西藏谢通门县雄村斑岩铜金矿床地质特征及成因研究

摘要

雄村铜金矿床是西藏冈底斯成矿带上目前唯一一个发现并被证实是中侏罗世形成的斑岩型铜金矿床，尽管前人和作者所在的研究团队已开展大量的研究，但关于矿床地质特征、矿石特征、成岩成矿时代、岩浆源区、矿床成因等方面的认识还存在分歧或需要更为深入的研究。本文针对目前雄村斑岩铜金矿床研究现状及存在的问题，在开展矿集区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体地质特征研究的基础上，重点开展矿区岩浆岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、辉钼矿Re-Os同位素体系、矿区火山岩-岩浆岩的锆石原位Hf同位素、岩石Sr-Nd-Pb同位素研究、矿区火山-岩浆岩全岩主微量、稀土元素分析以及Ⅰ号矿体金的赋存状态研究，并取得以下创新认识和进展。
　　 矿区的火山-岩浆岩主要形成于侏罗纪期间，包括安山质凝灰岩(186.9～181.8Ma):成矿早期角闪石英闪长玢岩(181.8～172.3Ma)、成矿期石英闪长斑岩(173～171Ma)，以及成矿期后的安山岩脉(162.8Ma)、闪长岩脉(149.1Ma)。矿区规模最大的一期岩浆岩为始新世黑云母花岗闪长岩(47.9～46.5Ma)，矿区最晚一期岩浆岩为煌斑岩脉(《46.5Ma)，成矿时限在172Ma左右，成岩与成矿几乎同时发生。矿集区早-中侏罗世安山质凝灰岩、角闪石英闪长玢岩、以及石英闪长斑岩具有相同的岩浆起源，形成于新特提斯洋向北俯冲的岛弧环境。
　　 扫描电镜分析(SEM)及背散射电子成像分析、面扫描、特征X射线扫描、能谱仪(EDS)、电子探针分析(EPMA)等测试分析显示，Ⅰ号矿体矿石中的金主要以显微独立金矿物形式分布在黄铜矿边缘，在磁黄铁矿、铁闪锌矿、黄铁矿、以及硅酸盐中也含量少量的独立金矿物。独立金矿物以银金矿为主，偶见金银矿，并含有微量的硫铋金矿、碲铋银金矿。金的赋存特征显示金是主要来源于金属硫化物的出溶，并通过晚期热液流体/蚀变作用向外发生迁移，形成广泛的金异常晕，因此雄村斑岩铜金矿床不具有叠加浅成低温热液型金矿化的矿物组成特征，矿区外围洞嘎金矿成矿物质可能来源于雄村斑岩铜金系统。
　　 通过岩心编录、矿相学、成因矿物学研究，认为Ⅰ号矿体与Ⅱ号矿体矿化与蚀变类型相似，但Ⅰ号矿体发育有广泛的红柱石化，与红柱石相接触的钾长石常被红柱石以及绢云母或白云母沿边缘交代，而红柱石常被绢云母/白云母交代，同时红柱石具有低Ti（小于0.1％），无熔融包裹体，以半自形和它形为主的特征表明红柱石属于长石热液交代成因。Ⅱ号矿体发育特征的钠质-钾质-钙质蚀变，这类蚀变通常形成于斑岩矿体的深部，Ⅱ号矿体铜/铁比与铜/金比均明显高于Ⅰ号矿体、磁铁矿含量较高、同时早期的钟硅酸盐化较强，且分布较广，因此推测Ⅱ号矿体形成深度大于Ⅰ号矿体，而矿区平行展布的逆冲断层可能是将深部Ⅱ号矿体带至近地表的主要原因之一。
　　 全岩微量元素、Sr-Nd-Pb-Hf同位素、锆石微量元素分析结果表明早中侏罗世火山-岩浆岩形成于新特提斯洋向北俯冲的岛弧环境，俯冲板片脱水流体交代上覆亏损地幔诱发部分熔融，新生玄武质岩浆底垫于岛弧之下，形成新生下地壳，并随后发生部分熔融，形成成矿斑岩母岩浆。基本无放射成因Pb同位素组成以及辉钼矿高度富集Re等特征表明成矿物质来源于亏损地幔。始新世期间新特提斯板块在重力拖拽下发生回旋与拆离形成的“构造窗”，软流圈地幔上涌提供的热源促使新生下地壳部分熔融，形成黑云母花岗闪长岩的母岩浆岩。
　　 基于以上Ⅰ号矿体岛弧型斑岩铜矿床多期次岩浆活动的创新性认识，以及金的赋存与迁移规律，确定铜、金异常组合是寻找斑岩铜金矿床的有效手段，在此基础上成功勘探Ⅱ、Ⅲ号矿体，并新发现普钦木、亚达等数个矿化体，获得铜资源量243.5万吨，金资源量226.6吨。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 斑岩型矿床研究现状

1．1．1 斑岩型矿床的分类

1．1．2 斑岩型矿床的时空分布

1．1．3 成矿动力学背景及岩浆起源

1．1．4 岩浆—热液系统

1．2 冈底斯成矿带斑岩型矿床研究现状

1．2．1 冈底斯造山带构造-岩浆演化格局

1．2．2 冈底斯成矿带斑岩铜矿研究现状

1．2．3 研究区研究历史及现状

1．3 研究内容

1．4 技术与方法

第二章 区域地质概况

2．1 岩浆活动

2．1．1 晚三叠世-早中侏罗世

2．1．2 早白垩世-晚白垩世

2．1．3 古新世-始新世

2．1．4 渐新世-中新世

2．2 构造演化

2．2．1 新特提斯洋的演化

2．2．2 印度-欧亚大陆主碰撞阶段

2．2．3 晚碰撞与后碰撞阶段

2．3 成矿事件

第三章 矿区矿床地质

3．1 矿区地质

3．1．1 地层

3．1．2 岩浆岩

3．1．3 构造

3．1．4 变质作用

3．2 矿床地质

3．2．1 矿体特征

第四章 蚀变与矿化

4．1 Ⅰ号矿体蚀变与矿化

4．1．1 蚀变特征

4．1．2 脉体类型

4．1．3 矿化特征

4．2 Ⅱ号矿体蚀变与矿化

4．2．1 蚀变特征

4．2．2 脉体类型

4．2．3 矿化特征

4．3 成矿期后的热液蚀变特征

4．4 金的赋存状态及地质意义

4．4．1 矿石矿物的SEM／EDS分析

4．4．2 金的成分

4．4．3 金矿物的粒度

4．4．4 矿石矿物的EPMA分析

4．4．5 讨论

第五章 矿床成因

5．1 成岩成矿时代

5．1．1 成岩时代

5．1．2 成矿时代

5．1．3 讨论

5．2 岩石地球化学特征

5．2．1 主量元素

5．2．2 微量、稀土元素

5．3 成矿物质与成矿流体来源

5．3．1 硫同位素

5．3．2 铅同位素

5．3．3 H、O同位素

5．4 岩浆岩成因

5．4．1 Nd同位素

5．4．2 Lu-Hf同位素

5．4．3 岩石成因探讨

5．5 构造环境

5．6 部分熔融与岩浆演化

5．7 动力学背景

结论

致谢

参考文献

攻读博士期间取得学术成果

附表