西藏甲瑪銅多金屬礦有用元素空間分布特征及地質(zhì)意義

郭衍游 王 煥 暢哲生 唐曉倩 丁 帥

（1.淮海工學(xué)院，江蘇 連云港222005；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所，北京100037；3.西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，拉薩850000；4.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都610059）

西藏甲瑪銅多金屬礦是位于岡底斯成礦帶的重要礦床，根據(jù)2008～2009年的勘查成果，銅、鉬、鉛、鋅、伴生金、伴生銀均達(dá)到大型以上規(guī)模［1，2］。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，有多種類型巖漿巖出露。與常見(jiàn)巖漿巖型礦床不同的是，甲瑪?shù)V床主礦體產(chǎn)于夕卡巖－角巖系統(tǒng)中，而不是直接產(chǎn)于巖體內(nèi)或其蝕變帶內(nèi)［1］。甲瑪?shù)V床在斑巖－夕卡巖成礦過(guò)程中，形成了復(fù)雜的有用元素組合及分布特征［3－5］，揭示其分布特征對(duì)進(jìn)一步研究礦床成因、外圍找礦以及礦山開(kāi)采都有重要意義。鄭文寶等人對(duì)礦區(qū)有用元素的平面分布進(jìn)行了詳細(xì)研究，指出有用元素的平面分帶由SW →NE表現(xiàn)為：Pb＋Zn（Au＋Ag）→Pb＋Zn（Cu＋Au＋Ag）→Cu（Mo＋Au＋ Ag）→ Cu＋Mo（Au＋Ag）→ Mo，從地表到深部，礦化呈現(xiàn)由鉛鋅礦化向銅鉬礦化、鉬礦化變化的規(guī)律［6］。但是，在三維空間中有用元素的分布是否具有類似的規(guī)律，目前還沒(méi)有詳細(xì)研究。本文通過(guò)鉆探取樣數(shù)據(jù)，研究了 Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn共6種有用元素在不同海拔高度上的分布規(guī)律。

1 礦體地質(zhì)特征

甲瑪銅多金屬礦區(qū)的大地構(gòu)造位置處于特提斯構(gòu)造域?qū)姿梗钋嗵乒爬迤心喜浚?］。礦區(qū)出露地層主要為下白堊統(tǒng)林布宗組（K1l）砂板巖、角巖（礦體頂板）以及上侏羅統(tǒng)多底溝組（J3d）灰?guī)r、大理巖（礦體底板），第四系僅在牛馬塘地區(qū)有少量出露。礦區(qū)巖漿巖主要呈脈巖產(chǎn)出，巖石類型包括花崗斑巖、黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、閃長(zhǎng)玢巖、閃長(zhǎng)巖、閃斜煌斑巖、角閃輝綠（玢）巖、石英輝長(zhǎng)巖等（圖1），其中偏中性斑巖含礦性較好［8］。

甲瑪?shù)V區(qū)礦體分為斑巖型銅鉬礦體、夕卡巖型銅多金屬礦體以及角巖型銅鉬礦體，構(gòu)成斑巖型－夕卡巖型－角巖型礦床。主礦體為夕卡巖型，呈層狀、厚板狀產(chǎn)于林布宗組砂板巖、角巖與多底溝組灰?guī)r、大理巖間的層間擴(kuò)容構(gòu)造帶內(nèi)，走向約300°，沿走向延伸約2.8km；傾向30°，沿傾向延伸超過(guò)2.2km。小礦體受礦區(qū)滑覆構(gòu)造控制，呈透鏡狀產(chǎn)于滑覆體內(nèi)部，規(guī)模較小。角巖型礦體多呈厚板狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)于夕卡巖型礦體上部林布宗組角巖中。斑巖型礦體主要呈細(xì)脈－浸染狀產(chǎn)于斑巖脈中，規(guī)模較小。

2 樣品采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理

圖1 甲瑪?shù)V區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological chart of the Jiama ore field

本次研究采用的原始數(shù)據(jù)為21 911個(gè)化學(xué)樣品分析數(shù)據(jù)，樣品采集于甲瑪主礦體的173個(gè)鉆孔和10個(gè)探槽。由于樣品特高品位不能真實(shí)地反映礦體的統(tǒng)計(jì)特性，首先采用頻率曲線法對(duì)特高品位進(jìn)行了替代處理。為了反映有用元素沿礦體頂部、中部、底部的分布情況，需要改變樣品點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)，建立相對(duì)礦化體的新坐標(biāo)系統(tǒng)。甲瑪主礦體為似層狀，傾向約30°，傾角約10°；因此，將所有樣品點(diǎn)繞坐標(biāo)為（北坐標(biāo)：3280000，東坐標(biāo)：16370000）的點(diǎn)沿水平面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°，再繞坐標(biāo)為（北坐標(biāo)：3291250，海拔高度：4.6 km）的點(diǎn)沿鉛直面向上旋轉(zhuǎn)10°，得到新坐標(biāo)系統(tǒng)里的坐標(biāo)。然后將樣品點(diǎn)按新的坐標(biāo)分為不同的高度范圍（表2），分別畫出不同高度范圍內(nèi)有用元素的平面等值線圖。

表1 海拔高度劃分及樣品數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)Number of samples and the range of altitude

3 元素分布特征及地質(zhì)意義

在垂向不同高度上，Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn這6種有用元素的平面等值線見(jiàn)圖2。

Au、Ag、Cu元素含量高值范圍基本吻合，礦體底部的含量高值出現(xiàn)于36線中部ZK3608；隨著高度增加，高值范圍以ZK3608為中心逐漸向外擴(kuò)散。ZK3608底部為含黃銅礦石榴子石夕卡巖，上覆花崗閃長(zhǎng)斑巖和角巖，巖體的出現(xiàn)表明成礦與巖漿活動(dòng)具有緊密聯(lián)系。以海拔高度4.5 km為界，表現(xiàn)出不同的分布特征。4.5km以下呈較明顯的環(huán)形擴(kuò)散；4.5km以上高值主要分布于礦體北西和南東的邊緣區(qū)域，呈較明顯的線形擴(kuò)散。

Mo元素在礦體底部主要富集于16線北部ZK1616和20線中部ZK2010附近，出現(xiàn)2個(gè)富集中心。ZK1616底部為Cu－Mo礦化夕卡巖，其上為Mo礦化硅化角巖，礦化體上覆花崗斑巖和角巖。ZK2010底部為鉬礦化石英正長(zhǎng)斑巖，其上為Cu－Mo礦化夕卡巖，礦化體上覆花崗閃長(zhǎng)斑巖和角巖。與Cu的高值中心ZK1616類似，都有斑巖出現(xiàn)，表明Cu、Mo礦化與巖漿活動(dòng)具有緊密聯(lián)系。隨著高度增加，Mo的分布范圍較Cu更大，表明其遷移能力較強(qiáng)的特點(diǎn)；但是大體上仍表現(xiàn)出以16線、20線附近為中心向外擴(kuò)散的特征。

圖2 甲瑪6種有用元素不同高度范圍等值線圖Fig.2 Contours of the six useful elements at different altitudes in Jiama

Pb、Zn是2種緊密共生的元素，分布規(guī)律非常一致；但是表現(xiàn)出與其他4種元素完全相異的特征。Pb、Zn分布范圍小，主要分布于礦體東南側(cè)的鉛山，且高值分布于海拔高度＞4.5km區(qū)域，表現(xiàn)出淺成低溫成礦特點(diǎn)。

在海拔高度＜4.5km范圍，Au、Ag、Cu、Mo這4種元素呈環(huán)形分布。在海拔高度＞4.5km范圍內(nèi)；Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn這6種元素高值則呈近似帶狀分布，帶狀主軸方向?yàn)榻麼W向。甲瑪?shù)V區(qū)內(nèi)，北東和北西向線性構(gòu)造規(guī)模大、數(shù)量多，是重要的控礦構(gòu)造［1］。從遙感影像上看，礦區(qū)也是以NWW向斷裂為主［9］。這表明礦體深部成礦受環(huán)形構(gòu)造控制，在礦體中上部成礦受線性構(gòu)造控制。

總體上，甲瑪主礦體底部海拔高度為4.2km附近存在一個(gè)含礦中心，該中心以富含Cu、Au、Ag為特點(diǎn)；隨著高度增加，主礦體中上部有用元素富集范圍圍繞該含礦中心向周圍擴(kuò)散，很好地體現(xiàn)了深部巖漿熱液作用導(dǎo)致的元素三維分帶特征。據(jù)此可以推測(cè)，在36線底部存在一個(gè)深部流體中心，受推覆構(gòu)造作用，其位置可能在其底部的偏北方向，流體來(lái)源與巖漿活動(dòng)有關(guān)。

4 討論

礦體中有用元素的空間分布受元素地球化學(xué)特性、成礦作用過(guò)程及控礦構(gòu)造等因素的影響。

Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn這6種元素中，Cu、Pb、Zn、Au、Ag均為親銅元素，容易形成于同一礦床之中。在巖漿熱液礦床中，Pb和Zn的富集偏向于較低溫度條件，常形成于礦床淺部；Cu則趨向富集于礦床深處、中心［10］；Au、Ag與Cu的地球化學(xué)性質(zhì)接近，也富集于礦床深處、中心。甲瑪?shù)V床形成與巖漿熱液活動(dòng)密切相關(guān)，其元素空間分布特征很好地體現(xiàn)了這種地球化學(xué)性質(zhì)。甲瑪?shù)V床中鉬的分布明顯與上述元素不同，通常分布在Cu的外圍，其高值分布范圍較Cu的范圍大，其原因與鉬的地球化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。鉬是鎢鉬族元素，在熱液作用過(guò)程中性質(zhì)活潑，遷移能力強(qiáng)［10］，所以其高值分布范圍較大。

在海拔高度＜4.5km范圍，Au、Ag、Cu、Mo這4種元素呈環(huán)形分布；在海拔高度＞4.5km范圍，元素呈現(xiàn)近似帶狀分布。這種特征與成礦作用過(guò)程及礦區(qū)構(gòu)造有密切關(guān)系。甲瑪銅多金屬礦受由北向南的推覆－滑覆構(gòu)造控制，中新世Langhian期（15Ma B.P.）巖漿沿滑覆構(gòu)造形成的擴(kuò)容空間上侵，形成夕卡巖型－角巖型銅多金屬礦體［8］。在礦體深部受巖漿上侵影響，元素分布呈環(huán)狀特征；在礦體中上部，受滑覆構(gòu)造形成的線性構(gòu)造影響，元素分布呈近似帶狀特征。

5 結(jié)論

根據(jù)Au、Ag、Cu、Mo、Pb、Zn這6種元素的三維空間分布規(guī)律研究，可以得出如下結(jié)論：

a.礦體底部海拔高度為4.2km附近存在一個(gè)含礦中心，為巖漿熱液上升中心。

b.有用元素由礦體底部向上呈現(xiàn)出明顯的由中心向外圍擴(kuò)散的特點(diǎn)，底部受巖漿上侵影響，呈環(huán)狀分布；中上部受線性構(gòu)造影響，呈近似帶狀分布。

c.在36線底部偏北方向可能存在一個(gè)深部流體中心，流體來(lái)源與巖漿活動(dòng)有關(guān)。

有用元素空間分布特征研究在很大程度上受制于采樣條件。由于甲瑪主礦體的北邊界至今仍未準(zhǔn)確控制，已有樣品在礦區(qū)的分布不夠均勻，礦區(qū)北東部分的有用元素分布規(guī)律仍不清楚。隨著甲瑪?shù)V區(qū)勘探、開(kāi)發(fā)工作的深入，這些問(wèn)題可望得到解決。

感謝西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司提供了良好的工作條件以及對(duì)相關(guān)工作的資助。

［1］唐菊興，王登紅，鐘康惠，等.西藏自治區(qū)墨竹工卡縣甲瑪銅多金屬礦區(qū)0－16－40－80、0－15線礦段銅多金屬礦勘探報(bào)告［R］.拉薩：西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，2009.

［2］唐菊興，王登紅，鐘康惠，等.西藏自治區(qū)墨竹工卡縣甲瑪?shù)V區(qū)外圍銅多金屬礦詳查報(bào)告［R］.拉薩：西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，2009.

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