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青海省雁石坪铜铅锌多金属矿床地质特征及成因分析

2020-08-04吴玉诗车海龙

吉林地质 2020年2期
关键词:铅锌金属矿热液

吴玉诗,车海龙

吉林省第四地质调查所,吉林 通化 134001

0 引言

研究区位于西南三江成矿带北段西延部分,唐古拉山脉北坡,青海省沱沱河铅锌矿整装勘查区内。大地构造位置上位于拉竹龙—金沙江缝合带和班公错—怒江缝合带之间的羌塘地块北部[1]。成矿区带属于特提斯成矿域唐古拉成矿省(三江北段成矿带)雁石坪—旦荣—解嘎Cu、Zn、Mo、W、Pb、Ag异常带(1)郭贵恩,杨生德,李怀毅,等.青海省铅锌矿资源潜力评价成果报告[R]. 2011.,异常在区域上总体呈北西向,具成群、成带串珠状分布的特点,且元素组合极为复杂,强度高、面积大(多数达150~1 000 km2)[2]。北西向展布的断裂构造有明显的控岩、控矿作用[3]。

1 研究区地质概况

研究区为中生代羌塘盆地沉积岩分布区(图1), 地层总体呈北西—南东向展布,沉积旋回性特别明显,垂向上具有“三砂两灰”的组成特征,自下而上已划分为雀莫错组、布曲组、夏里组、索瓦组和雪山组。构造变形复杂,见有尖锐和宽缓的褶皱,层序相对完整。

图1 雁石坪铜铁多金属矿区地质简图Fig.1 Geological sketch of Yanshiping copper iron polymetallic mining area1.第四系;2.古近系沱沱河组;3.侏罗系雁石坪群索瓦组;4.侏罗系雁石坪群夏里组;5.侏罗系雁石坪群布曲组;6.侏罗系雁石坪群雀莫错组;7.安山岩;8.辉长岩;9.英安岩;10.玄武安山岩;11.玄武安山质集块角砾岩;12.流纹质凝灰岩;13.流纹岩;14.构造角砾岩;15.硬石膏;16.辉绿岩;17.玄武岩粗玄岩;18.实测断层;19.推测断层;20.地质界线;21.角度不整合界线;22.矿体及编号;23.火山口

温泉兵站断裂[4]总体构造线方向以北西向为主,北东向次之,性质为复合断层,具有多期活动的特点,控制了矿体(矿化蚀变带)的分布。

岩浆活动以喷发为主,侵入为次。火山岩以时间短、面积小为特点,在地层中呈厚度不大的层状分布。侵入岩呈脉状顺层侵入中晚侏罗世地层中,多沿北西向断裂分布。岩性由基性到酸性均有分布,规模一般较小。

2 研究区矿体特征

目前研究区内发现并控制三条矿化蚀变带,蚀变带中发现4条铜矿(化)体,2条铅锌多金属矿(化)体,铜铁多金属矿(化)点6个(2)吴玉诗,王海建,李爱民,王李相,等.青海省雁石坪地区铜铁多金属调查评价成果报告[R].通化:吉林省第四地质调查所,2016.。

铜铅锌多金属矿赋矿地层为中侏罗统雀莫错组,主要为一套浅海相碎屑岩沉积,局部夹火山岩、碳酸盐岩、石膏层,测区内该组地层多与其北侧的岩体呈侵入或断层接触,构造及脉岩较发育。区内北西向展布的白塔沟断裂为导矿构造,矿化蚀变主要沿断层带及两侧岩石中分布,成矿组合为铅-锌-铜-银。

铅锌多金属矿(化)体赋存于构造破碎带中,矿体形态与层间破碎带构造空间形态有关,走向与构造走向基本一致,呈似层状、脉状产出,矿体中品位差别较大,局部伴生锑矿。矿石构造多为角砾状,矿石类型以角砾状矿石为主,角砾成分主要为灰岩,胶结物以砂泥质成分和褐铁矿为主(见图2、图3)。

图2 铅锌多金属矿矿石Fig.2 Lead zinc polymetallic ore

图3 角砾状铅锌多金属矿矿石(岩心)Fig.3 Breccia lead zinc polymetallic ore (core)

铜矿(化)体主要赋存在雀莫错组中灰白色长石石英砂岩与构造接触部位、火山岩及破碎带中,表现出较明显的地层控矿性(见图4、图5)。

图4 孔雀石蓝铜矿化长石砂岩Fig.4 Malachite blue copper mineralized arkose

图5 孔雀石铜蓝矿化角砾岩Fig.5 Malachite copper blue mineralized breccias

铜铅锌多金属矿矿石自然类型以氧化矿石为主,夹杂硫化矿石。矿石矿物以蓝铜矿、孔雀石、黄铜矿、褐铁矿、方铅矿、闪锌矿为主,蚀变常见硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化、钾长石化、重晶石化等。脉石矿物有方解石、石英、长石及泥质物等。

3 矿床成因分析

矿床成因分析利用流体包裹体的岩相学研究及包裹体测温、包裹体成分分析的方法进行初步分析。

包裹体测温包括均一法测温和爆裂法测温,所用的设备是Linkam THMSG 600型冷热台。单个包裹体的成分测定采用显微激光拉曼光谱分析法。

3.1 流体包裹体显微镜下特征

流体包裹体样品采自于雁石坪铜铅锌多金属矿区,并磨制成双面抛光厚度为0.03 mm的薄片,共计13个。通过观察选取了4块包裹体较多且具有代表性的薄片进行显微镜下观察,激光拉曼显微测成分以及Linkam THMSG600型冷热台进行显微测温。

雁石坪地区铜铅锌多金属矿床中流体包裹体比较发育,包裹体的赋存矿物主要为方解石、石英等。包裹体的类型主要有三类:

第一类:纯液型包裹体,在室温下为单相液体包裹体。当冷却时,这种包裹体中可能会出现一个气泡。纯液体包裹体通常是从均匀流体中捕获的,往往形成温度较低,由于缺乏成核条件,在室温下看不到气泡。充填度(液相成分所占体积与包裹体体积的百分比)为100%;

第二类:纯气相包裹体,在室温下为单相气体包裹体。当冷却的时候,在此类包裹体的边上又是可能会出现一小圈的液相成分。但是对于非凝聚性气体来说则不可能会出现液相。这种纯气体包裹体一般是在火山喷发或气成条件下形成的,充填度为0;

第三类:气液两相包裹体,室温下主要是由液相和一个小气泡组成的两相包裹体,气相在液相内部,充填度基本都大于50%;

所观察到的包裹体总体上以气液两相包裹体为主,包裹体形状为椭圆形、梯形、不规则形等;个体都比较小,长径范围集中在7~15 μm,在显微镜下还是比较容易找到;包裹体在分布上有群体分布的,也有孤立分布的;气液两相类型其充填度均大于50%,主要集中在60%~80%之间。

3.2 激光拉曼成分分析

于成都理工大学激光拉曼实验室用LabRAM HR Evolution激光共聚焦显微拉曼光谱仪对4个流体包裹体样品进行成分分析,总共测点30个,分别对流体包裹体中的气相成分及液相成分进行检测。光谱检测分析结果表明:雁石坪地区铜铁多金属矿流体包裹体中气相成分主要为H2O(g),部分含有CO2,液相成分为H2O。

可见流体包裹体中气相成分以H2O(g)为主,液相成分为H2O,流体体系为NaCl-CO2-H2O体系。

3.3 包裹体测温

于成都理工大学岩矿鉴定分析室使用Linkam THMSG600型冷热台对4个样品中的NaCl-CO2-H2O体系气液两相包裹体[5]进行测温,观测点数为22个,测得均一温度数据20个,冰点数据18个,计算出盐度数据16个(见表1)。

表1 雁石坪铜铅锌多金属矿区流体包裹体均一温度、冰点及盐度结果Table 1 Results of homogenization temperature, freezing point and salinity of fluid inclusions in Yanshiping copper lead zinc polymetallic ore area

密度是根据Bodnar(1983)提出的以温度和盐度为坐标的温度-盐度-密度相图。由测得的NaCl-H2O体系包裹体的均一温度和盐度,分别在两个坐标轴上找出相应的数值,并且引垂线,两垂线的交点落在某个密度曲线上,这一密度值即为流体密度(图6)。

图6 雁石坪铜铅锌多金属矿区矿石NaCl-H2O体系的T-W-ρ相图(据Bodnar,1983)Fig.6 T-W-ρ phase diagram of NaCl-H2O system in Yanshiping copper lead zinc polymetallic ore area (according to Bodnar, 1983)

由表可以看出,雁石坪地区铜铁多金属矿床的均一温度大多介于190~270 ℃之间,所以成矿温度为中低温,以低温为主;成矿流体的盐度多介于9%~14%;压力介于0.85~0.95 g·cm3。故成矿流体属于中等盐度,中等密度流体。

4 矿床成因探讨

前人对雁石坪地区进行研究,认为该处铜铁多金属矿床属于沉积矿床[6]。本文通过对该区的构造、岩浆、包裹体特征、围岩蚀变等特征的研究,有不同的观点。

本区矿体的成矿物质来源与地壳深部的岩浆活动和火山、次火山侵入作用有关,矿化受断裂构造[7]和褶皱构造的控制,这些构造附近常见有流劈理、节理、裂隙和小的柔皱形成,这些小的构造空间是含矿热液富集的有利部位[8]。成矿热液沿构造裂隙渗滤扩散,遇到致密结构碳酸盐岩和碎屑岩形成屏障[9],富集成矿。

白塔沟断裂南侧发育的花岗岩、闪长岩、流纹斑岩、霏细斑岩、中基性脉岩和次火山岩侵入体为成矿提供充足的热液活动[10],岩浆沿构造裂隙流动,萃取岩石中的金属元素[11],并运移、富集,在有利的部位沉淀成矿,尤其是北西向构造及两组或多组断裂交汇处。因此本研究区主要成因类型为岩浆热液型矿床。

此外,矿体周围常见硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化、钾长石化、重晶石化等蚀变岩。这些蚀变作用都属于中低温热液蚀变作用。通过对包裹体进行激光拉曼成分分析以及测温实验测得成矿温度为中低温(以低温为主),这恰和结论相吻合。

因此,雁石坪铜铁多金属矿床应该属于低温热液改造矿床,热液主要来源于岩浆热液。

5 结论

雁石坪地区矿体的成矿物质来源与地壳深部的岩浆活动和火山、次火山侵入作用有关,矿化受断裂构造控制,成矿热液沿构造裂隙渗滤扩散,遇到致密结构碳酸盐岩和碎屑岩形成屏障,富集成矿。矿体周围常见硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化、钾长石化、重晶石化等蚀变岩。因此本雁石坪地区主要成因类型为火山喷流沉积-热液改造型矿床,热液主要来源于岩浆热液。

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