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[摘要]本文首先分析了青海纳日贡玛铜钼矿床的成矿过程,然后总结归纳了其成矿模式,具有较强的意义和价值。
[关键词]纳日贡玛铜钼矿床 成矿过程 成矿模式
[中图分类号] P611 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-11-56-1
纳日贡玛铜钼矿床位于青海省玉树州杂多县北西方向,距县城约 185km,地理座标为东经 94°46′53〃、北纬 33°32′00〃。区内水系发育,河水流向总体由北向南,主要为冰川融水。区内为中纬度高海拔山区,地处高寒、空气稀薄,属典型高原大陆性气候,气候多变,四季不明,冷冻期长。
1成矿过程
1.1金属富集机制
通过大量矿石矿物和脉石矿物中流体包裹体研究表明,斑岩岩浆熔体在结晶分异过程中能分离出大量有利于铜钼等金属迁移富集的饱含 OH-、F-、Cl-、和溶解性离子(如 Na+、K+、Ca2+、H3O+等)的高盐度流体相,同时因 H2O的大量加入,使得含矿熔融岩浆具有较高的的氧逸度。
青藏高原与成矿有关的斑岩具有较高的氧逸度,如(l)许多矿床早期的矿化为高氧逸度下的斑铜矿+黄铜矿组合,早期脉石矿物中出现大量硬石膏,如玉龙和驱龙铜矿;(2)岩浆热液过渡阶段形成的 UST石英包裹体中见有大量硬石膏子矿物;(3)含矿斑岩锆石具有较高的Ce+6/Ce+4比值,这些都表明成矿的斑岩岩浆具有较高的氧逸度,暗示高氧逸度条件可能是斑岩岩浆富含金属的重要原因。尽管还缺乏相似的直接证据,但从成矿期次的黑云母化中可以间接表明纳日贡玛同样具有较高的氧逸度。
在高氧逸度条件下,S 则主要以硫酸盐的形式溶解于岩浆之中,从而导致通常优先向硫化物分配的 Cu、Au、Mo 等元素作为不相容元素向硅酸盐熔浆中富集,导致岩浆出溶流体中含有大量的金属成矿物质。
前人对岩浆热液中金属成矿元素的迁移形式研究认为,钼以钼硫络合物、杂多酸络合物、氢氧络合物、氯络合物等形式迁移;铜的迁移形式主要是氯的络合物和硫氢络合物等。结合纳日贡玛流体包裹体测试,成矿流体中阴离子主要为 Cl-,含少量 F-;气相成分以 H2O 为主。因此,可以判断岩浆热液中 Mo以 HMoO4-、MoClO-;Cu 以(CuCl3)2-、(CuCl4)3-、Cu(HS)2-、、Cu(HS)2(H2S)-等形式进行迁移。
1.2金属沉淀
通过对纳日贡玛含矿石英金属硫化物脉中石英包裹体的均一化温度测试,纳日贡玛主成矿期温度度变化范围为 208℃~361℃,峰值在 230℃~330℃之间;成矿流体中盐度大于 26.3%(NaCl);
金属沉淀机制从根本上取决于 Cu 在流体中的迁移方式,如 Cu以 Cl 络合物的形式迁移(高盐度流体),温度降低则是其沉淀的最重要机制;如Cu 以 HS 络合物的形式迁移(低密度气相),压力变化则是金属沉淀的最重要机制。岩浆出溶的成矿热液流体在上升侵位过种中,温度、压力、盐度、氧逸度、pH 值等因素发生变化,金属成矿物质在流体中发生过饱和而成矿,并产生相应的蚀变类型。其中 Mo 主要在绢英岩化带,而 Cu 主要侵位到青磐岩化带。
2成矿模式
综合各种成矿信息,对纳日贡玛矿床的成矿模式进行总结:
地质时代:含矿斑岩侵位时间为 42.9Ma~43.4Ma,为始新世鲁帝特阶(40.4~48.6Ma);构造历史主要为青藏高原碰撞新生代主碰撞晚期。
构造背景:新生代以来,三江北段区域构造以陆内俯冲和逆冲-推覆-走滑活动为主,古新世-始新世期间发育走滑断裂、逆冲断层构造,并经历多次左旋和右旋走滑方式的转换,其中 51Ma~37Ma 玉树-囊谦地区则经历了两次走滑断裂构造活动机制的转换,第一次为 NW-SE 的右行走滑断裂构造,第二次则为 NW-SE 的左行走滑断裂。区域走滑断裂系统发育深大断裂。
成矿环境:三江北段区域构造以陆内俯冲、逆冲-推覆-走滑活动为主,区域走滑断裂发育深大断裂。含矿斑岩受 NW-SE 向深大走滑断裂、逆冲断层的控制,而矿区内岩体的侵位受到主深大断裂旁侧的次级断裂控制。
斑岩特征:含矿斑岩体多呈小岩株状或岩枝状产出,面积多介于 0.5 km2~2km2之间。矿斑岩多为复合岩体或复式杂岩体,为同一构造-岩浆活动过程中不同阶段、不同期次的同源岩浆经过多期侵位、多次结晶分异的产物,多以斑岩、斑状、脉岩等形式产出。同一岩体的不同部位、在不同期次的岩浆活动、矿化、蚀变的作用下,具有不同的岩性。
斑岩类型:含矿斑岩主要有黑云母石英二长斑岩、石英花岗斑岩及花岗闪长斑岩。在岩石地球化学特征上,岩石具有高 SiO2、富 K2O 及 Na2O,w(K2O)>w(Na2O),低 CaO 和 TiO2,铝饱和指数(A/CNK)变化范围为(1.00~1.66)的特点,属于过铝质高钾钙碱性-钾玄岩系列。藏北包括三江地区新生代钾质火成岩具有较为相似的地球化学特征,表明其具有相似的岩浆源区;而其差异可能由于源区壳幔源物质混入比例的差异。
成矿物质来源:成矿金属元素和 S 基本上来自岩浆,与含矿斑岩具有相同的源区;但与青藏高原其它斑岩型矿床相比,明显有地壳物质的混入。
成矿流体:含矿流体富集 Cl-、Na+、Ca2+、H2O、SO42-等,暗示成矿金属物质以 Cl 的络合物的形式进行迁移;成矿期温度度变化范围为 208℃~361℃,峰值在 230℃~330℃之间;成矿流体中盐度大于 26.3%。
成矿演化:岩浆出溶高温热液流体在上升侵位过程中,形成含矿热液流体并伴随有大气降水混入。随着成矿流体的温度、压力、盐度、氧逸度、pH 值等因素发生变化,成矿流体与围岩、斑岩体产生交代作用形成各蚀变带;同时金属物质在流体中发生过饱和而开始成矿,其中 Mo 主要在绢英岩化带,而 Cu主要侵位到青磐岩化带。
矿化特征:花岗岩体或围岩火山岩中以细脉浸染状、网脉状矿化为主,其矿化类型相对单一,主要为 Cu、Mo 矿化,矿物组合为辉钼矿-黄铁矿-黄铜矿、斑铜矿-黝铜矿-硫砷铜矿等,主矿体主要赋存在斑岩体及其与围岩接触带中;伴随着矽卡岩化作用,也常发生强烈的铅、锌铜多金属矿化。
结构构造:矿床以浸染状、细脉状构造为主。具有自形-半自形结构、包含结构、交代溶蚀结构。矿床成矿期次主要可分为岩浆期后中高温热液期、岩浆期后中低温热液期、岩浆热液低温热液期,并叠加表生氧化蚀变。
参考文献
[1]刘慧卿,李保华,唐菊兴,董树义,纳日贡玛铜钼矿床中流熔包裹体的发现及其意义.物探化探计算技术,2007.29(6).
[2]南征兵,唐菊兴,李葆华,纳日贡玛斑岩铜钼矿成矿元素沉淀机制探讨.矿业研究与开发,2007.28(2).
[关键词]纳日贡玛铜钼矿床 成矿过程 成矿模式
[中图分类号] P611 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-11-56-1
纳日贡玛铜钼矿床位于青海省玉树州杂多县北西方向,距县城约 185km,地理座标为东经 94°46′53〃、北纬 33°32′00〃。区内水系发育,河水流向总体由北向南,主要为冰川融水。区内为中纬度高海拔山区,地处高寒、空气稀薄,属典型高原大陆性气候,气候多变,四季不明,冷冻期长。
1成矿过程
1.1金属富集机制
通过大量矿石矿物和脉石矿物中流体包裹体研究表明,斑岩岩浆熔体在结晶分异过程中能分离出大量有利于铜钼等金属迁移富集的饱含 OH-、F-、Cl-、和溶解性离子(如 Na+、K+、Ca2+、H3O+等)的高盐度流体相,同时因 H2O的大量加入,使得含矿熔融岩浆具有较高的的氧逸度。
青藏高原与成矿有关的斑岩具有较高的氧逸度,如(l)许多矿床早期的矿化为高氧逸度下的斑铜矿+黄铜矿组合,早期脉石矿物中出现大量硬石膏,如玉龙和驱龙铜矿;(2)岩浆热液过渡阶段形成的 UST石英包裹体中见有大量硬石膏子矿物;(3)含矿斑岩锆石具有较高的Ce+6/Ce+4比值,这些都表明成矿的斑岩岩浆具有较高的氧逸度,暗示高氧逸度条件可能是斑岩岩浆富含金属的重要原因。尽管还缺乏相似的直接证据,但从成矿期次的黑云母化中可以间接表明纳日贡玛同样具有较高的氧逸度。
在高氧逸度条件下,S 则主要以硫酸盐的形式溶解于岩浆之中,从而导致通常优先向硫化物分配的 Cu、Au、Mo 等元素作为不相容元素向硅酸盐熔浆中富集,导致岩浆出溶流体中含有大量的金属成矿物质。
前人对岩浆热液中金属成矿元素的迁移形式研究认为,钼以钼硫络合物、杂多酸络合物、氢氧络合物、氯络合物等形式迁移;铜的迁移形式主要是氯的络合物和硫氢络合物等。结合纳日贡玛流体包裹体测试,成矿流体中阴离子主要为 Cl-,含少量 F-;气相成分以 H2O 为主。因此,可以判断岩浆热液中 Mo以 HMoO4-、MoClO-;Cu 以(CuCl3)2-、(CuCl4)3-、Cu(HS)2-、、Cu(HS)2(H2S)-等形式进行迁移。
1.2金属沉淀
通过对纳日贡玛含矿石英金属硫化物脉中石英包裹体的均一化温度测试,纳日贡玛主成矿期温度度变化范围为 208℃~361℃,峰值在 230℃~330℃之间;成矿流体中盐度大于 26.3%(NaCl);
金属沉淀机制从根本上取决于 Cu 在流体中的迁移方式,如 Cu以 Cl 络合物的形式迁移(高盐度流体),温度降低则是其沉淀的最重要机制;如Cu 以 HS 络合物的形式迁移(低密度气相),压力变化则是金属沉淀的最重要机制。岩浆出溶的成矿热液流体在上升侵位过种中,温度、压力、盐度、氧逸度、pH 值等因素发生变化,金属成矿物质在流体中发生过饱和而成矿,并产生相应的蚀变类型。其中 Mo 主要在绢英岩化带,而 Cu 主要侵位到青磐岩化带。
2成矿模式
综合各种成矿信息,对纳日贡玛矿床的成矿模式进行总结:
地质时代:含矿斑岩侵位时间为 42.9Ma~43.4Ma,为始新世鲁帝特阶(40.4~48.6Ma);构造历史主要为青藏高原碰撞新生代主碰撞晚期。
构造背景:新生代以来,三江北段区域构造以陆内俯冲和逆冲-推覆-走滑活动为主,古新世-始新世期间发育走滑断裂、逆冲断层构造,并经历多次左旋和右旋走滑方式的转换,其中 51Ma~37Ma 玉树-囊谦地区则经历了两次走滑断裂构造活动机制的转换,第一次为 NW-SE 的右行走滑断裂构造,第二次则为 NW-SE 的左行走滑断裂。区域走滑断裂系统发育深大断裂。
成矿环境:三江北段区域构造以陆内俯冲、逆冲-推覆-走滑活动为主,区域走滑断裂发育深大断裂。含矿斑岩受 NW-SE 向深大走滑断裂、逆冲断层的控制,而矿区内岩体的侵位受到主深大断裂旁侧的次级断裂控制。
斑岩特征:含矿斑岩体多呈小岩株状或岩枝状产出,面积多介于 0.5 km2~2km2之间。矿斑岩多为复合岩体或复式杂岩体,为同一构造-岩浆活动过程中不同阶段、不同期次的同源岩浆经过多期侵位、多次结晶分异的产物,多以斑岩、斑状、脉岩等形式产出。同一岩体的不同部位、在不同期次的岩浆活动、矿化、蚀变的作用下,具有不同的岩性。
斑岩类型:含矿斑岩主要有黑云母石英二长斑岩、石英花岗斑岩及花岗闪长斑岩。在岩石地球化学特征上,岩石具有高 SiO2、富 K2O 及 Na2O,w(K2O)>w(Na2O),低 CaO 和 TiO2,铝饱和指数(A/CNK)变化范围为(1.00~1.66)的特点,属于过铝质高钾钙碱性-钾玄岩系列。藏北包括三江地区新生代钾质火成岩具有较为相似的地球化学特征,表明其具有相似的岩浆源区;而其差异可能由于源区壳幔源物质混入比例的差异。
成矿物质来源:成矿金属元素和 S 基本上来自岩浆,与含矿斑岩具有相同的源区;但与青藏高原其它斑岩型矿床相比,明显有地壳物质的混入。
成矿流体:含矿流体富集 Cl-、Na+、Ca2+、H2O、SO42-等,暗示成矿金属物质以 Cl 的络合物的形式进行迁移;成矿期温度度变化范围为 208℃~361℃,峰值在 230℃~330℃之间;成矿流体中盐度大于 26.3%。
成矿演化:岩浆出溶高温热液流体在上升侵位过程中,形成含矿热液流体并伴随有大气降水混入。随着成矿流体的温度、压力、盐度、氧逸度、pH 值等因素发生变化,成矿流体与围岩、斑岩体产生交代作用形成各蚀变带;同时金属物质在流体中发生过饱和而开始成矿,其中 Mo 主要在绢英岩化带,而 Cu主要侵位到青磐岩化带。
矿化特征:花岗岩体或围岩火山岩中以细脉浸染状、网脉状矿化为主,其矿化类型相对单一,主要为 Cu、Mo 矿化,矿物组合为辉钼矿-黄铁矿-黄铜矿、斑铜矿-黝铜矿-硫砷铜矿等,主矿体主要赋存在斑岩体及其与围岩接触带中;伴随着矽卡岩化作用,也常发生强烈的铅、锌铜多金属矿化。
结构构造:矿床以浸染状、细脉状构造为主。具有自形-半自形结构、包含结构、交代溶蚀结构。矿床成矿期次主要可分为岩浆期后中高温热液期、岩浆期后中低温热液期、岩浆热液低温热液期,并叠加表生氧化蚀变。
参考文献
[1]刘慧卿,李保华,唐菊兴,董树义,纳日贡玛铜钼矿床中流熔包裹体的发现及其意义.物探化探计算技术,2007.29(6).
[2]南征兵,唐菊兴,李葆华,纳日贡玛斑岩铜钼矿成矿元素沉淀机制探讨.矿业研究与开发,2007.28(2).