很可能被对流循环的热流体淋滤和萃取, 提供了大量成矿物质。

5. 2  成矿远景分析

冈底斯银多金属矿化带虽有长逾1 000 km 的规模, 但除民间开采外, 尚未进行过系统的矿产勘查。目前, 整个矿化带内的矿床多处于中、小型规模水平上, 此带究竟有多大的成矿远景, 亟待做出科学预测。基于以下分析, 笔者初步认为, 冈底斯银多金属矿化带有望发展成为一条规模巨大的多金属成矿带, 特别是, 其西段可望成为一条潜力巨大的Ag 矿带。

构造--岩浆控制条件  冈底斯银多金属矿化带产于拉萨地体中部的逆冲推覆构造带中, 夹持于旁多.. 措勤逆冲系之间, 位于EW 向逆冲断裂与NS 向张性断裂的交汇部位, 矿体赋存于由正断层所产生的扩容空间内。印度大陆板片向亚洲大陆下俯冲,并于65~ 55 Ma 与之强烈碰撞, 不仅导致地壳的双倍增厚, 更引起地壳的大规模缩短。据研究, 自白垩纪以来, 该高原的地壳缩短量达1800 km( Murphyet al. , 1997) 。前人研究表明, 不同地体间通过大规模逆冲推覆作用实现了块体拼贴和叠置, 如冈底斯逆冲断裂和大反向逆冲断裂活动, 导致拉萨地体向南推覆叠置于印度大陆板片之上。笔者注意到, 在诸如拉萨地体之类的地体内部, 大规模地壳缩短主要是通过逆冲..推覆致使板片重复叠置来实现的。这种逆冲作用形成了横亘冈底斯内部的长逾1000km 的巨型逆冲推覆构造带。该构造带由于受后期构造..岩浆事件的改造、破坏, 被切割成2 段或数段,但其巨型规模仍清晰可辨。在逆冲--推覆构造带中,异常发育的逆冲断裂和滑脱带势必增大构造带的渗透率, 促进流体的对流循环和迁移..汇聚。在逆冲--推覆过程中, 古生代--中生代地层卷入其中, 势必被流经其中的流体淋漓和萃取大量成矿物质。进入中新世以来的碰撞后东西向伸展作用, 在拉萨地体表现得异常明显, 除形成数条规模较大的NS 向裂谷( 如当雄--羊八井、谢通门、措勤裂谷等) 外, 还发育一系列近NS 向的正断层系统。这些正断层系统在近地表处主要表现为一系列等间距的近NS 向河谷和水系, 在冈底斯斑岩铜矿带中, 它们控制着含矿斑岩体的空间就位, 在逆冲--推覆构造带内, 它们与一系列逆冲断裂交汇, 控制着热液流体的汇聚和金属硫化物的定位。

总之, 近EW 向的逆冲--推覆构造和近NS 向的正断层系统, 不是局部地壳形变的产物, 而是伴随陆..陆碰撞和碰撞后伸展等重大地质过程而产生的构造事件, 因此, 其规模巨大, 影响至深, 为成矿作用提供了重要条件。

成矿作用类比性  前已述及, 冈底斯银多金属矿化带具有明显的分段性, 东段以矽卡岩型矿化为主, 西段以热液脉型矿化为主。东西两段的成矿作用特征可分别与西藏甲马大型铜多金属矿床和川西夏塞特大型银( 铅--锌) 矿床类比。

甲马矿床是一个典型的斑岩Cu--Mo、矽卡岩Pb--Zn 成矿系统。斑岩Cu--Mo 矿化产于斑岩岩株内部及其与围岩的接触带, 伴有典型的热液蚀变, 如钾硅酸盐化、石英--绢云母化和弱粘土化。矽卡岩Pb--Zn矿化发育于斑岩体的围岩( 二叠纪碳酸盐建造) 内,可能是因为热液顺层交代碳酸盐岩, 所以形成了层状矽卡岩及伴生的层状..透镜状Pb--Zn 富矿体。后者曾被解释为中生代海底喷流..沉积产物( 杜光树等, 1998) 。然而, 最近的Re--Os 定年表明, 甲马矿床的成矿年龄为15.7 Ma( 芮宗瑶等, 2003) , 与冈底斯斑岩铜矿带内的其他矿床无异, 也集中于区域铜矿成矿时限内( 14~ 16 Ma) ( 侯增谦等, 2003b) 。在冈底斯带的东段, 产于逆冲推覆构造带内的多金属矿床, 尽管赋存富Pb--Zn 矿体的地层层位与甲马矿床不尽相同, 但其形成机制一致, 成矿条件似乎更为优越, 因此, 有望形成大型富矿。

川西夏塞特大型Ag 矿床的发现是近年来取得的重大找矿突破。该矿床产于晚三叠世弧后环境沉积的巨厚砂板岩系内。矿床主要受NNW 向张性断裂带的控制, 矿体就位于上三叠统砂岩..粉砂岩与绢云母板岩及钙质板岩系的层间滑脱带和断裂带中,呈脉状、大脉状、似层状和透镜状( 刘权, 2003) 。沿断裂破碎带发育强烈的线性蚀变带, 从矿体至外围砂板岩系, 出现硅化..绢云母化..方解石化..绿泥石化--阳起石化的水平分带, 反映出该断裂破碎带既是热液运移通道, 又是主要容矿空间。矿床的硫、铅同位素组成表明, 受岩浆驱动的热液流体沿着区域性张性断裂向低压、低温方向大规模迁移, 并从相对富银的上三叠统砂板岩系中淋滤Ag、Pb、Zn 等成矿物质, 在构造扩容空间卸载成矿。冈底斯带西段的Ag--Pb 矿化, 不论在提供成矿物质的沉积建造和形成背景方面, 还是在控矿构造和成矿方式方面, 均可与夏塞银矿床对比, 反映出冈底斯带西段具有形成大型Ag 矿的成矿远景。

矿化带综合异常1.50 万和局部1.20 万化探资料显示, 在冈底斯斑岩铜矿带范围内, 除已发现的斑岩型矿床和矿点外, 还发育众多的套合好、浓度中心明显、未被检查的Ag 、Zn、Pb 等地球化学异常。经遥感解译和TM 图像处理后发现, 该带内尚有众多与化探异常耦合的交汇构造及热液蚀变晕信息, 其中多数在空间上处于EW 向逆冲断裂带与NS 向裂谷或断裂带的交汇点或交汇区附近, 其空间位置及综合示矿信息与已知矿床或矿点相当, 也反映出该矿化带具有较好的成矿信息显示和很大的找矿前景。