Question

成矿系统模式

Answer 1

（一）矿床结构模式

泽当铜多金属成矿系统由早期大气降水次火山热液成矿阶段形成层矽卡岩型矿床和晚 期斑岩岩浆热液成矿阶段形成斑岩型矿床组成（闫学义等，2010a，b），其矿床结构模式 如图4-8所示：

层矽卡岩型矿床不具备海底热水喷流沉积成因——块状硫化物型矿床的“二元结构”（即下部脉状-网脉状-浸染状到上部层状块状矿石，李红阳等，2006），但矿化蚀变具有 分带现象：中心地段铜钼钨矿体伴有厚层块状石榴子石（棕褐色）矽卡岩化，边缘地段铜（金 银）矿体伴随出现层纹条带状石榴子石（草黄绿色）矽卡岩化和硅灰石-硬石膏化。斑岩 型矿床上部出现热液角砾岩（筒）型矿体，下部出现细脉状-浸染状矿体，自上而下出现泥化、似千枚岩化、黄铁绢英岩化和石英-钾长石化带。

图4-8 走滑型陆缘构造-成矿系统矿床结构模式图

（二）矿床成因（演化）模式

根据区内矿床形成时间、成矿构造机制、成矿物质来源、成矿流体、矿床类型、矿液 运移通道等综合研究分析，我们总结并建立了山南走滑型陆缘构造成矿系统的成因模式（图 4-9）。模式要点：一是统一于冈底斯地区陆缘断裂走滑构造体系；二是先后形成于冈底 斯成矿带的层矽卡岩型、斑岩型矿床，分别受控于拉分型和推闭型两类不同的转换构造； 三是层矽卡岩型、斑岩型矿床具有共同的深源（造山带上地幔-下地壳断裂）成矿物质； 四是层矽卡岩型-斑岩型矿床组合形成时间基本同期（喜马拉雅期）但不同阶段（68～40 Ma和30～23 Ma）。分析如下：

1）成矿时间上，层矽卡岩型矿床开始形成于K₂-E₁，即雅鲁藏布江新特提斯洋向北 东低角度快速斜冲消减阶段、K₂—Ed旦师庭组潜火山活动期后，同位素年龄区间为68～40.3 Ma；晚期以钾长花岗岩、石英闪长（玢）岩为代表的斑岩成矿和斑岩热液叠加型矿 化年龄分别为30.26，23.77 Ma。

2）控矿的转换构造型式上，层矽卡岩型矿体受控于拉分型转换构造：层间滑脱型剥 离断层，构造动力来自印度大陆边缘NWW向走滑断裂作左旋滑动作用（形成缝合带蛇绿 岩中雁列式裂隙-充填方解石脉并切割早期显示右旋走滑的斜列透镜体）；斑岩型矿体受 控于推闭型转换构造：断坡引张型逆冲断层，构造动力来自欧亚大陆边缘NEE向走滑断 裂左旋滑动作用。即两者的构造动力先后来自NWW和NEE向两组不同方向陆缘走滑断 裂的剪切力，成矿的能量供应得益于走滑断裂端部的构造转换作用，成矿的堆积场所受控 于构造转换的拉张作用。斑岩型矿床的成矿圈闭（侯增谦，2004）则受控于转换构造带的 推闭作用。

图4-9 走滑型陆缘构造—成矿系统演化模式图（据闫学义等，2010a，b，有修改）

3）成矿物质上，可能与陆缘走滑转换构造带快速斜冲的玄武质洋壳板片熔融或拆沉 的下地壳被地幔加热后再熔融有关，但发生在印度板块快速斜冲和主动碰撞的两个不同阶 段。区内比马组为一套火山-沉积岩系，其中安山岩类火山岩早期属于钙碱性岩系列，具 安第斯陆缘弧火山岩特征，晚期具高Sr质量分数，高AI质量分数，高w（La）/w（Yb）和低Yb质量分数，低Y质量分数的地球化学特征（朱弟成等，2006）。由于现代人们 通过海底直接观察证实海水下渗在岩石中形成环流可搬运大量成矿物质——形成热水沉 积矿床，因此我们也有理由推测：剥离断层带环流热水（包括可能含矿的潜火山热液）从下部片理化安山岩（初始矿源层）中淋滤出Cu，Au矿质的同时与钙质围岩交代（充 填）形成层矽卡岩型铜金矿的层纹条带状矿石（如明则东矿段），下白垩统比马组片理 化安山岩（20件）平均Cu质量分数29.4×10^-6及Au质量分数1.7×10^-9，与未片理化 块状安山岩（10件平均Cu质量分数37.2×10^-6及Au质量分数10.1×10^-9）相比明显 亏损，表明剥离断层带下部片理化过程中发生了Cu，Au矿质的迁移。由于颈相潜安山岩（4件）平均Cu质量分数349×10^-6，其边缘相或通道壁气孔杏仁状潜安山岩（4件）矿质元素平均质量分数为：Cu 150.9×10^-6，Au 37.6×10^-9，Mo 49.2×10^-6，W 65.5×10^-6，明显高于其他岩类和地壳克拉克值，说明安山质潜火山岩侵入过程也提 供了部分Cu，Au，W，Mo矿质。换句话说，层矽卡岩型矿床物质主要来自K₂—E含矿（Cu，Au，W，Mo）潜火山热液活动期间环流热水淋滤剥离断层系统内片理化安山岩 中的Cu，Au，W，Mo矿质，其次来自后期Cu、Mo矿化闪长岩（E₃δo）和含矿（Cu，Mo，W）钾长花岗岩的侵入岩浆热液叠加，其中矿质元素平均质量分数：闪长岩（5件），Cu 3167.5×10^-6，Au 40.5×10^-9，W 445.9×10^-6，Mo 120.8×10^-6）；钾长花岗岩（3件），Cu 302.0×10^-6，Au 30.1×10^-9，W 69.1×10^-6，Mo 354.3×10^-6），明显高于地壳克 拉克值。斑岩型矿床物质可能直接来自拆沉的下地壳被地幔加热后再熔融岩浆：因为明则 含矿钾长花岗岩（E₃ξγ）体中可见角砾状安山玄武质暗色包体，而且该含矿花岗岩和努日 Cu，Mo矿化闪长岩（E₃δo）都具有深源（下地壳-上地幔）岩浆地球化学特征，其中 钾长花岗岩SiO₂质量分数69.38％～71.77％（≥56％），MgO质量分数0.85％～0.87％（＜3％），Y质量分数10.2％～13.5％（≤18％），Yb质量分数1.35％～1.6％（≤1.9％），w（Sr）/w（Y）30.1％～38.6％（≥20％），w（La）/w（Yb）32.9％～120％（≥10％）。根据Pb同位素对矿石中金属矿物的来源示踪分析，黄铜矿、黄铁矿和层矽卡岩型钨钼铜 金矿石与安山岩-次安山岩、石英闪长岩等围岩较为接近（图4-10），都具有地幔-造山 带的物质来源特征，其中黄铜矿（2件）、黄铁矿（3件）。w（²⁰⁶Pb）/w（204Pb）值范围 为18.346～18.587，平均值18.499；w（²⁰⁷Pb）/w（²⁰⁴Pb）值范围为15.555～15.604，平 均值15.607；w（²⁰⁸Pb）/w（²⁰⁴Pb）值范围为38.449～39.051，平均值38.732；表面年龄 值范围为34.1～211 Ma，平均值110.5 Ma。稀土配分模式也基本相似（图4-11），表现 为平缓的右倾型，轻稀土相对富集，重稀土相对淋滤而亏损；浸染状钨钼铜矿石、条带状 铜金矿石同安山岩—次安山岩、石英闪长岩具有较小的负铕异常，脉状富铜矿石同萤石-硅灰石-方解石透镜体具有较明显的正铕异常，两者分别显示了物质来源与热液成因上的 密切关系。

图4-10 层矽卡岩型钨铜钼矿石和铁铜矿物及相关侵入岩的铅同位素

图4-11 稀土元素球粒陨石标准化分布型式图（据闫学义等，2010a，b）

4）成矿流体上，层矽卡岩型矿床属于大气降水潜火山热液成矿系统，成矿流体中存 在大量的大气降水-H₂O（方解石质量分数（1729.0～2824.68）×10^-6，石英质量分 数（137.32～2716.47）×10^-6，硅灰石质量分数3284.6×10^-6，石榴子石质量分数（263.57～430.4）×10^-6，硬石膏质量分数236.52×10^-6）。由于角砾岩筒型矿体与 K₂—E旦师庭组中通道相潜火山岩彼此相伴，因此推测其成矿热源与潜火山作用有关或直 接来自岩浆深盆地流体库；沿着剥离断层带下流（淋）的大气降水在深部热动力驱动下形 成热水向上迁移并不断环流和发生矿物质沉淀。层矽卡岩型矿石中矿物爆裂温度为石英、石榴子石100～500℃；硅灰石、方解石、硬石膏100～350℃。在努日南矿段晚期叠加 型含铜石英细脉中“包裹体为原生的气-液包裹体，大小4～10μm，w（V）/w（L）为 10％，均一温度在232～276℃之间，相应的盐度为4.2％～6.5％（NaCl_eq），为“中低温 低盐度成矿流体”（李光明等，2006）。斑岩型矿床属于斑岩成矿系统，成矿流体以岩浆 热液为主（但地表泥化带则表明大气降水参与了热液双对流），与高硅富碱的钾长花岗岩 关系密切。为了进一步研究流体的来源，挑选了层矽卡岩中的石榴子石和石英脉中的石英 颗粒进行了氢氧同位素测试（图4-12）。从图4-12可以看出，早期的矽卡岩矿物石榴子 石和后期的石英相比更靠近岩浆水的分布范围，只是在δD上有所差别，这也进一步说明 了形成早期矽卡岩的流体并不是完全的深部流体，可能已经和大气水发生了一定比例的混 合；而后期形成的石英更是明显向大气水发生了“飘移”，这也进一步说明随着流体的上 升，大气水在成矿流体中所占的比例也在逐步增加。因此，综合流体包裹体与氢氧同位素 的特征，更进一步说明了成矿流体在最初层状矽卡岩化时已经与大气水发生了混合，但比 例可能较小；随着上升运移和条件的改变，流体又发生了沸腾，同时也混入了更多的大气 水，形成了矿区内分布最广泛的低温、低盐度的气液两相包裹体。

图4-12 努日矿区氢氧同位素特征

5）成矿流体通道上，层矽卡岩型矿床主要为NWW向走滑断裂控制下的NEE向剥离 断层构造带和中心式角砾岩筒或古火山通道；斑岩型矿床则为NEE向走滑断裂控制下的 NWW向逆冲断层带局部引张构造，由于大陆碰撞作用，地壳岩石圈浅层次挤压加厚与深 层次拉张减薄，加上NEE向走滑断裂深切进入软流圈促使软流圈上涌、下地壳物质部分 熔融，造成含矿岩浆沿着走滑断裂端部转换构造带的局部引张部位入侵成矿。

6）矿床类型与矿化分带上，层矽卡岩型矿床为大气降水次火山热液环流交代成因，可划分角砾岩筒型铜矿、厚层块状矽卡岩型钨钼铜矿、层纹-条带状矽卡岩型铜（金银）矿等工业类型，内带为W-Mo、外带Cu-Au-Ag；斑岩型矿床与浅成斑岩热液直接相关，可划分细脉-浸染型钼（钨铜）矿、（热液角砾岩）脉型富钼矿等工业类型，上部Cu，下 部W-Mo。

7）矿物生成顺序上，纹层-条带状矽卡岩型铜（金银）矿矿石和脉石矿物主要形成于早期（68～40 Ma）阶段，厚层块状矽卡岩型钨钼铜矿矿物主要形成于晚期（30～23 Ma）阶段（图4-13）。

（三）找矿模式

通过总结典型矿床描述性模式和成矿系统的结构模式、演化模式，研究已有矿床的发 现史和矿床赋存的地质、地球化学、地球物理等基本要素和找矿过程中具特殊意义的地、物、化、遥等多元信息而提出的找矿综合标志和程序性设想，我们把泽当矿田斑岩型-层 矽卡岩型铜多金属矿床地质找矿模式综合于表4-1。

图4-13 层矽卡岩型铜多金属矿床矿物生成顺序

表4-1 泽当矿田斑岩型-层矽卡岩型铜多金属矿床综合信息找矿模式表