馮 軍,印賢波,侯俊富,李彥波,李 力
(1.廣西百色百礦集團(tuán)有限公司,廣西 百色 533000;2.中鋁西藏礦業(yè)有限公司,西藏 拉薩 850000;3.西藏地勘局第五地質(zhì)大隊(duì),西藏 拉薩 850000)
斑巖型礦床提供了了全球工業(yè)需求量75%以上的銅、90%的鉬和20%的金,具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,這類礦床一直是礦業(yè)公司的首選勘探對(duì)象,在過去的30年中,相繼發(fā)現(xiàn)了一系列大型、超大型富金斑巖銅礦。并且數(shù)十年來一直是礦床學(xué)研究的熱點(diǎn)之一[1]。鐵格隆南銅礦床位于西藏阿里地區(qū)改則縣境內(nèi),銅的資源量超1000萬噸,為我國最大的單個(gè)千萬噸級(jí)銅礦床[2]。
(1)大地構(gòu)造位置。大地構(gòu)造位置上,鐵格隆南銅礦床位于羌塘~三江板塊南緣,班公湖~怒江縫合帶西段北側(cè),以班公錯(cuò)~怒江縫合帶為界,北部屬于羌塘~三江板塊,南部屬于岡底斯~念青唐古拉板塊[3]。
(2)地層。礦區(qū)出露地層主要中侏羅統(tǒng)色哇組、下白堊統(tǒng)美日切組(K1m)及第四系(Q4)松散堆積物、其中中侏羅統(tǒng)色哇組第二巖性段二、三巖段是礦區(qū)斑巖銅礦賦存層位,為重要找礦標(biāo)志之一。
(3)構(gòu)造。鐵格隆南礦區(qū)主礦體-榮那礦體,主要出露有北東向性質(zhì)不明斷層F4和近北西向斷層F8,同時(shí)在巖體內(nèi)外接觸帶及斷裂兩側(cè)次級(jí)裂隙構(gòu)造十分發(fā)育,也為礦體的富集提供了有利的儲(chǔ)礦空間。
(4)巖漿巖。礦區(qū)出露的火山巖為下白堊統(tǒng)美日切組中的紫紅色安山巖、安山玢巖、紫灰色安山質(zhì)火山角礫巖、深灰綠色玄武巖等。礦區(qū)出露的侵入巖主要有花崗閃長斑巖(γδπK1)、花崗斑巖(γπK1)兩種類型,且有含礦與不含礦花崗閃長斑巖之分,據(jù)此認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)侵入巖具多期次侵入特征。
(1)礦體特征。鐵格隆南礦區(qū)主礦體-榮那礦體,位于多龍礦集區(qū)北東向F4斷層?xùn)|側(cè),呈近東西向展布,銅礦體產(chǎn)于含礦花崗閃長斑巖體及中侏羅統(tǒng)變長石石英砂巖中,且礦體埋藏于下白堊統(tǒng)美日切組安山質(zhì)火山巖下部,由于安山質(zhì)火山巖的“蓋層”保護(hù)作用,礦體未受剝蝕,保存較完整,總體規(guī)模巨大根據(jù)礦體賦存空間位置和礦體空間形態(tài)并結(jié)合地質(zhì)規(guī)律,可劃分出6個(gè)礦體,一個(gè)主礦體(榮那礦體),五個(gè)次要礦體。鐵格隆南礦區(qū)榮那礦體總體上為隱伏礦體,地表未見礦化體出露。榮那礦體主要賦存于花崗閃長斑巖體與變長石石英砂巖接觸帶內(nèi),產(chǎn)狀呈略向南傾陡立產(chǎn)出,與賦礦花崗長斑巖巖脈產(chǎn)狀一致。垂向上鉆孔大部分均未穿透礦體,礦體厚度較大,主要銅礦物為黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦、硫砷銅礦、斑銅礦等,礦石礦物呈稠密浸染狀、細(xì)脈浸染狀分布,礦體主要有用礦物為銅,伴生金、銀等元素。
(2)蝕變及礦化。氣—液接觸變質(zhì)巖多分布于多期次中酸性侵入巖體及近接觸帶的圍巖附近,形成以巖體為中心的不完整的面型環(huán)帶狀蝕變帶。自斑巖體~圍巖大致劃分為鉀硅化帶(巖體中硅化、黑云母化)~石英絹云母化帶(巖體圍巖中硅化、絹云母化)~青磐巖化帶(表現(xiàn)為變長石石英砂巖中的綠泥石化、硅化),各蝕變帶的礦化特征也有明顯差異(圖1)。各帶特征如下。
①鉀硅化帶。在斑巖巖體中,鉀化主要表現(xiàn)為花崗閃長斑巖中的黑云母自蝕變現(xiàn)象和巖體與圍巖接觸帶中的脈狀熱液黑云母。硅化普遍發(fā)育,主要表現(xiàn)為基質(zhì)中的石英含量較高,且沿巖石裂隙分布有后期的硅化脈體。該帶中金屬硫化物較強(qiáng),是礦區(qū)主要含礦部位,金屬硫化物有黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦。主要以細(xì)脈浸染狀、脈狀礦石為主。②石英絹云母化帶。出露于鉀硅化帶外側(cè)巖體圍巖中侏羅統(tǒng)色哇組二段變長石石英砂巖中,具較強(qiáng)的硅化、絹云母化現(xiàn)象,呈環(huán)帶狀分布。該帶巖石呈灰白色~深灰色,具有粒狀、變余砂狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,在該帶的頂部可見變砂巖中發(fā)育高嶺土化,形成石英絹云母化帶疊加泥化帶。該帶中黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦含量較高,為礦區(qū)重要礦體賦存部位。③青磐巖化帶。出露于圍巖中侏羅統(tǒng)色哇組變長石石英砂巖中,主要蝕變礦物有綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化和弱硅化現(xiàn)象等。該帶中礦化較弱,礦化主要有赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦。在近巖體部位以網(wǎng)脈狀礦石為主,向外側(cè)逐漸轉(zhuǎn)為脈狀礦石,品位逐漸下降。
圖1 榮那礦體蝕變分帶剖面圖
(1)礦床成因。鐵格隆南銅礦的地質(zhì)勘查目前控制規(guī)模已達(dá)到超大型,銅礦體主要賦存于早白堊世花崗閃長斑巖與中侏羅統(tǒng)色哇組變長長石石英砂巖內(nèi),總體特征表明:淺部礦體以黃鐵礦-黃銅礦礦物組合為主,脈石礦物以明礬石-高嶺土-絹云母等為主;深部礦體則以輝銅礦-黃銅礦-斑銅礦-黝銅礦-硫砷銅礦等礦物組成,局部可見少量輝鉬礦,脈石礦化則以迪開石-葉臘石-石膏等組成。銅的品位自上而下也具有遞進(jìn)富集的特點(diǎn)。礦體淺部可見明礬石+高嶺土等高級(jí)泥化蝕變礦物組合,近地表礦體具有高硫淺成低溫?zé)嵋旱V床的特點(diǎn),據(jù)此認(rèn)為該礦床類型礦床屬斑巖—淺成低溫?zé)嵋盒偷V床銅礦床。
(2)成礦模式。斑巖銅礦床多產(chǎn)于板塊俯沖的上盤和陸內(nèi)造山帶,一般發(fā)育于與洋——陸俯沖和陸-陸碰撞有關(guān)的匯聚板塊邊緣的大陸邊緣弧環(huán)境。青藏高原中北部的班公錯(cuò)~怒江縫合帶即是在特提斯洋殼向歐亞板塊下俯沖下形成的,縫合帶兩側(cè)成了斑巖型銅礦的誕生地。早侏羅世,隨著新特提斯洋向大陸邊緣俯沖,在班公湖帶縫合帶北側(cè)形成了陸緣弧。特提斯洋殼向北俯沖到羌塘板塊之下,當(dāng)下插到俯沖帶深部時(shí),俯沖板片熔融交代上覆地幔楔,并在近地表處而形成初始巖漿房。隨著北東向構(gòu)造活動(dòng)的加劇,部分基性巖漿隨構(gòu)造通道噴出地表形成玄武巖;部分中基性巖漿則沿北東向構(gòu)造薄弱地帶上侵形成榮那、拿若巖株(圖2)。
圖2 榮那礦體成礦模式圖
晚侏羅世~早白堊世,初始巖漿房的巖漿隨區(qū)域構(gòu)造繼承性活動(dòng)繼續(xù)向上侵入活動(dòng),巖漿成巖株、巖脈侵入至近地表處,因侵入活動(dòng)能量較大,在近地表及圍巖中形成大量網(wǎng)狀構(gòu)造裂隙;同時(shí)初始巖漿房內(nèi)由Cu、Au、Ag、S等主要成礦金屬元素混合大氣降水形成的高溫~高鹽度含礦硅酸鹽熔融流體,在巖漿房密度變化的情況下,由含礦流體的密度較巖漿巖低,含礦流體發(fā)生第一次沸騰,故已形成的含礦流體沿構(gòu)造薄弱通道向上運(yùn)移至淺地表。隨著壓力的不斷增大,造成巖體頂部圍巖達(dá)到破裂極限,形成大量網(wǎng)脈狀裂隙,隨著壓力減小,高溫~高鹽度含礦硅酸鹽熔融流體“二次沸騰”,成礦流體中的氣水熱液沿大的構(gòu)造逃逸,造成含礦流體中的堿性增大,同時(shí)鹽度急劇升高,從而使流體攜帶金屬組分的能力大大降低。成礦流體攜帶大量金屬元素開始在巖體四周圍巖中的微細(xì)裂隙中析出成礦,形成細(xì)脈狀金銅礦。隨著巖漿巖侵入活動(dòng)能量逐漸減弱,而Cu、Au、Ag、S等主要成礦金屬元素則主要在巖脈通道內(nèi)進(jìn)行析出沉淀,形成巖漿巖的自礦化現(xiàn)象,自圍巖~巖漿巖內(nèi)部形成稀疏~稠密浸染狀的金銅礦。
由于成礦流體帶來的巨大熱量使巖漿巖中的黑云母等礦物發(fā)生部分熔融或蝕變,隨后硅酸鹽流體也隨著溫度的降低融入巖體或圍巖中形成硅化;多余的硅酸鹽流體則沿較裂隙繼續(xù)向下回流,對(duì)圍巖或巖體頂部形成多次蝕變,巖體中長石等礦物解離成高嶺石~伊利石,形成泥化帶;遠(yuǎn)離巖體的圍巖則在含礦流體的熱能量與氣水熱液交互作用下,形成以綠泥石~綠簾石為蝕變礦物的青磐巖體帶。
成礦后一個(gè)較短的時(shí)期內(nèi),受地殼構(gòu)造抬升作用,礦體頂部遭受剝蝕,使礦體出露地表,遭受一定程度的氧化作用,形成淺地表孔雀石、藍(lán)銅礦的氧化礦體。受近東西向班怒縫合帶的繼續(xù)向北俯沖活動(dòng),礦區(qū)北東向構(gòu)造再次發(fā)生較大的繼承性活動(dòng),形成以陸相裂隙式火山巖噴發(fā),熔巖流對(duì)已剝蝕成為負(fù)地形的礦體進(jìn)行快速掩埋,形成“安山巖蓋層”,對(duì)榮那金銅礦體免除剝蝕作用良好的保存下來起到了極為關(guān)鍵的作用。
(3)找礦標(biāo)志。①構(gòu)造標(biāo)志:區(qū)內(nèi)斑巖銅礦主要沿北東向斷裂展布,特別是與近東西向斷裂交匯部位,并有中酸性巖體(火山巖,次火山巖,蝕變巖體)發(fā)育的地段是尋找斑巖型礦的空間標(biāo)志。②巖漿巖標(biāo)志:與斑巖型礦體有成因關(guān)系的巖漿巖主要有花崗閃長斑巖、花崗斑巖,巖體呈巖株形態(tài)產(chǎn)出。③礦化標(biāo)志:硫化物和氧化物露頭處是直接找礦標(biāo)志,地表褐紅色的強(qiáng)褐鐵礦化及“火燒皮”是間接找礦標(biāo)志;④化探異常標(biāo)志:1/1萬土壤化探測量中,斑巖銅礦與Cu、Au、Mo、Ag元素異常對(duì)應(yīng)較好,同時(shí)與W、Bi、Sn高溫元素重疊產(chǎn)出,顯示多期次的巖漿活動(dòng)。異常呈面狀產(chǎn)出,元素峰值高、具多級(jí)分帶、明顯的濃集中心。⑤遙感異常:線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造的交切部位,同時(shí)伴有明顯的羥基異常和鐵染異常,地表查證有中酸性淺成巖體(火山巖、次火山巖、蝕變巖體)侵入地段,是重點(diǎn)的找礦部位。⑥物探標(biāo)志:激電中梯測量的低阻高極化異常,視極化率約7%,視電阻率約65Ω.m、高精度磁測的低磁異常、激電測深的高極化異常等均是間接找礦標(biāo)志。
通過對(duì)鐵格隆南銅礦床地質(zhì)特征介紹,初步確定了礦床類型,探討了礦床成因、建立成礦模式。確定鐵格隆南銅礦床是西藏班公湖-怒江成礦帶上多龍礦集區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)特大型斑巖—淺成低溫?zé)嵋盒偷V床銅礦床。區(qū)域找礦勘查具有重要參考意義。
鐵格隆南銅礦床能實(shí)現(xiàn)快速突破,得益于中鋁資源公司有效的組織實(shí)施,這一找礦經(jīng)驗(yàn)的核心是創(chuàng)新和奉獻(xiàn),其中建立多種找礦激勵(lì)機(jī)制,調(diào)動(dòng)合作各方地質(zhì)技術(shù)人員的積極性;勘查現(xiàn)場項(xiàng)目負(fù)責(zé)人每天與公司總部直線溝通的機(jī)制。作者本人有幸參加了這一勘查過程并參與了《西藏阿里改則縣鐵格隆南礦區(qū)榮那礦段金銅礦詳查報(bào)告》的編寫。本文僅是對(duì)《報(bào)告》重要成果和其他研究結(jié)論的一種介紹。