白 云 張 志 陳毓川 唐菊興 何 林 楊 毅

(1. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059;2. 四川省冶金地質(zhì)勘查局六〇五大隊(duì)，四川眉山620860;3. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京100037;4. 西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊(duì)，西藏 拉薩850000)

尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)大地構(gòu)造位置處于羌塘—三江復(fù)合板片與岡底斯—念青唐古拉復(fù)合板片的交匯處，展布于班公湖—怒江縫合帶南側(cè)措勤—申扎巖漿弧內(nèi)。目前區(qū)內(nèi)礦床均已達(dá)到詳查程度，金資源量達(dá)到超大型規(guī)模［1-2］。目前，學(xué)者們對(duì)于該礦集區(qū)的礦床地質(zhì)特征［3］、成巖成礦時(shí)代［4-5］、巖體地球化學(xué)特征［2，6］、礦床模型與成礦規(guī)律［1］等方面均進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，但對(duì)于區(qū)內(nèi)的成礦物質(zhì)來源卻較少涉及［7］。為此，在充分總結(jié)該礦集區(qū)內(nèi)礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)內(nèi)礦床中主要金屬礦物——黃銅礦、黃鐵礦以及脈石礦物——硬石膏進(jìn)行了S、Pb同位素研究，以確定班公湖—怒江特提斯洋消亡、南羌塘陸塊與北岡底斯陸塊碰撞縫合背景下礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源，為總結(jié)區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律以及構(gòu)建礦床模型提供參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育白堊系地層及燕山期中—酸性侵入巖，區(qū)內(nèi)現(xiàn)已勘查出尕爾窮與嘎拉勒2 座銅金礦床。尕爾窮礦區(qū)出露地層主要為白堊系多愛組( K1d) 及第四系( Q) ，其中多愛組地層中大量發(fā)育的大理巖及灰?guī)r為礦床形成矽卡巖型銅金礦體的有利圍巖。礦床構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造。礦區(qū)巖漿巖主要為一套中—酸性侵入巖體，其中石英閃長巖與花崗斑巖最為發(fā)育，石英閃長巖為礦區(qū)矽卡巖型銅金礦體的成礦母巖，而花崗斑巖則為后期侵入，對(duì)礦體具有一定的破壞作用，其余巖體與成礦無直接關(guān)系。礦區(qū)礦石礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、赤鐵礦、輝鉬礦等，脈石礦物主要為一套鈣質(zhì)矽卡巖礦物［8］。嘠拉勒礦區(qū)出露地層主要為白堊系朗久組( K1l) 、捷嘎組( K1jg) 地層及第四系( Q) 。其中捷嘎組地層內(nèi)發(fā)育的白云巖或大理巖化白云巖為對(duì)成礦有利的圍巖;白堊系朗久組主要為一套火山碎屑巖。礦區(qū)構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造，但區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造與成礦無關(guān)。礦區(qū)巖漿巖主要為花崗閃長巖及花崗斑巖，其中與成礦關(guān)系最為密切的為花崗閃長巖，礦區(qū)主矽卡巖型銅金礦體賦存于其與白云巖或白云質(zhì)大理巖接觸帶的矽卡巖內(nèi)。礦區(qū)成礦母巖——花崗閃長巖成巖年齡為86.52 ±0.41 Ma［9］，表明礦床形成于晚白堊世，與尕爾窮礦床成巖成礦時(shí)代基本一致。礦區(qū)金屬礦物主要為磁鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦等，非金屬礦物主要主要為一套鎂質(zhì)矽卡巖礦物［10］。

2 樣品采集與分析

2.1 樣品采集與測試

S、Pb 同位素樣品主要采自鉆孔及平硐，樣品主要采集稀疏—稠密浸染狀、脈狀黃銅礦、黃鐵礦及脈狀輝鉬礦石，另外采集了1 件石膏±黃鐵礦±黃銅礦脈中的硬石膏樣品。樣品首先經(jīng)粉碎、過篩、清洗、干燥后，在雙目鏡下挑選純度大于99%的單礦物分析樣品5 g 以上，然后將挑選后的單礦物樣品研磨至200 目以下送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。樣品分析測試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。S 同位素測試首先將挑選后硫化物單礦物與氧化亞銅按一定比例研磨、混合均勻后，進(jìn)行氧化反應(yīng)生成SO2，并用冷凍法進(jìn)行收集，然后采用MAT251 氣體同位素質(zhì)譜儀分析S 同位素組成，采用VCDT 國際標(biāo)準(zhǔn)，分析精度優(yōu)于±0.2%。

2.2 分析結(jié)果

2.2.1 S 同位素組成

本研究所獲得的區(qū)內(nèi)金屬硫化物與硫酸鹽的S同位素測試結(jié)果以及前人研究的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表1。

由表1 可知:區(qū)內(nèi)樣品的δ34S 值雖然變化較大，但總體上具塔式分布特征，表明礦集區(qū)主要硫來源仍較為單一;區(qū)內(nèi)硫化物的δ34S 值總體上具有硬石膏( 硫酸鹽) δ34S ＞輝鉬礦δ34S ＞黃鐵礦δ34S ＞黃銅礦δ34S 的特征，表明區(qū)內(nèi)礦床在成礦過程中基本達(dá)到了S 同位素分餾平衡［11-12］。

2.2.2 Pb 同位素組成

礦集區(qū)成礦母巖、黃銅礦、黃鐵礦Pb 同位素組成見表2。由表2 可知，區(qū)內(nèi)礦石鉛化物同位素比值范圍總體不大，顯示出普通鉛特征。

2.3 討 論

2.3.1 S、Pb 來源

礦集區(qū)內(nèi)礦床石膏類( 硫酸鹽) 礦物較少，僅在尕爾窮礦床內(nèi)可見少量石膏脈，而大量發(fā)育黃鐵礦+黃銅礦+方解石±雌黃鐵礦±輝鉬礦礦物組合，表明處于相對(duì)還原的環(huán)境中，因此，黃鐵礦S同位素可以近似等于流體總S 同位素組成。區(qū)內(nèi)黃鐵礦的δ34S 值為－2‰～6.2‰，總體集中于－2‰ ～1.5‰，平均為0.46‰，大體上體現(xiàn)出地幔巖漿硫的特點(diǎn)，但個(gè)別樣品的δ34S 值變化范圍較大，表明可能受到了少量地殼硫的混染，但主要仍為地幔巖漿硫［14-15］。

Pb 同位素特征能夠反映地質(zhì)體經(jīng)歷地質(zhì)作用的信息，示蹤鉛的來源，表現(xiàn)為:高μ 值( μ ＞9.58) 鉛一般來自上地殼，低μ 值、低ω 值Pb 一般為上地幔源，低μ 值、高ω 值鉛則為典型的下地殼來源。礦集區(qū)內(nèi)礦石鉛同位素μ 值為9.41 ～9.69，平均為9.52，僅尕爾窮礦區(qū)有2 件樣品的μ 值高于9.58; ω 值為37.16 ～39.41，平均為38.02。μ 值、ω 值均表現(xiàn)為中等偏低特征，指示區(qū)內(nèi)礦床鉛起源于地幔物質(zhì)，主要來源于殼?；煸?。此外，由ω(207Pb) /ω(204Pb) －ω(206Pb) /ω(204Pb) 及ω(208Pb) /ω(204Pb) －ω(206Pb) /ω(204Pb) 構(gòu)造判別圖( 圖1、圖2) 可知，礦集區(qū)內(nèi)鉛樣品主要分布于造山帶與上地殼演化線之間，另在上地殼演化線之上及造山帶與地幔區(qū)域之間有少量分布，指示礦床鉛可能起源于幔源，主要來自殼?；煸?，少量來源于上地殼物質(zhì)，與區(qū)內(nèi)礦石Pb 同位素μ 值反映的特征基本一致。此外，由區(qū)內(nèi)礦石與成礦巖體Pb 同位素組成相關(guān)性圖解( 圖3) 可知，區(qū)內(nèi)礦床中礦石與巖體的Pb 同位素組成具有很好的相關(guān)性，指示區(qū)內(nèi)礦石鉛和成礦巖體鉛很可能為同一來源。

2.3.2 典型礦床S、Pb 同位素對(duì)比分析

圖1 ω( 207Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)構(gòu)造環(huán)境演化Fig.1 Tectonic environment evolution of ω( 207Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)

圖2 ω( 208Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)構(gòu)造環(huán)境演化Fig.2 Tectonic environment evolution of ω( 208Pb) /ω( 204Pb) －ω( 206Pb) /ω( 204Pb)

尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)位于班公湖—怒江成礦帶南緣，是縫合帶碰撞期成礦事件的代表［1-2］，多龍礦集區(qū)位于班公湖—怒江成礦帶北緣，是縫合帶俯沖期成礦事件的代表［16］，通過對(duì)該2 類礦集區(qū)內(nèi)礦床S、Pb 同位素組成進(jìn)行對(duì)比研究，有助于了解構(gòu)造縫合帶不同階段形成的礦床成礦物質(zhì)來源。為此，在多龍礦集區(qū)選取了多不雜及拿若2 座典型礦床進(jìn)行對(duì)比分析。

圖3 礦石Pb 與成礦巖體Pb 同位素組成相關(guān)關(guān)系Fig.3 Correlation of Pb isotopic composition of ore rock and ore-forming rock mass

多不雜礦區(qū)金屬硫化物( 黃鐵礦、黃銅礦) 的δ34S值為－0.5 ～2，平均為0.58，僅1 件樣品的δ34S 值低于0‰，體現(xiàn)出富重硫特征，指示成礦流體來源于深部巖漿［16］;拿若礦區(qū)硫化物( 黃鐵礦) 的δ34S 值為4.2 ～5.6，平均為5.08，表現(xiàn)為富重硫，主要為深源巖漿硫的特點(diǎn)［9］。據(jù)此可認(rèn)為，多不雜—拿若礦區(qū)硫化物S 同位素組成范圍很小，而尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)S 同位素組成范圍較大，顯示巖漿硫特點(diǎn)。此外，相對(duì)于尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)，多不雜—拿若礦區(qū)更為明顯地體現(xiàn)出深源巖漿硫特征，尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)內(nèi)S 同位素組成除體現(xiàn)出幔源巖漿硫特點(diǎn)外，還表現(xiàn)出地殼硫特征?？傮w而言，尕爾窮—嘎拉勒礦區(qū)硫源相對(duì)較淺，多不雜—拿若礦區(qū)硫源則相對(duì)較深。

多不雜礦區(qū)ω(206Pb) /ω(204Pb) 值為18.560 8 ～18.597 5，ω(207Pb) /ω(204Pb) 值為15.597 9 ～15.657 4，ω(208Pb) /ω(204Pb) 值為38.710 6 ～38.847 2;拿若礦區(qū)ω(206Pb) /ω(204Pb) 值為18.043 ～18.46，ω(207Pb) /ω(204Pb) 值為15.594 ～15.613，ω(208Pb) /ω(204Pb) 值為38.491 ～38.69［16］。據(jù)此可認(rèn)為，多不雜—拿若礦床Pb 同位素總體上比值范圍較小，體現(xiàn)出單一鉛源特征，而尕爾窮—嘎拉勒礦床Pb 同位素比值范圍相對(duì)較大，表明其鉛源可能來自不同物源的疊加。結(jié)合圖1、圖2 可知:多不雜—拿若礦床Pb 同位素比值組成范圍較小，緊密分布于造山帶附近比較小的一個(gè)區(qū)域;尕爾窮—嘎拉勒礦床Pb 同位素比值組成范圍較大，特別是尕爾窮礦區(qū)，從地幔至上地殼均有分布，雖然大部分集中于造山帶與上地殼演化線之間，但已明顯混入上地殼物質(zhì)。

根據(jù)上述分析可知:尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)硫源具地幔硫與地殼硫混合特征，多龍礦集區(qū)則明顯表現(xiàn)出深源巖漿硫特征;尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)鉛源起源于幔源，主要為殼?；煸矗乙衙黠@混入上地殼物質(zhì)，而多龍礦集區(qū)鉛源主要來自于幔源。結(jié)合礦集區(qū)成礦大地構(gòu)造背景可知:形成于俯沖背景下的多龍礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源較深，主要為幔源物質(zhì); 形成于碰撞環(huán)境下的尕爾窮—嘎拉勒礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源則較復(fù)雜且相對(duì)較淺，主要為殼?；煸础?/p>

3 結(jié) 語

對(duì)西藏尕爾窮—嘠拉勒銅金礦集區(qū)內(nèi)礦石硫化物S、Pb 同位素組成特征進(jìn)行了分析，并對(duì)其礦床物質(zhì)來源進(jìn)行了討論，認(rèn)為該礦集區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)主要來源于殼?；煸次镔|(zhì)，對(duì)于進(jìn)一步分析區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律具有一定的借鑒價(jià)值。

［1］ 唐菊興，張 志，李志軍，等. 西藏尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)成礦規(guī)律、礦床模型與找礦方向［J］. 地球?qū)W報(bào)，2013，34( 4) :385-394.

Tang Juxing，Zhang Zhi，Li Zhijun，et al. The metallogensis deposit model and prospecting direction of the Gaerqiong-Galale copper-gold ore field，Tibet［J］. Acta Geoscientica Sinica，2013，34( 4) : 385-394.

［2］ 張 志，唐菊興，李志軍，等. 西藏尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)侵入巖巖石地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義［J］. 地質(zhì)與勘探，2013，49(4) :676-688.

Zhang Zhi，Tang Juxing，Li Zhijun，et al. Petrology and geochemistry of intrusive rocks in the Gaerqiong-Galale ore concentration area，Tibet and their geological implications［J］. Geology and Exploration，2013，49(4) :676-688.

［3］ 李志軍，唐菊興，姚曉峰，等. 藏北阿里地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的尕爾窮銅金多金屬礦床地質(zhì)特征及其找礦前景［J］. 礦床地質(zhì)，2011，30(6) :1149-1153.

Li Zhijun，Tang Juxing，Yao Xiaofeng，et al. Geological characteristics and prospecting potential of Gaerqiong copper-gold polymetallic deposit in Ali District，Northern Tibet［J］. Mineral Deposit，2011，30(6) :1149-1153.

［4］ 李志軍，唐菊興，姚曉峰，等. 班公湖—怒江成礦帶西段尕爾窮銅金礦床輝鉬礦Re－Os 年齡及其地質(zhì)意義［J］. 成都理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，38(6) :678-683.

Li Zhijun，Tang Juxing，Yao Xiaofeng，et al. Re-Os isotope age and geological significance of molybdenite in the Gaerqiong Cu-Au deposit of Geji，Tibet，China［J］. Journal of Chendu University of Technology:Natural Science Edition，2011，38(6) :678-683.

［5］ 姚曉峰，唐菊興，李志軍，等. 班怒帶西段尕爾窮矽卡巖型銅金礦含礦母巖成巖時(shí)代的重新厘定及其地質(zhì)意義［J］. 地質(zhì)論評(píng)，2013，59(1) :193-200.

Yao Xiaofeng，Tang Juxing，Li Zhijun，et al. The redefinition of the ore-forming porphyry's age in Gaerqiong skarn-type gold-copper deposit，Western Banggonghu-Nujiang Metallogenic Belt，Tibet［J］.Geological Review，2013，59(1) :193-200.

［6］ 鄧世林，唐菊興，李志軍，等. 西藏尕爾窮銅金礦床巖體地球化學(xué)特征［J］. 成都理工大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版，2011，38( 1) :85-91.

Deng Shilin，Tang Juxing，Li Zhijun，et al. Geochemical characteristics of rock mass in the Gaerqiong Cu-Au deposit，Tibet［J］. Journal of Chendu University of Technology:Natural Science Edition，2011，38(1) :85-91.

［7］ 姚曉峰，唐菊興，李志軍，等.西藏尕爾窮銅金礦床S、Pb 同位素地球化學(xué)特征——成礦物質(zhì)來源示蹤［J］. 地球?qū)W報(bào)，2012，33(4) :528-536.

Yao Xiaofeng，Tang Juxing，Li Zhijun，et al.S，Pb isotope characteristics of the Gaerqiong gold-copper deposit in Tibet: tracing the source of ore-forming materials［J］.Acta Geoscientica Sinica，2012，33(4) :528-536.

［8］ 張 志，唐菊興，陳毓川，等. 西藏班—怒結(jié)合帶尕爾窮銅金礦床矽卡巖礦物學(xué)特征及其地質(zhì)意義［J］. 巖石礦物學(xué)雜志，2013，32(3) :305-317.

Zhang Zhi，Tang Juxing，Chen Yuchuan，et al.Skarn mineral characteristics of the Gaerqiong Cu-Au deposit in Bangong Co-Nujiang river suture zone，Tibet［J］. Acta Petrologica et Mineralogica，2013，32(3) :305-317.

［9］ 呂立娜. 西藏班公湖—怒江成礦帶西段富鐵與銅( 金) 礦床模型［D］.北京:中國地質(zhì)科學(xué)院，2012.

Lu Lina.Metallogenic Model of Rich Iron and Copper( Gold) Deposit in Western Part of Bangong Co-Nujiang Metallogenic Belt，Tibet［D］. Beijing:Chinese Academy of Geological Sciences，2012.

［10］ 張 志，陳毓川，唐菊興，等. 西藏嘎拉勒銅金礦床地質(zhì)特征及矽卡巖礦物學(xué)特征研究［J］. 礦床地質(zhì)，2013，32(5) :915-931.

Zhang Zhi，Chen Yuchuan，Tang Juxing，et al.Geological and skarn mineral characteristics of Galale Cu-Au deposit in Tibet［J］.Mineral Deposits，2013，32(5) :915-931.

［11］ 鄭永飛，陳江峰. 穩(wěn)定同位素地球化學(xué)［M］. 北京: 科學(xué)出版社，2000.

Zheng Yongfei，Chen Jiangfeng. Stable Isotope Geochemistry［M］.Beijing:Science Press，2000.

［12］ 宋俊龍，唐菊興，張 志，等. 西藏尕爾窮—嘎拉勒銅金礦集區(qū)流體包裹體特征及成礦作用研究［J］. 礦床地質(zhì)，2015，34( 1) :28-44.

Song Junlong，Tang Juxing，Zhang Zhi，et al. Study on the characteristics of fluid inclusions and metallogenic evolution of the Gaerqiong-Galale Cu-Au ore-concentrated area，Tibet［J］. Mineral Deposits，2015，34(1) :28-44.

［13］ 辛洪波，曲曉明，王瑞江，等. 藏西班公湖斑巖銅礦帶成礦斑巖地球化學(xué)及Pb、Sr、Nd 同位素特征［J］. 礦床地質(zhì)，2009，28(6) :785-792.

Xin Hongbo，Qu Xiaoming，Wang Ruijiang，et al.Geochemistry and Pb，Sr，Nd isotopic features of ore-bearing porphyries in Bangong Lake porphyry copper belt，Western Tibet［J］. Mineral deposits，2009，28(6) :785-792.

［14］ 劉清泉，陳昕夢，李 冰，等. 河南姚沖鉬礦床S、Pb 同位素組成及其地質(zhì)意義［J］.金屬礦山，2014(5) :114-117.

Liu Qingquan，Chen Xinmeng，Li Bing，et al.S and Pb isotope compositions and their geological implications of Yaochong Mo deposit in Henan Province［J］.Metal Mine，2014(5) :114-117.

［15］ 姚曉峰，唐菊興，李志軍，等.班怒帶西段尕爾窮銅金礦兩套侵入巖源區(qū)研究及其地質(zhì)意義——來自Hf 同位素特征的指示［J］. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版，2012，42(2) :188-197.

Yao Xiaofeng，Tang Juxing，Li Zhijun，et al.Research on magma origin of two intrusive from Gaerqiong copper-gold deposit and its geological significance，Western Bangonghu-Nujiang Metallogenic Belt，Tibet:from the implication of Hf isotope characteristics［J］.Journal of Jilin University: Earth Science Edition，2012，42( 2) :188-197.

［16］ 李金祥. 班公湖帶多不雜超大型富金斑巖銅礦床的成巖成礦年代學(xué)、巖石學(xué)及高氧化巖漿－流體－成礦作用［D］.北京:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，2008.

Li Jinxiang. Geochronology，Petrology and Metallogeneses of High Oxidized Magma-hydrothermal Fluid of Duobuza Gold-rich Porphyry Copper Deposit in Bangonghu Belt，Northern Tibet［D］. Beijing:Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，2008.