鄒兵 林彬 鄭文寶** 宋揚(yáng) 唐攀 張澤斌 高昕

1. 中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 1000832. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 1000373. 成都理工大學(xué)，成都 6100591.

斑巖型礦床是全球最重要的礦床類型之一，其銅產(chǎn)量約占世界的3/4，鉬產(chǎn)量約占世界的1/2(Sillitoe，2010)。該類礦床既可以產(chǎn)出于板塊俯沖巖漿弧環(huán)境，也可以形成于碰撞造山環(huán)境(Richards，2014)。青藏高原發(fā)育的四條成礦帶，即三江成礦帶、班公湖-怒江成礦帶、岡底斯成礦帶和北喜馬拉雅成礦帶，既有產(chǎn)出俯沖巖漿弧環(huán)境的雄村、多龍等超大型斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒豌~金礦床(Songetal.，2018；Linetal.，2017a，b，2019)，也有產(chǎn)于碰撞造山環(huán)境的甲瑪、驅(qū)龍、邦鋪等超大型斑巖-矽卡巖型銅鉬礦床(Zhengetal.，2016；楊志明和侯增謙，2009)，以及產(chǎn)于造山帶碰撞伸展轉(zhuǎn)換階段的玉龍、多霞松多、包買等斑巖型銅鉬礦床(Linetal.，2018)。

甲瑪作為岡底斯成礦帶超大型斑巖-矽卡巖型礦床的典型代表，其礦體類型主要由矽卡巖型銅多金屬礦體、角巖型銅鉬礦體以及斑巖型銅(鉬)礦體組成，外圍有產(chǎn)于閃長玢巖和構(gòu)造破碎帶中的獨(dú)立金礦體，它們共同構(gòu)成“四位一體”的礦體結(jié)構(gòu)模型(唐菊興等，2010)。前人在礦床地質(zhì)(唐菊興等，2010；王登紅等，2011；王煥等，2011a；Zhengetal.，2016)、構(gòu)造控礦(林彬等，2012；鐘康惠等，2012)、巖石學(xué)(秦志鵬等，2011a，2012)、礦物學(xué)(王煥等，2011b；唐曉倩等，2012；唐攀等，2016)、成巖成礦年代學(xué)(應(yīng)立娟等，2009，2010a, b，2011；秦志鵬等，2011b)、流體演化(周云等，2011；王藝云等，2017)、三維建模(唐菊興等，2011)等方面已經(jīng)開展了大量的研究工作。近年，在甲瑪?shù)V區(qū)南坑取得了重大找礦突破，探獲銅金屬量超過50萬噸(平均品位0.99%)、鉛+鋅金屬量120多萬噸(平均品位2.88%)、鉬金屬量2萬噸(平均品位0.038%)、伴生金金屬量20多噸(平均品位0.33g/t)、伴生銀金屬量2000多噸(平均品位28.18g/t)(唐攀等，2017)。目前對(duì)南坑礦段的研究較少，其控巖控礦機(jī)制與主礦段存在一定的差異(冷秋鋒等，2015；唐攀等，2017)，成巖成礦作用時(shí)限也尚未精確厘定。本文通過對(duì)南坑鉆孔詳細(xì)的地質(zhì)編錄，識(shí)別南坑礦段的礦化與蝕變類型，對(duì)含礦斑巖進(jìn)行鋯石年代學(xué)和Hf同位素分析，揭示南坑礦段成巖作用時(shí)代，探討南坑礦段與主礦段之間的關(guān)系，為甲瑪?shù)V床成礦作用理論創(chuàng)新以及勘查找礦評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

岡底斯成礦帶是一條東西長約2500km，南北分別以雅魯藏布江蛇綠巖帶和班公湖-怒江蛇綠巖帶為界，寬100～300km的巨型構(gòu)造-巖漿巖帶(莫宣學(xué)等，2005)。自晚古生代以來，岡底斯構(gòu)造帶經(jīng)歷了洋-陸轉(zhuǎn)換、盆-山轉(zhuǎn)換和殼-幔轉(zhuǎn)換的三次重大的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換和復(fù)雜的演化歷史(李光明等，2000)，活躍的巖漿活動(dòng)和地?zé)峄顒?dòng)為成礦提供了有利的條件。與新特提斯洋北向俯沖有關(guān)的礦床可以分為三類(Zhengetal.，2016)：(1)新特提斯洋早期俯沖背景下的斑巖型銅金礦床，如雄村銅金礦床(Taftietal.，2009，2014；唐菊興等，2010；郎興海等，2012；Langetal.，2014)；(2)印度-亞洲主碰撞背景下的斑巖型鉬±鎢礦和相關(guān)的矽卡巖型鉛鋅礦床和淺成低溫?zé)嵋航?銀礦床，如納如松多鉛鋅礦床和沙讓斑巖型鉬礦床(唐菊興等，2009；紀(jì)現(xiàn)華等，2012)；(3)后碰撞伸展階段背景下的斑巖型銅-鉬和矽卡巖型銅多金屬礦床，如驅(qū)龍斑巖型銅鉬礦床和甲瑪斑巖型-矽卡巖型銅多金屬礦床(楊志明和侯增謙，2009；Lengetal.，2013)。其中，甲瑪?shù)V區(qū)大地構(gòu)造位置處于西藏特提斯構(gòu)造域拉薩地塊中段東部(圖1)，是岡底斯成礦帶東段成礦規(guī)模最大、礦化元素最多、控礦構(gòu)造最為復(fù)雜、勘查程度最高的礦床之一(唐菊興等，2010)。

圖1 西藏拉薩地塊構(gòu)造格架圖(a，據(jù)Yin and Harrison，2000)及區(qū)域礦床分布圖(b，據(jù)Yang et al.，2015)JSS-金沙江縫合帶；BNS-班公湖-怒江縫合帶；SNMZ-獅泉河-納木錯(cuò)蛇綠混雜巖帶；LMF-洛巴堆-米拉山斷裂；IYS-印度河-雅魯藏布江縫合帶；SL-南拉薩地塊；CL-中拉薩地塊；NL-北拉薩地塊Fig.1 Tectonic framework of the Tibetan Plateau (a, after Yin and Harrison, 2000)and regional distribution of mineral deposits (b, after Yang et al., 2015)JSS-Jinsha Suture; BNS-Bangonghu-Nujiang Suture; SNMZ-Shiquan River-Nam Tso Melange Zone; LMF-Luobadui-Milashan Fault; IYS-Indus-Yarlung Zangbo Suture; SL-Southern Lhasa subterrane; CL-Central Lhasa subterrane; NL-Northern Lhasa subterrane

2 礦床地質(zhì)

甲瑪?shù)V區(qū)及鄰近區(qū)域的地層主要為被動(dòng)陸緣火山沉積巖系,包括多底溝組(J3d)和下白堊統(tǒng)林布宗組(K1l)(圖2)。與成礦有關(guān)的地層主要為上侏羅統(tǒng)多底溝組(J3d)(灰白色大理巖、結(jié)晶灰?guī)r，夾泥灰?guī)r、灰黑色礫屑灰?guī)r、碎屑泥晶灰?guī)r)，以及下白堊統(tǒng)林布宗組(K1l)(上部為巖屑砂巖、石英砂巖、巖屑石英粉砂巖與泥質(zhì)板巖互層；下部為泥質(zhì)板巖，炭質(zhì)頁巖夾粉細(xì)砂巖，含生物碎屑泥晶灰?guī)r)。

圖2 甲瑪?shù)V區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)鄭文寶等，2011修改)1-第四系殘坡積物、沖洪積物；2-下白堊統(tǒng)林布宗組砂板巖、角巖；3-上侏羅統(tǒng)多底溝組灰?guī)r、大理巖；4-矽卡巖化大理巖；5-花崗斑巖脈；6-花崗閃長斑巖脈；7-花崗細(xì)晶巖脈；8-矽卡巖；9-矽卡巖型礦體；10-滑覆構(gòu)造斷裂；11-隱伏斑巖體預(yù)測(cè)位置；12-鉆孔位置Fig.2 Geologic map of Jiama mining area (modified after Zheng et al., 2011)1-Quaternary residual, slope, alluvial and diluvial materials; 2-Lower Cretaceous Linbuzong Formation sand slate and hornfels; 3-Upper Jurassic Duodigou Formation limestone and marble; 4-skarnized marble; 5-granite porphyry dike; 6-granodiorite porphyry dike; 7-fine-grained granite dike; 8-skarn; 9-skarn-type orebody; 10-decollement fault; 11-predicted location of concealed porphyry; 12-drillhole

礦區(qū)巖漿巖主要呈巖枝、巖脈產(chǎn)出,巖石類型包括花崗斑巖、黑云母二長花崗斑巖、花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖、閃長玢巖、閃長巖、閃斜煌斑巖、角閃輝綠(玢)巖、石英輝長巖等。根據(jù)野外觀察及年代學(xué)研究，侵入巖侵位序次總體表現(xiàn)為：花崗斑巖→云斜煌斑巖→二長花崗斑巖→閃斜煌斑巖→花崗閃長斑巖→閃斜煌斑巖，巖漿巖的主要成巖年齡集中16.5～15.0Ma (秦志鵬等，2011a)。含礦斑巖及矽卡巖、角巖中輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡主要為15.5～14.0Ma (應(yīng)立娟等，2010a)。

受中-新生代新特提斯洋的俯沖-閉合以及新生代印度-歐亞板塊的碰撞造山等一系列復(fù)雜構(gòu)造作用的影響，礦區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造線為北西西向，發(fā)育復(fù)式褶皺體系。礦區(qū)內(nèi)與成礦作用密切相關(guān)的構(gòu)造是甲瑪-卡軍果推-滑覆構(gòu)造系，該構(gòu)造系由一系列褶皺及斷裂構(gòu)造所構(gòu)成，包括紅旗嶺-塔龍尾復(fù)背斜、江日阿-金布拱鏟式斷裂、馬龍卡和村復(fù)向斜及次級(jí)構(gòu)造以及銅山滑覆構(gòu)造等。其中，紅旗嶺-塔龍尾復(fù)背斜和銅山滑覆構(gòu)造是礦區(qū)最主要的控礦構(gòu)造。

甲瑪?shù)V床主要礦體類型為產(chǎn)于矽卡巖中的銅多金屬礦體、產(chǎn)于角巖中的銅鉬礦體以及產(chǎn)于斑巖中的鉬(銅)礦體，其特征如下：(1)產(chǎn)于矽卡巖中的銅多金屬礦體，主要呈似層狀、厚板狀賦存于上覆林布宗組砂板巖、角巖與下覆多底溝組灰?guī)r、大理巖的層間構(gòu)造帶內(nèi)，該層間構(gòu)造發(fā)育層間滑脫帶。矽卡巖礦石主要為浸染狀、團(tuán)塊狀、塊狀構(gòu)造；礦石中主要的礦石礦物包括黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、輝銅礦、自然金等，脈石礦物主要為矽卡巖礦物(主要為石榴子石、硅灰石、透輝石與透閃石等)和石英。(2)產(chǎn)于角巖中的銅鉬礦體，整體上呈直立桶狀產(chǎn)于0～44線(圖3)，位于深部隱伏斑巖與巨厚矽卡巖礦體之上。礦石構(gòu)造為細(xì)脈浸染狀，主要礦石礦物為輝鉬礦、黃銅礦等，脈石礦物為石英、黑云母、絹云母等。(3)產(chǎn)于斑巖中的鉬(銅)礦體，主要呈近直立的桶狀產(chǎn)于0～40線(圖3)。與銅礦化有關(guān)的含礦巖體主要為偏中性的石英閃長玢巖，與鉬礦化有關(guān)的含礦巖體主要為偏酸性的二長花崗斑巖、花崗斑巖。礦石主要為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造，主要礦石礦物為輝鉬礦、黃銅礦等，脈石礦物主要為石英、長石、黑云母、絹云母等。

圖3 甲瑪?shù)V床礦體結(jié)構(gòu)模型1-林布宗組砂板巖、角巖；2-多底溝組灰?guī)r、大理巖；3-花崗閃長斑巖；4-二長花崗斑巖；5-花崗斑巖；6-石英閃長玢巖；7-矽卡巖；8-矽卡巖型礦體；9-角巖型礦體；10-斑巖型礦體；11-推測(cè)斑巖型礦體；12-推測(cè)矽卡巖型礦體；13-獨(dú)立的金礦體；14-鉆孔位置Fig.3 The gological model of ore-bodies in Jiama deposit1-Linbuzong Formation sand slate and hornfels; 2-Duodigou Formation limestone and marble; 3-granodiorite porphyry; 4-monzonitic granite porphyry; 5-granite porphyry; 6-quartz diorite porphyry; 7-skarn; 8-skarn-type orebody; 9-hornfels-type orebody; 10-porphyry-type orebody; 11-inferred Porphyry-type orebody; 12-inferred Skarn-type orebody; 13-gold orebody; 14-drilling hole and its number

3 南坑礦段礦體地質(zhì)特征

南坑礦段出露地層與主礦段一致，主要為下白堊統(tǒng)林布宗組(K1l)砂板巖、角巖和上侏羅統(tǒng)多底溝組(J3d)灰?guī)r、大理巖。巖漿巖主要以巖枝、巖脈產(chǎn)出，主要為花崗閃長斑巖、花崗斑巖及花崗細(xì)晶巖脈。巖體普遍發(fā)生強(qiáng)蝕變，主要為硅化以及絹云母和綠泥石化等粘土化。部分巖體發(fā)生綠簾石、綠泥石和石榴子石等內(nèi)矽卡巖化，此類巖體中礦化不發(fā)育?；◢忛W長斑巖發(fā)生硅化及絹云母化蝕變，黃鐵礦大量發(fā)育，呈細(xì)粒浸染狀產(chǎn)出，礦化主要為呈脈狀的石英+黃銅礦脈，少量細(xì)粒浸染狀的斑銅礦化?；◢彴邘r中礦化不發(fā)育，僅可見少量石英+黃銅礦細(xì)脈。與成礦有關(guān)的巖體目前仍然未確定，還需要進(jìn)一步的研究?？臻g上，斑巖與矽卡巖接觸帶在物質(zhì)組成上呈漸變過渡，具有斑巖體→內(nèi)矽卡巖→外接觸帶矽卡巖→大理巖的過渡模式(圖4)。

圖4 甲瑪?shù)V床南坑礦段54號(hào)勘探線剖面圖(據(jù) Lin, in press)1-林布宗組砂板巖、角巖; 2-多底溝組灰?guī)r、大理巖; 3-矽卡巖化大理巖; 4-矽卡巖; 5-花崗斑巖; 6-花崗閃長斑巖; 7-花崗細(xì)晶巖; 8-礦化分帶; 9-鉆孔及編號(hào); 10-UST結(jié)構(gòu); 11-推斷的滑覆構(gòu)造Fig.4 Cross-section of No.54 exploration line in south pit of Jiama deposit(after Lin, in press)1-Linbuzong Formation sand slate and hornfels; 2-Duodigou Formation limestone and marble; 3-skarn marble; 4-skarn; 5-granite porphyry; 6-granodiorite porphyry; 7-fine-grained granite; 8-mineralization; 9-drilling hole and its number; 10-UST; 11-inferred decollement fault

南坑礦段受構(gòu)造控制顯著，主要受甲瑪滑覆構(gòu)造控制。甲瑪滑覆構(gòu)造是由于推覆過程中銅山塊體重力失穩(wěn)滑覆形成，在滑覆過程中形成銅山滑覆體內(nèi)部各種形態(tài)的褶曲(圖5a, b)，后緣滑脫形成一系列折疊構(gòu)造，下盤亦形成與滑覆斷裂平行的一系列裂隙，滑覆體內(nèi)部次級(jí)褶皺、裂隙非常發(fā)育,導(dǎo)致鉆孔中常見的角巖、礦體與大理巖互層現(xiàn)象(圖5)。

圖5 甲瑪?shù)V床南坑礦段滑覆構(gòu)造微觀特征(a)矽卡巖化角巖中明顯的褶皺變形； (b)矽卡巖中褶皺變形特征，殘留少量黑云母角巖條帶Fig.5 Microscopic features of the decollement fault in the south pit of Jiama deposit(a) fold deformation in skarnized hornfels; (b) fold deformation in skarn, residual banded biotite hornfels

南坑礦段主要產(chǎn)于銅山滑覆體內(nèi)，布設(shè)的42-92號(hào)勘探線對(duì)其進(jìn)行了控制。礦體呈透鏡體形式產(chǎn)出，由一個(gè)主礦體和若干規(guī)模較小的礦體組成。受滑覆構(gòu)造及次級(jí)褶皺影響，礦體形態(tài)較為復(fù)雜。礦體賦存海拔標(biāo)高一般處于5100～4300m之間，礦體走向近EW向，主礦體厚度一般都超過100m。在距離滑覆面前緣近200m的帶狀范圍內(nèi)，矽卡巖礦體厚度一般均超過100m(圖3)。根據(jù)詳細(xì)的鉆孔編錄，可見明顯的礦石組合分帶現(xiàn)像：上部主要為銅鉛鋅礦石組合；下部主要為銅鉬礦石。主要礦體類型為產(chǎn)于矽卡巖中的厚大型銅鉛鋅礦體、產(chǎn)于角巖中的銅礦體及產(chǎn)于大理巖中的鉛鋅(銅)礦體。其中，產(chǎn)于矽卡巖中的厚大型銅鉛鋅礦體，是最主要的礦體，其礦石礦物主要為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦和斑銅礦(圖6)，少量的孔雀石、藍(lán)銅礦等，脈石礦物為石榴子石、透輝石、硅灰石、綠簾石等；礦石構(gòu)造主要為浸染狀、團(tuán)斑狀、致密塊狀(圖6)。產(chǎn)于角巖中的銅礦體規(guī)模較小，品位較低，礦石礦物主要為黃銅礦，少量的斑銅礦(圖6)，脈石礦物為石榴子石、透輝石、綠簾石等；礦石構(gòu)造主要為浸染狀。產(chǎn)于大理巖中的礦體主要為鉛鋅礦，另有少量銅礦；其礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦，少量的斑銅礦等(圖6)，脈石礦物較少，主要為方解石、綠簾石等，礦石構(gòu)造主要為浸染狀。

圖6 甲瑪?shù)V床南坑礦段礦化特征(a)產(chǎn)于大理巖中的脈狀方鉛礦+閃鋅礦；(b)蝕變含礦花崗斑巖；(c)產(chǎn)于矽卡巖中的黃銅礦；(d)閃鋅礦及產(chǎn)于方鉛礦中的斑銅礦；(e)固溶體分離作用形成格狀結(jié)構(gòu)，斑銅礦中出溶黃銅礦；(f)黃銅礦及交代斑銅礦形成的銅藍(lán). Cp-黃銅礦; Gn-方鉛礦; Sph-閃鋅礦; Cov-銅藍(lán); Bn-斑銅礦Fig.6 Mineralization features in south pit of Jiama deposit(a) Gn+Sph vein in the marble; (b) altered ore-bearing granite porphyry; (c) Cp in the skarn; (d) Sph, Gn in Bn; (e) lattice Cp in Bn as a typical solid solution texture; (f) Cp residue in Bn after metasomatism by Cov. Cp-chalcopyrite; Gn-galena; Sph-sphalerite; Cov-covellite; Bn-bornite

4 樣品采集和分析方法

4.1 樣品采集

本文所分析的樣品(5486-126.3)采自ZK5486的含礦花崗閃長斑巖(圖7)。該斑巖呈灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量約占20%，主要由石英、長石和角閃石組成。蝕變較為強(qiáng)烈，主要發(fā)育絹云母化和綠泥石化。

圖7 甲瑪?shù)V床南坑礦段含礦斑巖的野外(a)及鏡下(b)照片Q-石英； Hb-角閃石；Pl-斜長石；Ser-絹云母Fig.7 The field photo (a) and micrograph (b) of the ore-bearing porphyry in the south pit of Jiama depositQ-quartz; Hb-hornblende; Pl-plagioclase; Ser-sericite

圖8 甲瑪?shù)V床南坑礦段含礦斑巖鋯石樣品陰極(CL)發(fā)光圖像及測(cè)試點(diǎn)位Fig.8 Cathodoluminescence images and testing points (CL) of zircons from ore-bearing porphyry in the south pit of Jiama deposit

4.2 分析方法

樣品經(jīng)破碎后分選出鋯石，在雙目鏡下挑選晶形、色澤較好、無包裹體和裂隙較少的鋯石顆粒，粘在雙面膠上，并用環(huán)氧樹脂固定，待環(huán)氧樹脂充分固化后，將鋯石靶表面拋光使鋯石內(nèi)部得以充分暴露(宋彪等，2002)。鋯石樣品經(jīng)過反射光和透射光照相后，用陰極發(fā)光(CL)進(jìn)行圖像分析，選擇待測(cè)鋯石顆粒及區(qū)域。鋯石U-Pb同位素定年在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室礦床地球化學(xué)微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室完成。激光剝蝕系統(tǒng)為美國Coherent公司的GeoLasPro 193準(zhǔn)分子固體進(jìn)樣系統(tǒng)，ICP-MS為美國Thermo Fisher公司的X Series 2型四極桿等離子體質(zhì)譜。測(cè)試過程中，激光束斑直徑為32μm，頻率為6Hz，采用氦氣作為載氣，氬氣作為補(bǔ)償氣。采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST SRM610對(duì)儀器進(jìn)行最佳化，并將其作為微量元素含量測(cè)定的外標(biāo)。采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500(Wiedenbecketal.，1995)作為定年外標(biāo)，采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石Ple?ovice (Slámaetal.，2008)作為監(jiān)控樣品。在樣品測(cè)試過程中每測(cè)定5個(gè)樣品點(diǎn)測(cè)定兩次標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500，每個(gè)樣品的前20s為背景信號(hào)采集時(shí)間，樣品信號(hào)采集時(shí)間為50s。測(cè)試完成后，采用軟件ICPMSDataCal (Liuetal.，2008)對(duì)樣品的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，年齡計(jì)算和諧和圖的繪制采用Isoplot 3.0完成。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同Liuetal.(2008, 2010a, b)。

鋯石Lu-Hf同位素分析在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所LA-MC-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石Lu-Hf同位素是在Neptune多接收等離子質(zhì)譜和Newwave UP 213紫外線激光剝蝕系統(tǒng)(LA-MC-ICP-MS)上進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)過程中采用He作為剝蝕物質(zhì)載氣，采用6～8Hz的激光頻率、100mJ的激光強(qiáng)度。根據(jù)鋯石大小，剝蝕直徑采用50～60μm，測(cè)定時(shí)使用鋯石國際標(biāo)準(zhǔn)樣GJ1和Plesovice作為參考物質(zhì)，分析點(diǎn)與U-Pb定年分析點(diǎn)為同一位置。相關(guān)儀器運(yùn)行條件及詳細(xì)分析流程見侯可軍等(2007)。分析過程中鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ1的176Hf/177Hf測(cè)試加權(quán)平均值為0.282007±0.000007 (2σ，n=36)，與文獻(xiàn)報(bào)道值(侯可軍等，2007；Moreletal.，2008)在誤差范圍內(nèi)完全一致。

5 分析結(jié)果

5.1 鋯石U-Pb年齡

南坑含礦斑巖鋯石的形態(tài)多呈長柱狀，顆粒大小之間具有較明顯的差別，長度多介于100～200μm之間，長寬比例多為1:1.5～1:2，鋯石發(fā)育明顯的振蕩環(huán)帶(圖8)，無明顯繼承鋯石的晶核。

對(duì)南坑含礦斑巖中的30顆鋯石進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)年，測(cè)試結(jié)果見表1。樣品中U含量為637.3×10-6～3850×10-6，平均值為1282×10-6；Th含量為274.3×10-6～3743×10-6，平均值為942.8×10-6；Th/U比值變化于0.4～1.6，大于0.1，屬于巖漿成因鋯石(Belousovaetal.，2002)。用Isoplot3.0程序?qū)︿喪瘻y(cè)年數(shù)據(jù)進(jìn)行諧和曲線的投影和206Pb/238U加權(quán)平均年齡的計(jì)算。在206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上(圖9)，所有數(shù)據(jù)分析點(diǎn)均分布在諧和曲線上或在其附近一個(gè)較小的區(qū)域內(nèi)，加權(quán)平均年齡為14.76±0.20Ma(n=30，MSWD=1.9)，代表了南坑礦段含礦斑巖的結(jié)晶時(shí)代。

5.2 鋯石Hf同位素組成

鋯石因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗風(fēng)化能力強(qiáng)、Lu/Hf比值低而且不受部分熔融作用的影響，其Hf同位素組成可以記錄巖漿源區(qū)不同性質(zhì)的原巖特征，常成為討論巖漿和地殼演化以及殼幔相互作用過程的重要工具(吳福元等，2007；陳偉等，2012；劉勇等，2012；盧仁等，2013)。南坑含礦斑巖鋯石Hf同位素分析結(jié)果見表2。結(jié)果顯示，南坑含礦斑巖14個(gè)鋯石Hf同位素(176Hf/177Hf)i和εHf(t)分別為0.282803～0.282902和1.44～4.92。含礦斑巖均具有高 (176Hf/177Hf)和低(176Lu/177Hf)組成特征。14個(gè)測(cè)點(diǎn)的(176Lu/177Hf)比值均小于0.001。樣品均具有明顯正的εHf(t)值，主要集中在1.44～4.92，單階段Hf模式年齡介于493～640Ma，二階段Hf模式年齡介于784～1007Ma(圖10)，表明含礦斑巖巖漿源區(qū)存在幔源組分的加入，可能為新生下地殼部分熔融的產(chǎn)物(楊志明等，2008)。

表1甲瑪?shù)V床南坑含礦斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結(jié)果

Table 1 LA-ICP-MS U-Pb dating results of the zircons in the ore-bearing porphyries in the south pit of Jiama deposit

測(cè)點(diǎn)號(hào)ThU(×10-6)Th/U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U(Ma)206Pb/238U(Ma)測(cè)值1σ測(cè)值1σ測(cè)值1σ測(cè)值1σ測(cè)值1σ11269 11121.1 0.04879 0.00762 0.01503 0.00181 0.00226 0.00007 15.1 1.8 14.6 0.5 21038 740.9 1.4 0.04939 0.00774 0.01467 0.00150 0.00230 0.00008 14.8 1.5 14.8 0.5 33743 3850 1.0 0.04733 0.00274 0.01408 0.00075 0.00217 0.00004 14.2 0.7 14.0 0.2 4598.1 1359 0.4 0.04069 0.00547 0.01314 0.00163 0.00227 0.00006 13.3 1.6 14.6 0.4 51211 1366 0.9 0.04796 0.00624 0.01598 0.00182 0.00236 0.00007 16.1 1.8 15.2 0.5 6633.5 1110 0.6 0.04732 0.00587 0.01424 0.00141 0.00231 0.00006 14.4 1.4 14.9 0.4 71188 2021 0.6 0.04778 0.00509 0.01368 0.00113 0.00214 0.00005 13.8 1.1 13.8 0.3 81055 1150 0.9 0.04728 0.00611 0.01512 0.00152 0.00238 0.00007 15.2 1.5 15.3 0.4 91087 1689 0.6 0.04924 0.00471 0.01568 0.00138 0.00234 0.00006 15.8 1.4 15.1 0.4 101405 1536 0.9 0.05250 0.01066 0.01675 0.00285 0.00246 0.00009 16.9 2.8 15.8 0.6 111010 1492 0.7 0.04723 0.00533 0.01489 0.00144 0.00228 0.00006 15.0 1.4 14.7 0.4 12433.4 889.3 0.5 0.04749 0.00589 0.01461 0.00163 0.00230 0.00006 14.7 1.6 14.8 0.4 13842.7 1453 0.6 0.05179 0.00567 0.01492 0.00142 0.00222 0.00005 15.0 1.4 14.3 0.4 14653.6 1207 0.5 0.04848 0.00523 0.01488 0.00130 0.00231 0.00006 15.0 1.3 14.9 0.4 15603.0 1226 0.5 0.04571 0.00472 0.01434 0.00129 0.00229 0.00006 14.5 1.3 14.7 0.4 16576.8 1134 0.5 0.05041 0.00573 0.01637 0.00187 0.00234 0.00007 16.5 1.9 15.1 0.4 17690.8 972.9 0.7 0.05182 0.00655 0.01573 0.00185 0.00238 0.00006 15.8 1.8 15.3 0.4 18660.3 1245 0.5 0.04954 0.00571 0.01472 0.00139 0.00231 0.00006 14.8 1.4 14.9 0.4 19526.3 1136 0.5 0.05084 0.00619 0.01464 0.00139 0.00229 0.00006 14.8 1.4 14.7 0.4 20684.2 1169 0.6 0.04314 0.00629 0.01326 0.00154 0.00228 0.00007 13.4 1.5 14.7 0.5 21274.3 754.1 0.4 0.04893 0.00809 0.01504 0.00215 0.00241 0.00007 15.2 2.1 15.5 0.4 22456.2 963.3 0.5 0.04953 0.00541 0.01511 0.00120 0.00237 0.00007 15.2 1.2 15.2 0.4 23497.2 637.3 0.8 0.06044 0.00946 0.01678 0.00158 0.00240 0.00010 16.9 1.6 15.4 0.6 24679.0 814.1 0.8 0.04388 0.00625 0.01393 0.00156 0.00228 0.00008 14.0 1.6 14.7 0.5 25747.0 659.1 1.1 0.07336 0.01113 0.02025 0.00236 0.00232 0.00009 20.4 2.4 14.9 0.6 26443.6 1030 0.4 0.05078 0.00738 0.01386 0.00165 0.00209 0.00008 14.0 1.7 13.4 0.5 271043 1361 0.8 0.05105 0.00559 0.01618 0.00132 0.00248 0.00008 16.3 1.3 16.0 0.5 28570.1 1045 0.5 0.04567 0.00549 0.01393 0.00133 0.00236 0.00006 14.0 1.3 15.2 0.4 292087 1266 1.6 0.05053 0.00477 0.01585 0.00124 0.00237 0.00006 16.0 1.2 15.3 0.4 301579 2082 0.8 0.04715 0.00401 0.01436 0.00105 0.00227 0.00005 14.5 1.1 14.6 0.3

圖9 甲瑪?shù)V床南坑含礦斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb諧和圖和206Pb/238U加權(quán)平均值圖Fig.9 U-Pb Concordia diagram and weighted average 206Pb/238U ages of zircons in the ore-bearing porphyry in the south pit of Jiama deposit

圖10 甲瑪?shù)V床南坑礦段含礦斑巖的鋯石εHf(t)對(duì)U-Pb 年齡圖解(底圖據(jù)侯增謙等，2012)驅(qū)龍數(shù)據(jù)引自楊志明 (2008)；邦鋪數(shù)據(jù)引自陳偉等(2012)；甲瑪數(shù)據(jù)引自應(yīng)立娟，未刊資料. QL-驅(qū)龍；BP-邦鋪；DM-虧損地幔;CHUR-球粒隕石Fig.10 Plot of εHf(t) vs. U-Pb ages for the ore-bearing porphyries of the south pit ore block of Jiama deposit (base map modified after Hou et al., 2012)Data sources: Qulong from Yang (2008); Bangpu from Chen et al. (2012); Jiama from Ying (unpublished). QL-Qulong; BP-Bangpu; DM-depleted mantle; CHUR-chondritic uniform reservoir

表2甲瑪?shù)V床南坑礦段含礦斑巖Hf同位素分析結(jié)果

Table 2 The results of Hf isotope analysis for the single-grain zircon in ore-bearing porphyries of the south pit ore block of Jiama deposit

注:εHf(0)=[(176Hf/177Hf)s/(176Hf/177Hf)CHUR，O-1]×10000，fLu/Hf=(176Lu/177Hf)s/(176Lu/177Hf)CHUR-1，εHf(t)={[(176Hf/177Hf)s-(176Lu/177Hf)s× (eλt-1)]/[(176Hf/177Hf))CHUR，O-(176Lu/177Hf)CHUR×(eλt-1)]-1)}×10000，(176Hf/177Hf)t=(176Hf/177Hf)s-(176Lu/177Hf)s×(eλt-1).其中，(176Lu/177Hf)s和(176Hf/177Hf)s為樣品測(cè)定值，(176Lu/177Hf)CHUR=0.0332，(176Hf/177Hf)CHUR，O=0.282772，(176Lu/177Hf)DM=0.0384，(176Hf/177Hf)DM=0.2835;t為樣品形成時(shí)間，λ=1.867×10-11/y

表3甲瑪?shù)V床成巖成礦時(shí)代分析結(jié)果

Table 3 Diagenesis and metallogenic chronological data of Jiama deposit

巖體名稱年齡(Ma)測(cè)試方法資料來源花崗斑巖14.76±0.20鋯石U-Pb本文花崗閃長斑巖14.9K-Ar杜光樹等,1998花崗斑巖13.4K-Ar杜光樹等,1998花崗斑巖17.0±0.5SHRIMP U-PbChung et al., 2003花崗斑巖15.0±0.4SHRIMP U-PbChung et al., 2003花崗斑巖15.2±0.2Ar-Ar坪年齡 Chung et al., 2003花崗斑巖13.2±0.2Ar-Ar坪年齡 Chung et al., 2003矽卡巖Cu-Mo礦石15.18±0.98輝鉬礦Re-Os等時(shí)線李光明等,2005矽卡巖Cu-Mo礦石15.70±0.36輝鉬礦Re-Os等時(shí)線佘宏全等,2006矽卡巖15.34±0.10輝鉬礦Re-Os等時(shí)線應(yīng)立娟等,2009矽卡巖、角巖、斑巖型礦石15.22±0.59輝鉬礦Re-Os等時(shí)線應(yīng)立娟等,2010a塔龍尾花崗斑巖16.27±0.31鋯石U-Pb 秦志鵬等,2011a象背山花崗斑巖15.99±0.34 鋯石U-Pb 秦志鵬等,2011a獨(dú)立峰花崗斑巖15.31±0.24鋯石U-Pb 秦志鵬等,2011a東風(fēng)埡二長花崗斑巖14.81±0.16鋯石U-Pb 秦志鵬等,2011a花崗斑巖14.2±0.2SHRIMP U-Pb應(yīng)立娟等,2011花崗閃長斑巖14.1±0.3SHRIMP U-Pb應(yīng)立娟等,2011花崗斑巖16.0±0.1鋯石U-Pb應(yīng)立娟,2012花崗斑巖15.6±0.1鋯石U-Pb應(yīng)立娟,2012花崗斑巖15.5±0.1鋯石U-Pb應(yīng)立娟,2012花崗閃長斑巖15.7±0.1鋯石U-Pb應(yīng)立娟,2012石英閃長玢巖16.01±0.1鋯石U-Pb應(yīng)立娟,2012閃長玢巖13.94±0.1鋯石U-Pb應(yīng)立娟,2012細(xì)晶巖16.93±0.4鋯石U-PbDuan et al., 2014花崗斑巖15.48±0.08鋯石U-PbZheng et al., 2016二長花崗斑巖15.59±0.09 鋯石U-PbZheng et al., 2016石英閃長斑巖15.96±0.5 鋯石U-PbZheng et al., 2016花崗閃長斑巖15.72±0.14 鋯石U-PbZheng et al., 2016矽卡巖型礦石15.37±0.15輝鉬礦Re-Os等時(shí)線Zheng et al., 2016角巖型礦石14.67±0.37輝鉬礦Re-Os等時(shí)線Zheng et al., 2016斑巖型礦石14.66±0.27輝鉬礦Re-Os等時(shí)線Zheng et al., 2016

6 討論

6.1 成巖成礦時(shí)代

對(duì)于甲瑪?shù)V區(qū)主礦段的成巖成礦時(shí)代，前人已經(jīng)做過大量的研究工作(表3)。應(yīng)立娟(2012)曾對(duì)甲瑪?shù)V區(qū)主礦段3個(gè)鉆孔的含礦二長花崗斑巖進(jìn)行鋯石U-Pb測(cè)年，分別得到諧和年齡15.6±0.1Ma、16.1±0.1Ma和15.5±0.04Ma。Zhengetal.(2016)對(duì)另外三類含礦斑巖進(jìn)行鋯石U-Pb測(cè)年，獲得花崗斑巖諧和年齡為15.48±0.08 Ma、石英閃長斑巖諧和年齡為15.96±0.5Ma、花崗閃長斑巖諧和年齡為15.72±0.14Ma。所以，甲瑪?shù)V區(qū)主礦段與成礦有關(guān)的含礦斑巖侵入時(shí)間集中在16～15.5Ma之間，與區(qū)域上近南北向正斷層系統(tǒng)及裂谷裂陷帶有關(guān)的岡底斯含礦斑巖侵位時(shí)代(18～12Ma)一致(Coleman and Hodges，1995；莫宣學(xué)等，2005；丁林等，2006；侯增謙等，2006)。輝鉬礦Re-Os同位素測(cè)年能精確厘定成礦作用時(shí)限(杜安道等，2002)。而甲瑪?shù)V區(qū)不同礦體類型中輝鉬礦的Re-Os同位素定年結(jié)果顯示，其Re-Os模式年齡變化于14.2±0.2Ma～17.5±0.2Ma(李光明等，2005；佘宏全等，2006；應(yīng)立娟等，2009，2010a；Zhengetal.，2016)，代表其銅鉬礦化時(shí)限也主要集中于17～14Ma之間，與含礦斑巖巖漿活動(dòng)時(shí)限一致。

圖11 甲瑪?shù)V床區(qū)域控巖控礦構(gòu)造特征(據(jù)鐘康惠等，2012修改)Fig.11 Geological characteristics of rock-controlling and ore-controlling structures in the Jiama deposit (after Zhong et al., 2012)

而南坑礦段，巖漿巖以閃長質(zhì)為主，活動(dòng)規(guī)模相對(duì)較弱，礦化以矽卡巖型礦體為主，斑巖礦體規(guī)模較小，以小巖脈產(chǎn)出。本文所測(cè)得的南坑含礦斑巖結(jié)晶時(shí)代為14.76±0.20Ma，為中新世，與主礦段含礦斑巖巖漿活動(dòng)時(shí)限基本一致，表明南坑礦段與主礦段屬于中新世同一巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

6.2 物質(zhì)源區(qū)

鋯石Hf同位素分析結(jié)果顯示，甲瑪南坑礦段含礦斑巖鋯石176Hf/177Hf比值相對(duì)較高，εHf(t)值都為正值，主要集中在1.44～4.92，平均值為3.61，單階段Hf模式年齡介于493～640Ma，二階段Hf模式年齡介于784～1007Ma。在εHf(t)對(duì)U-Pb圖解上，這些鋯石Hf同位素?cái)?shù)據(jù)分布相對(duì)集中，多位于球粒隕石演化線之上，表明甲瑪南坑含礦斑巖的源區(qū)有明顯幔源組分的加入(圖10)(吳福元等，2007)。同時(shí)，在鋯石εHf(t)對(duì)U-Pb 年齡圖解中，驅(qū)龍、甲瑪和邦鋪礦床含礦斑巖均介于虧損地幔與下地殼之間，說明三者具有相同的巖漿源區(qū)，但甲瑪和邦鋪較驅(qū)龍Hf同位素組成偏離虧損地幔，顯示殼源物質(zhì)較多加入的特征。作為中新世典型的斑巖型礦床，驅(qū)龍、甲瑪、邦鋪等礦床含礦斑巖均呈現(xiàn)明顯的埃達(dá)克質(zhì)巖石地球化學(xué)(Chungetal.，2003；侯增謙等，2003; Houetal.，2004)，而這樣的埃達(dá)克質(zhì)屬性與傳統(tǒng)的島弧型埃達(dá)克巖不同，其深部巖漿源區(qū)具有含石榴石角閃巖相特征，其形成環(huán)境為陸陸碰撞造山過程中的碰撞后伸展背景，其巖漿源區(qū)可能為加厚的岡底斯下地殼部分熔融的產(chǎn)物(Houetal.，2004；侯增謙等，2005)。而結(jié)合整個(gè)區(qū)帶同期含礦斑巖的巖石地球化學(xué)和同位素分析結(jié)果以及其與超鉀質(zhì)巖漿的耦合關(guān)系(Yangetal.，2016)，甲瑪?shù)V區(qū)南坑礦段含礦斑巖與驅(qū)龍含礦斑巖巖石成因相似，可能是碰撞后伸展背景下，受超鉀質(zhì)熔體改造的新生下地殼部分熔融的產(chǎn)物(Yangetal.，2016)。

6.3 控礦構(gòu)造

礦區(qū)大比例尺填圖結(jié)果顯示，甲瑪?shù)V床主要受控于由北向南的甲瑪-卡軍果推覆構(gòu)造系和由南向北的銅山滑覆構(gòu)造(圖11a)，其區(qū)域構(gòu)造背景為印度-歐亞板塊碰撞所產(chǎn)生的推擠作用(鐘康惠等，2012)。礦區(qū)內(nèi)巖漿侵位主要發(fā)生于強(qiáng)變形后的松弛期，受前部帶推覆褶斷系控制。沿推滑覆構(gòu)造侵位的中酸性巖漿，與區(qū)域碳酸鹽巖地層接觸交代，從而形成超大型甲瑪斑巖-矽卡巖-角巖型銅多金屬礦床(鐘康惠等，2012)。

南坑礦段主要受銅山滑覆構(gòu)造控制，銅山滑覆體由推覆構(gòu)造形成的紅塔復(fù)背斜軸部高位巖塊失穩(wěn)向北滑覆形成，逆沖到牛馬塘背斜之上(圖11b)，從而形成完整的推-滑覆構(gòu)造體系。該構(gòu)造體系，根據(jù)空間位置，自南而北可分為準(zhǔn)原地系統(tǒng)、前部帶、中部帶和尾部帶。銅山滑覆體位于推-滑覆構(gòu)造體系的前部帶，普遍發(fā)育與褶皺變形相關(guān)的縱、橫向及層間破碎帶，為礦液的運(yùn)移提供了通道，而褶皺虛脫部位及裂隙為礦液提供了很好的儲(chǔ)存空間?；搀w由南向北大致可分為前、中、后部，前部發(fā)育裂隙及褶皺，形成良好的儲(chǔ)礦空間，為南坑巨厚的主礦體的主要部位。中部主要形成堆積平臥褶皺，礦化一般，較連續(xù)。后部形成張性為主的斷裂網(wǎng)格，該部位礦體規(guī)模不大，呈脈狀、團(tuán)塊狀、囊狀，不連續(xù)，主要為銅鉛鋅礦體，局部可見獨(dú)立金礦體(唐攀等，2017)。

此外，就礦化蝕變特征而言，南坑礦段與主礦段礦體較為相似，但又有一定的差異。相似之處在于，南坑礦段與主礦段礦化類型一致，主要由矽卡巖型礦體、斑巖型礦體與角巖型礦體組成，主要礦石礦物為黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、方鉛礦以及閃鋅礦等，主要脈石礦物為矽卡巖礦物(主要為石榴子石、硅灰石、透輝石與透閃石等)和石英、長石、黑云母以及絹云母等。蝕變類型也較一致，主要為矽卡巖化、大理巖化及角巖化。差異方面主要為：主礦段巖漿活動(dòng)復(fù)雜，包括花崗斑巖、黑云母二長花崗斑巖、花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖、閃長玢巖、閃長巖、閃斜煌斑巖、角閃輝綠(玢)巖、石英輝長巖等；而南坑礦段主要發(fā)育閃長質(zhì)巖漿巖，主要為花崗閃長斑巖，且規(guī)模較小，呈小巖脈產(chǎn)出，巖體蝕變發(fā)育，普遍發(fā)育綠簾石、綠泥石和石榴子石等內(nèi)矽卡巖化。主礦段礦石礦物以黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦為主，且斑巖型礦體規(guī)模巨大；而南坑礦段以斑銅礦、方鉛礦以及閃鋅礦為主，斑巖型礦體弱發(fā)育。

綜上，南坑礦段礦體礦體以矽卡巖型為主，呈不規(guī)則“厚板狀”產(chǎn)于推滑覆構(gòu)造體系中，礦石類型以塊狀銅鉛鋅礦石為主，具有厚度大，品位富等特征。其含礦斑巖結(jié)晶時(shí)代為14.8Ma，與主礦段含礦斑巖巖漿活動(dòng)時(shí)限一致，說明二者屬于中新世統(tǒng)一巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。同時(shí)，南坑礦段含礦斑巖Hf同位素組成進(jìn)一步揭示其巖漿源區(qū)有明顯的幔源組分的加入，可能為可能是碰撞后伸展背景下，受超鉀質(zhì)熔體改造的新生下地殼部分熔融的產(chǎn)物。

此外，對(duì)于甲瑪?shù)V床，前人根據(jù)元素分帶規(guī)律以及斑巖裂隙系統(tǒng)的研究，揭示甲瑪?shù)V區(qū)主礦段的巖漿熱液中心主要集中在ZK1616-ZK3216之間(鄭文寶等，2010；林彬等，2012)。而南坑礦段的ZK5486深部斑巖中多層UST結(jié)構(gòu)(圖4)，以及54線剖面中矽卡巖蝕變和礦化強(qiáng)度變化特征，揭示南坑礦段成礦熱液流體中心可能來源于ZK5486以西隱伏巖體，并且其流體運(yùn)移方向主要為南西向北東方向，與主礦段的熱液中心和流體運(yùn)移方向明顯不同。所以，綜合認(rèn)為甲瑪?shù)V區(qū)南坑礦段具有獨(dú)立的巖漿熱液活動(dòng)體系，并初步揭示甲瑪?shù)V區(qū)“多中心”復(fù)合成礦作用的現(xiàn)象。

7 結(jié)論

(1)甲瑪?shù)V區(qū)南坑礦段礦體以矽卡巖型為主，呈不規(guī)則“厚板狀”產(chǎn)于滑覆構(gòu)造中，其含礦斑巖結(jié)晶時(shí)限為14.76±0.20Ma，與主礦體巖漿活動(dòng)時(shí)限一致，同屬于中新世同一巖漿作用的產(chǎn)物。

(2)南坑礦段含礦斑巖的176Hf/177Hf比值相對(duì)較高，εHf(t)為1.4～4.9，其深部巖漿源區(qū)有幔源組分的加入，可能為受超鉀質(zhì)熔體改造的新生下地殼部分熔融的產(chǎn)物。

(3)礦化蝕變特征揭示南坑礦段成巖成礦作用受滑覆體構(gòu)造控制，具有獨(dú)立的熱液活動(dòng)體系。

致謝感謝中地質(zhì)大學(xué)(北京)相鵬老師對(duì)鋯石U-Pb測(cè)年及微量元素分析的幫助。感謝審稿專家對(duì)本文提出的寶貴建議和意見!