内容简介
《西藏扎西康超大型锑铅锌银金矿床地质与找矿》以作者多年来对扎西康超大型锑铅锌银金矿床的大量野外调查与综合研究为基础,运用系统的科学思维对该矿床进行全面、深入的介绍。《西藏扎西康超大型锑铅锌银金矿床地质与找矿》基于成矿背景、矿床地质特征及地球化学证据等,约束扎西康矿床成因,建立三期重大成矿事件及控矿构造模式,丰富非传统稳定同位素在矿床学研究中的应用实践,指导找矿取得重大突破,并系统介绍该矿床的勘查历史及突破过程,可为了解北喜马拉雅地区及相似地区锑银多金属成矿规律与区域找矿预测研究提供理论借鉴和参考。
目录
目录
**章 绪论 1
**节 扎西康锑铅锌银金矿床研究进展 1
一、热泉成因(只关注锑矿化) 1
二、地热卤水成因 2
三、MVT成因 2
四、岩浆热液成因 3
五、岩浆热液与大气降水混合的多期次成矿 4
六、两期叠加成矿作用 4
七、喷流沉积——热泉水改造成因 5
第二节 金属稳定同位素研究进展 6
一、Fe同位素 6
二、Zn同位素 9
三、Cd同位素 11
四、Cu同位素 13
五、Sb同位素 14
六、Ag同位素 17
第三节 研究区自然地理概况 18
第二章 区域成矿地质背景 19
**节 大地构造位置与构造格架 19
一、近东西向断裂构造 19
二、近南北向断裂构造 21
三、变质核杂岩构造 23
第二节 地层系统 23
一、前寒武系和古生界 25
二、三叠系 25
三、侏罗系 25
四、白垩系 26
五、第四系 26
第三节 岩浆-火山作用 26
一、中生代岩浆-火山作用 26
二、新生代岩浆-火山作用 27
第四节 变质作用 28
一、造山变质作用 28
二、混合岩化作用 28
三、动力变质作用 28
四、接触变质作用 28
第五节 区域矿产分布 28
第三章 扎西康锑铅锌银金矿床地质特征 30
**节 矿区地质概况 30
一、地层 31
二、构造 33
三、岩浆岩 33
第二节 矿体特征 37
第三节 矿石特征 42
一、矿石组构 42
二、矿物种类、成分及组合 46
第四节 成矿期次与阶段 51
第五节 围岩蚀变 54
第六节 成矿元素及矿物的空间分布特征 54
一、成矿元素的水平分布特征 54
二、成矿元素的垂向分布特征 56
三、成矿元素相关性研究 56
四、矿物空间分布特征 57
第四章 元素地球化学特征 59
**节 岩浆岩地球化学特征 59
一、岩浆岩主量元素特征 59
二、岩浆岩微量元素特征 61
三、岩浆岩稀土元素特征 65
四、扎西康矿区岩浆岩构造环境判别 67
第二节 围岩地层及矿石地球化学特征 69
一、围岩地层及矿石主量元素特征 69
二、围岩地层及矿石微量元素特征 71
三、围岩地层及矿石稀土元素特征 78
四、地层沉积环境 82
第三节 硫化物地球化学特征 83
一、硫化物稀土元素特征 83
二、硫化物微量元素特征 86
第四节 元素地球化学特征总结 92
第五章 流体包裹体 98
**节 样品采集与分析方法 98
第二节 包裹体岩相学特征 99
第三节 测温结果 101
第四节 包裹体密度压力 105
第五节 激光拉曼分析 106
第六节 对成矿流体来源的约束 107
第六章 传统同位素特征 109
**节 C-O同位素特征 109
第二节 H-O-Si同位素特征 111
第三节 S-Pb同位素特征 114
一、S同位素 114
二、Pb同位素 118
第四节 He-Ar同位素特征 123
第五节 碳酸盐Sr同位素特征 125
第七章 非传统稳定同位素特征 128
**节 测试结果 128
一、Fe同位素 128
二、Zn同位素 128
三、Cd同位素 131
四、Cu-Sb同位素 135
五、Ag同位素 136
第二节 Fe-Zn-Cd同位素特征及其指示意义 139
一、同位素组成变化的原因 139
二、同位素分馏模型 144
三、对扎西康矿床成因的约束 149
第三节 Cu-Sb同位素特征及其指示意义 154
一、同位素组成变化的原因 154
二、同位素分馏模型 156
三、对成矿热液演化和找矿勘查的指示 157
第四节 Ag同位素特征及其指示意义 158
一、同位素组成变化的原因 158
二、同位素三相分馏模型 161
三、对成矿热液演化和矿产勘查的指示 163
第八章 同位素地质年代学 166
**节 同位素地质年代学测试结果 166
一、锰铁碳酸盐Sm-Nd年龄 166
二、锰铁碳酸盐中锆石2??Pb/23?U年龄以及锆石来源 167
三、闪锌矿Rb-Sr年龄 170
四、黄铁矿Re-Os年龄及Re-Os同位素体系的重置 171
五、石英-黄铁矿-辉锑矿脉中绢云母Ar-Ar年龄 173
第二节 同位素年代学证据对成矿时代和矿床成因的约束 175
一、北喜马拉雅成矿带三期重大成矿事件 175
二、扎西康矿床与区域三期重大成矿事件关系 176
第九章 扎西康矿床成因模型 177
**节 扎西康矿床成因的综合约束 177
一、地质证据 177
二、元素地球化学证据 178
三、流体包裹体证据 178
四、同位素证据 179
第二节 扎西康矿床成因模型建立 180
一、**期成矿:同沉积期陆缘断陷热水沉积(交代)成矿作用 180
二、第二期成矿:同碰撞造山成矿作用 181
三、第三期成矿:后碰撞造山成矿作用 181
第十章 扎西康矿床找矿突破及启示 183
**节 勘查研究历史回顾 183
第二节 找矿认识上的突破 186
第三节 资源量估算 191
一、工业指标的选择 191
二、资源量估算结果 191
第四节 勘查建议及潜力分析 192
第五节 几点重要启示 192
参考文献 193
试读
**章绪论
喜马拉雅山以其雄伟、年轻而闻名于世。位于中国境内的北喜马拉雅成矿带(North Himalayan Metallogenic Belt、NHMB)是全球巨型成矿带-特提斯-喜马拉雅成矿域的重要组成部分,位于世界上*典型的碰撞造山带上,是全球地质学家关注的热点区域。北喜马拉雅成矿带上发现的矿床主要以金、锑、金锑、铅锌银、锑铅锌银金、钨锡铍等矿床(点)为主,集中分布在东段的羊卓雍错-哲古错断陷盆地周缘(东经89°以东)。在北喜马拉雅成矿带发育的一系列矿床中,扎西康锑铅锌银金矿床规模*大,是目前为止该带上唯一的超大型矿床,众多学者对该矿床的成因开展了广泛研究,但仍存在较大争议,主要观点有:热泉成因、地热卤水成因、岩浆热液成因、海底喷流沉积-改造成因、密西西比河谷型(the Mississippi valley-type、MVT)成因等。
**节扎西康锑铅锌银金矿床研究进展
扎西康锑铅锌银金矿床是北喜马拉雅成矿带上迄今为止发现的唯一的超大型矿床,位于西藏自治区山南市隆子县以西,距离隆子县城约48km。同时,扎西康矿床成矿元素组合比较特殊,在国内外均属少见(赵夭从,1987),这种大型的多金属复合型矿床一般会成为研究的热点,如广西壮族自治区河池市南丹县大厂镇锡多金属矿床(李华芹等,2008;陈毓川和王登红,1996;张国林和蔡宏渊,1987),众多学者对扎西康矿床展开了广泛的研究,但是关于矿床成因和成矿期次的划分仍然存在着较大争议,主要观点如下。
一、热泉成因(只关注锑矿化)
孟祥金等(2008)对扎西康锑铅锌银金矿床的容矿硅质岩进行了硅-氧-氢(Si-0-H)同位素研究,研究结果表明:扎西康矿床硅质岩石英的炉GSi变化范围为-0.90%~-0.40%、18Oy-SMOW变化泥围为-1.30%~12.3%,与热泉成因的娃质岩一致;石央包裹体的5Dv-SMOW(2H、称为氘,记为D)变化范围为-160%~-138%流体的#0H20变化范围为-15.9%0~-0.10%,均低于一般的热液流体,与藏南热泉的变化范围一致(况)为-165%~-140%)(郑淑蕙等,1982)。因此,孟祥金等(2008)推断扎西康矿床与锑有关的成矿作用应属于热泉型矿化。
二、地热卤水成因
李关清(2010)和朱黎宽(2011)对扎西康矿床的硫化物、碳酸盐、硅质岩、石英进行了硫-碳-氢-氧(S-C-H-O)同位素研究,分析结果表明:扎西康矿床硫化物的岁4S变化范围为4.5%~12%、与日当组围岩的变化范围一致;C同位素数据表明,方解石和白云石的岁4(VvdB值均与侏罗系日当组中一致,而白云石<534Cp-vdb值略低,推测可能是混入了少量中基性岩脉蚀变释放的C所致;而石英、方解石、硫化物包裹体的犯V-SMOW变化范围为-16596~-131%、流体的#80H20变化范围为-13.7%~10.21%,明显低于岩浆热液,推测成矿流体应为大气降水补给的地热水。综上所述,李关清(2010)和朱黎宽(2011)判断扎西康矿床的成矿作用为地热水循环萃取地层中的成矿元素,在断裂处沉淀,形成沉积一构造一热活动驱动地热系统流体循环的中低温热液矿床。
张建芳等(2010)对扎西康矿床进行了多元同位素研究,结果表明:闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、辉铺矿和硫锑铅矿的#4S变化范围为4.5%~12%,与日当组围岩的J34S(4.93%~11.49%)一致,且主要集中在8%~11%,S同位素相对富集重且变化范围较小,推测应为单一硫源-海相地层还原硫;流体包裹体的紅)v.SMoW变化范围为-135%~-127%、流体的#80H20变化范围为-13.7%~-12.4%,与西藏地热水的同位素分布范围近似(郑淑蕙等,1982);206Pb/204Pb为18.474~19.637、207Pb/204Pb为15.649~15.774、208Pb/204Pb为39.660~40.010,呈一条直线,投图在上地壳铅演化线附近且具有放射性异常铅的特征;同时,氦-氩(He-Ar)同位素显示成矿流体应为地壳流体和饱和大气水的混合。综合分析以上不同同位素结果,张建芳等(2010)认为扎西康矿床的成矿作用如下:构造作用驱动地热水循环,在此过程中,地热水萃取晚三叠世一早侏罗世一套浊流或喷流的灰黑色碳硅泥岩系地层中的成矿物质,并沿着南北向断裂充填交代,形成沉积一构造一热泉水改造的多阶段充填交代热液脉状矿床。
三、MVT成因
程文斌等(2013)对扎西康矿床的矿石、蚀变岩、围岩进行了元素地球化学和硫-铅(S-Pb)同位素研究。元素分析结果表明:矿石富集锑(Sb)、铅(Pb)、锌(Zn)、银(Ag)、氧化锰(MnO)、铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、金(Au)等成矿元素和矿化元素,且Ag与Pb、Cu,Zn与Cd、Hg、As与Au之间具有很好的正相关关系;容矿地层也富集Sb、As、Ag、Pb、Zn、锰(Mn)等成矿元素,Zn与Pb、Au与Sb、As与Ag、Cd和Zn表现出明显的正相关关系,两者的元素相关性具有明显差异,据此推测容矿岩系中Sb、As、Ag、Pb、Zn等元素的富集并非由成矿作用引起。矿区闪锌矿、方铅矿、黄铁矿的变化范围为4.5%~12%、与日当组围岩的#4S(4.93%~11.4996。)重叠,表明成矿流体萃取了围岩中的成矿物质;同时,矿石硫化物2<)6Pb/2<)4Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb较髙、变化范围较大,为混入大量放射性成因铅的混合铅,类似于大多数的MVT铅锌矿床(Leachetal.、2005),结合元素分析结果,推测成矿流体在运移过程中,萃取了各类地层、结晶基底中大量的Pb、Zn等成矿元素。综合上述分析,程文斌等(2013)推测扎西康矿床类似于MVT矿床,容矿围岩作为矿源层为矿床提供成矿物质。
四、岩浆热液成因
王艺云等(2012)对扎西康矿床的矿石组构特征进行了系统研究,认为主要的矿石均具有典型的由充填交代作用形成的构造,包括块状构造、(网)脉状构造、浸染状构造、角砾状构造、晶洞及晶簇状构造等,并将成矿期分为沉积成岩期、中低温热液成矿期和表生氧化期。同时,根据矿区内地层、构造、岩浆活动等条件,结合前人研究成果,对成矿物质来源、矿液的运移与成矿进行了综合分析,认为构造-岩浆活动驱动岩浆热液运移并萃取侏罗系围岩和基性岩墙群中的成矿物质形成含矿热液,*终推断扎西康矿床受构造-岩浆活动控制,属于中低温热液充填交代型锌多金属矿床。
Duan等(2016)对扎西康矿床的闪锌矿、方铅矿、铁锰碳酸盐岩、岩浆岩进行了Zn-Pb-S同位素分析。扎西康矿区基底中的岩浆岩(包括辉绿岩、石英闪长岩、流纹岩斑岩、火成碎屑沉积)的566Zn变化范围为0.05%~0.09%,只有演化程度较高的二长花岗斑岩具有较高的(0.21%),而铁锰碳酸盐与硫化物关系密切,具有较岩浆岩略低的566Zn(-0.01%o)、这一值被认为可以代表成矿热液的#6Zn。闪锌矿和方铅矿具有相近的#6Zn变化范围,分别为-0.25%o~-0.02%、-0.07%~0.00%,并根据前人理论计算的成果:成矿流体和闪锌矿之间的Zn同位素分馏系数在300°C约为-0.2%(Fujii et al.,2011)、推测成矿热液的566Zn约为(0.11±0.10)%。这一值与基底中的辉绿岩、石英闪长岩、流纹岩斑岩、火成碎屑沉积等岩浆岩和锰铁碳酸盐岩的<566Zn近似。同时,推测成矿热液应为岩浆热液。对比不同成因矿床闪锌矿的<566Zn变化范围:美国阿拉斯加州红狗(RedDog)矿区喷流沉积(sedimentary exhalative deposit、SEDEX)型铅锌矿床为-0.2896。~0.32%(Kelley etal.、2009);俄罗斯Alexandrinka火山块状硫化物(volcanic hosted massive sufide、VHMS)铅锌矿床为-0.7196。~-0.03%(Mason et al.、2005);爱尔兰MidlandsIrish型铅锌矿床为-0.45%~1.0596。(Wikinson et al.、2005);法国C6vennesMVT铅锌矿床为-0.34%~0.19%(AlbarMe,2004);中国铜陵矿集区矽卡岩型铅锌矿床为-0.23%~-0.20%(王跃和朱祥坤,2010a);意大利Gomo和Raibl岩浆成因铅锌矿床为-0.28%~0.2296。(Marechal et al.、1999)、推测成矿热液应为岩浆热液。扎西康矿床闪锌矿和方铅矿的为18.727~19.896、比矿区岩浆岩(赵志丹等,2007)具有更高的放射性,接近上地壳的值,推测有沉积来源混入;扎西康矿床闪锌矿和方铅矿的为6%~12%,比地幔值(0±2%)高,但是比矿区内黑色页岩的值(10.94%o~11.49%)(李关清,2010)低,同样显示岩衆岩和沉积岩来源的混合。综合上述Zn-Pb-S同位素分析,Duan等(2016)认为扎西康矿床为岩衆热液成因,并且矿区内的沉积岩对成矿有一定的贡献。
Xie等(2017)根据Hou等(2006)的研究成果认为扎西康的成矿与区域内中新世(25~10Ma)后碰撞形成的伟晶岩和二云母花岗岩有关,对伟晶岩中石英和绿玉的流体-溶体包裹体进行了详细研究,结果表明*初的岩浆热液具有低盐度[w(NaCl;)=0.2%~7.9%eqv.](w为质量分数)、高温度(298~457°C)和富C02的特征,同时含有少量的CH4、N2、C2H6、C3H8和C6H6,推测为不混溶岩浆分异而来,锰铁碳酸盐岩和绿玉包裹体重锌尖晶石矿物的存在表明母岩浆应富集Mn、铁(Fe)、Zn等元素。同时开展的菱锰矿的C-0同位素结果为313CV-PDB=-6.196。~-6.996。、318Ov-smow=+9.996。~+11.8%,显不地帳来源。绿玉和石英包裹体中水的H-0同位素结果为<513Dv-smow=-144.8%0~-110%o、<518Ov-smow=-9.85%~-8.89%0、与主成矿
阶段的测试结果一致,显示成矿热液的岩浆来源。伟晶岩的Ar-Ar年龄结果为18.93±0.27Ma,对比扎西康石英-黄铁矿-辉锑矿脉的Ar-Ar年龄(17.9±0.5Ma)(郑有业等,2014)、推测伟晶岩及Pb-Zn-Sb矿化均与藏南地区后碰撞的东西向伸展有关。同时,在矿物组合、蚀变类型、矿石构造、金属元素组合等方面,将扎西康矿床与典型的中硫型(intermediate-sulfidation,IS)和低硫型矿床进行对比(Sillitoe and Hedenquist、2003;White and Hedenquist、1990),发现其与中硫型矿床更加相似。综合上述分析,Xie等(2017)认为扎西康矿床为中硫型低温热液矿床,并且成矿热液来源于不混溶岩浆的分异演化,*早期富co2的岩浆热液形成了云英岩、伟晶岩及扎西康矿床的硅化作用,在演化过程中,岩浆热液分异为高盐度的液相流体和低盐度-低密度-富含co2的气相,富含金属元素的高盐度流体沿着矿区内断裂构造运移,沉淀成矿。
Zhou等(2018)通过黄铁矿铼-锇(Re-Os)同位素数据认为扎西康矿床形成于43.1±2.5Ma。同时,硫化物的初始Pb同位素组成如下:2G6Pb/2D4Pb为19.04~19.68、2Q7Pb/2Q4Pb为15.75~15.88、M8Pb/2Q4Pb为39.66~40.31,而




















