西藏帮布勒铅锌铜铁矿床成矿流体研究及意义

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作者伍登浩
来源中国地质大学(北京)
出版年2017
摘要
帮布勒矿床为一新发现的大型铅锌铜铁矿床,位于冈底斯-念青唐古拉铜铅锌成矿带的最西端,大地构造位置处于隆格尔-念青唐古拉火山岩浆弧西端。该矿床的成矿岩体为石英斑岩,矿体主要产于石英斑岩与大理岩、灰岩、砂岩的接触带以及大理岩、灰岩的层间构造带、不同岩性分界面、断层破碎带中等。在地表出露的矿体中,中部和北部矿体中发育大量的阳起石、石榴子石等矽卡岩矿物,磁铁矿含量较高,可见致密块状磁铁矿发育,局部可见较多的黄铜矿;而东南部矿体中矽卡岩化强度和规模远远小于中部和北部,主要为绿帘石、阳起石及少量的石榴子石等,石英、方解石含量较高,且颗粒较粗大,矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和少量磁铁矿。在中部矿体中,由地表至深部磁铁矿含量、矽卡岩化强度和规模有降低的趋势,而铅锌矿化强度显示随深度的增加而增加;深部矿石矿物多呈稠密浸染状、团块状、脉状等,地表矿石矿物除了磁铁矿外多呈星点状。总的来说,矿区具有较为明显的矿化分带,具有“内铁铜外铅锌”的经典矿化分带特征。从内接触带向外,Fe、Cu品位逐渐降低,Pb、Zn、Ag品位增高。根据野外和室内研究,可以将帮布勒矿床划分为矽卡岩期、石英-硫化物期、表生期三个成矿期及早期和晚期矽卡岩阶段、早期和晚期硫化物阶段、表生氧化阶段5个成矿阶段。各成矿期的流体包裹体类型以富液气液两相(VL型)为主,少数样品中可见少量含子矿物三相(SVL)、富气相(LV)等类型的包裹体,部分阳起石、石英中的流体包裹体可以观察到流体沸腾的现象,SVL型包裹体在升温的过程中子矿物先消失。早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段、早期硫化物阶段、晚期硫化物阶段的流体包裹体均一温度范围分别为:529~580 ℃(平均值为558 ℃)、365~498 ℃(平均值为 445℃)、173~386 ℃(平均值为 280℃)、113~366 ℃(平均值为211 ℃)。早期矽卡岩阶段的流体包裹体盐度为4.5wt%NaCl(仅获得一个数据),由于晚期矽卡岩阶段存在不均一捕获,SVL型流体包裹体的盐度平均值为43.4 wt%NaCl;VL型流体包裹体的盐度平均值为4.16 wt%NaCl。早期硫化物阶段盐度平均值为7.6 wt%NaCl,主要集中在4.0~10.0 wt%NaCl之间;晚期硫化物阶段盐度平均值为6.7 wt%NaCl,主要集中在0~11.0 wt%NaCl。总体表现为:早期矽卡岩阶段为高温低盐度流体,晚期矽卡岩阶段为高温高盐度流体,而石英-硫化物期为高-中温、低盐度流体。计算的流体密度结果显示矽卡岩期为密度较高的流体,石英-硫化物期的流体密度较小,各阶段的流体密度依次为1.40 g/cm3、1.39 g/cm3、 1.06 g/cm3及 1.05 g/cm3。各阶段流体包裹体捕获压力明显不同,早期矽卡岩阶段仅有一个数据,为45.26 MPa。晚期矽卡岩阶段阳起石中SVL型包裹体中流体捕获压力平均值为77.62 MPa,VL型包裹体捕获压力平均为33.89 MPa。早期硫化物阶段成矿流体压力平均值为26.30 MPa;晚期硫化物阶段成矿流体压力平均值为18.83 MPa。流体捕获压力从成矿早期至晚期总体有降低的趋势。通过计算获得帮布勒矿床的成矿深度范围为0.82~4.34 km,其峰值在1.5~2.5 km之间,平均值为1.97 km,总体为浅成矿深度,该深度与矿区内出露的石英斑岩体所显示的浅成岩深度一致。矿区内石榴子石、阳起石、石英、方解石开展C、H、O同位素的研究表明,5件石榴子石的δDH2O范围为-143.8‰~-138.5‰,δ18OH2O范围为-2.7‰~3.3‰;3件阳起石的δDH2O范围为-70.7‰~-43.8‰,δ18OH2O范围为4.9‰~7.5‰;7件石英的δDH2O范围为-126.0‰~-84.7‰,δ18OH2O范围为-9.4‰~4.4‰;4件方解石的δDH2O范围为-85.6‰~-78.1‰,δ13CV-PDB范围为-4.3‰~-2.9‰,δ18OV-SMOW范围为-0.2‰~10.7‰,换算为流体中的δ18OH2O范围为-8.5‰~1.9‰。帮布勒矿床成矿流体在矽卡岩期具有岩浆流体的特征,而石英-硫化物期显示较多大气降水加入,至石英-硫化物晚期逐渐过渡为以大气降水为主。综上所述,帮布勒矿床与成矿相关的石英斑岩形成于与羌塘地体和拉萨地体碰撞有关的后碰撞环境,该石英斑岩为矿床的形成提供了成矿物质,高温的岩浆活动不仅提供了成矿物质而且还为后期流体演化提供了热源。早期以岩浆水为主的成矿流体具有高温、中高盐度、高氧逸度的特征,而在石英-硫化物期由于大量天水的混入,使得成矿流体的温度、盐度等明显降低,最后在有利的构造位置上,由于成矿热液的减压、降温而沉淀出金属硫化物,形成了较富的铅锌(铜)矿体。综合矿床地质特征、磁异常特征以及钻探揭露情况,认为成矿石英斑岩可能超覆于地层之上,岩体与围岩的接触带附近主要有铁铜矿体发育,而铅锌矿体主要产于构造破碎带和大理岩的层间破碎带上。目前帮布勒矿床的勘查深度最深仅为260余米,而且尚未揭穿岩体与围岩的主接触带;因此,该矿床在深部仍有很大的找矿空间,进一步加强深部的勘查工作可能会取得较大的找矿突破。

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