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西藏蒙亚啊铅锌矿床地质特征及控矿要素解析论文

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2022-12-07 09:34:10    来源:    作者:lvyifei

摘要:摘要:蒙亚啊铅锌矿床构造上隶属于隆戈尔—念青唐古拉中生代岛链带东段,位于冈底斯北缘Pb-Zn-Ag-Fe-Cu多金属成矿带内,在成矿带内发育的Pb-Zn-Ag-Fe-Cu多金属成矿带内发育的Pb-Zn矿床为典型矿床,在隆戈尔—念青唐古拉中代岛链带东段已发现了多个铅锌矿体,在总结各个铅锌矿体及金属矿体研究的情况下,对区域的成矿背景、成矿地层、控矿构造、导矿构造、岩浆岩等方面有一定的了解,在前人调查研究基础上,总结综合分析出包括岩浆岩、构造、围岩蚀变等控矿要素,对研究区内矽卡岩型铅锌等多金属矿床成矿规律、成矿

  摘要:蒙亚啊铅锌矿床构造上隶属于隆戈尔—念青唐古拉中生代岛链带东段,位于冈底斯北缘Pb-Zn-Ag-Fe-Cu多金属成矿带内,在成矿带内发育的Pb-Zn-Ag-Fe-Cu多金属成矿带内发育的Pb-Zn矿床为典型矿床,在隆戈尔—念青唐古拉中代岛链带东段已发现了多个铅锌矿体,在总结各个铅锌矿体及金属矿体研究的情况下,对区域的成矿背景、成矿地层、控矿构造、导矿构造、岩浆岩等方面有一定的了解,在前人调查研究基础上,总结综合分析出包括岩浆岩、构造、围岩蚀变等控矿要素,对研究区内矽卡岩型铅锌等多金属矿床成矿规律、成矿条件及成矿模式提供一系列的探讨,为区域内进行矽卡岩型铅锌等多金属矿产提供一定的指导。

  关键词:蒙亚啊;铅锌矿床;矽卡岩;地质特征;控矿要素

  铅锌矿资源作为国家战略性金属矿产,我国长期在西藏等地区进行矿产勘查,特别是在西藏冈底斯成矿带上,在冈底斯成矿带找矿研究工作多年,发现在西藏冈底斯成矿带上特别是在其东段北部冈底斯北亚带发现多个矽卡岩多金属矿床,包括蒙亚啊铅锌矿、龙马拉、勒青拉、新嘎果、拉屋等,在此矿带内矿床具有较大的相似性,矿带内的矿床主要为大型、中型矿床,并以多期叠加构造改造、岩浆热液活动相互叠加富集而成,印度、亚洲大陆主碰撞阶段外,另外包含了白垩纪、中新世等多个成矿期,以蒙亚啊铅锌矿为例,矿区内出露大小不一的花岗斑岩、辉绿岩等斑岩体,围岩为一套碳酸盐岩地层为主,成矿以Pb-Zn-Ag-Cu组合为主,矿体多呈层状、似层状等形式产出。根据前人及野外地质调查资料,蒙亚啊矿区地层简单,构造发育,岩浆岩主要呈岩脉产出,以花岗斑岩、辉绿岩等为主。冈底斯北缘矿带内以Pb-Zn-Ag-Fe-Cu多金属成矿带为主要的成矿元素组合,蒙亚啊铅锌矿床就是位于此矿带内,矿床规模已达大型,已探明的矿石量大于500×104t,铅金属量20×104t,锌金属量26×104t,铜金属量5788t,银金属量204t,矿石品位铅矿为0.11%,锌矿为11.88%,铜矿为0.32%,银矿为100g/t。关于矿床成矿模式及成矿规律,一部分学者认为岩浆热液矿床,显示花岗斑岩对矿床的形成具有决定性作用;有学者对流体包裹体研究,提出矽卡岩矿床形成“两期五阶段”的成矿过程;通过研究发现石榴子石成分特征指示成矿环境在不同时期变化:早期进变质阶段氧化环境向还原环境转变;晚期退变质阶段由氧化环境向还原环境转变;矿床与印度大陆与欧亚大陆碰撞造山过程形成的S型花岗岩相关,成矿物质来源于岩浆,属典型的矽卡岩型矿床,而非前人认为的喷流沉积矿床。笔者通过对蒙亚啊铅锌矿床野外地质调查、分析测试及室内综合研究,总结出该矿床及同种类型矿床存在与花岗斑岩较为密切的联系及该类矽卡岩型矿床不同类型的成矿模式与规律。

西藏蒙亚啊铅锌矿床地质特征及控矿要素解析论文

  1地理位置及构造位置

  青藏高原自北向南由松潘-甘孜地块、羌塘地块、拉萨地块和喜马拉雅地块组成。其中拉萨地块作为一条巨型构造岩浆岩带,位于中南部的班公湖-怒江缝合线(BNSZ)与雅鲁藏布江缝合带(IYSZ)之间,在沉积地层、岩浆活动和成矿作用、成矿规律等各方面存在差异。青藏高原碰撞造山过程进行了分析,发现其具有明显的3段性,由此将碰撞造山过程分为主碰撞(65Ma~41Ma)、晚碰撞(40Ma~26Ma)和后碰撞(25Ma~0Ma)3个阶段,蒙亚啊铅锌矿床位于与逆冲推覆构造系统有关的Pb-Zn-Ag-Cu成矿时间时期,前人研究表明,伴随印度-亚洲大陆碰撞造山而产生一系列逆冲断裂系,将前陆盆地侧缘的中生代地层切割成叠置的构造岩片,并推覆叠置于盆地沉积地层之上,形成单冲式或对冲式逆冲推覆构造系统,并控制了Pb-Zn-Ag-Cu矿床的形成与发育。蒙亚啊铅锌矿床位于西藏嘉黎县绒多乡南东18km,构造位置位于狮泉河-纳木错断裂带和洛巴堆-米拉山断裂带之间,隶属于中拉萨微地块,位于北拉萨微地块和南拉萨微地块之间;大地构造隶属于特提斯-喜马拉雅构造一级单元冈底斯-念青唐古拉板片中部隆戈尔-念青唐古拉中生代岛链带东段,区域构造方向以北西西向为主,断层主要性质为逆断层系为主,局部发育北东向逆断层、南北向的正断层;区域上主要的侵入岩体包括中新世花岗岩、始新世花岗岩、白垩纪花岗岩、侏罗纪花岗岩、三叠纪花岗岩、林子宗火山岩,区域成矿作用产生的相关矿种主要为铁、铜等,主要为矽卡岩型,与花岗岩体相关的矽卡岩型铅锌矿,本文介绍的蒙亚啊铅锌矿即属于矽卡岩型铅锌矿种类型,属于西藏冈底斯成矿带上的重要铅锌矿床,产出于多期次的构造作用、岩浆活动、热液运动等相互叠加作用的结果,成矿时代主要与大陆碰撞阶段一致,并在区域上产生了白垩纪、中新世等规模大小不一的矿脉。

  2研究区地质概况

  2.1地层

  区内的地层时代主要跨越石炭系、二叠系、三叠系及第四系,包括上石炭统-下三叠统来姑组三段(C2-P1l3)、中二叠统洛巴堆组一段(P2l1)、中二叠统洛巴堆组二段(P2l2)和第四系(Q);中酸性侵入岩体为规模较小的花岗斑岩、长石石英斑岩等。

  根据岩性特征上石炭统-下三叠统来姑组(C2-P1l)地层由下而上可分为3个岩性段:来姑组第三岩性段位于矿区北部,为区内主要的赋矿地层,其岩性组合以砂岩、粉砂岩、黑色碳质板岩为主,板岩夹有灰岩透镜体。根据地层岩性差异可将上石炭统-下三叠统来姑组(C2-P1l)分为两个岩性段,其岩性分别如下:

  上石炭统-下三叠统来姑组三段(C2-P1l3):以灰黑色、深灰色炭质板岩为主、深灰色、浅灰色薄层状变砂岩、变质黑云母阳起石石英粉砂岩与深黑色砂质板岩、绢云板岩的不等厚韵律互层,夹少量中层变质砂岩、灰岩和大理岩透镜体等,含有丰富的海相生物化石,其基本层序为中薄层变细砂岩-粉砂岩与绢云板岩、炭质板岩组成韵律互层,该层序出现在来姑组三段中,为典型的砂泥质浊积岩,多以厚2cm~5cm砂/泥韵律的较为密集韵律互层产出。

  其下还有来姑组二段(C2-P1l2)、来姑组一段(C2-P1l1),前者岩性为黑色薄层砂质板岩与绢云板岩韵律互层,偶夹薄层条带状变细砂岩,并见有粒序层,下部见灰-深灰色薄-中层状中-细粒岩屑变砂岩与薄层变细砂岩、变粉砂岩及绢云板岩的不规则韵律互层,其粒序层理、平行层理较为发育;后者为灰绿色中厚层中粗粒变岩屑石英砂岩与斑块状薄层中粗粒变岩屑石英砂岩的不等厚互层,见有透镜状潮汐层理,下部为灰色、深灰色钙质结晶灰岩与深灰、灰黑色板岩、钙质板岩互层。

  中二叠统洛巴堆组(P2l):分布于区内中部及南部,岩性组合以灰岩、结晶灰岩及白云岩等为主。其中灰岩以灰色厚层状泥晶灰岩,夹生物碎屑灰岩、结晶灰岩,灰岩中还见含燧石条带、结核等;并见灰岩、白云岩,夹凝灰岩组成。根据地层岩性差异可将中二叠统洛巴堆组(P2l)分为两个岩性段,其岩性分别如下:

  中二叠统洛巴堆组二段(P2l2):岩性为下部为深灰色薄层变细砂岩、变粉砂岩与绢云板岩不等厚互层,上部为中层变砂岩夹少量斑岩、灰绿色凝灰质角砾岩,构成一个垂向明显向上变粗、变厚的沉积序列,砂岩底面见侵蚀和冲刷,底部见含泥砾。

  中二叠统洛巴堆组一段(P2l1):岩性为浅灰色中厚层-块状结晶灰岩夹灰白色厚层块状粗晶大理岩,并夹深灰色、银灰色绢云板岩夹薄层条带状砂质板岩和变粉砂-细砂岩,其中绢云板岩、砂质板岩、变粉砂-细砂岩等发育正粒序递变层理。以巨厚层灰岩出现为底界与下伏上石炭统-下三叠统来姑组三段(C2-P1l3)呈整合接触。

  第四系(Q):岩性为冲洪积物及残坡积物两种类型,主要位于沟谷内,在高山山脊及缓坡地带也见发育。

  2.2岩浆岩

  区域内侵入岩发育,主要的侵入岩体为花岗斑岩体、石英斑岩体、辉绿岩体等,在研究区内侵入岩类型有花岗斑岩(γ)、辉绿岩(η),其中与成矿关系较为紧密的为花岗斑岩(γ),辉绿岩(η)与成矿相关性较差;岩浆岩出露范围较小,在研究区各个位置均有出露,呈现出“数量多,面积小”的特征,与铅锌成矿密切相关,其岩性主要为花岗斑岩、辉绿岩等,呈岩株、岩脉状产出,且在研究区中部、北部的上石炭统-下三叠统来姑组三段(C2-P1l3)、中二叠统洛巴堆组二段(P2l2)出露较多,其中在来姑组三段出露的花岗斑岩较多,辉绿岩体则出露于洛巴堆组二段。辉绿岩呈灰绿色,表面风化强烈,块状构造,矿物以斜长石、辉石为主,有少量钾长石。斜长石呈长条状,长约10μm~150μm,可见较为明显的蚀变,但晶形仍清晰可见,局见聚片双晶;辉石呈他形粒状,大多数蚀变呈绿泥石。石英斑晶呈半自形—他形粒状,粒径0.1mm~2.0mm,晶形较规则;斜长石斑晶呈半自形,粒径0.2mm~1.0mm。斑晶蚀变较为强烈,但其双晶仍清晰可见,零星分布。基质成分主要由颗粒细小的长英质矿物组成。花岗斑岩具有斑状结构,块状构造,呈灰白色。斑晶由石英、斜长石、钾长石等组成。

  从长期冈底斯成矿带调查研究可知,位于西藏中东部的冈底斯斑岩成矿带,受到东西向逆冲断裂带和穿拉萨地块的正断层的共同控制,作用在东西方向上成带状分布,南北方向呈点线分布。从前人众多年代学测试数据显示,冈底斯斑岩成矿带的斑岩成矿作用具有多期次性的特征,斑岩型矿床主要集中在中侏罗世(~174Ma)、始新世(48Ma~51Ma)和中新世(12Ma~23Ma)等三个矿化集中期,除了已发现的这3个矿化集中期外研究发现其他时代的小型斑岩型成矿作用。从成矿条件、成矿规律及成矿模式上来看,侵入岩体不论是矽卡岩型还是斑岩型,其带状分布较为明显,值得长期研究探讨。

  2.3构造

  研究区所在区域以中二叠统龙沟组为核部的东西向向斜,北翼地层倾向南,南翼地层倾向北,研究区则位于该向斜北翼,地层倾向南,以中二叠统洛巴堆组二段(P2l2)为核部,研究区断裂构造较为发育,研究区断层总体为北东向、东西向为主,为研究区主要的导矿构造,断层穿越地层包括中二叠统洛巴堆组一段(P2l1)、中二叠统洛巴堆组二段(P2l2)、上石炭统-下三叠统来姑组三段(C2-P1l3)、第四系(Q),断层性质为右行走滑断层,也是其重要的容矿构造控制矿体的延伸,正是多期的断层及造山运动等区域构造活动,为矿业的活化迁移活动提供了有利的条件。

  2.4矿体特征

  根据前人对矿区资料的调查研究,矿区北部的12号矿体、14号矿体为主要矿体,其厚度品位相对较高;矿区东北部的4号矿体也是勘查时间最长、研究程度最高的矿体;矿体均具有较高的经济价值。矿体主要赋存于上石炭统—下二叠统来姑组钙质砂岩地层中,其上覆围岩地层为黑色板岩,底板围岩地层为灰岩和泥灰岩。矿化砂岩地层中夹有透镜状灰岩,围岩蚀变主要以绿泥石化、大理岩化、阳起石化为主。据近期调查资料,采场出露铅锌矿矿体长度宽约200m,长约300余米,矿体呈层状、似层状,局部为透镜状、网脉状,厚度在数米至10余米,矿体走向为南东向及南东东向。铅锌矿品位较高,以锌矿为主,铅锌品位超过10%。构造发育,在成矿期之前的岩石中发现各种相关的构造裂隙、节理、劈理及大小断裂,为铅锌成矿提供了重要的物质来源及构造空间。

  2.5岩石定年特征

  在“西藏蒙亚啊铅锌矿床矽卡岩型矿体白云母Ar-Ar年代学研究及其地球动力学意义”中指出,西藏蒙亚啊矿床是冈底斯北缘Pb-Zn-Ag-Cu-Fe-Mo多金属成矿带内发育的Pb-Zn矿床的典型代表。蒙亚啊矿床成矿时代的研究主要针对矿区内的花岗斑岩岩体或矿石矿物铅同位素展开,并存在较大的争议。本文基于成矿作用类型的差异,将蒙亚啊矿床的矿体进一步划分为矽卡岩型矿体和斑岩型矿体,而最具经济价值的硫化物成矿作用为矽卡岩型矿化。在此调查研究基础之上,通过云母Ar-Ar测年对蒙亚啊矽卡岩型矿体开展了定年工作。蒙亚啊矽卡岩型矿体中与闪锌矿共生的白云母的Ar-Ar同位素测年显示,其Ar-Ar年龄为54.60±0.40Ma,正等时线年龄为54.45±0.67Ma。笔者认同前人“根据白云母与矿石矿物的共生关系可知,该年龄应代表了蒙亚啊矿区矽卡岩型矿体的成矿时代”的基本观点。综合前人的研究结果,笔者认为:蒙亚啊Pb-Zn矿床存在两期成矿事件,但主成矿期形成于印度-欧亚陆-陆碰撞的主碰撞阶段,特提斯海可能是矿床形成的深部动力学机制。

  3讨论

  研究区受区域构造及研究区构造作用,在喜马拉雅早期雅鲁藏布江大洋向北俯冲,直至消亡的碰撞造山作用,在研究区内发生一系列的构造运动及岩浆运动、热液活动,研究区发育大量以脉状形式产出的花岗斑岩体,与区内成矿密切相关的强烈褶皱、构造,在研究区存在多种成矿模式,现分述如下:

  最为常见的两种成矿模式,矿体与矽卡岩在空间上大体一致,时间上可分为两类,侵入于来姑组、洛巴堆组及两者平行不整合界线附近,根据以上岩石定年数据可知矽卡岩矿体成矿时代,推断区内成矿模式分别为继承矿化型与叠加矿化型,前者铅锌矿形成于矽卡岩之后,矿体分布于矽卡岩体的局部地段,由下向上岩岩体分别为花岗斑岩-矽卡岩-铅锌矿体-灰岩,铅锌矿体位于矽卡岩体外围,后者铅锌矿形成明显晚于矽卡岩,矿体可以分布于矽卡岩之中,也可分布于围岩之中,在成矿过程中,形成了花岗斑岩-矽卡岩-铅锌矿体-灰岩与花岗斑岩-矽卡岩-铅锌矿体-灰岩-铅锌矿体两种类型,其前一种类型与继承矿化型形成类似,后一种类型则在产出与灰岩内部,形成时期晚于灰岩围岩,说明其提供热液时期可分为两期次,在矿体围岩附近其节理裂隙较为发育,说明其与区域构造即断裂,以及内部节理裂隙密切相关。

  另一种成矿模式应与区域不整合接触面相关,即平行不整合接触面,此界面与地壳升降活动有关,在侵蚀面发生接触交代,矿体形成于界线附近的矽卡岩或矽卡岩化大理岩,中二叠统洛巴堆组二段(P2l2)中二叠统洛巴堆组一段(P2l1)与本身为碳酸盐岩建造,矿床属于钙质矽卡岩矿床,矽卡岩型铅锌矿体一般沿主断裂带及其两侧展布,矿体主要呈层状、似层状产出,矿体产出于矽卡岩内部,外围分布为矽卡岩、矽卡岩化碳酸盐,因矿体处于矽卡岩与碳酸盐岩建造界线,两侧围岩岩体分别为灰岩与花岗斑岩,岩浆岩活动则在侵入时提供热液;断裂在含矿气水热液扩散过程中起导矿、控矿、容矿作用,热液沿接触带流动时,引起接触带两侧岩石相互扩散,发生接触交代作用,围岩蚀变包括矽卡岩化、大理岩化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化等,以硅化和矽卡岩化与成矿关系密切。

  另一种解释则为岩株或角砾岩化的捕虏体,含矿热液沿切割接触带的裂隙运移,在似层状矿体中发现有沿裂隙运移的岩株或角砾岩化的捕虏体,温压梯度是引起此组分运移的动力,运移距离越远,交代作用越小,具有明显的分带性。研究区垂向上距离矿体较近的矽卡岩主要为石榴子石矽卡岩,向上依次过渡为透辉石+石榴子石矽卡岩-硅灰石+矽卡岩-阳起石+绿泥石矽卡岩。普遍认为矿床经历了以下几个成矿阶段:早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段、石英-硫化物阶段和碳酸盐阶段。在研究了成矿物质来源前提下,显示矿石铅来源于早白垩世上地壳物质部分熔融形成的岩浆。

  4结论

  西藏蒙亚啊铅锌矿床控矿因素包括以下几个方面:

  岩浆岩:区内与铅锌矽卡岩最为密切的为石英斑岩中酸性岩浆岩,为矽卡岩物质来源,也提供了来自深部的汽水热液。

  构造:区域断裂带展布方向为近东西向,为热液运移提供通道,研究区内北东向断层次级断裂、平行不整合界面、层间裂隙等为容矿空间,并控制矽卡岩展布。

  地层:无论是在来姑组、洛巴堆组还是界线附近,均受矽卡岩矿床碳酸盐岩与中酸性侵入岩体控制,且多呈层状、似层状;围岩蚀变以矽卡岩化、硅化等。