2019, Vol. 35
2. 中国地质科学院矿产资源研究所 自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 北京 100037;
3. 成都理工大学, 成都 610059
2. MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037, China;
3. Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
斑岩型矿床是全球最重要的矿床类型之一，其铜产量约占世界的3/4，钼产量约占世界的1/2(Sillitoe，2010)。该类矿床既可以产出于板块俯冲岩浆弧环境，也可以形成于碰撞造山环境(Richards，2014)。青藏高原发育的四条成矿带，即三江成矿带、班公湖-怒江成矿带、冈底斯成矿带和北喜马拉雅成矿带，既有产出俯冲岩浆弧环境的雄村、多龙等超大型斑岩-浅成低温热液型铜金矿床(Song et al., 2018；Lin et al., 2017a, b，2019)，也有产于碰撞造山环境的甲玛、驱龙、邦铺等超大型斑岩-矽卡岩型铜钼矿床(Zheng et al., 2016；杨志明和侯增谦，2009)，以及产于造山带碰撞伸展转换阶段的玉龙、多霞松多、包买等斑岩型铜钼矿床(Lin et al., 2018)。
甲玛作为冈底斯成矿带超大型斑岩-矽卡岩型矿床的典型代表，其矿体类型主要由矽卡岩型铜多金属矿体、角岩型铜钼矿体以及斑岩型铜(钼)矿体组成，外围有产于闪长玢岩和构造破碎带中的独立金矿体，它们共同构成“四位一体”的矿体结构模型(唐菊兴等，2010)。前人在矿床地质(唐菊兴等，2010；王登红等，2011；王焕等，2011a；Zheng et al., 2016)、构造控矿(林彬等，2012；钟康惠等，2012)、岩石学(秦志鹏等, 2011a, 2012)、矿物学(王焕等，2011b；唐晓倩等，2012；唐攀等，2016)、成岩成矿年代学(应立娟等, 2009, 2010a, b，2011；秦志鹏等，2011b)、流体演化(周云等，2011；王艺云等，2017)、三维建模(唐菊兴等，2011)等方面已经开展了大量的研究工作。近年，在甲玛矿区南坑取得了重大找矿突破，探获铜金属量超过50万吨(平均品位0.99%)、铅+锌金属量120多万吨(平均品位2.88%)、钼金属量2万吨(平均品位0.038%)、伴生金金属量20多吨(平均品位0.33g/t)、伴生银金属量2000多吨(平均品位28.18g/t)(唐攀等，2017)。目前对南坑矿段的研究较少，其控岩控矿机制与主矿段存在一定的差异(冷秋锋等，2015；唐攀等，2017)，成岩成矿作用时限也尚未精确厘定。本文通过对南坑钻孔详细的地质编录，识别南坑矿段的矿化与蚀变类型，对含矿斑岩进行锆石年代学和Hf同位素分析，揭示南坑矿段成岩作用时代，探讨南坑矿段与主矿段之间的关系，为甲玛矿床成矿作用理论创新以及勘查找矿评价提供参考依据。
1 区域地质背景冈底斯成矿带是一条东西长约2500km，南北分别以雅鲁藏布江蛇绿岩带和班公湖-怒江蛇绿岩带为界，宽100~300km的巨型构造-岩浆岩带(莫宣学等，2005)。自晚古生代以来，冈底斯构造带经历了洋-陆转换、盆-山转换和壳-幔转换的三次重大的构造体制转换和复杂的演化历史(李光明等，2000)，活跃的岩浆活动和地热活动为成矿提供了有利的条件。与新特提斯洋北向俯冲有关的矿床可以分为三类(Zheng et al., 2016)：(1)新特提斯洋早期俯冲背景下的斑岩型铜金矿床，如雄村铜金矿床(Tafti et al., 2009, 2014；唐菊兴等，2010；郎兴海等，2012；Lang et al., 2014)；(2)印度-亚洲主碰撞背景下的斑岩型钼±钨矿和相关的矽卡岩型铅锌矿床和浅成低温热液金-银矿床，如纳如松多铅锌矿床和沙让斑岩型钼矿床(唐菊兴等，2009；纪现华等，2012)；(3)后碰撞伸展阶段背景下的斑岩型铜-钼和矽卡岩型铜多金属矿床，如驱龙斑岩型铜钼矿床和甲玛斑岩型-矽卡岩型铜多金属矿床(杨志明和侯增谦，2009；Leng et al., 2013)。其中，甲玛矿区大地构造位置处于西藏特提斯构造域拉萨地块中段东部(图 1)，是冈底斯成矿带东段成矿规模最大、矿化元素最多、控矿构造最为复杂、勘查程度最高的矿床之一(唐菊兴等，2010)。
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图 1 西藏拉萨地块构造格架图(a，据Yin and Harrison, 2000)及区域矿床分布图(b，据Yang et al., 2015) JSS-金沙江缝合带；BNS-班公湖-怒江缝合带；SNMZ-狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带；LMF-洛巴堆-米拉山断裂；IYS-印度河-雅鲁藏布江缝合带；SL-南拉萨地块；CL-中拉萨地块；NL-北拉萨地块 Fig. 1 Tectonic framework of the Tibetan Plateau (a, after Yin and Harrison, 2000) and regional distribution of mineral deposits (b, after Yang et al., 2015) JSS-Jinsha Suture; BNS-Bangonghu-Nujiang Suture; SNMZ-Shiquan River-Nam Tso Melange Zone; LMF-Luobadui-Milashan Fault; IYS-Indus-Yarlung Zangbo Suture; SL-Southern Lhasa subterrane; CL-Central Lhasa subterrane; NL-Northern Lhasa subterrane |
甲玛矿区及邻近区域的地层主要为被动陆缘火山沉积岩系, 包括多底沟组(J3d)和下白垩统林布宗组(K1l)(图 2)。与成矿有关的地层主要为上侏罗统多底沟组(J3d)(灰白色大理岩、结晶灰岩，夹泥灰岩、灰黑色砾屑灰岩、碎屑泥晶灰岩)，以及下白垩统林布宗组(K1l)(上部为岩屑砂岩、石英砂岩、岩屑石英粉砂岩与泥质板岩互层；下部为泥质板岩，炭质页岩夹粉细砂岩，含生物碎屑泥晶灰岩)。
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图 2 甲玛矿区地质图(据郑文宝等，2011修改) 1-第四系残坡积物、冲洪积物；2-下白垩统林布宗组砂板岩、角岩；3-上侏罗统多底沟组灰岩、大理岩；4-矽卡岩化大理岩；5-花岗斑岩脉；6-花岗闪长斑岩脉；7-花岗细晶岩脉；8-矽卡岩；9-矽卡岩型矿体；10-滑覆构造断裂；11-隐伏斑岩体预测位置；12-钻孔位置 Fig. 2 Geologic map of Jiama mining area (modified after Zheng et al., 2011) 1-Quaternary residual, slope, alluvial and diluvial materials; 2-Lower Cretaceous Linbuzong Formation sand slate and hornfels; 3-Upper Jurassic Duodigou Formation limestone and marble; 4-skarnized marble; 5-granite porphyry dike; 6-granodiorite porphyry dike; 7-fine-grained granite dike; 8-skarn; 9-skarn-type orebody; 10-decollement fault; 11-predicted location of concealed porphyry; 12-drillhole |
矿区岩浆岩主要呈岩枝、岩脉产出, 岩石类型包括花岗斑岩、黑云母二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、闪长岩、闪斜煌斑岩、角闪辉绿(玢)岩、石英辉长岩等。根据野外观察及年代学研究，侵入岩侵位序次总体表现为：花岗斑岩→云斜煌斑岩→二长花岗斑岩→闪斜煌斑岩→花岗闪长斑岩→闪斜煌斑岩，岩浆岩的主要成岩年龄集中16.5~15.0Ma (秦志鹏等，2011a)。含矿斑岩及矽卡岩、角岩中辉钼矿Re-Os等时线年龄主要为15.5~14.0Ma (应立娟等，2010a)。
受中-新生代新特提斯洋的俯冲-闭合以及新生代印度-欧亚板块的碰撞造山等一系列复杂构造作用的影响，矿区内主要的构造线为北西西向，发育复式褶皱体系。矿区内与成矿作用密切相关的构造是甲玛-卡军果推-滑覆构造系，该构造系由一系列褶皱及断裂构造所构成，包括红旗岭-塔龙尾复背斜、江日阿-金布拱铲式断裂、马龙卡和村复向斜及次级构造以及铜山滑覆构造等。其中，红旗岭-塔龙尾复背斜和铜山滑覆构造是矿区最主要的控矿构造。
甲玛矿床主要矿体类型为产于矽卡岩中的铜多金属矿体、产于角岩中的铜钼矿体以及产于斑岩中的钼(铜)矿体，其特征如下：(1)产于矽卡岩中的铜多金属矿体，主要呈似层状、厚板状赋存于上覆林布宗组砂板岩、角岩与下覆多底沟组灰岩、大理岩的层间构造带内，该层间构造发育层间滑脱带。矽卡岩矿石主要为浸染状、团块状、块状构造；矿石中主要的矿石矿物包括黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、辉铜矿、自然金等，脉石矿物主要为矽卡岩矿物(主要为石榴子石、硅灰石、透辉石与透闪石等)和石英。(2)产于角岩中的铜钼矿体，整体上呈直立桶状产于0~44线(图 3)，位于深部隐伏斑岩与巨厚矽卡岩矿体之上。矿石构造为细脉浸染状，主要矿石矿物为辉钼矿、黄铜矿等，脉石矿物为石英、黑云母、绢云母等。(3)产于斑岩中的钼(铜)矿体，主要呈近直立的桶状产于0~40线(图 3)。与铜矿化有关的含矿岩体主要为偏中性的石英闪长玢岩，与钼矿化有关的含矿岩体主要为偏酸性的二长花岗斑岩、花岗斑岩。矿石主要为细脉浸染状构造，主要矿石矿物为辉钼矿、黄铜矿等，脉石矿物主要为石英、长石、黑云母、绢云母等。
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图 3 甲玛矿床矿体结构模型 1-林布宗组砂板岩、角岩；2-多底沟组灰岩、大理岩；3-花岗闪长斑岩；4-二长花岗斑岩；5-花岗斑岩；6-石英闪长玢岩；7-矽卡岩；8-矽卡岩型矿体；9-角岩型矿体；10-斑岩型矿体；11-推测斑岩型矿体；12-推测矽卡岩型矿体；13-独立的金矿体；14-钻孔位置 Fig. 3 The gological model of ore-bodies in Jiama deposit 1-Linbuzong Formation sand slate and hornfels; 2-Duodigou Formation limestone and marble; 3-granodiorite porphyry; 4-monzonitic granite porphyry; 5-granite porphyry; 6-quartz diorite porphyry; 7-skarn; 8-skarn-type orebody; 9-hornfels-type orebody; 10-porphyry-type orebody; 11-inferred Porphyry-type orebody; 12-inferred Skarn-type orebody; 13-gold orebody; 14-drilling hole and its number |
南坑矿段出露地层与主矿段一致，主要为下白垩统林布宗组(K1l)砂板岩、角岩和上侏罗统多底沟组(J3d)灰岩、大理岩。岩浆岩主要以岩枝、岩脉产出，主要为花岗闪长斑岩、花岗斑岩及花岗细晶岩脉。岩体普遍发生强蚀变，主要为硅化以及绢云母和绿泥石化等粘土化。部分岩体发生绿帘石、绿泥石和石榴子石等内矽卡岩化，此类岩体中矿化不发育。花岗闪长斑岩发生硅化及绢云母化蚀变，黄铁矿大量发育，呈细粒浸染状产出，矿化主要为呈脉状的石英+黄铜矿脉，少量细粒浸染状的斑铜矿化。花岗斑岩中矿化不发育，仅可见少量石英+黄铜矿细脉。与成矿有关的岩体目前仍然未确定，还需要进一步的研究。空间上，斑岩与矽卡岩接触带在物质组成上呈渐变过渡，具有斑岩体→内矽卡岩→外接触带矽卡岩→大理岩的过渡模式(图 4)。
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图 4 甲玛矿床南坑矿段54号勘探线剖面图(据Lin, in press) 1-林布宗组砂板岩、角岩; 2-多底沟组灰岩、大理岩; 3-矽卡岩化大理岩; 4-矽卡岩; 5-花岗斑岩; 6-花岗闪长斑岩; 7-花岗细晶岩; 8-矿化分带; 9-钻孔及编号; 10-UST结构; 11-推断的滑覆构造 Fig. 4 Cross-section of No.54 exploration line in south pit of Jiama deposit(after Lin, in press) 1-Linbuzong Formation sand slate and hornfels; 2-Duodigou Formation limestone and marble; 3-skarn marble; 4-skarn; 5-granite porphyry; 6-granodiorite porphyry; 7-fine-grained granite; 8-mineralization; 9-drilling hole and its number; 10-UST; 11-inferred decollement fault |
南坑矿段受构造控制显著，主要受甲玛滑覆构造控制。甲玛滑覆构造是由于推覆过程中铜山块体重力失稳滑覆形成，在滑覆过程中形成铜山滑覆体内部各种形态的褶曲(图 5a, b)，后缘滑脱形成一系列折叠构造，下盘亦形成与滑覆断裂平行的一系列裂隙，滑覆体内部次级褶皱、裂隙非常发育, 导致钻孔中常见的角岩、矿体与大理岩互层现象(图 5)。
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图 5 甲玛矿床南坑矿段滑覆构造微观特征 (a)矽卡岩化角岩中明显的褶皱变形；(b)矽卡岩中褶皱变形特征，残留少量黑云母角岩条带 Fig. 5 Microscopic features of the decollement fault in the south pit of Jiama deposit (a) fold deformation in skarnized hornfels; (b) fold deformation in skarn, residual banded biotite hornfels |
南坑矿段主要产于铜山滑覆体内，布设的42-92号勘探线对其进行了控制。矿体呈透镜体形式产出，由一个主矿体和若干规模较小的矿体组成。受滑覆构造及次级褶皱影响，矿体形态较为复杂。矿体赋存海拔标高一般处于5100~4300m之间，矿体走向近EW向，主矿体厚度一般都超过100m。在距离滑覆面前缘近200m的带状范围内，矽卡岩矿体厚度一般均超过100m(图 3)。根据详细的钻孔编录，可见明显的矿石组合分带现像：上部主要为铜铅锌矿石组合；下部主要为铜钼矿石。主要矿体类型为产于矽卡岩中的厚大型铜铅锌矿体、产于角岩中的铜矿体及产于大理岩中的铅锌(铜)矿体。其中，产于矽卡岩中的厚大型铜铅锌矿体，是最主要的矿体，其矿石矿物主要为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿和斑铜矿(图 6)，少量的孔雀石、蓝铜矿等，脉石矿物为石榴子石、透辉石、硅灰石、绿帘石等；矿石构造主要为浸染状、团斑状、致密块状(图 6)。产于角岩中的铜矿体规模较小，品位较低，矿石矿物主要为黄铜矿，少量的斑铜矿(图 6)，脉石矿物为石榴子石、透辉石、绿帘石等；矿石构造主要为浸染状。产于大理岩中的矿体主要为铅锌矿，另有少量铜矿；其矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿，少量的斑铜矿等(图 6)，脉石矿物较少，主要为方解石、绿帘石等，矿石构造主要为浸染状。
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图 6 甲玛矿床南坑矿段矿化特征 (a)产于大理岩中的脉状方铅矿+闪锌矿；(b)蚀变含矿花岗斑岩；(c)产于矽卡岩中的黄铜矿；(d)闪锌矿及产于方铅矿中的斑铜矿；(e)固溶体分离作用形成格状结构，斑铜矿中出溶黄铜矿；(f)黄铜矿及交代斑铜矿形成的铜蓝. Cp-黄铜矿; Gn-方铅矿; Sph-闪锌矿; Cov-铜蓝; Bn-斑铜矿 Fig. 6 Mineralization features in south pit of Jiama deposit (a) Gn+Sph vein in the marble; (b) altered ore-bearing granite porphyry; (c) Cp in the skarn; (d) Sph, Gn in Bn; (e) lattice Cp in Bn as a typical solid solution texture; (f) Cp residue in Bn after metasomatism by Cov. Cp-chalcopyrite; Gn-galena; Sph-sphalerite; Cov-covellite; Bn-bornite |
本文所分析的样品(5486-126.3)采自ZK5486的含矿花岗闪长斑岩(图 7)。该斑岩呈灰白色，斑状结构，块状构造。斑晶含量约占20%，主要由石英、长石和角闪石组成。蚀变较为强烈，主要发育绢云母化和绿泥石化。
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图 7 甲玛矿床南坑矿段含矿斑岩的野外(a)及镜下(b)照片 Q-石英；Hb-角闪石；Pl-斜长石；Ser-绢云母 Fig. 7 The field photo (a) and micrograph (b) of the ore-bearing porphyry in the south pit of Jiama deposit Q-quartz; Hb-hornblende; Pl-plagioclase; Ser-sericite |
样品经破碎后分选出锆石，在双目镜下挑选晶形、色泽较好、无包裹体和裂隙较少的锆石颗粒，粘在双面胶上，并用环氧树脂固定，待环氧树脂充分固化后，将锆石靶表面抛光使锆石内部得以充分暴露(宋彪等，2002)。锆石样品经过反射光和透射光照相后，用阴极发光(CL)进行图像分析，选择待测锆石颗粒及区域。锆石U-Pb同位素定年在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室矿床地球化学微区分析实验室完成。激光剥蚀系统为美国Coherent公司的GeoLasPro 193准分子固体进样系统，ICP-MS为美国Thermo Fisher公司的X Series 2型四极杆等离子体质谱。测试过程中，激光束斑直径为32μm，频率为6Hz，采用氦气作为载气，氩气作为补偿气。采用美国国家标准参考物质NIST SRM610对仪器进行最佳化，并将其作为微量元素含量测定的外标。采用标准锆石91500(Wiedenbeck et al., 1995)作为定年外标，采用标准锆石Plešovice (Sláma et al., 2008)作为监控样品。在样品测试过程中每测定5个样品点测定两次标准锆石91500，每个样品的前20s为背景信号采集时间，样品信号采集时间为50s。测试完成后，采用软件ICPMSDataCal (Liu et al., 2008)对样品的测试数据进行后期处理，年龄计算和谐和图的绘制采用Isoplot 3.0完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法同Liu et al.(2008, 2010a, b)。
锆石Lu-Hf同位素分析在中国地质科学院地质研究所LA-MC-ICP-MS实验室完成。锆石Lu-Hf同位素是在Neptune多接收等离子质谱和Newwave UP 213紫外线激光剥蚀系统(LA-MC-ICP-MS)上进行的，实验过程中采用He作为剥蚀物质载气，采用6~8Hz的激光频率、100mJ的激光强度。根据锆石大小，剥蚀直径采用50~60μm，测定时使用锆石国际标准样GJ1和Plesovice作为参考物质，分析点与U-Pb定年分析点为同一位置。相关仪器运行条件及详细分析流程见侯可军等(2007)。分析过程中锆石标准GJ1的176Hf/177Hf测试加权平均值为0.282007±0.000007 (2σ，n=36)，与文献报道值(侯可军等，2007；Morel et al., 2008)在误差范围内完全一致。
5 分析结果 5.1 锆石U-Pb年龄南坑含矿斑岩锆石的形态多呈长柱状，颗粒大小之间具有较明显的差别，长度多介于100~200μm之间，长宽比例多为1:1.5~1:2，锆石发育明显的振荡环带(图 8)，无明显继承锆石的晶核。
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图 8 甲玛矿床南坑矿段含矿斑岩锆石样品阴极(CL)发光图像及测试点位 Fig. 8 Cathodoluminescence images and testing points (CL) of zircons from ore-bearing porphyry in the south pit of Jiama deposit |
对南坑含矿斑岩中的30颗锆石进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年，测试结果见表 1。样品中U含量为637.3×10-6~3850×10-6，平均值为1282×10-6；Th含量为274.3×10-6~3743×10-6，平均值为942.8×10-6；Th/U比值变化于0.4~1.6，大于0.1，属于岩浆成因锆石(Belousova et al., 2002)。用Isoplot3.0程序对锆石测年数据进行谐和曲线的投影和206Pb/238U加权平均年龄的计算。在206Pb/238U-207Pb/235U谐和图上(图 9)，所有数据分析点均分布在谐和曲线上或在其附近一个较小的区域内，加权平均年龄为14.76±0.20Ma(n=30，MSWD=1.9)，代表了南坑矿段含矿斑岩的结晶时代。
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表 1 甲玛矿床南坑含矿斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果 Table 1 LA-ICP-MS U-Pb dating results of the zircons in the ore-bearing porphyries in the south pit of Jiama deposit |
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图 9 甲玛矿床南坑含矿斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和图和206Pb/238U加权平均值图 Fig. 9 U-Pb Concordia diagram and weighted average 206Pb/238U ages of zircons in the ore-bearing porphyry in the south pit of Jiama deposit |
锆石因其化学性质稳定、抗风化能力强、Lu/Hf比值低而且不受部分熔融作用的影响，其Hf同位素组成可以记录岩浆源区不同性质的原岩特征，常成为讨论岩浆和地壳演化以及壳幔相互作用过程的重要工具(吴福元等，2007；陈伟等，2012；刘勇等，2012；卢仁等，2013)。南坑含矿斑岩锆石Hf同位素分析结果见表 2。结果显示，南坑含矿斑岩14个锆石Hf同位素(176Hf/177Hf)i和εHf(t)分别为0.282803~0.282902和1.44~4.92。含矿斑岩均具有高(176Hf/177Hf)和低(176Lu/177Hf)组成特征。14个测点的(176Lu/177Hf)比值均小于0.001。样品均具有明显正的εHf(t)值，主要集中在1.44~4.92，单阶段Hf模式年龄介于493~640Ma，二阶段Hf模式年龄介于784~1007Ma(图 10)，表明含矿斑岩岩浆源区存在幔源组分的加入，可能为新生下地壳部分熔融的产物(杨志明等，2008)。
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表 2 甲玛矿床南坑矿段含矿斑岩Hf同位素分析结果 Table 2 The results of Hf isotope analysis for the single-grain zircon in ore-bearing porphyries of the south pit ore block of Jiama deposit |
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图 10 甲玛矿床南坑矿段含矿斑岩的锆石εHf(t)对U-Pb年龄图解(底图据侯增谦等，2012) 驱龙数据引自杨志明(2008)；邦铺数据陈伟等(2012)；甲玛数据引自应立娟，未刊资料. QL-驱龙；BP-邦铺；DM-亏损地幔; CHUR-球粒陨石 Fig. 10 Plot of εHf(t) vs. U-Pb ages for the ore-bearing porphyries of the south pit ore block of Jiama deposit (base map modified after Hou et al., 2012) Data sources: Qulong from Yang (2008); Bangpu from Chen et al. (2012); Jiama from Ying (unpublished). QL-Qulong; BP-Bangpu; DM-depleted mantle; CHUR-chondritic uniform reservoir |
对于甲玛矿区主矿段的成岩成矿时代，前人已经做过大量的研究工作(表 3)。应立娟(2012)曾对甲玛矿区主矿段3个钻孔的含矿二长花岗斑岩进行锆石U-Pb测年，分别得到谐和年龄15.6±0.1Ma、16.1±0.1Ma和15.5±0.04Ma。Zheng et al.(2016)对另外三类含矿斑岩进行锆石U-Pb测年，获得花岗斑岩谐和年龄为15.48±0.08 Ma、石英闪长斑岩谐和年龄为15.96±0.5Ma、花岗闪长斑岩谐和年龄为15.72±0.14Ma。所以，甲玛矿区主矿段与成矿有关的含矿斑岩侵入时间集中在16~15.5Ma之间，与区域上近南北向正断层系统及裂谷裂陷带有关的冈底斯含矿斑岩侵位时代(18~12Ma)一致(Coleman and Hodges, 1995；莫宣学等，2005；丁林等，2006；侯增谦等，2006)。辉钼矿Re-Os同位素测年能精确厘定成矿作用时限(杜安道等，2002)。而甲玛矿区不同矿体类型中辉钼矿的Re-Os同位素定年结果显示，其Re-Os模式年龄变化于14.2±0.2Ma~17.5±0.2Ma(李光明等，2005；佘宏全等，2006；应立娟等, 2009, 2010a；Zheng et al., 2016)，代表其铜钼矿化时限也主要集中于17~14Ma之间，与含矿斑岩岩浆活动时限一致。
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表 3 甲玛矿床成岩成矿时代分析结果 Table 3 Diagenesis and metallogenic chronological data of Jiama deposit |
而南坑矿段，岩浆岩以闪长质为主，活动规模相对较弱，矿化以矽卡岩型矿体为主，斑岩矿体规模较小，以小岩脉产出。本文所测得的南坑含矿斑岩结晶时代为14.76±0.20Ma，为中新世，与主矿段含矿斑岩岩浆活动时限基本一致，表明南坑矿段与主矿段属于中新世同一岩浆活动的产物。
6.2 物质源区锆石Hf同位素分析结果显示，甲玛南坑矿段含矿斑岩锆石176Hf/177Hf比值相对较高，εHf(t)值都为正值，主要集中在1.44~4.92，平均值为3.61，单阶段Hf模式年龄介于493~640Ma，二阶段Hf模式年龄介于784~1007Ma。在εHf(t)对U-Pb图解上，这些锆石Hf同位素数据分布相对集中，多位于球粒陨石演化线之上，表明甲玛南坑含矿斑岩的源区有明显幔源组分的加入(图 10)(吴福元等，2007)。同时，在锆石εHf(t)对U-Pb年龄图解中，驱龙、甲玛和邦铺矿床含矿斑岩均介于亏损地幔与下地壳之间，说明三者具有相同的岩浆源区，但甲玛和邦铺较驱龙Hf同位素组成偏离亏损地幔，显示壳源物质较多加入的特征。作为中新世典型的斑岩型矿床，驱龙、甲玛、邦铺等矿床含矿斑岩均呈现明显的埃达克质岩石地球化学(Chung et al., 2003；侯增谦等，2003; Hou et al., 2004)，而这样的埃达克质属性与传统的岛弧型埃达克岩不同，其深部岩浆源区具有含石榴石角闪岩相特征，其形成环境为陆陆碰撞造山过程中的碰撞后伸展背景，其岩浆源区可能为加厚的冈底斯下地壳部分熔融的产物(Hou et al., 2004；侯增谦等，2005)。而结合整个区带同期含矿斑岩的岩石地球化学和同位素分析结果以及其与超钾质岩浆的耦合关系(Yang et al., 2016)，甲玛矿区南坑矿段含矿斑岩与驱龙含矿斑岩岩石成因相似，可能是碰撞后伸展背景下，受超钾质熔体改造的新生下地壳部分熔融的产物(Yang et al., 2016)。
6.3 控矿构造矿区大比例尺填图结果显示，甲玛矿床主要受控于由北向南的甲玛-卡军果推覆构造系和由南向北的铜山滑覆构造(图 11a)，其区域构造背景为印度-欧亚板块碰撞所产生的推挤作用(钟康惠等，2012)。矿区内岩浆侵位主要发生于强变形后的松弛期，受前部带推覆褶断系控制。沿推滑覆构造侵位的中酸性岩浆，与区域碳酸盐岩地层接触交代，从而形成超大型甲玛斑岩-矽卡岩-角岩型铜多金属矿床(钟康惠等，2012)。
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图 11 甲玛矿床区域控岩控矿构造特征(据钟康惠等，2012修改) Fig. 11 Geological characteristics of rock-controlling and ore-controlling structures in the Jiama deposit (after Zhong et al., 2012) |
南坑矿段主要受铜山滑覆构造控制，铜山滑覆体由推覆构造形成的红塔复背斜轴部高位岩块失稳向北滑覆形成，逆冲到牛马塘背斜之上(图 11b)，从而形成完整的推-滑覆构造体系。该构造体系，根据空间位置，自南而北可分为准原地系统、前部带、中部带和尾部带。铜山滑覆体位于推-滑覆构造体系的前部带，普遍发育与褶皱变形相关的纵、横向及层间破碎带，为矿液的运移提供了通道，而褶皱虚脱部位及裂隙为矿液提供了很好的储存空间。滑覆体由南向北大致可分为前、中、后部，前部发育裂隙及褶皱，形成良好的储矿空间，为南坑巨厚的主矿体的主要部位。中部主要形成堆积平卧褶皱，矿化一般，较连续。后部形成张性为主的断裂网格，该部位矿体规模不大，呈脉状、团块状、囊状，不连续，主要为铜铅锌矿体，局部可见独立金矿体(唐攀等，2017)。
此外，就矿化蚀变特征而言，南坑矿段与主矿段矿体较为相似，但又有一定的差异。相似之处在于，南坑矿段与主矿段矿化类型一致，主要由矽卡岩型矿体、斑岩型矿体与角岩型矿体组成，主要矿石矿物为黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、方铅矿以及闪锌矿等，主要脉石矿物为矽卡岩矿物(主要为石榴子石、硅灰石、透辉石与透闪石等)和石英、长石、黑云母以及绢云母等。蚀变类型也较一致，主要为矽卡岩化、大理岩化及角岩化。差异方面主要为：主矿段岩浆活动复杂，包括花岗斑岩、黑云母二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、闪长岩、闪斜煌斑岩、角闪辉绿(玢)岩、石英辉长岩等；而南坑矿段主要发育闪长质岩浆岩，主要为花岗闪长斑岩，且规模较小，呈小岩脉产出，岩体蚀变发育，普遍发育绿帘石、绿泥石和石榴子石等内矽卡岩化。主矿段矿石矿物以黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿为主，且斑岩型矿体规模巨大；而南坑矿段以斑铜矿、方铅矿以及闪锌矿为主，斑岩型矿体弱发育。
综上，南坑矿段矿体矿体以矽卡岩型为主，呈不规则“厚板状”产于推滑覆构造体系中，矿石类型以块状铜铅锌矿石为主，具有厚度大，品位富等特征。其含矿斑岩结晶时代为14.8Ma，与主矿段含矿斑岩岩浆活动时限一致，说明二者属于中新世统一岩浆活动的产物。同时，南坑矿段含矿斑岩Hf同位素组成进一步揭示其岩浆源区有明显的幔源组分的加入，可能为可能是碰撞后伸展背景下，受超钾质熔体改造的新生下地壳部分熔融的产物。
此外，对于甲玛矿床，前人根据元素分带规律以及斑岩裂隙系统的研究，揭示甲玛矿区主矿段的岩浆热液中心主要集中在ZK1616-ZK3216之间(郑文宝等，2010；林彬等，2012)。而南坑矿段的ZK5486深部斑岩中多层UST结构(图 4)，以及54线剖面中矽卡岩蚀变和矿化强度变化特征，揭示南坑矿段成矿热液流体中心可能来源于ZK5486以西隐伏岩体，并且其流体运移方向主要为南西向北东方向，与主矿段的热液中心和流体运移方向明显不同。所以，综合认为甲玛矿区南坑矿段具有独立的岩浆热液活动体系，并初步揭示甲玛矿区“多中心”复合成矿作用的现象。
7 结论(1) 甲玛矿区南坑矿段矿体以矽卡岩型为主，呈不规则“厚板状”产于滑覆构造中，其含矿斑岩结晶时限为14.76±0.20Ma，与主矿体岩浆活动时限一致，同属于中新世同一岩浆作用的产物。
(2) 南坑矿段含矿斑岩的176Hf/177Hf比值相对较高，εHf(t)为1.4~4.9，其深部岩浆源区有幔源组分的加入，可能为受超钾质熔体改造的新生下地壳部分熔融的产物。
(3) 矿化蚀变特征揭示南坑矿段成岩成矿作用受滑覆体构造控制，具有独立的热液活动体系。
致谢 感谢中地质大学(北京)相鹏老师对锆石U-Pb测年及微量元素分析的帮助。感谢审稿专家对本文提出的宝贵建议和意见!
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