白 云 張 志 陳毓川 唐菊興 何 林 楊 毅

(1. 成都理工大學地球科學學院，四川成都610059;2. 四川省冶金地質(zhì)勘查局六〇五大隊，四川眉山620860;3. 中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，北京100037;4. 西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊，西藏 拉薩850000)

尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)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，展布于班公湖—怒江縫合帶南側措勤—申扎巖漿弧內(nèi)。目前區(qū)內(nèi)礦床均已達到詳查程度，金資源量達到超大型規(guī)模［1-2］。目前，學者們對于該礦集區(qū)的礦床地質(zhì)特征［3］、成巖成礦時代［4-5］、巖體地球化學特征［2，6］、礦床模型與成礦規(guī)律［1］等方面均進行了較為詳細的研究，但對于區(qū)內(nèi)的成礦物質(zhì)來源卻較少涉及［7］。為此，在充分總結該礦集區(qū)內(nèi)礦床地質(zhì)特征的基礎上，對區(qū)內(nèi)礦床中主要金屬礦物——黃銅礦、黃鐵礦以及脈石礦物——硬石膏進行了S、Pb同位素研究，以確定班公湖—怒江特提斯洋消亡、南羌塘陸塊與北岡底斯陸塊碰撞縫合背景下礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源，為總結區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律以及構建礦床模型提供參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育白堊系地層及燕山期中—酸性侵入巖，區(qū)內(nèi)現(xiàn)已勘查出尕爾窮與嘎拉勒2 座銅金礦床。尕爾窮礦區(qū)出露地層主要為白堊系多愛組( K1d) 及第四系( Q) ，其中多愛組地層中大量發(fā)育的大理巖及灰?guī)r為礦床形成矽卡巖型銅金礦體的有利圍巖。礦床構造主要為斷裂構造。礦區(qū)巖漿巖主要為一套中—酸性侵入巖體，其中石英閃長巖與花崗斑巖最為發(fā)育，石英閃長巖為礦區(qū)矽卡巖型銅金礦體的成礦母巖，而花崗斑巖則為后期侵入，對礦體具有一定的破壞作用，其余巖體與成礦無直接關系。礦區(qū)礦石礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、赤鐵礦、輝鉬礦等，脈石礦物主要為一套鈣質(zhì)矽卡巖礦物［8］。嘠拉勒礦區(qū)出露地層主要為白堊系朗久組( K1l) 、捷嘎組( K1jg) 地層及第四系( Q) 。其中捷嘎組地層內(nèi)發(fā)育的白云巖或大理巖化白云巖為對成礦有利的圍巖;白堊系朗久組主要為一套火山碎屑巖。礦區(qū)構造主要為斷裂構造，但區(qū)內(nèi)斷裂構造與成礦無關。礦區(qū)巖漿巖主要為花崗閃長巖及花崗斑巖，其中與成礦關系最為密切的為花崗閃長巖，礦區(qū)主矽卡巖型銅金礦體賦存于其與白云巖或白云質(zhì)大理巖接觸帶的矽卡巖內(nèi)。礦區(qū)成礦母巖——花崗閃長巖成巖年齡為86.52 ±0.41 Ma［9］，表明礦床形成于晚白堊世，與尕爾窮礦床成巖成礦時代基本一致。礦區(qū)金屬礦物主要為磁鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦等，非金屬礦物主要主要為一套鎂質(zhì)矽卡巖礦物［10］。

2 樣品采集與分析

2.1 樣品采集與測試

S、Pb 同位素樣品主要采自鉆孔及平硐，樣品主要采集稀疏—稠密浸染狀、脈狀黃銅礦、黃鐵礦及脈狀輝鉬礦石，另外采集了1 件石膏±黃鐵礦±黃銅礦脈中的硬石膏樣品。樣品首先經(jīng)粉碎、過篩、清洗、干燥后，在雙目鏡下挑選純度大于99%的單礦物分析樣品5 g 以上，然后將挑選后的單礦物樣品研磨至200 目以下送實驗室進行分析。樣品分析測試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。S 同位素測試首先將挑選后硫化物單礦物與氧化亞銅按一定比例研磨、混合均勻后，進行氧化反應生成SO2，并用冷凍法進行收集，然后采用MAT251 氣體同位素質(zhì)譜儀分析S 同位素組成，采用VCDT 國際標準，分析精度優(yōu)于±0.2%。

2.2 分析結果

2.2.1 S 同位素組成

本研究所獲得的區(qū)內(nèi)金屬硫化物與硫酸鹽的S同位素測試結果以及前人研究的部分數(shù)據(jù)見表1。

由表1 可知:區(qū)內(nèi)樣品的δ34S 值雖然變化較大，但總體上具塔式分布特征，表明礦集區(qū)主要硫來源仍較為單一;區(qū)內(nèi)硫化物的δ34S 值總體上具有硬石膏( 硫酸鹽) δ34S ＞輝鉬礦δ34S ＞黃鐵礦δ34S ＞黃銅礦δ34S 的特征，表明區(qū)內(nèi)礦床在成礦過程中基本達到了S 同位素分餾平衡［11-12］。

2.2.2 Pb 同位素組成

礦集區(qū)成礦母巖、黃銅礦、黃鐵礦Pb 同位素組成見表2。由表2 可知，區(qū)內(nèi)礦石鉛化物同位素比值范圍總體不大，顯示出普通鉛特征。

2.3 討 論

2.3.1 S、Pb 來源

礦集區(qū)內(nèi)礦床石膏類( 硫酸鹽) 礦物較少，僅在尕爾窮礦床內(nèi)可見少量石膏脈，而大量發(fā)育黃鐵礦+黃銅礦+方解石±雌黃鐵礦±輝鉬礦礦物組合，表明處于相對還原的環(huán)境中，因此，黃鐵礦S同位素可以近似等于流體總S 同位素組成。區(qū)內(nèi)黃鐵礦的δ34S 值為－2‰～6.2‰，總體集中于－2‰ ～1.5‰，平均為0.46‰，大體上體現(xiàn)出地幔巖漿硫的特點，但個別樣品的δ34S 值變化范圍較大，表明可能受到了少量地殼硫的混染，但主要仍為地幔巖漿硫［14-15］。

Pb 同位素特征能夠反映地質(zhì)體經(jīng)歷地質(zhì)作用的信息，示蹤鉛的來源，表現(xiàn)為:高μ 值( μ ＞9.58) 鉛一般來自上地殼，低μ 值、低ω 值Pb 一般為上地幔源，低μ 值、高ω 值鉛則為典型的下地殼來源。礦集區(qū)內(nèi)礦石鉛同位素μ 值為9.41 ～9.69，平均為9.52，僅尕爾窮礦區(qū)有2 件樣品的μ 值高于9.58; ω 值為37.16 ～39.41，平均為38.02。μ 值、ω 值均表現(xiàn)為中等偏低特征，指示區(qū)內(nèi)礦床鉛起源于地幔物質(zhì)，主要來源于殼?；煸础４送?，由ω(207Pb) /ω(204Pb) －ω(206Pb) /ω(204Pb) 及ω(208Pb) /ω(204Pb) －ω(206Pb) /ω(204Pb) 構造判別圖( 圖1、圖2) 可知，礦集區(qū)內(nèi)鉛樣品主要分布于造山帶與上地殼演化線之間，另在上地殼演化線之上及造山帶與地幔區(qū)域之間有少量分布，指示礦床鉛可能起源于幔源，主要來自殼幔混源，少量來源于上地殼物質(zhì)，與區(qū)內(nèi)礦石Pb 同位素μ 值反映的特征基本一致。此外，由區(qū)內(nèi)礦石與成礦巖體Pb 同位素組成相關性圖解( 圖3) 可知，區(qū)內(nèi)礦床中礦石與巖體的Pb 同位素組成具有很好的相關性，指示區(qū)內(nèi)礦石鉛和成礦巖體鉛很可能為同一來源。

2.3.2 典型礦床S、Pb 同位素對比分析

圖1 ω( 207Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)構造環(huán)境演化Fig.1 Tectonic environment evolution of ω( 207Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)

圖2 ω( 208Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)構造環(huán)境演化Fig.2 Tectonic environment evolution of ω( 208Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)

尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)位于班公湖—怒江成礦帶南緣，是縫合帶碰撞期成礦事件的代表［1-2］，多龍礦集區(qū)位于班公湖—怒江成礦帶北緣，是縫合帶俯沖期成礦事件的代表［16］，通過對該2 類礦集區(qū)內(nèi)礦床S、Pb 同位素組成進行對比研究，有助于了解構造縫合帶不同階段形成的礦床成礦物質(zhì)來源。為此，在多龍礦集區(qū)選取了多不雜及拿若2 座典型礦床進行對比分析。

圖3 礦石Pb 與成礦巖體Pb 同位素組成相關關系Fig.3 Correlation of Pb isotopic composition of ore rock and ore-forming rock mass

多不雜礦區(qū)金屬硫化物( 黃鐵礦、黃銅礦) 的δ34S值為－0.5 ～2，平均為0.58，僅1 件樣品的δ34S 值低于0‰，體現(xiàn)出富重硫特征，指示成礦流體來源于深部巖漿［16］;拿若礦區(qū)硫化物( 黃鐵礦) 的δ34S 值為4.2 ～5.6，平均為5.08，表現(xiàn)為富重硫，主要為深源巖漿硫的特點［9］。據(jù)此可認為，多不雜—拿若礦區(qū)硫化物S 同位素組成范圍很小，而尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)S 同位素組成范圍較大，顯示巖漿硫特點。此外，相對于尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)，多不雜—拿若礦區(qū)更為明顯地體現(xiàn)出深源巖漿硫特征，尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)內(nèi)S 同位素組成除體現(xiàn)出幔源巖漿硫特點外，還表現(xiàn)出地殼硫特征。總體而言，尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)硫源相對較淺，多不雜—拿若礦區(qū)硫源則相對較深。

多不雜礦區(qū)ω(206Pb) /ω(204Pb) 值為18.560 8 ～18.597 5，ω(207Pb) /ω(204Pb) 值為15.597 9 ～15.657 4，ω(208Pb) /ω(204Pb) 值為38.710 6 ～38.847 2;拿若礦區(qū)ω(206Pb) /ω(204Pb) 值為18.043 ～18.46，ω(207Pb) /ω(204Pb) 值為15.594 ～15.613，ω(208Pb) /ω(204Pb) 值為38.491 ～38.69［16］。據(jù)此可認為，多不雜—拿若礦床Pb 同位素總體上比值范圍較小，體現(xiàn)出單一鉛源特征，而尕爾窮—嘎拉勒礦床Pb 同位素比值范圍相對較大，表明其鉛源可能來自不同物源的疊加。結合圖1、圖2 可知:多不雜—拿若礦床Pb 同位素比值組成范圍較小，緊密分布于造山帶附近比較小的一個區(qū)域;尕爾窮—嘎拉勒礦床Pb 同位素比值組成范圍較大，特別是尕爾窮礦區(qū)，從地幔至上地殼均有分布，雖然大部分集中于造山帶與上地殼演化線之間，但已明顯混入上地殼物質(zhì)。

根據(jù)上述分析可知:尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)硫源具地幔硫與地殼硫混合特征，多龍礦集區(qū)則明顯表現(xiàn)出深源巖漿硫特征;尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)鉛源起源于幔源，主要為殼?；煸矗乙衙黠@混入上地殼物質(zhì)，而多龍礦集區(qū)鉛源主要來自于幔源。結合礦集區(qū)成礦大地構造背景可知:形成于俯沖背景下的多龍礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源較深，主要為幔源物質(zhì); 形成于碰撞環(huán)境下的尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源則較復雜且相對較淺，主要為殼?；煸?。

3 結 語

對西藏尕爾窮—嘠拉勒銅金礦集區(qū)內(nèi)礦石硫化物S、Pb 同位素組成特征進行了分析，并對其礦床物質(zhì)來源進行了討論，認為該礦集區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)主要來源于殼幔混源物質(zhì)，對于進一步分析區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律具有一定的借鑒價值。

［1］ 唐菊興，張 志，李志軍，等. 西藏尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)成礦規(guī)律、礦床模型與找礦方向［J］. 地球?qū)W報，2013，34( 4) :385-394.

Tang Juxing，Zhang Zhi，Li Zhijun，et al. The metallogensis deposit model and prospecting direction of the Gaerqiong-Galale copper-gold ore field，Tibet［J］. Acta Geoscientica Sinica，2013，34( 4) : 385-394.

［2］ 張 志，唐菊興，李志軍，等. 西藏尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)侵入巖巖石地球化學特征及其地質(zhì)意義［J］. 地質(zhì)與勘探，2013，49(4) :676-688.

Zhang Zhi，Tang Juxing，Li Zhijun，et al. Petrology and geochemistry of intrusive rocks in the Gaerqiong-Galale ore concentration area，Tibet and their geological implications［J］. Geology and Exploration，2013，49(4) :676-688.

［3］ 李志軍，唐菊興，姚曉峰，等. 藏北阿里地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的尕爾窮銅金多金屬礦床地質(zhì)特征及其找礦前景［J］. 礦床地質(zhì)，2011，30(6) :1149-1153.

Li Zhijun，Tang Juxing，Yao Xiaofeng，et al. Geological characteristics and prospecting potential of Gaerqiong copper-gold polymetallic deposit in Ali District，Northern Tibet［J］. Mineral Deposit，2011，30(6) :1149-1153.

［4］ 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］. 成都理工大學學報:自然科學版，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 Chendu University of Technology:Natural Science Edition，2011，38(6) :678-683.

［5］ 姚曉峰，唐菊興，李志軍，等. 班怒帶西段尕爾窮矽卡巖型銅金礦含礦母巖成巖時代的重新厘定及其地質(zhì)意義［J］. 地質(zhì)論評，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 Banggonghu-Nujiang Metallogenic Belt，Tibet［J］.Geological Review，2013，59(1) :193-200.

［6］ 鄧世林，唐菊興，李志軍，等. 西藏尕爾窮銅金礦床巖體地球化學特征［J］. 成都理工大學學報: 自然科學版，2011，38( 1) :85-91.

Deng Shilin，Tang Juxing，Li Zhijun，et al. Geochemical characteristics of rock mass in the Gaerqiong Cu-Au deposit，Tibet［J］. Journal of Chendu University of Technology:Natural Science Edition，2011，38(1) :85-91.

［7］ 姚曉峰，唐菊興，李志軍，等.西藏尕爾窮銅金礦床S、Pb 同位素地球化學特征——成礦物質(zhì)來源示蹤［J］. 地球?qū)W報，2012，33(4) :528-536.

Yao Xiaofeng，Tang Juxing，Li Zhijun，et al.S，Pb isotope characteristics of the Gaerqiong gold-copper deposit in Tibet: tracing the source of ore-forming materials［J］.Acta Geoscientica Sinica，2012，33(4) :528-536.

［8］ 張 志，唐菊興，陳毓川，等. 西藏班—怒結合帶尕爾窮銅金礦床矽卡巖礦物學特征及其地質(zhì)意義［J］. 巖石礦物學雜志，2013，32(3) :305-317.

Zhang Zhi，Tang Juxing，Chen Yuchuan，et al.Skarn mineral characteristics of the Gaerqiong Cu-Au deposit in Bangong Co-Nujiang river suture zone，Tibet［J］. Acta Petrologica et Mineralogica，2013，32(3) :305-317.

［9］ 呂立娜. 西藏班公湖—怒江成礦帶西段富鐵與銅( 金) 礦床模型［D］.北京:中國地質(zhì)科學院，2012.

Lu Lina.Metallogenic Model of Rich Iron and Copper( Gold) Deposit in Western Part of Bangong Co-Nujiang Metallogenic Belt，Tibet［D］. Beijing:Chinese Academy of Geological Sciences，2012.

［10］ 張 志，陳毓川，唐菊興，等. 西藏嘎拉勒銅金礦床地質(zhì)特征及矽卡巖礦物學特征研究［J］. 礦床地質(zhì)，2013，32(5) :915-931.

Zhang Zhi，Chen Yuchuan，Tang Juxing，et al.Geological and skarn mineral characteristics of Galale Cu-Au deposit in Tibet［J］.Mineral Deposits，2013，32(5) :915-931.

［11］ 鄭永飛，陳江峰. 穩(wěn)定同位素地球化學［M］. 北京: 科學出版社，2000.

Zheng Yongfei，Chen Jiangfeng. Stable Isotope Geochemistry［M］.Beijing:Science Press，2000.

［12］ 宋俊龍，唐菊興，張 志，等. 西藏尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)流體包裹體特征及成礦作用研究［J］. 礦床地質(zhì)，2015，34( 1) :28-44.

Song Junlong，Tang Juxing，Zhang Zhi，et al. Study on the characteristics of fluid inclusions and metallogenic evolution of the Gaerqiong-Galale Cu-Au ore-concentrated area，Tibet［J］. Mineral Deposits，2015，34(1) :28-44.

［13］ 辛洪波，曲曉明，王瑞江，等. 藏西班公湖斑巖銅礦帶成礦斑巖地球化學及Pb、Sr、Nd 同位素特征［J］. 礦床地質(zhì)，2009，28(6) :785-792.

Xin Hongbo，Qu Xiaoming，Wang Ruijiang，et al.Geochemistry and Pb，Sr，Nd isotopic features of ore-bearing porphyries in Bangong Lake porphyry copper belt，Western Tibet［J］. Mineral deposits，2009，28(6) :785-792.

［14］ 劉清泉，陳昕夢，李 冰，等. 河南姚沖鉬礦床S、Pb 同位素組成及其地質(zhì)意義［J］.金屬礦山，2014(5) :114-117.

Liu Qingquan，Chen Xinmeng，Li Bing，et al.S and Pb isotope compositions and their geological implications of Yaochong Mo deposit in Henan Province［J］.Metal Mine，2014(5) :114-117.

［15］ 姚曉峰，唐菊興，李志軍，等.班怒帶西段尕爾窮銅金礦兩套侵入巖源區(qū)研究及其地質(zhì)意義——來自Hf 同位素特征的指示［J］. 吉林大學學報:地球科學版，2012，42(2) :188-197.

Yao Xiaofeng，Tang Juxing，Li Zhijun，et al.Research on magma origin of two intrusive from Gaerqiong copper-gold deposit and its geological significance，Western Bangonghu-Nujiang Metallogenic Belt，Tibet:from the implication of Hf isotope characteristics［J］.Journal of Jilin University: Earth Science Edition，2012，42( 2) :188-197.

［16］ 李金祥. 班公湖帶多不雜超大型富金斑巖銅礦床的成巖成礦年代學、巖石學及高氧化巖漿－流體－成礦作用［D］.北京:中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所，2008.

Li Jinxiang. Geochronology，Petrology and Metallogeneses of High Oxidized Magma-hydrothermal Fluid of Duobuza Gold-rich Porphyry Copper Deposit in Bangonghu Belt，Northern Tibet［D］. Beijing:Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，2008.