西藏班公湖—怒江成礦帶南側矽卡巖型銅多金屬礦床S、Pb同位素組成及成礦物質(zhì)來源

伍登浩，高順寶，鄭有業(yè),，田 坎，張永超，姜軍勝，余澤章，黃鵬程

1.中國地質(zhì)大學地質(zhì)調(diào)查研究院，武漢 430074 2.貴州能礦地熱投資股份有限公司，貴陽 550007 3.中國地質(zhì)大學資源學院，武漢 430074

0 引言

近年來，在藏北班公湖—怒江縫合帶兩側發(fā)現(xiàn)了多個矽卡巖型、斑巖型銅、鐵、鉛、鋅、金等礦床，其已成為繼玉龍、岡底斯之后又一處國家級的資源儲備基地，也逐漸受到業(yè)內(nèi)的廣泛關注。但是，該成礦帶目前的研究程度仍然很低，其成礦規(guī)律、成礦作用等研究還處于起步階段?，F(xiàn)有的研究成果顯示，班公湖—怒江成礦帶北側產(chǎn)出的銅多金屬礦主要為大型的斑巖型礦床且多數(shù)已達到詳查以上，如多龍礦集區(qū)[1-2]，而在南側則以矽卡巖型為主，如嘎拉勒(大型)、尕爾窮(大型)、舍索(小型)、天宮尼勒(中型)、班戈日阿(小型)等[3-9]，其中，嘎拉勒、尕爾窮、舍索等礦床達到了詳查，其余礦床多在普查階段。目前對南北兩側礦床的產(chǎn)出環(huán)境還存在一定的爭議，其原因在于班公湖—怒江洋的閉合時限上。曲曉明等[10]研究了該成礦帶上主要銅礦床(多龍、嘎拉勒、尕爾窮、舍索等礦床)的沉積巖巖相學、火成巖巖石地球化學以及成巖成礦的年代學，認為該成礦帶上的銅礦床都形成于碰撞后造山環(huán)境；而多數(shù)學者認為該成礦帶在班公湖—怒江洋的俯沖、碰撞閉合以及碰撞后伸展階段均有礦床的產(chǎn)出[2,6-9,11-12]。近年來許多學者對嘎拉勒、尕爾窮、舍索、色布塔、天宮尼勒等礦床開展了成礦時代[3,5,7,12-13]、成礦物質(zhì)來源[6,14]等的研究。其中，嘎拉勒和尕爾窮礦床成礦物質(zhì)來源具有殼幔混源的特征，而舍索礦床的成礦物質(zhì)主要來自于殼源。但是，前人對不同成礦環(huán)境的礦床未進行過詳細的對比，其成礦物質(zhì)來源等是否存在明顯的差異尚不明了。此外，雖然近年來已發(fā)現(xiàn)了一大批礦床(點)，但這仍然難與該成礦帶優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件相匹配；而這些都是受該成礦帶基礎地質(zhì)工作程度低、尚存在大量找礦空白區(qū)以及一些重大地質(zhì)找礦問題的模糊認識和爭論等因素的影響[10]。目前的研究顯示：該成礦帶北側找礦效果較好，已取得較大的進展；而南側主要以中小型的矽卡巖型礦床為主(少數(shù)為斑巖型)，僅少數(shù)礦床達大型規(guī)模，勘查評價工作一直進展不大。鑒于此，本文對比研究該成礦帶南側不同成礦背景下典型銅多金屬礦床的S、Pb同位素特征，進而探討其成礦物質(zhì)來源的異同，以期能為后續(xù)的礦產(chǎn)勘查評價工作提供參考。

1 成礦地質(zhì)背景

前人對班公湖—怒江成礦帶的劃分有狹義和廣義之分[15](圖1)。狹義的班公湖—怒江成礦帶以班公湖—怒江縫合線構造為主體，橫亙于青藏高原中部，北以班公湖—安多—碧土斷裂為界，南以獅泉河—覺翁—八宿斷裂為界，西起班公湖，向東經(jīng)改則、尼瑪、東巧、索縣、丁青、嘉玉橋折向南東至八宿縣上林卡，再向南沿怒江進入滇西，面積約為12萬km2[16-17]。而根據(jù)班公湖—怒江洋閉合前雙向俯沖的特點，宋揚等[15]認為廣義的班公湖—怒江成礦帶還應包括縫合線南北兩側與班公湖—怒江洋俯沖、碰撞、碰撞后和陸內(nèi)伸展作用有關的巖漿巖區(qū)，在這一演化過程中所形成的礦床應納入廣義的班公湖—怒江成礦帶內(nèi)。隨著區(qū)域上新礦床不斷地被發(fā)現(xiàn)，目前大部分距離班公湖—怒江縫合帶較遠的礦床也被納入該成礦帶的范圍內(nèi)，其中一些礦床產(chǎn)于南羌塘地體或北拉薩地體的范圍內(nèi)。本文所述的班公湖—怒江成礦帶即為宋揚等[15]提出的廣義概念。

目前，在以班公湖—怒江蛇綠混雜巖帶作為拉薩地體和羌塘地體主縫合線的問題上已達成共識[18-19], 認為該縫合線主要由規(guī)模巨大的蛇綠巖套及混雜巖帶構成。不同地段蛇綠巖的組成不盡相同：縫合帶西端獅泉河一帶蛇綠混雜巖最發(fā)育，主要由超鎂鐵巖、基性巖墻群及硅質(zhì)巖組成[10]；而該縫合帶南北兩側為不同的構造單元，北側屬于羌塘—三江復合板片，南側屬于岡底斯—念青唐古拉板片。本文所討論的矽卡巖型銅多金屬礦床均位于該縫合帶南側岡底斯北緣的巖漿弧中。

班公湖—怒江縫合帶兩側巖漿作用廣泛發(fā)育，具有良好的成礦地質(zhì)條件。從早侏羅世開始火山作用顯著增強，早侏羅世接奴群火山巖分布在北拉薩地體西段，為玄武巖-安山巖-英安巖鈣堿性組合，具有島弧或洋島特征。中侏羅世—早白堊世初期，火山巖零星分布于中拉薩地體，時間為170～137 Ma，越向北火山巖越年輕，具有同碰撞火山巖的特點[20]。早白堊世末期，火山作用更加強烈，在北岡底斯的巖漿作用以桑日群、則弄群、去申拉組為代表。其中：去申拉組火山巖出露于拉薩地體北緣靠近班公湖—怒江縫合帶一側，是斷離的洋殼沉積物交代地幔楔部分熔融的產(chǎn)物[21]；則弄群火山巖出露于中拉薩地體，靠近班公湖—怒江縫合帶南側的獅泉河—納木錯蛇綠混雜巖帶，與113 Ma左右班公湖—怒江洋殼巖石圈南向俯沖發(fā)生的板片斷離有關[22]。沿縫合帶有大量的燕山晚期I型和S型花崗巖巖基或巖株分布，巖性主要為石英閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、似斑狀花崗巖及花崗斑巖等，構成中酸性侵入巖帶；部分小巖體或斑巖體伴有銅礦化，形成矽卡巖型或斑巖型銅礦床[10]，如嘎拉勒、尕爾窮、天宮尼勒、色布塔、舍索、雄梅、班戈日阿、雪茹、拉青、查朗拉等矽卡巖型礦床。

研究區(qū)內(nèi)以侏羅系—白堊系出露最為廣泛，發(fā)育齊全，沉積類型復雜，海、陸相均有分布，如色哇組(J1-2s)、則弄群((J3-K1)Z)、捷嘎組(K1j)、林布宗組((J3-K1)l)、多巴組(K1t)、多愛組(K1d)、郎山組(K1l)、朗久組(K1lj)等。其中，矽卡巖型礦床的圍巖多為郎山組和多愛組。如：舍索、班戈日阿矽卡巖型銅多金屬礦床的礦體主要產(chǎn)于白堊紀中酸性巖體與郎山組碳酸鹽巖的接觸帶上；尕爾窮的矽卡巖型礦體主要產(chǎn)于多愛組碳酸鹽巖和巖體的接觸帶上。因此，區(qū)域上白堊系碳酸鹽巖及白堊紀侵入體的產(chǎn)出基本控制了矽卡巖型礦床的分布。

2 典型礦床地質(zhì)特征

2.1 舍索矽卡巖型銅多金屬礦床

舍索銅多金屬礦床位于西藏申扎縣雄梅鄉(xiāng)政府所在地南4 km處，大地構造位置屬昂龍崗日—班戈退化弧。礦區(qū)內(nèi)以出現(xiàn)大面積的白堊系碳酸鹽巖地層和白堊紀中酸性侵入巖為特征。其中，出露地層主要為下白堊統(tǒng)郎山組，根據(jù)巖性及組合特征可劃分為3個巖性段，而第一巖性段為主要賦礦層位，出露于礦區(qū)中北部，巖性主要為結晶灰?guī)r、大理巖，夾透輝石英角巖、變質(zhì)砂巖，在巖體接觸帶蝕變?yōu)橹写至４罄韼r、矽卡巖、硅化灰?guī)r(圖2)。

礦區(qū)構造線主要呈近東西向展布，褶皺和斷裂構造發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)地層構成一個軸部呈東西向展布的短軸復式背斜，并受后期巖體侵入破壞，呈現(xiàn)出一個不完整的破背斜。礦區(qū)內(nèi)斷裂構造主要表現(xiàn)為幾條規(guī)模較小的次級斷裂，多呈NWW向展布，主要發(fā)育于背斜翼部，為共軛剪切斷層，但與成礦關系不密切。

據(jù)文獻[15]修編。圖1 班公湖—怒江成礦帶礦床分布圖Fig.1 Map showing distribution of the mineral deposits in Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

礦區(qū)內(nèi)巖體以中酸性侵入巖、基性—中酸性脈巖為主，其中花崗閃長巖體和石英閃長巖體是礦區(qū)主要的侵入巖。石英閃長巖體分布于礦區(qū)西部，面積大于5 km2，呈不規(guī)則狀巖株產(chǎn)出?；◢忛W長巖分布于日拉東側及舍索—雄梅一帶，巖體最大者面積約13 km2，呈不規(guī)則狀巖株產(chǎn)出，巖體中心相為花崗閃長巖，邊緣相為斑狀石英二長閃長巖、石英二長(斑)巖，巖石基質(zhì)具細?；◢徑Y構、似斑狀結構。

銅礦(化)體主要產(chǎn)于花崗閃長巖體與郎山組接觸帶上的矽卡巖、大理巖層間破碎帶及順層透輝石角巖透鏡體中，礦體、礦石結構構造及礦物組成、圍巖蝕變等特征如表1 所示，原生礦石的典型結構構造如圖3 所示。

2.2 嘎拉勒—尕爾窮矽卡巖(斑巖型)銅多金屬礦集區(qū)

嘎拉勒—尕爾窮礦集區(qū)位于阿里地區(qū)革吉縣，大地構造位置處于羌塘—三江復合板片與岡底斯—念青唐古拉復合板片的交匯處，位于班公湖—怒江縫合帶南側的措勤—申扎巖漿弧內(nèi)[24]，目前發(fā)現(xiàn)的礦床以尕爾窮矽卡巖-斑巖型銅金(鐵)礦床及嘎拉勒矽卡巖型銅金(鐵)礦床最具代表性，其金資源量均已達大型以上規(guī)模。

礦集區(qū)范圍內(nèi)主要發(fā)育白堊系，其中：嘎拉勒礦區(qū)出露地層主要為下白堊統(tǒng)朗久組和捷嘎組，而捷嘎組與成礦關系較為密切，白云巖及白云質(zhì)大理巖為成礦有利圍巖；尕爾窮礦區(qū)出露地層主要為多愛組，主要由碳酸鹽巖及火山碎屑巖組成，碳酸鹽巖主要為大理巖、灰?guī)r，為礦床形成的有利圍巖。

礦集區(qū)構造主要可見斷裂及褶皺構造，以斷裂構造為主，其走向主要為 NE—SW向和近SN向，其中NE—SW向斷裂是對成礦有利的導礦、容礦構造，礦區(qū)構造蝕變巖型銅金礦體就賦存于其中。礦集區(qū)以燕山晚期中酸性侵入巖為主，其中，嘎拉勒礦床的成礦巖體為花崗閃長巖，礦體賦存于花崗閃長巖與白云巖或白云質(zhì)大理巖的接觸帶上的矽卡巖內(nèi)。尕爾窮矽卡巖型礦體產(chǎn)于石英閃長巖、花崗斑巖與大理巖或灰?guī)r的接觸帶內(nèi)，斑巖型礦體產(chǎn)于閃長玢巖體內(nèi)。礦體均呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦體圍巖蝕變主要可見矽卡巖化、青磐巖化、硅化、角巖化、綠泥石化、綠簾石化等。兩礦床礦物組合及其他地質(zhì)特征如表1所示。

1.第四系；2.郎山組；3.花崗閃長巖；4.石英閃長巖；5.花崗閃長巖脈；6.石英閃長巖脈；7.閃長玢巖脈；8.閃長巖脈；9.花崗斑巖脈；10.花崗巖脈；11.輝綠輝長巖脈；12.矽卡巖；13.銅礦體及編號；14.銅礦化體及編號；15.地質(zhì)界線；16.S、Pb同位素樣品采樣位置；17.正斷層。據(jù)文獻[9]修編。圖2 舍索礦區(qū)地質(zhì)簡圖 Fig.2 Simplified geological map of the Shesuo skarn Cu polymetallic mining area

2.3 班戈日阿矽卡巖型銅多金屬礦床

班戈日阿礦床位于班戈縣南部，大地構造位置處于班公湖—怒江縫合帶南側的班戈—磐騰沖巖漿弧中部。區(qū)域上出露地層以白堊系為主，由早到晚，沉積環(huán)境逐漸由淺海相變?yōu)殛懴?。礦區(qū)中部主要為下白堊統(tǒng)郎山組出露區(qū)(圖4)，巖性為大理巖化結晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r等，與成礦關系密切。

區(qū)域上構造主線為北西向，主要表現(xiàn)為巖體北部的北西向褶皺沖斷構造，向北東逆沖，傾向南西，同時也是多尼組與競柱山組的分界斷裂，活動時間為晚白堊世；而礦床范圍內(nèi)構造不發(fā)育。巖漿活動異常強烈，表現(xiàn)為大規(guī)模的白堊紀中酸性巖漿侵入活動，主要為晚白堊世似斑狀二長花崗巖，大面積分布于礦區(qū)東北部和西南部，巖體侵入于郎山組中，在兩者接觸帶發(fā)育矽卡巖化及銅多金屬礦化。

根據(jù)礦體的分布特征，可以將其分為西、中、東3 個礦段。其中：西礦段已經(jīng)確定5 條礦體，以矽卡巖型銅礦化為特征；中礦段已經(jīng)發(fā)現(xiàn)3條礦體，以矽卡巖型銅鉛鋅礦化為特征；東礦段目前尚未發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體，僅見零星細小磁鐵礦脈和孔雀石化磁鐵礦轉石。就單個礦體而言，往往礦體上部主要為鐵礦化，向下逐漸過渡為銅鉛鋅礦化。礦體形態(tài)以脈狀、似層狀、透鏡狀為主，礦體規(guī)模一般較小，長數(shù)十米至數(shù)百米，厚一般為10～30 m。礦物組合及其他地質(zhì)特征如表1 所示，典型礦石結構構造如圖5所示。圍巖蝕變中常見矽卡巖化、硅化、黃鐵礦化共生，與礦化密切相關。

表1 典型礦床地質(zhì)特征對比

3 S、Pb同位素特征

3.1 樣品及測試方法

本文研究的S、Pb同位素數(shù)據(jù)來源于作者測試數(shù)據(jù)(舍索、班戈日阿)及收集前人[6,14,25-26]已發(fā)表的數(shù)據(jù)(舍索、嘎拉勒、尕爾窮)；其中，舍索、班戈日阿的樣品采集位置分別如圖2和圖4所示。舍索礦床中的8件樣品采自Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3及Cu11 號礦體，均為石英-硫化物期的產(chǎn)物，主要礦物組合為黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、石英、方解石等，其中，樣品SS-16、SS-21、SS-22、SS-24為團塊狀、脈狀含黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦的銅礦石，礦石品位較富；樣品SS-25-1、SS-25-2、SS-26-1、SS-26-2為脈狀、小團塊狀黃鐵礦黃銅礦石，偶見星點狀方鉛礦、閃鋅礦等，非金屬礦物主要為方解石、石英。班戈日阿5件樣品(RA-1—5)均采于中礦段，為含方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦矽卡巖礦石，主要矽卡巖礦物有石榴子石、綠泥石等；其中，磁鐵礦呈團塊狀，黃鐵礦、方鉛礦呈星點狀、細脈狀產(chǎn)出，多與石英等共生，所采集的硫化物均為石英-硫化物期產(chǎn)物。本文所采集的樣品與前人均為同一成礦期，且礦石特征基本一致，數(shù)據(jù)具有較好的可比性。

樣品的處理和分析測試步驟如下：先選取具代表性樣品肉眼進行初選，經(jīng)手工進行逐級破碎、過篩，在雙目鏡下挑選40～60目、純度>99%的單礦物樣品5 g以上；然后將挑純后的單礦物樣品在瑪瑙缽里研磨至200目以下,并送往核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心進行分析測試。S同位素測試儀器為MAT-251，采用V-CDT國際標準，分析精度優(yōu)于±0.2‰。Pb同位素測試儀器為ISOPROBE-T，誤差以2σ計。

a.手標本照片，脈狀銅鐵礦石；b.黃銅礦呈網(wǎng)脈狀結構穿插于脈石礦物中；c.方鉛礦發(fā)育的揉皺結構；d.黃鐵礦與黃銅礦呈共結邊結構共生，且磁鐵礦被黃銅礦交代呈殘余結構；e.輝銅礦交代黃銅礦，另見少量斑銅礦產(chǎn)出；f.黃銅礦呈乳滴狀結構出溶于閃鋅礦中，另見少量銅藍交代黃銅礦。Py.黃鐵礦；Ccp.黃銅礦；Sph.閃鋅礦；Gn.方鉛礦；Mag.磁鐵礦；Bn.斑銅礦；Cv.銅藍；Cc.輝銅礦。圖3 舍索礦區(qū)礦石手標本及顯微照片F(xiàn)ig.3 Graphs of typical ore samples and micrographs of metallic minerals in Shesuo mining area

據(jù)文獻[9]修編。圖4 班戈縣日阿銅多金屬礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.4 Simplified geologicalmap of Bangeria Cu polymetallic mining area

a.銅鐵礦礦石；b.孔雀石化氧化礦石；c.乳滴狀結構(黃銅礦呈乳滴狀出溶于閃鋅礦中)；d.脈狀黃銅礦、黃鐵礦穿插于早期形成的石英裂隙中，黃銅礦邊部被輝銅礦交代；e.黃銅礦充填于早期形成的磁鐵礦裂隙中；f.閃鋅礦與方鉛礦共生。Py.黃鐵礦；Ccp.黃銅礦；Sph.閃鋅礦；Gn.方鉛礦；Mag.磁鐵礦；Mal.孔雀石；Cc.輝銅礦；Q.石英。圖5 班戈日阿銅多金屬礦床礦石手標本及顯微照片F(xiàn)ig.5 Graphs of typical ore samples and micrographs of metallic minerals in Shesuo mining area

3.2 S同位素特征

本文對舍索、日阿的測試數(shù)據(jù)及收集(嘎拉勒、尕爾窮、舍索)的數(shù)據(jù)見表2，數(shù)據(jù)顯示尕爾窮、舍索礦床中礦石硫同位素以負值為主，班戈日阿5件樣品中有4件為正值。尕爾窮金屬硫化物及硬石膏δ34SV-CDT=-2.9‰～11.8‰，平均為0.6‰；其中，硬石膏δ34SV-CDT=11.8‰(僅有1件樣品)，輝鉬礦δ34SV-CDT平均為1.9‰，黃鐵礦δ34SV-CDT平均為-0.3‰，黃銅礦δ34SV-CDT平均為-0.4‰。嘎拉勒δ34SV-CDT=-4.4‰～1.5‰，平均為-0.6‰。舍索礦床硫同位素除了少數(shù)的黃銅礦、黃鐵礦為正值外，其余的黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、斑銅礦全為負值；硫化物δ34SV-CDT為-10.3‰～2.7‰，平均為-3.8‰。其中：黃銅礦δ34SV-CDT=-4.3‰～2.7‰，平均為-2.1‰；黃鐵礦δ34SV-CDT=-3.9‰～0.1‰，平均為-1.7‰；閃鋅礦δ34SV-CDT=-4.7‰～ -1.7‰，平均為-3.2‰；方鉛礦δ34SV-CDT=-5.1‰～ -2.9‰，平均為-4.0‰；輝鉬礦δ34SV-CDT=-10.3‰ ～ -8.0‰；平均為-8.9‰；斑銅礦δ34SV-CDT=-3.9‰和-0.5‰，平均為-2.2‰。班戈日阿δ34SV-CDT=-0.6‰～5.0‰，平均為2.9‰。

3.3 Pb同位素特征

本文在收集前人研究數(shù)據(jù)的基礎上，對舍索、班戈日阿礦床的金屬硫化物(黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦、斑銅礦)進行了鉛同位素的測定(表3)。其中，尕爾窮礦床206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值分別為17.881～18.615、15.543～15.725、38.010～39.134，μ=9.41～9.69(少數(shù)大于9.58)；嘎拉勒206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值分別為18.141～18.477、15.579～15.637、38.359～38.746，μ=9.42～9.57；舍索206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb值分別為18.517～18.831、15.671～15.807、38.955～39.520，μ=9.59～9.83；班戈日阿206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 值分別為18.612～18.677、15.648～15.737、38.882～39.147，μ=9.54～9.70(僅有一個值小于9.58)。從同位素比值中可發(fā)現(xiàn)，上述礦床的鉛同位素組成較為穩(wěn)定，而且舍索、班戈日阿礦床較嘎拉勒、尕爾窮礦床更加富集放射成因鉛。

表2班公湖—怒江成礦帶南側典型矽卡巖型銅多金屬礦床礦石S同位素組成

Table2SisotopiccompositionsoftheskarncopperpolymetallicdepositsinthesouthernBangonghu-Nujiangmetallogenicbelt,Tibet,China

礦床樣號測試對象δ34SV-CDT/‰數(shù)據(jù)來源礦床樣號測試對象δ34SV-CDT/‰數(shù)據(jù)來源尕爾窮嘎拉勒舍索G2021-S537.1硬石膏11.8G2021-328.8黃鐵礦6.2G2021-S419.6輝鉬礦1.9G2021-S483輝鉬礦1.9GPD01-S01黃鐵礦-0.6GPD01-S02黃銅礦0.2GPD01-S03黃鐵礦0.1ZK801-198(2)黃銅礦0.5ZK433-337.5黃鐵礦-2.0ZK405-221.2黃鐵礦-1.2ZK303-176.7黃銅礦-0.7ZK305-146.5黃銅礦-1.1PD1-B8黃銅礦-0.9ZK407-155黃銅礦-0.1ZK305-100.2黃銅礦-0.7ZK009-139黃鐵礦-2.9ZK009-171黃鐵礦-1.9G-S01黃鐵礦-0.1GL010-67.2黃銅礦0.6GL08-140黃鐵礦1.5GL08-161.8黃銅礦-4.4SZ-(1)黃銅礦2.7SZ-09-1黃銅礦-2.7SZ-09-2斑銅礦-3.9SZ-09-6(1)黃鐵礦-1.0SZ-09-6(1)閃鋅礦-2.7SZ-09-6(2)黃銅礦-1.8SZ-09-6(2)閃鋅礦-4.7SZ-09-7黃鐵礦-1.5SZ-09-7黃銅礦-3.0SZ-09-7閃鋅礦-3.9SZ-09-8黃銅礦-3.3SZ-09-9黃鐵礦-3.9SZ-09-9黃銅礦-3.9SZ-09-11黃銅礦0.1SZ-09-11斑銅礦-0.5SZ-09-14黃銅礦-2.8[25][14][26][6]舍索班戈日阿SZ-09-15黃銅礦-3.3SZ-09-15方鉛礦-5.1SZ-09-15閃鋅礦-3.8SZ-09-16(2)黃銅礦-4.3SZ-09-16(2)方鉛礦-5.1SZ-09-16(2)閃鋅礦-1.7SZ-09-17(1)黃銅礦-3.9SZ-09-17(1)方鉛礦-3.4SZ-09-17(2)黃銅礦-3.0SZ-09-17(2)方鉛礦-3.9SZ-09-17(3)黃銅礦-3.0SZ-09-17(3)方鉛礦-3.9SZ-09-19黃銅礦-3.3SZ-09-19閃鋅礦-3.6SZ-09-20(1)輝鉬礦-8.0SZ-09-20(2)輝鉬礦-9.1SZ-09-20(3)輝鉬礦-9.7SZ-09-21(1)輝鉬礦-10.3SZ-09-21(2)輝鉬礦-8.5SZ-09-21(3)輝鉬礦-8.5SZ-09-22(1)輝鉬礦-8.6SZ-09-22(2)輝鉬礦-8.7SZ-09-22(3)輝鉬礦-8.5SS-16黃銅礦-0.7SS-21黃銅礦0.7SS-22黃鐵礦0.1SS-24黃銅礦0.3SS-25-1方鉛礦-2.9SS-25-2黃鐵礦-2.4SS-26-1方鉛礦-3.4SS-26-2閃鋅礦-1.8RA-1方鉛礦-0.6RA-2方鉛礦1.0RA-3黃鐵礦5.0RA-4黃鐵礦4.1RA-5黃鐵礦4.8[6]本文本文

表3班公湖—怒江成礦帶典型矽卡巖型銅多金屬礦床金屬硫化物Pb同位素組成

Table3PbisotopiccompositionsoftheskarncopperpolymetallicdepositsinthesouthernBangonghu-Nujiangmetallogenicbelt,Tibet,China

礦床樣號測試對象206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204PbμωΔαΔβΔγ資料來源尕爾窮G2021-328.8黃鐵礦18.24415.64438.6239.5738.6457.6920.5834.51G2021-S419.6輝鉬礦18.13615.57538.3099.4537.2751.4316.0726.10G2021-S483輝鉬礦18.34115.60838.5939.4937.6163.3118.2333.71GPD01-S01黃鐵礦17.92515.62738.2019.5838.5539.2019.4723.21GPD01-S02黃銅礦17.88115.54338.0109.4137.1636.6413.9918.09GPD01-S03黃鐵礦17.94715.56638.0969.4537.3740.4715.4920.39GZK801-198(2)黃銅礦18.11215.63538.6169.5739.3150.0419.9934.32GZK303-176.7黃銅礦18.52215.65238.8329.5538.0073.8121.1040.11GZK305-100.2黃銅礦18.17815.61438.5779.5238.5453.8618.6233.28GPD1-B8黃銅礦18.40715.61738.7179.5037.8467.1418.8137.03GZK407-155黃銅礦18.33815.60538.5869.4837.5763.1418.0333.52GZK305-146.5黃銅礦18.55415.66938.8919.5838.2275.6622.2141.69GZK433-337.5黃鐵礦18.61515.72539.1349.6939.4179.2025.8648.20GZK405-221.2黃鐵礦18.53415.64338.8559.5437.9474.5020.5140.72GZK009-139黃鐵礦18.20715.57738.3849.4437.2055.5416.2028.11GZK009-171黃鐵礦18.60115.70239.0369.6438.8778.3924.3645.57[25][14]嘎拉勒G-S01黃鐵礦18.14115.63738.3599.5738.0551.7220.1227.44GL010-67.2黃銅礦18.22415.60238.4539.4937.6456.5317.8429.96G108-140黃鐵礦18.47715.57938.7469.4237.2071.2016.3337.80[25]舍索班戈日阿SZ-09-2斑銅礦18.76615.74639.2959.7139.4190.2127.3553.80SZ-09-6黃鐵礦18.77615.75139.3309.7239.5490.7927.6854.74SZ-09-6閃鋅礦18.51715.67138.9559.5938.7175.7522.4644.68SZ-09-7黃銅礦18.77115.75139.3229.7239.5490.5027.6854.52SZ-09-7閃鋅礦18.74815.72139.2289.6739.0089.1725.7252.00SZ-09-14黃銅礦18.73815.74139.2589.7139.3788.5927.0252.80SZ-09-15黃銅礦18.76715.74939.3119.7239.5090.2727.5554.23SZ-09-15閃鋅礦18.76215.74439.2939.7139.4189.9827.2253.74SZ-09-15方鉛礦18.77415.75639.3309.7339.6090.6828.0054.74SZ-09-16黃銅礦18.73615.71239.1559.6538.6988.4725.1350.04SZ-09-16方鉛礦18.75215.72939.2359.6839.0889.4026.2452.19SZ-09-20輝鉬礦18.57615.69139.0589.6338.9979.1723.7647.44SZ-09-21輝鉬礦18.77615.73939.2759.7039.2190.7926.8953.26SS-16黃銅礦18.83115.80739.5209.8340.5593.9931.3359.83SS-21黃銅礦18.71215.69139.1129.6138.4587.0823.7648.89SS-22黃鐵礦18.73515.71039.1779.6538.7688.4125.0050.63SS-24黃銅礦18.76015.72039.2339.6638.9489.8625.6552.13SS-25-1方鉛礦18.78915.76639.3719.7539.7891.5528.6555.83SS-25-2黃鐵礦18.77615.75039.3249.7239.5190.7927.6154.57SS-26-1方鉛礦18.79915.77839.4019.7739.9692.1329.4456.64SS-26-2閃鋅礦18.74115.71139.1869.6538.7788.7625.0750.87RA-1方鉛礦18.67115.72739.1289.6939.0981.8225.9647.68RA-2方鉛礦18.64815.70139.0449.6438.6380.4924.2645.43RA-3黃鐵礦18.67715.73739.1479.7039.2382.1726.6148.19RA-4黃鐵礦18.65315.70239.0259.6438.5380.7824.3344.92RA-5黃鐵礦18.61215.64838.8829.5437.6778.4020.8041.09[27]本文本文

4 討論

4.1 成礦背景及時代

關于班公湖—怒江洋盆的演化，其俯沖開啟時間、俯沖極性、洋盆的閉合等問題一直是地質(zhì)學界爭論的焦點，而爭論最多是洋盆閉合時間，目前主要有3種觀點：其一為閉合于晚侏羅世末—早白堊世初[28-29]；其二是早白堊世中晚期[8,11,30-31]；其三為晚白堊世初至中期，如Liu等[32]發(fā)現(xiàn)上白堊統(tǒng)竟柱山組沉積-火山巖地層不整合發(fā)育在蛇綠混雜巖之上，其認為班公湖—怒江洋盆的閉合時間為101～83 Ma。此外，多數(shù)學者認為洋盆的閉合具有東段早于西段的斜向閉合特征，如范建軍等[33]認為洋盆的閉合應該是由東向西穿時進行的，由東向西閉合時間分別為117～120 Ma、107 Ma前后、96 Ma以前。

前人[6,9]研究表明，研究區(qū)中段舍索礦床的成礦花崗閃長巖具有典型島弧火山巖的特征，指示該成礦巖體應該形成于班公湖—怒江洋向南俯沖構造環(huán)境，其成巖時代為116 Ma，而且成巖與成礦時代一致。董磊等[31]研究了班戈縣拉青矽卡巖型銅多金屬礦床的地球化學特征和年代學，認為成礦巖體二長花崗巖(鋯石U-Pb年齡為(114.24±0.87)Ma)形成于班公湖—怒江洋閉合后羌塘板塊與岡底斯板片的碰撞拼合階段，即114 Ma左右班公湖—怒江洋盆在班戈一帶已經(jīng)閉合。黃瀚霄等[7]測得天宮尼勒礦床的成礦花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為102.6 Ma，且其微量元素也具有明顯的島弧花崗巖的特征，礦床的形成與班公湖—怒江洋南向俯沖引起的巖漿作用有關。而尕爾窮礦床具有兩期成礦(矽卡巖型礦體)，早期成礦巖體石英閃長巖(112 Ma)的主、微量、稀土元素具有大陸邊緣弧環(huán)境的特征，晚期成礦巖體花崗斑巖(87.66 Ma)的主、微量、稀土元素具有碰撞環(huán)境的特征[4]，輝鉬礦Re-Os年齡為89.7 Ma[34]，即其晚期成礦與班公湖—怒江洋的碰撞閉合有關。嘎拉勒礦床成礦巖體為中細?；◢忛W長巖(86 Ma)、閃長玢巖(88 Ma)，成巖與成礦時代基本一致，應為同碰撞期[3]。色布塔斑巖型銅鉬礦床的含礦花崗斑巖及黑云母花崗巖的形成時代約為89 Ma，輝鉬礦Re-Os等時線年齡亦為89 Ma，同樣為同碰撞期成巖成礦[12]。而班戈日阿礦床成礦巖體二長花崗巖的侵位時代為80 Ma，其地球化學特征具有后碰撞的特點[9]。

綜上所述，班公湖—怒江洋盆的閉合在東西向上不是同時進行的，而是西段較中段相對延遲了25 Ma左右。在中段申扎—班戈一帶114 Ma左右的侵入巖就已經(jīng)顯示同碰撞的地球化學特征；80 Ma前后班戈日阿、再阿等礦床的侵入巖已具有后碰撞的特點，而西段的嘎拉勒、尕爾窮礦床90 Ma左右的成礦巖體顯示了同碰撞的特征。班公湖—怒江帶南側矽卡巖型礦床在班公湖—怒江洋南向俯沖期、同碰撞期、后碰撞期均有產(chǎn)出，對應的成礦時代分別為120～100、114～85、85 Ma以后。其中，俯沖期形成的礦床有舍索、天宮尼勒等，同碰撞期礦床有嘎拉勒、尕爾窮、拉青、色布塔等，后碰撞期的礦床有班戈日阿、雪茹、江拉昂宗等。而班戈日阿、雪茹等形成于80 Ma左右的矽卡巖型銅多金屬礦床(點)的發(fā)現(xiàn)，說明班公湖—怒江洋盆演化的各個階段不僅有成巖而且還有成礦的響應。

4.2 成礦物質(zhì)來源

關于礦床成礦物質(zhì)來源，目前常用S、Pb同位素進行示蹤，而對于斑巖型、矽卡巖型等成礦物質(zhì)與巖體關系密切的礦床類型，也常通過巖體的源區(qū)及其運移路徑來進行限定。本文主要通過S、Pb、Re同位素特征、輔以成礦巖體的源區(qū)來示蹤成礦物質(zhì)來源。

該成礦帶上典型礦床主成礦階段形成的含硫礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦等，除了舍索礦床之外，其余3個礦床的δ34S值在不同硫化物之間變化規(guī)律符合平衡分餾，說明成礦流體中硫化物之間及硫化物-硫酸鹽間的S同位素分餾總體上達到了平衡，且計算的總硫同位素與硫化物的平均硫同位素值近似。因此，硫化物的平均δ34S值可以近似地代表成礦熱液的總硫同位素組成。

尕爾窮礦床礦物中δ34S質(zhì)量分數(shù)的順序為：硬石膏>輝鉬礦>黃鐵礦>黃銅礦，其變化規(guī)律符合S同位素平衡分餾，說明尕爾窮礦床成礦流體中硫化物之間及硫化物-硫酸鹽間的S同位素分餾總體上達到了平衡。而且δ34SV-CDT主要為0.5‰～2.9‰，其頻率直方圖呈塔式分布，顯示硫具有單一來源的特征[14]；同樣嘎拉勒δ34SV-CDT平均為-0.6‰，來源也較為單一，即嘎拉勒、尕爾窮礦床的硫主要來自幔源硫(0±3‰)[35]。而舍索礦床硫化物的硫同位素比值與硫化物結晶時δ34S的富集順序不一致，說明其硫同位素分餾可能未達到平衡，或者是原平衡已被破壞。其δ34SV-CDT具有2個峰值區(qū)，即-10.3‰～-8.0‰和-3.9‰～-1.0‰，頻率分布圖呈雙峰式分布(圖6)，主峰為-4.0‰～-3.0‰，顯示了硫多來源的特征；而且δ34SV-CDT多表現(xiàn)為較大的負值，尤其是輝鉬礦的δ34SV-CDT為-10.3‰～-8.0‰，趙元藝等[6]認為這是幔源硫上升的過程中受到了地層硫的混染所致。班戈日阿方鉛礦與黃鐵礦的δ34SV-CDT有所區(qū)別，方鉛礦δ34SV-CDT在0.0‰左右，而黃鐵礦均為正值(4.1‰～5.0‰)，顯示巖漿來源的硫與地層硫混合的特征。此外，上述4個礦床的硫同位素具有從俯沖(舍索)→碰撞(嘎拉勒、尕爾窮)→后碰撞(班戈日阿)逐漸富集重硫(δ34S)的特征(圖7)。

圖6 舍索硫同位素組成頻率直方圖Fig.6 Histogram showing δ34SV-CDT of sulfides from Shesuo deposit

圖7 班公湖—怒江帶典型礦床S同位素組成圖Fig.7 S isotopic compositions of the typical deposits in the Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

趙一鳴等[36]研究國內(nèi)主要矽卡巖型礦床，發(fā)現(xiàn)其δ34SV-CDT值分布都比較集中，極差一般不超過10‰(部分矽卡巖型鐵礦床除外)，可以認為硫來源較單一，主要為幔源硫。如長江中下游以花崗閃長斑巖為母巖的矽卡巖銅礦硫化物δ34SV-CDT具有分布范圍小的幔源硫特征。但是，華北地臺、長江中下游矽卡巖型鐵礦床由于受地層中富含硫的蒸發(fā)巖的影響，使得礦石的δ34SV-CDT分布范圍較大，且明顯富集重硫，指示具有殼源硫和幔源硫復合來源的特征[36]。所以，矽卡巖型礦床地層中硫的含量會對礦石的硫同位素組成造成明顯影響，而上述幾個礦床，尤其是舍索和尕爾窮礦床，其礦石的硫同位素多以負值為主，可能是由于圍巖碳酸鹽巖地層中硫含量較低，且以硫輕同位素為主而使得礦石相對富集硫輕同位素，最終表現(xiàn)為由具有δ34SV-CDT較大負值沉積的硫同位素組成[35]。

將礦石鉛同位素數(shù)據(jù)投在Zartman[38]提出的鉛同位素增長曲線圖(圖8)中，舍索、班戈日阿大部分礦石鉛都位于上地殼增長曲線的上方，僅個別位于造山帶范圍內(nèi)，顯示了上地殼來源的特征；而尕爾窮和嘎拉勒與之相反，大部分數(shù)據(jù)點位于造山帶內(nèi)，顯示鉛同位素具有殼?；煸吹奶卣?，而且尕爾窮較其他礦床明顯更富集幔源鉛。此外，圖8中顯示了尕爾窮、舍索、班戈日阿礦床的礦石鉛同位素組成與區(qū)域上念青唐古拉群結晶基底較為相似。姚曉峰等[14]將尕爾窮礦石鉛同位素與基底及含礦斑巖鉛同位素進行對比，得出了該礦床成礦物質(zhì)可能主要來自具幔源特征物質(zhì)和念青唐古拉群基底片麻巖的結論，并得到了成礦巖體鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)的證實；但是，由于在圖8左圖中僅有少數(shù)樣品位于基底范圍內(nèi)，因此，本文認為基底對成礦物質(zhì)的貢獻較小。舍索及班戈日阿大部分數(shù)據(jù)位于區(qū)域上的念青唐古拉群基底的鉛同位素范圍內(nèi)，說明舍索、日阿礦床成礦物質(zhì)可能主要來源于基底。而且舍索礦床礦石鉛具有明顯的線性分布特征，這是由低放射性成因鉛和高放射成因鉛兩個端元混合所致，可能是少部分成礦巖體中的鉛與基底地層鉛的混合。

在朱炳泉[39]提出的Δγ-Δβ圖解(圖9)中，舍索全部及班戈日阿的大部分礦石鉛同位素位于上地殼，而尕爾窮、嘎拉勒礦床主要位于俯沖帶鉛的區(qū)域內(nèi)，說明俯沖作用引起的巖漿作用對成礦的控制非常明顯。此外，尕爾窮有2個數(shù)據(jù)位于上地殼，有1

底圖據(jù)文獻[38]；基底數(shù)據(jù)來自文獻[37]。圖8 班公湖—怒江縫合帶南側典型礦床礦石鉛同位素增長曲線圖Fig.8 207Pb/204Pb-206Pb/204Pb and 208Pb/204Pb-206Pb/204Pb plots for the typical Cu polymetallic deposits in the Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

1.地幔源鉛；2.上地殼鉛；3.上地殼與地?；旌系母_帶鉛(3a. 巖漿作用；3b. 沉積作用)；4.化學沉積型鉛；5.海底熱水作用鉛；6.中深變質(zhì)作用鉛；7.深變質(zhì)下地殼鉛；8.造山帶鉛；9.古老頁巖上地殼鉛；10.退變質(zhì)鉛。底圖據(jù)文獻[39]。 圖9 班公湖—怒江成礦帶典型礦床鉛同位素Δγ-Δβ圖解Fig.9 Δγ-Δβ diagram for the typical deposits in the Bangonghu-Nujiang metallogenic belt

件樣品位于地幔中，同樣顯示尕爾窮礦床成礦物質(zhì)來源復雜且具有殼?；旌蟻碓吹奶卣鳎煌瑫r也暗示基底對成礦物質(zhì)有一定的貢獻，這與增長曲線圖得出的結論一致。

除了構造模式圖解外，Pb同位素的特征值μ值可以判斷物質(zhì)源區(qū)，高μ值鉛一般來自上地殼，低μ值一般認為是上地幔源或下地殼來源(μ值的高低以9.58來界定[40-41])。如表3，尕爾窮μ=9.41～9.69(少數(shù)大于9.58)，嘎拉勒μ=9.42～9.57，舍索μ=9.59～9.83，班戈日阿μ=9.54～9.70(5個數(shù)據(jù)中僅有1個值小于9.58)。因此，舍索、班戈日阿礦石鉛主要為上地殼鉛，班戈日阿礦床可能有小部分下地殼鉛混合。尕爾窮和嘎拉勒主要為下地殼或上地幔鉛，且尕爾窮礦床有少部分上地殼物質(zhì)的參與。

除S、Pb同位素外，前人亦通過Re同位素來探討成礦物質(zhì)來源。由于Re主要富集于地幔中，因此對成礦物質(zhì)來源具有一定的指示意義[42-44]。趙元藝等[5]根據(jù)西藏已有的輝鉬礦中Re的資料，認為成礦物質(zhì)以殼源為主的輝鉬礦中Re的質(zhì)量分數(shù)至少應小于100×10-6，而與幔源有關的則應大于200×10-6，介于2個數(shù)值之間則為殼?；旌蟻碓础?jù)此，本文收集了班公湖--怒江成礦帶南側典型斑巖、矽卡巖型銅金礦床的輝鉬礦Re質(zhì)量分數(shù)數(shù)據(jù)，其中，尕爾窮、色布塔、舍索礦床Re質(zhì)量分數(shù)分別為(20.165～261.062)×10-6[13]、(222.7～513.6)×10-6[12]、(0.74～3.56)×10-6[5]。由此可見，尕爾窮Re同位素顯示了殼幔混源的特征，色布塔可能與幔源的關系更為密切[12]，而舍索顯示了明顯的殼源特征[5]，這與鉛構造模式圖得出的結論也一致。

嘎拉勒—尕爾窮礦集區(qū)與成礦關系最為密切的侵入巖為石英閃長巖、花崗閃長巖，而且都為I型花崗巖，該類花崗巖由幔源或殼?；煸丛磶r熔融而成[24]，所以成礦物質(zhì)來源與成礦巖體起源可能密切相關。舍索礦床成礦花崗閃長巖為幔源成因[6]，而礦石的Pb、Re同位素顯示成礦物質(zhì)主要來自地殼，說明巖漿上侵的過程中活化、萃取了基底中的成礦元素，成礦巖體可能主要提供了熱源和硫源，而對成礦物質(zhì)(金屬元素)的貢獻不大。班戈日阿的成礦巖體二長花崗巖起源于中下地殼的部分熔融，或起源于下地殼并受中上地殼物質(zhì)混染，擠壓向伸展的轉換的應力機制是巖石形成的誘因[9]；而Pb同位素顯示基底對成礦物質(zhì)的貢獻較為明顯，可能是由于早期的板塊碰撞導致地殼加厚并發(fā)生部分熔融，在上侵的過程中活化了基底中的成礦物質(zhì)而聚集成礦。黃瀚霄等[12]認為色布塔礦床的含礦斑巖可能是拆沉下地殼部分熔融或者是班公湖—怒江洋洋殼發(fā)生斷離并誘發(fā)殼幔物質(zhì)部分熔融形成的，形成于碰撞環(huán)境，同時Re同位素也顯示了成礦物質(zhì)主要來源于地幔。

此外，離班公湖—怒江縫合帶較近且具有斑巖-矽卡巖型復合礦化的尕爾窮、色布塔等礦床，其Pb、Re同位素顯示成礦物質(zhì)均具有殼幔混源的特征，單一的矽卡巖型礦床顯示成礦物質(zhì)主要來源于上地殼。而目前研究認為產(chǎn)于陸殼板塊縫合線附近和大陸板塊內(nèi)部、直接受深大斷裂控制、且與超基性巖-花崗巖套相關的含礦斑巖體，可能為上地幔分異、并遭受下地殼混染而形成的，其成礦物質(zhì)主要來源于上地幔和下地殼[45]。此外，嘎拉勒、尕爾窮兩個含金礦床的S、Pb、Re同位素顯示成礦物質(zhì)具有深部來源的特征，而舍索、班戈日阿等不含金的礦床均顯示成礦物質(zhì)以殼源為主，缺失了幔源部分的物源，所以今后的研究中應進一步探討嘎拉勒、尕爾窮礦床成礦物質(zhì)中幔源部分是否與金元素來源具有一定的相關性。

5 結論

1)形成于班公湖—怒江洋南向俯沖階段的舍索礦床其硫同位素具有雙峰式分布的特征，硫具有多來源的特點，為巖漿硫上升的過程中受到了地層硫的混染所致；碰撞階段的嘎拉勒、尕爾窮及后碰撞伸展階段的班戈日阿的硫同位素均呈塔式分布，顯示了幔源硫的特征。總體呈現(xiàn)出從班公湖--怒江洋南向俯沖(舍索)→碰撞(嘎拉勒、尕爾窮)→后碰撞(班戈日阿)逐漸富集重硫的特征。

2)俯沖階段形成的舍索礦床較其他礦床更加富集放射成因鉛。鉛同位素顯示舍索、班戈日阿礦床的成礦物質(zhì)主要來源于念青唐古拉群結晶基底；而同碰撞階段的嘎拉勒、尕爾窮礦床的成礦物質(zhì)具有明顯的殼?；煸吹奶卣鳎c成礦巖體關系密切，且有少量基底成礦物質(zhì)的參與。此外，斑巖-矽卡巖復合型礦床的成礦物質(zhì)來源具有殼?；煸吹奶卣鳎鴨我坏奈◣r型礦床以上地殼來源為主。

3)班公湖—怒江縫合帶東西向上的閉合是不等時的，中段于115 Ma左右可能已經(jīng)碰撞閉合，而相對于中段，西段的閉合時間延遲了25 Ma。班公湖--怒江成礦帶南側矽卡巖型銅多金屬礦床具有3個成礦集中期，即班怒洋南向俯沖期、同碰撞期、后碰撞期，對應的成礦時代分別為115、90、80 Ma左右。因此，研究區(qū)內(nèi)不僅可以尋找俯沖和同碰撞構造背景下形成的矽卡巖型銅多金屬礦床，同時后碰撞伸展階段也具有尋找該類型礦床的潛力。

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