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(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院,武漢 430074 2.貴州能礦地?zé)嵬顿Y股份有限公司,貴陽(yáng) 550007 3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院,武漢 430074
近年來(lái),在藏北班公湖—怒江縫合帶兩側(cè)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)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(guó)家級(jí)的資源儲(chǔ)備基地,也逐漸受到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)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。現(xiàn)有的研究成果顯示,班公湖—怒江成礦帶北側(cè)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(dá)到詳查以上,如多龍礦集區(qū)[1-2],而在南側(cè)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(dá)到了詳查,其余礦床多在普查階段。目前對(duì)南北兩側(cè)礦床的產(chǎn)出環(huán)境還存在一定的爭(zhēng)議,其原因在于班公湖—怒江洋的閉合時(shí)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(xué)、火成巖巖石地球化學(xué)以及成巖成礦的年代學(xué),認(rèn)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(xué)者認(rèn)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(lái)許多學(xué)者對(duì)嘎拉勒、尕爾窮、舍索、色布塔、天宮尼勒等礦床開(kāi)展了成礦時(shí)代[3,5,7,12-13]、成礦物質(zhì)來(lái)源[6,14]等的研究。其中,嘎拉勒和尕爾窮礦床成礦物質(zhì)來(lái)源具有殼幔混源的特征,而舍索礦床的成礦物質(zhì)主要來(lái)自于殼源。但是,前人對(duì)不同成礦環(huán)境的礦床未進(jìn)行過(guò)詳細(xì)的對(duì)比,其成礦物質(zhì)來(lái)源等是否存在明顯的差異尚不明了。此外,雖然近年來(lái)已發(fā)現(xiàn)了一大批礦床(點(diǎn)),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(chǔ)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(wèn)題的模糊認(rèn)識(shí)和爭(zhēng)論等因素的影響[10]。目前的研究顯示:該成礦帶北側(cè)找礦效果較好,已取得較大的進(jìn)展;而南側(cè)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(dá)大型規(guī)模,勘查評(píng)價(jià)工作一直進(jìn)展不大。鑒于此,本文對(duì)比研究該成礦帶南側(cè)不同成礦背景下典型銅多金屬礦床的S、Pb同位素特征,進(jìn)而探討其成礦物質(zhì)來(lái)源的異同,以期能為后續(xù)的礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)工作提供參考。
前人對(duì)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(gòu)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(jué)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(jìn)入滇西,面積約為12萬(wàn)km2[16-17]。而根據(jù)班公湖—怒江洋閉合前雙向俯沖的特點(diǎn),宋揚(yáng)等[15]認(rèn)為廣義的班公湖—怒江成礦帶還應(yīng)包括縫合線南北兩側(cè)與班公湖—怒江洋俯沖、碰撞、碰撞后和陸內(nèi)伸展作用有關(guān)的巖漿巖區(qū),在這一演化過(guò)程中所形成的礦床應(yīng)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(yuǎn)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(yáng)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(wèn)題上已達(dá)成共識(shí)[18-19], 認(rèn)為該縫合線主要由規(guī)模巨大的蛇綠巖套及混雜巖帶構(gòu)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(cè)為不同的構(gòu)造單元,北側(cè)屬于羌塘—三江復(fù)合板片,南側(cè)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(cè)岡底斯北緣的巖漿弧中。
班公湖—怒江縫合帶兩側(cè)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(kāi)始火山作用顯著增強(qiáng),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(shí)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(diǎn)[20]。早白堊世末期,火山作用更加強(qiáng)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(cè),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(cè)的獅泉河—納木錯(cuò)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(guān)[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(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、似斑狀花崗巖及花崗斑巖等,構(gòu)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(fù)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(ài)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(ài)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(jì)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(ài)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(jì)侵入體的產(chǎn)出基本控制了矽卡巖型礦床的分布。
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(gòu)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(jì)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(gè)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(jié)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(gòu)造線主要呈近東西向展布,褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)地層構(gòu)成一個(gè)軸部呈東西向展布的短軸復(fù)式背斜,并受后期巖體侵入破壞,呈現(xiàn)出一個(gè)不完整的破背斜。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要表現(xiàn)為幾條規(guī)模較小的次級(jí)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(guān)系不密切。
據(jù)文獻(xiàn)[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(zhǎng)巖體和石英閃長(zhǎng)巖體是礦區(qū)主要的侵入巖。石英閃長(zhǎng)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。花崗閃長(zhǎng)巖分布于日拉東側(cè)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(zhǎng)巖,邊緣相為斑狀石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)(斑)巖,巖石基質(zhì)具細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)。
銅礦(化)體主要產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)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(jié)構(gòu)構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖3 所示。
嘎拉勒—尕爾窮礦集區(qū)位于阿里地區(qū)革吉縣,大地構(gòu)造位置處于羌塘—三江復(fù)合板片與岡底斯—念青唐古拉復(fù)合板片的交匯處,位于班公湖—怒江縫合帶南側(cè)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(dá)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(guān)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(ài)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(gòu)造主要可見(jiàn)斷裂及褶皺構(gòu)造,以斷裂構(gòu)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(duì)成礦有利的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造,礦區(qū)構(gòu)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(zhǎng)巖,礦體賦存于花崗閃長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jiàn)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(zhǎng)巖;4.石英閃長(zhǎng)巖;5.花崗閃長(zhǎng)巖脈;6.石英閃長(zhǎng)巖脈;7.閃長(zhǎng)玢巖脈;8.閃長(zhǎng)巖脈;9.花崗斑巖脈;10.花崗巖脈;11.輝綠輝長(zhǎng)巖脈;12.矽卡巖;13.銅礦體及編號(hào);14.銅礦化體及編號(hào);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(xiàn)[9]修編。圖2 舍索礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖 Fig.2 Simplified geological map of the Shesuo skarn Cu polymetallic mining area
班戈日阿礦床位于班戈縣南部,大地構(gòu)造位置處于班公湖—怒江縫合帶南側(cè)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)殛懴唷5V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(jié)晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r等,與成礦關(guān)系密切。
區(qū)域上構(gòu)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(gòu)造,向北東逆沖,傾向南西,同時(shí)也是多尼組與競(jìng)柱山組的分界斷裂,活動(dòng)時(shí)間為晚白堊世;而礦床范圍內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育。巖漿活動(dòng)異常強(qiáng)烈,表現(xiàn)為大規(guī)模的白堊紀(jì)中酸性巖漿侵入活動(dòng),主要為晚白堊世似斑狀二長(zhǎng)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(gè)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(jiàn)零星細(xì)小磁鐵礦脈和孔雀石化磁鐵礦轉(zhuǎn)石。就單個(gè)礦體而言,往往礦體上部主要為鐵礦化,向下逐漸過(guò)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(zhǎng)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(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖5所示。圍巖蝕變中常見(jiàn)矽卡巖化、硅化、黃鐵礦化共生,與礦化密切相關(guān)。
表1 典型礦床地質(zhì)特征對(duì)比
本文研究的S、Pb同位素?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于作者測(cè)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(hào)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(tuán)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(tuán)塊狀黃鐵礦黃銅礦石,偶見(jiàn)星點(diǎn)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(tuán)塊狀,黃鐵礦、方鉛礦呈星點(diǎn)狀、細(xì)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(cè)試步驟如下:先選取具代表性樣品肉眼進(jìn)行初選,經(jīng)手工進(jìn)行逐級(jí)破碎、過(guò)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(cè)試研究中心進(jìn)行分析測(cè)試。S同位素測(cè)試儀器為MAT-251,采用V-CDT國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),分析精度優(yōu)于±0.2‰。Pb同位素測(cè)試儀器為ISOPROBE-T,誤差以2σ計(jì)。
a.手標(biāo)本照片,脈狀銅鐵礦石;b.黃銅礦呈網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)穿插于脈石礦物中;c.方鉛礦發(fā)育的揉皺結(jié)構(gòu);d.黃鐵礦與黃銅礦呈共結(jié)邊結(jié)構(gòu)共生,且磁鐵礦被黃銅礦交代呈殘余結(jié)構(gòu);e.輝銅礦交代黃銅礦,另見(jiàn)少量斑銅礦產(chǎn)出;f.黃銅礦呈乳滴狀結(jié)構(gòu)出溶于閃鋅礦中,另見(jiàn)少量銅藍(lán)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(lán);Cc.輝銅礦。圖3 舍索礦區(qū)礦石手標(biāo)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(xiàn)[9]修編。圖4 班戈縣日阿銅多金屬礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)(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(biāo)本及顯微照片F(xiàn)ig.5 Graphs of typical ore samples and micrographs of metallic minerals in Shesuo mining area
本文對(duì)舍索、日阿的測(cè)試數(shù)據(jù)及收集(嘎拉勒、尕爾窮、舍索)的數(shù)據(jù)見(jiàn)表2,數(shù)據(jù)顯示尕爾窮、舍索礦床中礦石硫同位素以負(fù)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(fù)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‰。
本文在收集前人研究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)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(jìn)行了鉛同位素的測(cè)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(gè)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(cè)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(hào)測(cè)試對(duì)象δ34SV-CDT/‰數(shù)據(jù)來(lái)源礦床樣號(hào)測(cè)試對(duì)象δ34SV-CDT/‰數(shù)據(jù)來(lái)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(hào)測(cè)試對(duì)象206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204PbμωΔαΔβΔγ資料來(lái)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
關(guān)于班公湖—怒江洋盆的演化,其俯沖開(kāi)啟時(shí)間、俯沖極性、洋盆的閉合等問(wèn)題一直是地質(zhì)學(xué)界爭(zhēng)論的焦點(diǎn),而爭(zhēng)論最多是洋盆閉合時(shí)間,目前主要有3種觀點(diǎn):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(rèn)為班公湖—怒江洋盆的閉合時(shí)間為101~83 Ma。此外,多數(shù)學(xué)者認(rèn)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(rèn)為洋盆的閉合應(yīng)該是由東向西穿時(shí)進(jìn)行的,由東向西閉合時(shí)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(zhǎng)巖具有典型島弧火山巖的特征,指示該成礦巖體應(yīng)該形成于班公湖—怒江洋向南俯沖構(gòu)造環(huán)境,其成巖時(shí)代為116 Ma,而且成巖與成礦時(shí)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(xué)特征和年代學(xué),認(rèn)為成礦巖體二長(zhǎng)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(cè)得天宮尼勒礦床的成礦花崗閃長(zhǎng)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(guān)。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(zhǎng)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(guān)。嘎拉勒礦床成礦巖體為中細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)巖(86 Ma)、閃長(zhǎng)玢巖(88 Ma),成巖與成礦時(shí)代基本一致,應(yīng)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(shí)代約為89 Ma,輝鉬礦Re-Os等時(shí)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(zhǎng)花崗巖的侵位時(shí)代為80 Ma,其地球化學(xué)特征具有后碰撞的特點(diǎn)[9]。
綜上所述,班公湖—怒江洋盆的閉合在東西向上不是同時(shí)進(jìn)行的,而是西段較中段相對(duì)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(xué)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(diǎn),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(cè)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(duì)應(yīng)的成礦時(shí)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(diǎn))的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明班公湖—怒江洋盆演化的各個(gè)階段不僅有成巖而且還有成礦的響應(yīng)。
關(guān)于礦床成礦物質(zhì)來(lái)源,目前常用S、Pb同位素進(jìn)行示蹤,而對(duì)于斑巖型、矽卡巖型等成礦物質(zhì)與巖體關(guān)系密切的礦床類型,也常通過(guò)巖體的源區(qū)及其運(yùn)移路徑來(lái)進(jìn)行限定。本文主要通過(guò)S、Pb、Re同位素特征、輔以成礦巖體的源區(qū)來(lái)示蹤成礦物質(zhì)來(lái)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(gè)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(shuō)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(dá)到了平衡,且計(jì)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?jǐn)?shù)的順序?yàn)椋河彩?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(shuō)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(dá)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(lái)源的特征[14];同樣嘎拉勒δ34SV-CDT平均為-0.6‰,來(lái)源也較為單一,即嘎拉勒、尕爾窮礦床的硫主要來(lái)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(jié)晶時(shí)δ34S的富集順序不一致,說(shuō)明其硫同位素分餾可能未達(dá)到平衡,或者是原平衡已被破壞。其δ34SV-CDT具有2個(gè)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(lái)源的特征;而且δ34SV-CDT多表現(xiàn)為較大的負(fù)值,尤其是輝鉬礦的δ34SV-CDT為-10.3‰~-8.0‰,趙元藝等[6]認(rèn)為這是幔源硫上升的過(guò)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(lái)源的硫與地層硫混合的特征。此外,上述4個(gè)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(guó)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(guò)10‰(部分矽卡巖型鐵礦床除外),可以認(rèn)為硫來(lái)源較單一,主要為幔源硫。如長(zhǎng)江中下游以花崗閃長(zhǎng)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(tái)、長(zhǎng)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(fù)合來(lái)源的特征[36]。所以,矽卡巖型礦床地層中硫的含量會(huì)對(duì)礦石的硫同位素組成造成明顯影響,而上述幾個(gè)礦床,尤其是舍索和尕爾窮礦床,其礦石的硫同位素多以負(fù)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(duì)富集硫輕同位素,最終表現(xiàn)為由具有δ34SV-CDT較大負(fù)值沉積的硫同位素組成[35]。
將礦石鉛同位素?cái)?shù)據(jù)投在Zartman[38]提出的鉛同位素增長(zhǎng)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(zhǎng)曲線的上方,僅個(gè)別位于造山帶范圍內(nèi),顯示了上地殼來(lái)源的特征;而尕爾窮和嘎拉勒與之相反,大部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)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(jié)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(jìn)行對(duì)比,得出了該礦床成礦物質(zhì)可能主要來(lái)自具幔源特征物質(zhì)和念青唐古拉群基底片麻巖的結(jié)論,并得到了成礦巖體鋯石Hf同位素?cái)?shù)據(jù)的證實(shí);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(rèn)為基底對(duì)成礦物質(zhì)的貢獻(xiàn)較小。舍索及班戈日阿大部分?jǐn)?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(shuō)明舍索、日阿礦床成礦物質(zhì)可能主要來(lái)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(gè)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(shuō)明俯沖作用引起的巖漿作用對(duì)成礦的控制非常明顯。此外,尕爾窮有2個(gè)數(shù)據(jù)位于上地殼,有1
底圖據(jù)文獻(xiàn)[38];基底數(shù)據(jù)來(lái)自文獻(xiàn)[37]。圖8 班公湖—怒江縫合帶南側(cè)典型礦床礦石鉛同位素增長(zhǎng)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(xué)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(yè)巖上地殼鉛;10.退變質(zhì)鉛。底圖據(jù)文獻(xiàn)[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(lái)源復(fù)雜且具有殼幔混合來(lái)源的特征;同時(shí)也暗示基底對(duì)成礦物質(zhì)有一定的貢獻(xiàn),這與增長(zhǎng)曲線圖得出的結(jié)論一致。
除了構(gòu)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(lái)自上地殼,低μ值一般認(rèn)為是上地幔源或下地殼來(lái)源(μ值的高低以9.58來(lái)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(gè)數(shù)據(jù)中僅有1個(gè)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(guò)Re同位素來(lái)探討成礦物質(zhì)來(lái)源。由于Re主要富集于地幔中,因此對(duì)成礦物質(zhì)來(lái)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(rèn)為成礦物質(zhì)以殼源為主的輝鉬礦中Re的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少應(yīng)小于100×10-6,而與幔源有關(guān)的則應(yīng)大于200×10-6,介于2個(gè)數(shù)值之間則為殼?;旌蟻?lái)源。據(jù)此,本文收集了班公湖--怒江成礦帶南側(cè)典型斑巖、矽卡巖型銅金礦床的輝鉬礦Re質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù),其中,尕爾窮、色布塔、舍索礦床Re質(zhì)量分?jǐn)?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(jiàn),尕爾窮Re同位素顯示了殼?;煸吹奶卣?,色布塔可能與幔源的關(guān)系更為密切[12],而舍索顯示了明顯的殼源特征[5],這與鉛構(gòu)造模式圖得出的結(jié)論也一致。
嘎拉勒—尕爾窮礦集區(qū)與成礦關(guān)系最為密切的侵入巖為石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)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(lái)源與成礦巖體起源可能密切相關(guān)。舍索礦床成礦花崗閃長(zhǎng)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(lái)自地殼,說(shuō)明巖漿上侵的過(guò)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(duì)成礦物質(zhì)(金屬元素)的貢獻(xiàn)不大。班戈日阿的成礦巖體二長(zhǎng)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(zhuǎn)換的應(yīng)力機(jī)制是巖石形成的誘因[9];而Pb同位素顯示基底對(duì)成礦物質(zhì)的貢獻(xiàn)較為明顯,可能是由于早期的板塊碰撞導(dǎo)致地殼加厚并發(fā)生部分熔融,在上侵的過(guò)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(rèn)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(shí)Re同位素也顯示了成礦物質(zhì)主要來(lái)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(fù)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?;煸吹奶卣?,單一的矽卡巖型礦床顯示成礦物質(zhì)主要來(lái)源于上地殼。而目前研究認(rèn)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(guān)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(lái)源于上地幔和下地殼[45]。此外,嘎拉勒、尕爾窮兩個(gè)含金礦床的S、Pb、Re同位素顯示成礦物質(zhì)具有深部來(lái)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(yīng)進(jìn)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(lái)源具有一定的相關(guān)性。
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(lái)源的特點(diǎn),為巖漿硫上升的過(guò)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??傮w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(lái)源于念青唐古拉群結(jié)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?,與成礦巖體關(guān)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(fù)合型礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源具有殼?;煸吹奶卣?,而單一的矽卡巖型礦床以上地殼來(lái)源為主。
3)班公湖—怒江縫合帶東西向上的閉合是不等時(shí)的,中段于115 Ma左右可能已經(jīng)碰撞閉合,而相對(duì)于中段,西段的閉合時(shí)間延遲了25 Ma。班公湖--怒江成礦帶南側(cè)矽卡巖型銅多金屬礦床具有3個(gè)成礦集中期,即班怒洋南向俯沖期、同碰撞期、后碰撞期,對(duì)應(yīng)的成礦時(shí)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(gòu)造背景下形成的矽卡巖型銅多金屬礦床,同時(shí)后碰撞伸展階段也具有尋找該類型礦床的潛力。
[1] 李光明,李金祥,秦克章,等. 西藏班公湖帶多不雜超大型富金斑巖銅礦的高溫高鹽高氧化成礦流體:流體包裹體證據(jù)[J]. 巖石學(xué)報(bào),2007,23(5):935-952.
Li Guangming, Li Jinxiang,Qin Kezhang, et al. High Temperature, Salinity and Strong Oxidation Ore-Forming Fluid at Duobuza Gold-Rich Porphyry Copper Deposit in the Bangonghu Tectonic Belt, Tibet:Evidence from Fluid Inclusions[J]. Acta Petrologica Sinica, 2007, 23(5):935-952.
[2] 祝向平,陳華安,馬東方,等. 西藏波龍斑巖銅金礦床的Re-Os同位素年齡及其地質(zhì)意義[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2011,27(7): 2159-2164.
Zhu Xiangping, Chen Huaan, Ma Dongfang, et al. Re-Os Dating for the Molybdenite from Bolong Porphyry Copper-Gold Deposit in Tibet, China and Its Geological Significance[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27 (7):2159-2164.
[3] 呂立娜,趙元藝,宋亮,等.西藏班公湖—怒江成礦帶西段富鐵礦與銅(金)礦C、Si、O、S和Pb同位素特征及地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),2011,85(8):1291-1304.
Lǚ Lina, Zhao Yuanyi, Song Liang, et al. Characteristics of C, Si, O, S and Pb Isotopes of the Fe-Rich and Cu (Au)Deposits in the Western Bangong-Nujiang Metallogenic Belt, Tibet, and Their Geological Significance[J]. Acta Geologica Sinica, 2011,85(8):1291-1304.
[4] 鄧世林.西藏革吉縣尕爾窮銅金礦礦床地球化學(xué)特征[D].成都:成都理工大學(xué),2011.
Deng Shilin. Geochemistry Character of Gaerqiong Copper-Gold Deposit, Geji County, Tibet[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2011.
[5] 趙元藝, 宋亮, 樊興濤, 等. 西藏申扎縣舍索銅多金屬礦床輝鉬礦Re-Os年代學(xué)及地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),2009,83(8): 1150-1158.
Zhao Yuanyi, Song Liang, Fan Xingtao, et al. Re-Os Dating of Molybdenite from the Shesuo Copper Polymetallic Ore in Shenzha County, Tibet and Its Geological Significance[J]. Acta Geologica Sinica, 2009,83(8): 1150-1158.
[6] 趙元藝,崔玉斌,呂立娜,等. 西藏舍索矽卡巖型銅多金屬礦床年代學(xué)與地球化學(xué)特征及意義[J]. 巖石學(xué)報(bào),2011,27(7): 2132-2142.
Zhao Yuanyi, Cui Yubin, Lü Lina, et al. Chronology, Geochemical Characteristics and the Significance of Shesuo Copper Polymetallic Deposit, Tibet[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011,27 (7):2132-2142.
[7] 黃瀚霄,李光明,劉波,等. 西藏仲巴縣天宮尼勒矽卡巖型銅金礦床鋯石U-Pb年代學(xué)和巖石地球化學(xué)特征:對(duì)成因及其成礦構(gòu)造背景的指示[J]. 地球?qū)W報(bào), 2012,33(4): 424-434.
Huang Hanxiao, Li Guangming, Liu Bo,et al. Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of the Tiangongnile Skarn-Type Cu-Au Deposit in Zhongba County, Tibet: Their Genetic and Tectonic Setting Significance[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2012, 33(4): 424-434.
[8] 高順寶, 鄭有業(yè), 王進(jìn)壽, 等.西藏班戈地區(qū)侵入巖年代學(xué)和地球化學(xué)對(duì)班公湖--怒江洋盆演化時(shí)限的制約[J]. 巖石學(xué)報(bào),2011,27(7):1973-1982.
Gao Shunbao, Zheng Youye, Wang Jinshou, et al. The Geochronology and Geochemistry of Intrusive Rocks in Bage Area: Constraints on the Evolution Time of the Bangong Lake-Nujiang Ocean Basin [J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27 (7):1973-1982.
[9] 高順寶. 西藏岡底斯西段銅鐵多金屬成礦作用與找礦方向[D]. 武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2015.
Gao Shunbao. Copper-Iron Polymetal Metallogenesis and Exploration Direction in the Western of Gangdise Metallogenic Belt, Tibet [D]. Wuhan: China University of Geosciences, 2015 .
[10] 曲曉明,范淑芳,馬旭東,等. 西藏班公湖—怒江成礦帶上的碰撞后銅礦床[J]. 礦床地質(zhì),2015,34 (3): 431-448.
Qu Xiaoming, Fan Shufang, Ma Xudong, et al. Post-Collisional Copper Ore Deposits Along Bangong Co-Nujiang Metallogenic Belt, Tibetan Plateau[J]. Mineral Deposits, 2015, 34 (3): 431-448.
[11] 李金祥, 李光明, 秦克章, 等.班公湖帶多不雜富金斑巖銅礦床斑巖-火山巖的地球化學(xué)特征與時(shí)代:對(duì)成礦構(gòu)造背景的制約[J].巖石學(xué)報(bào),2008,24(3):531-543.
Li Jinxiang, Li Guangming, Qin Kezhang, et al. Geochemistry of Porphyries and Volcanic Rocks and Ore-Forming Geochronology of Duobuza Gold-Rich Porphyry Copper Deposit in Bangonghu Belt, Tibet: Constraints on Metallogenic Tectonic Settings[J]. Acta Petrologica Sinica, 2008, 24(3): 531-543.
[12] 黃瀚霄,李光明,陳華安,等. 西藏色布塔銅鉬礦床中輝鉬礦Re-Os定年及其成礦意義[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),2013,87(2): 240-244.
Huang Hanxiao, Li Guangming, Chen Huaan,et al. Molybdenite Re-Os Isotope Age and Metallogenic Significance of Sebuta Copper Molybdenum Deposit in Tibet[J]. Acta Geologica Sinica, 2013, 87(2): 240-244.
[13] 李志軍,唐菊興,姚曉峰,等.班公湖—怒江成礦帶西段尕爾窮銅金礦床輝鉬礦Re-Os年齡及其地質(zhì)意義[J]. 成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011, 38(6):678-683.
Li Zhijun, Tang Juxing, Yao Xiaofeng, et al. Re-Os Isotope Age and Geological Significance of Molybdenite in the Gaerqiong Cu-Au Deposit of Geji, Tibet, China[J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science of Technology Edition), 2011, 38(6):678-683.
[14] 姚曉峰, 唐菊興, 李志軍, 等.西藏尕爾窮銅金礦床S、Pb同位素地球化學(xué)特征:成礦物質(zhì)來(lái)源示蹤[J]. 地球?qū)W報(bào), 2012,33 (4): 528-536.
Yao Xiaofeng, Tang Juxing, Li Zhijun, et al. S, Pb Isotope Characteristics of the Ga’erqiong Gold-Copper Deposit in Tibet: Tracing the Source of Ore-forming Materials [J]. Acta Geoscientica Sinica,2012,33 (4): 528-536.
[15] 宋揚(yáng), 唐菊興, 曲曉明, 等. 西藏班公湖--怒江成礦帶研究進(jìn)展及一些新認(rèn)識(shí)[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展, 2014,29(7): 795-809.
Song Yang, Tang Juxing, Qu Xiaoming, et al. Progress in the Study of Mineralization in the Bangongcuo-Nujiang Metallogenic Belt and Some New Recognition [J]. Advances in Earth Science, 2014, 29(7): 795-809.
[16] Qu Xiaoming, Wang Ruijiang, Xin Hongbo, et al. Age and Petrogenesis of A-Type Granites in the Middle Segment of Bangonghu-Nujiang Suture, Tibetan Plateau [J]. Lithos, 2012,146/147(8):264-275
[17] 羅梅, 潘鳳雛, 李巨初, 等. 西藏大岡底斯北部金屬礦床成礦系列研究[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 2015,89(4): 715-730.
Luo Mei, Pan Fengchu, Li Juchu, et al. Greatgangdise Northern Tibet Metallogenic Series Study of Ore Deposits[J]. Acta Geologica Sinica, 2015, 89(4): 715-730.
[18] Pan Guitang, Wang Liquan, Li Rongshe, et al. Tec-tonic Evolution of the Qinghai-Tibet Plateau [J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2012, 53(2):3-14.
[19] Metcalfe I. Gondwana Dispersion and Asian Accre-tion: Tectonic and Palaeogeographic Evolution of Eastern Tethys [J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2013, 66: 1-33.
[20] Zhang Kaijun, Zhang Yuxiu, Tang Xianchun, et al. Late Mesozoic Tectonic Evolution and Growth of the Tibetan Plateau Prior to the Indo-Asian Collision [J]. Earth Science Reviews, 2012,114 (3/4):236-249.
[21] 康志強(qiáng),許繼峰,王保弟,等. 拉薩地塊北部去申拉組火山巖:班公湖—怒江特提斯洋南向俯沖的產(chǎn)物? [J]. 巖石學(xué)報(bào),2010,26(10):3106-3116.
Kang Zhiqiang, Xu Jifeng, Wang Baodi, et al.Qushenla Formatlion Volcanic Rocks in North Lhasa Block: Products of Bangong Co-Nujiang Tethys Southward Subduction [J]. Acta Petrologica Sinica, 2010,26(10):3106-3116.
[22] 張亮亮, 朱弟成, 趙志丹,等. 西藏申扎早白堊世花崗巖類:板片斷離的證據(jù)[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2011, 27(7): 1938-1948.
Zhang Liangliang, Zhu Dicheng, Zhao Zhidan, et al. Early Cretaceous Granitoids in Xizang, Tibet: Evidence of Slab Break-Off [J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(7):1938-1948.
[23] 姚曉峰,唐菊興,李志軍,等.班公湖—怒江帶西段尕爾窮矽卡巖型銅金礦含礦母巖成巖時(shí)代的重新厘定及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)論評(píng),2013,59(1):193-200.
Yao Xiaofeng, Tang Juxing, Li Zhijun, et al. The Redefinition of the Ore-forming Porphyry’s Age in Gaerqiong Skarn-type Gold-Copper Deposit, Western Bangong Lake-Nujiang River Metallogenic Belt, Xizang(Tibet) [J]. Geological Review, 2013, 59(1):193-200.
[24] 張志, 陳毓川, 唐菊興, 等.西藏尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)火山巖年代學(xué)及地球化學(xué)[J]. 地球科學(xué):中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào), 2015,40(1): 77-97.
Zhang Zhi, Chen Yuchuan, Tang Juxing, et al. Zircon U-Pb Age and Geochemical Characteristics of Volcanic Rocks in Gaerqiong-Galale Cu-Au Ore District, Tibet[J]. Earth Science:Journal of China University of Geosciences, 2015, 40(1): 77-97.
[25] 白云,張志,陳毓川,等. 尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)S、Pb同位素地球化學(xué)特征[J]. 金屬礦山, 2015,44(9): 100-104.
Bai Yun, Zhang Zhi, Chen Yuchuan, et al. S, Pb Isotope Geochemical Characteristics of the Gaerqiong-Galale Gold-Copper Ore-Concentrated Area [J]. Metal Mine, 2015, 44(9): 100-104.
[26] Zhang Zhi, Yao Xiaofeng, Tang Juxing, et al. Litho-geochemical, Re-Os and U-Pb Geochronological, Hf-Lu and S-Pb Isotope Date of the Ga’erqiong-Galale Cu-Au Ore-Concentrated Area: Evidence for the Late Cretaceous Magmatism and Metallogenic Event in the Bangong-Nujiang Suture Zone, Northwestern Tibet, China[J]. Resource Geology, 2015, 65(2):76-102.
[27] 李運(yùn),趙元藝. 西藏北部舍索與拉屋銅礦床硫化物鉛同位素特征[J]. 沉積與特提斯地質(zhì), 2014,34(3): 96-105.
Li Yun, Zhao Yuanyi. Lead Isotopes in the Sulfide Ores from the Shesuo and Lawu Copper Deposits, Northern Xizang [J]. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 2014, 34(3): 96-105.
[28] 陳國(guó)榮, 劉鴻飛, 蔣光武, 等.西藏班公湖—怒江結(jié)合帶中段沙木羅組的發(fā)現(xiàn)[J]. 地質(zhì)通報(bào),2004,23 (2):193-194.
Chen Guorong, Liu Hongfei, Jiang Guangwu, et al. Discovery of the Shamuluo Formation in the Central Segment of the Bangong Co-Nujiang River Suture Zone, Tibet[J]. Geological Bulletin of China, 2004, 23 (2):193-194.
[29] 曲曉明,辛洪波,杜德道,等.西藏班公湖--怒江縫合帶中段碰撞后A型花崗巖的時(shí)代及其對(duì)洋盆閉合時(shí)間的約束[J]. 地球化學(xué),2012,41(1): 1-14.
Qu Xiaoming, Xin Hongbo, Du Dedao, et al. Ages of Post-Collisional A-Type Granite and Constraints on the Closure of the Oceanic Basin in the Middle Segment of the Bangonghu-Nujiang Suture, the Tibetan Plateau[J]. Geochimica, 2012, 41(1): 1-14.
[30] Kapp P, DeCelles P G, Gehrels G E,et al. Geological Records of the Lhasa-Qiangtang and Indo-Asian Collisions in the Nima Area of Central Tibet [J]. Geological Society of America Bulletin, 2007, 119(7/8): 917-933.
[31] 董磊,李光明,黃瀚霄,等. 西藏班戈縣拉青銅多金屬礦床地球化學(xué)特征和年齡[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2013,32(5): 767-773.
Dong Lei, Li Guangming, Huang Hanxiao, et al. Geochemical Characteristics, Chronology and the Significance of Laqing Copper Polymetallic Skarn Deposit, Bange County, Tibet[J].Geological Bulletin of China, 2013,32(5):767-773.
[32] Liu Deliang, Huang Qishuai, Fan Shuaiquan, et al. Subduction of the Bangong-Nujiang Ocean: Constraints from Granites in the Bangong Co area, Tibet [J]. Geological Journal, 2014, 49(2):188-206.
[33] 范建軍, 李才, 胡培遠(yuǎn), 等.西藏改則地區(qū)仲崗洋島的特征:兼論班公湖—怒江縫合帶的閉合時(shí)限[M].廣州:中山大學(xué)出版社,2013.
Fan Jianjun, Li Cai, Hu Peiyuan, et al. The Characteristics of Zhonggang Ocean Island in Gaize Area, Tibet: Evidence on the Closure of the Bangong-Nujiang Suture Zone [M]. Guangzhou: University of Zhongshan Press, 2013.
[34] 曲曉明,辛洪波. 藏西班公湖斑巖銅礦帶的形成時(shí)代與成礦構(gòu)造環(huán)境[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2006,25(7): 792-799.
Qu Xiaoming, Xin Hongbo. Ages and Tectonic Environment of the Bangong Co Porphyry Copper Belt in Western Tibet, China [J]. Geological Bulletin of China, 2006, 25(7): 792-799.
[35] Rollison H R.Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation [M]. London:Pearson Education Limited, 1993.
[36] 趙一鳴,林文蔚,畢承恩.中國(guó)矽卡巖礦床[M]. 北京: 地質(zhì)出版社,1990:123-126.
Zhao Yiming, Lin Wenwei, Bi Cheng’en. Skarn Deposits of China [M]. Beijing: Geology Publishing House, 1990:123-126.
[37] Gariépy C, Allègre C J, Xu R H. The Pb-Isotope Geochemistry of Granitoids from the Himalaya-Tibet Collision Zone Implication for Crustal Evolution [J]. Earth and Planetary Science Letters, 1985, 74(2/3): 220-234.
[38] Zartman R E, Doe B R. Plumbotectonics:The Model [J]. Tectonophysics, 1981, 75(1/2): 135-162.
[39] 朱炳泉.地球科學(xué)中同位素體系理論與應(yīng)用:兼論中國(guó)大陸殼幔演化[M]. 北京:科學(xué)出版社,1998.
Zhu Bingquan. The Theory and Practice of Isotope System in Geoscience: Concurrent Discussion of the Continental Crust and Mantle Evolvements in China [M]. Beijing: Science Press, 1998.
[40]Doe B R, Zartman R E. Plumbotectonics: The Phanerozoic [C]//Barnes H L. Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. New York: John Wiley and Sons, 1979: 22-70.
[41] Kamona A F, Lévêque J, Friedrich G,et al. Lead Isotopes of the Carbonate-Hosted Kabwe, Tsumeb, and Kipushi Pb-Zn-Cu Sulphide Deposits in Relation to Pan African Orogenesis in the Damaran-Lufilian Fold Belt of Central Africa[J]. Mineralium Deposita, 1999, 34(3): 273-283.
[42] 毛景文,張招崇.北祁連山小柳溝鎢礦床中輝鉬礦Re-Os年齡測(cè)定及其意義[J]. 地質(zhì)論評(píng),1999,45( 4):412- 417.
Mao Jingwen, Zhang Zhaochong. Re-Os Age Dating Moylbdenites in the Xiaoliugou Tungsten Deposit in the Northern Qilian Mountains and Its Significance[J]. Geological Review, 1999, 45(4):412- 417.
[43] Mao Jingwen, Zhang Zhaochong, Zhang Zuoheng, et al. Re-Os Isotopic Dating of Molybdenites in the Xiaoliugou W(Mo)Deposit in the Northern Qilian Mountains and its Geological Significance[J]. Geochim Cosmochim Acta, 1999,63(11/12):1815-1818.
[44] 李厚民, 葉會(huì)壽, 王登紅, 等.豫西熊耳山寨凹鉬礦床輝鉬礦錸-鋨年齡及其地質(zhì)意義[J].礦床地質(zhì),2009,28(2):133-142.
Li Houmin, Ye Huishou, Wang Denghong, et al. Re-Os Dating of Molybdenites from Zhaiwa Mo Deposit in Xiong’er Mountain, Western Henan Province, and its Geological Significance[J]. Mineral Deposits, 2009,28(2):133-142.
[45] 高合明. 斑巖銅礦床研究綜述[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展,1995,10(1):40-46.
Gao Heming. A Summary of Researches on Porphyry Copper Deposits [J]. Advances in Earth Science, 1995, 10(1):40-46.
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版)2018年1期