科学研究

舒启海:甲玛超大型铜矿床矽卡岩分带及其控制因素【EG,2024】
2024-04-19 阅读:46

岩浆热液从岩体中心向外运移过程中,会产生典型的蚀变和矿化分带现象。识别这种分带模式不仅有助于揭示古流体性质、演化及流动路径,还有助于指导发现新矿体。已有研究在斑岩型和浅成低温热液型矿床方面建立了较为完善的蚀变矿化分带模型,并指导勘查找矿取得重要突破。矽卡岩矿床是最常见的岩浆热液成矿类型之一,是众多战略性矿产资源的重要来源。由于这类矿床岩体-围岩性质的复杂多样性,其产生的矽卡岩分带亦存在差异。我国拥有全球近四分之一的矽卡岩矿床,相比成熟的成矿机理研究,对矽卡岩分带的系统刻画不足,而对控制分带的原因探讨更为欠缺。

针对上述科学问题,57365z线路检测中心“岩浆-热液演化与金属成矿”群体舒启海教授、邓军教授与美国科罗拉多矿业学院Zhaoshan Chang教授等合作,以位于西藏冈底斯铜矿带的我国最大的矽卡岩铜多金属矿床甲玛为研究对象,通过细致的野外地质观察和岩心编录,辅以矿相学、岩石/矿物地球化学和同位素分析,系统揭示了矽卡岩矿物组合、矿物颜色、矿物成分、成矿元素、硫化物组成、碳氧硫同位素、围岩有机碳含量等多个指标的空间变化规律,建立了矽卡岩分带模式,取得了以下重要认识:

1. 不同于多数矽卡岩铜矿床的石榴子石-辉石分带,甲玛辉石不发育,少量以微粒矿物包体形式包裹于石榴子石中,甲玛总体表现为石榴子石-硅灰石分带。石榴子石颜色向深部(大理岩方向)逐渐变浅,成分上远端相对富铝;辉石(多为包裹体)总体富镁,远端者铁含量稍有升高(图1)。

2. 甲玛成矿元素表现出由岩体向外的钼-()-锌分带,主要成矿金属铜则表现为由浅及深的黄铜矿-斑铜矿垂向分带,斑铜矿主要发育于硅灰石矽卡岩中。黄铜矿硫同位素值(δ34S)呈现远端降低趋势,碳酸盐的碳、氧同位素及有机碳含量均呈现垂向上深部升高、横向上远端升高趋势(图2)。

3. 甲玛矽卡岩分带受控于多个因素,其中成矿岩体和围岩均具有氧化性的特质是控制矿物组合及成分分带的关键,而温度梯度和水岩作用可能造成了成矿金属分布、碳氧硫同位素以及碳酸盐有机碳含量的空间差异。多因耦合造就了甲玛的分带模式(图3)。

对甲玛矿床的解剖为全面认识典型矽卡岩铜矿床的空间分带提供了关键资料,为深入理解矽卡岩分带的控制因素提出了重要见解。同时,多元分带的识别对于研究区及其他地区同类型矿床的找矿勘查亦具有一定的指导意义。

 


图1 甲玛矿床辉石成分及空间变化



图2 甲玛矿床碳酸盐碳氧同位素及有机碳含量的空间变化和相关关系

 


图3 甲玛矿床矽卡岩分带模式

 

本研究得到国家重点研发计划(2022YFF0800902)、国家自然科学基金(42322206)等项目的联合资助。相关成果发表于矿床学权威期刊《Economic Geology: Shu, Q., Deng, J. *, Chang, Z., Wang, Q., Niu, X., Xing, K., Sun, X., Zhang, Z., Zeng, Q., Zhao, H., 2024. Skarn zonation of the giant Jiama Cu-Mo-Au deposit in southern Tibet, SW China. Economic Geology 119, 1-22.

原文链接:https://doi.org/10.5382/econgeo.5038