羌塘地区多才玛铅锌矿床流体包裹体特征及成因类型

刘长征,李世金,陈岳龙,李大鹏,高永旺,郭海明,李连松,汪元奎

(1.青海省第五地质矿产勘查院,青海 西宁 810028;2.青海省地质调查局,青海 西宁 810001;3.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京100083)

0 引言

北羌塘–昌都地块位于青藏高原东北部,夹持于可可西里–金沙江缝合带与龙木错–双湖–澜沧江缝合带之间(图1),是“三江”北段成矿带的重要组成部分(潘桂棠等,2002)。北羌塘地块内富含铅、锌、铜、锑、银、铁、金等矿产资源(于浦生等,2007;赵振明等,2013),裴荣富等(2005)将其划为有较大找矿潜力的南部大陆边缘构造带,其中以沱沱河地区多才玛铅锌矿床最为突出,代表了一种以沉积岩为容矿岩石的铅锌矿床类型。该矿床与玉树地区的东莫扎抓、莫海拉亨等铅锌矿床,以及“三江”南段兰坪盆地内若干赋存于沉积岩中的贱金属硫化物矿床有相似的成矿背景和成矿作用(侯增谦等,2008;王贵仁等,2012)。多才玛铅锌矿床于 2003年发现,2014年控制铅锌(银)资源量约为 609万吨(333+334),达超大型规模,是目前青藏高原东北部最大的铅锌(银)多金属矿床;由多才玛铅锌矿床及周边的楚多曲、巴斯湖、那日尼亚、纳保扎陇、扎拉夏格涌等众多铅锌矿床、矿(化)点,共同构成了三江北段沱沱河铅锌(银)多金属矿集区。

图1 研究区构造位置图(据潘桂棠,2002)Fig.1 Map showing the structural location of the study area

沱沱河地区自然条件艰苦,矿区基础地质研究薄弱,相关的研究报道较少。近年来,随着该地区铅锌多金属矿床找矿工作不断取得突破,多才玛铅锌矿床备受关注,研究工作主要集中在矿区构造变形与矿化的关系(张洪瑞等,2011)、成矿特征与控矿模型(侯增谦等,2008)、矿床成因类型(宋玉财等,2009,2011;刘长征,2012)、成矿规律及方向(易平乾等,2007;王贵仁等,2012)、遥感蚀变信息提取(陈建平等,2009)、资源潜力和成矿预测(刘晓玲等,2010;孙岩等,2010;刘长征等,2011)等方面,但缺乏对成矿流体的系统研究,制约了对矿床成因的深入认识。由于原生流体包裹体是保留在矿物里的古成矿流体,也是厘定矿床成因类型的重要依据(芮宗瑶等,2002,2003;王可勇等,2004;陈衍景等,2007;池国祥和赖健清,2009;孙贺和肖益林,2009;秦雅静等,2012),因此,本文选取了矿床主成矿阶段的脉石矿物石英和方解石进行系统的流体包裹体研究,限定成矿流体的特征,为深入探讨多才玛铅锌矿床的成因提供依据,为该地区的铅锌找矿突破提供借鉴。

1 区域地质背景

沱沱河地区泛指青海西南部沱沱河一带的中新生代盆地区域,地处西南三江铜–锌–锡–钼–金–银–镍–钴成矿带上向北西延伸区域,该带为一强烈挤压、碰撞的复合造山带(侯增谦等,2008),产出众多矿床(点)。区内出露最早的是石炭系,主要为浅海相海陆交互相含煤碎屑岩、碳酸盐岩建造;二叠系总体为碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩序列;三叠系主要为结扎群,属于海陆交互相沉积含煤碎屑岩建造,其中甲丕拉组岩石类型复杂且夹多层岛弧型中基性火山岩(汤朝阳等,2011);侏罗系为一套海相碎屑岩和碳酸盐岩地层(尹福光,2003;张玉修等,2007);白垩系风火山群主要是紫红色调的粗碎屑岩系;新生代沉积地层,形成了分布局限的古近纪–新近纪内陆河流湖泊相红色碎屑岩沉积,自下而上可分为沱沱河组、雅西措组、五道梁组等,与下伏地层多呈角度不整合或断层接触。

沱沱河地区受印度–欧亚大陆碰撞的影响,发生了大规模逆冲及走滑断裂活动,成为西藏北部最大的新生代逆冲推覆构造(侯增谦等,2008)。逆冲推覆构造带主要由一系列NW–NWW走向的逆冲断层和褶皱组成,大部分逆冲断层向西南倾斜(李亚林等,2006)。三江成矿带所发现的矿床、矿点大多产于NW向的断裂破碎带,如兰坪盆地的金顶铅锌矿床、白秧坪多金属矿集区、玉树地区东莫扎抓、莫海拉亨铅锌矿床、沱沱河多才玛铅锌矿床等,并受逆冲推覆构造控制。

区内岩浆活动主要开始于晚古生代,止于新生代。侵入岩出露于沱沱河、通天河两岸,主要为浅成–超浅成中酸性岩体,侵入时代以喜山期为主,其次为海西期和印支期;喷出岩区内各处均可见,从晚石炭世始到新近纪止,各时代均有喷出岩出露,但规模较小,以新生代火山岩较为发育。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

矿区出露地层主要有:二叠系九十道班组下岩段(P1j1)和上岩段(P1j2)、三叠系甲丕拉组(T3jp)、侏罗系夏里组(J2x)、古近系沱沱河组(Et)、雅西措组(E3N1y)、五道梁组(E3N1w)和第四系(Q)(图2)。

九十道班组(P2j)主要出露于矿区中部,为一套浅海相碳酸盐岩沉积具礁灰岩地层,下岩段(P1j1)为浅灰白色厚层状结晶灰岩、生物碎屑灰岩夹少量长石岩屑砾岩,上岩段(P1j2)为浅灰白色层状灰岩,区域上所发现的铅锌矿床、矿带大多产于该地层角砾状灰岩中,是铅锌成矿的有利层位;甲丕拉组(T3jp)分布在茶曲怕查矿段南侧,主要为灰紫色厚层岩屑石英砂岩、岩屑长石砂岩,夹复成分砾岩、含砾粗砂岩、长石石英砂岩、泥质粉砂岩,局部夹中基性火山角砾岩及玄武岩;夏里组(J2x)分布在孔莫陇矿段西侧(图外),主要为紫红色长石石英砂岩夹灰绿色长石石英砂岩、含少量深灰色生物碎屑灰岩;沱沱河组(Et)分布面积较大,主要分布在茶曲怕查矿段,为一套紫红、砖红、褐红色巨厚层状复成分砾岩夹灰色岩屑砂岩、钙质长石岩屑砂岩、砂质灰岩,底部砾岩中常见有铅锌矿化,矿体规模较小,铅锌品位较低;雅西措组(E3N1y)主要分布于茶曲怕查矿段以东的多才玛一带(图外),岩性主要为青灰色–灰绿色长石石英岩屑砂岩;五道梁组(E3N1w)分布孔莫陇、多才玛矿段,为浅灰绿–灰黄色薄–中厚层状泥灰岩、泥晶灰岩、白云质灰岩夹含灰质黏土岩、钙质粉砂岩、石膏层及岩屑砂岩和岩屑砾岩等。

区内褶皱构造不发育,断裂构造则较发育,主要有近EW向和NE向两组断裂,近EW向的逆断层和北侧的不整合,奠定了矿区主要构造框架(张洪瑞等,2011)。F1断裂为区域性张性断裂,规模最大,横贯三个矿段向东西两侧延伸,总体走向近EW向,与地层走向基本一致,局部 NE向,沿断裂形成宽100~400 m 不等的破碎带,呈波状弯曲,地表发现的铅锌矿体产于其内,断裂在成矿前具压–压扭性,成矿期为张性特点;破碎带由构造角砾岩、断层泥等组成,具明显的碳酸盐化、石膏化、泥化及褐铁矿化,其中角砾成分为灰岩,硅化较弱,偶见针状毒砂矿化。F2、F3逆断层呈NW向分别位于F1断层北侧和南侧;F4、F5逆断层(图外)位于多才玛矿段,呈NW向和近EW向,被NE向的F6、F7平移断层错断,断层破碎带见有构造角砾岩。经研究认为,矿区发育有逆冲推覆构造,上盘为二叠系九十道班组灰岩,下盘为沱沱河组碎屑岩,北部晚五道梁组泥灰岩含石膏层不整合于灰岩之上,而区域上所发现的铅锌矿床(点)明显受大型逆冲推覆构造控制(侯增谦等,2008;张洪瑞等,2011,2012)。

图2 多才玛铅锌矿区主要矿段地质简图Fig.2 Simplified geological map of the Duocaima Pb-Zn deposit

矿区岩浆活动微弱,在孔莫陇矿段东南一带呈岩株状零星分布,岩性主要为石英正长斑岩。最新的锆石U-Pb定年表明其年龄为253.9±4.3 Ma,代表岩浆的结晶年龄,岩体与成矿无直接关系(李政,2009;张洪瑞等,2010)。也有学者认为是晶屑凝灰岩,LA-ICPMS锆石U-Pb定年为257.5 Ma,为晚二叠世的火山岩,与九十道班组地层为同时代产物,成岩时代为成矿前,与成矿关系不大(钱烨,2014)。

2.2 矿体特征

矿区圈出长约 19 km矿化蚀变异常带,自西向东划分了孔莫陇、茶曲怕查和多才玛三个矿段,其中圈定铅锌矿体29条。在孔莫陇矿段内圈出铅锌矿体20条,主要由深部钻探工程及少量地表槽探工程控制,以隐伏矿体为主,地表出露矿体较少(图2),含矿岩性为浅青灰色方铅矿化褐铁矿化碎裂灰岩、结晶灰岩,矿体呈脉状、板状、哑铃状、透镜状等,有铅锌共生矿体,也有独立铅、锌矿体,长度 300~1400 m不等,厚度在2.07~82.50 m;铅矿体品位在0.66%~8.82%,锌矿体品位在1.31%~3.38%,在深部见到两段较富铅锌矿体,铅和锌的品位最高可达33.82%和51.92%。孔莫陇矿段的层间破碎带有一定程度的矿化,矿化富集的主体受陡倾的穿层断裂控制,在两种构造叠加部位矿化较富集,即主容矿构造为陡倾的穿层断裂而非层间破碎带(钱烨,2014)。

茶曲怕查矿段内圈出铅锌矿体 5条,均为地表槽探和深部钻探工程控制的矿体,含矿岩性为复成分砾岩和浅紫红色–黄褐色褐铁矿化泥晶灰岩。控制矿体长度100~393 m,厚度3.0~25.2 m,锌矿体品位是 1.64%~9.66%,铅锌矿体 Pb+Zn品位在 1.07%~7.69%之间。多才玛矿段内圈定铅锌矿体4条,为地表槽探揭露的矿体,含矿岩性为含生物碎屑泥晶灰岩、中薄层状碎裂结晶灰岩,地表控制长度为100 m,铅矿体厚度为 1.02~9.86 m,品位是 0.53%~1.95%,锌矿体厚度为1.89~4.93 m,品位是0.82%~4.80%。

2.3 矿石特征

矿石类型主要有角砾状、块状、网脉状、浸染状、星点状等(图3)。方铅矿、闪锌矿主要以细脉形式产出;白铅矿、铁铅矿、硫酸锌、氧化锌等矿化主要以次生富集的形式沿岩石的层理、节理面或裂隙面产出。矿化强弱与裂隙发育程度有关,裂隙密集且宽时,形成矿脉较多,含矿品位亦较高。镜下可见反应低温的胶状构造褐铁矿、充填形成的条带状重晶石、玉髓或蛋白石,以及条带状褐铁矿被后期白铅矿沿裂隙交代的现象(钱烨,2014)。

原生矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等,次生矿物主要有铅矾、氧化锌、褐铁矿等;脉石矿物主要有方解石、白云石、重晶石、玉髓、石英和石膏。矿石结构包括自形–半自形–它形晶簇状结构、生物碎屑结构、碎裂结构、皮壳状结构等,矿石构造有角砾状、脉状、块状、星点状、稀疏浸染状等构造。孔莫陇矿段发育有三类角砾岩:同沉积张性断裂角砾岩、溶洞垮塌角砾岩、热液溶蚀角砾岩,而溶洞垮塌角砾岩和热液溶蚀角砾岩与铅锌矿化关系较为密切,与典型的 MVT矿床赋矿围岩特征相似(张洪瑞等,2012;宋玉财等,2013)。

2.4 矿化阶段和围岩蚀变

区内成矿可分为热液成矿期和表生成矿期,其中热液成矿期 3个阶段:(Ⅰ)石英–黄铁矿–方铅矿阶段,矿物组合以黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、石英为主,伴有黄铜矿;(Ⅱ)玉髓–重晶石–碳酸盐–方铅矿阶段,矿物组合以方铅矿、闪锌矿、碳酸盐、重晶石为主,伴有黄铁矿、黄铜矿、玉髓、石英等;(Ⅲ)碳酸盐–石膏阶段,矿物组合以碳酸盐、石膏为主,伴有黄铁矿、重晶石、高岭石等(钱烨,2014)。

区内含矿围岩蚀变类型主要有碳酸盐化(白云石化)、硅化、重晶石化、高岭土化等,均与成矿关系密切。其中硅化在成矿Ⅰ阶段表现为不均匀的石英细脉和细网脉,重晶石化、碳酸盐化在成矿Ⅱ阶段较为发育,成矿Ⅲ阶段发育有方解石脉,穿切早阶段蚀变和矿化,矿化弱。

3 流体包裹体研究

3.1 样品和测试方法

本文研究样品采自孔莫陇矿段7个钻孔(ZK3901、ZK102、ZK602、ZK603、ZK4001、ZK10401、ZK11201)的不同位置(图2)。其中,角砾状铅锌矿石样品取自ZK102钻孔KM4铅矿体(图3a)和ZK602钻孔KM10铅矿体(图3d),网脉状铅锌矿石取自ZK10401钻孔铅矿体(图3c),块状铅锌矿石取自 ZK603钻孔KM6铅矿体(图3e),样品主要代表的是热液成矿期的第Ⅰ、Ⅱ阶段;弱矿化方解石样品取自 ZK3901钻孔的碎裂结晶灰岩(图3b、3f)、ZK11201钻孔的碎裂结晶灰岩(图3f),可能代表了热液成矿期的第Ⅲ阶段。

流体包裹体显微测温在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室的流体包裹体实验室完成。所用仪器为英国 Linkam公司产THMSG600型和 MDSG600型冷热台,测温范围为–196~+600 ℃,冷冻和加热可控速率范围为 0.01~130 ℃/min–1,精度及稳定性均在0.1 ℃之内。测试过程中,进行反复测温检验,保证相转变温度的准确性。根据冰点测定结果,利用Hall et al.(1988)的盐度计算公式获取相应包裹体的盐度;根据刘斌和沈昆(1999)的公式计算获得流体包裹体的流体密度。

图3 孔莫陇矿段用于测试的矿石样品Fig.3 Photographs of hand specimen from the Kongmolong ore section of the Duocaima deposit

3.2 包裹体岩相学特征

孔莫陇矿段的流体包裹体以气–液两相包裹体居多,含少量纯气相包裹体。气–液两相包裹体主要为充填度大于 80%的富水包裹体,气泡较小,个体变化较大,形状多样,呈规则状或不规则状沿晶体的生长面理方向分布,有时呈孤立状分布,显示它们近于同时捕获的特征,是成矿阶段的主要包裹体类型。不同脉石矿物及不同类型的包裹体形态特征如下(图4):

(1) 石英中的流体包裹体:有气体包裹体(图4a)、气液包裹体(图4b)和富气包裹体(图4c),几种包裹体在各类矿石中均有产出,包裹体的个体稍大,以网脉状矿石中最多,其次为浸染状、块状等矿石,主要以热液成矿期第Ⅰ阶段为主。气体包裹体多呈不规则状,大小一般为 5~10 μm,主要由气相组成,呈孤立状分布。气液包裹体多呈浑圆状、长管状和不规则浑圆状等,大小一般为 5~20 μm,个别可到几十微米,它们由气相(5%~30%)和液相(体积70%~95%)组成,呈孤立状或群体分布,为原生包裹体。富气包裹体呈不规则浑圆状,一般在10~20 μm,主要由液相(40%~70%)和气相(30%~60%)组成,多分布在硫化物矿物边部的石英中。

(2) 方解石中的流体包裹体:主要为气液包裹体(图4d、e、f、g、h、k、l、m),次为富气包裹体、气体包裹体(图4i、j),前者呈不规则状、长条状、不规则椭圆状,大小不一,一般为5~10 μm,个别较大,它们主要由液相(80%~95%)和气相(5%~20%)组成。这类包裹体多赋存在热液成矿期 3个阶段的方解石中,方解石多为无色透明,或充填在硫化物的晶洞中,呈脉状或结晶较大的团块。

(3) 白云石中的流体包裹体:指白云石化阶段方解石中的流体包裹体(图4n、o、p),主要分布在热液成矿期Ⅱ、Ⅲ阶段,其寄主矿物方解石多为浅肉红色、较浑浊白色的粗脉或团块,流体包裹体为气液两相,呈不规则、四方形状或菱形,孤立或成群存在,大小约为 5~10 μm,由气相(5%~10%)和液相(体积90%~95%)组成。

图4 多才玛铅锌矿流体包裹体显微照片Fig.4 Photomicrographs of fluid inclusions in the Duocaima Pb-Zn deposit

3.3 流体包裹体均一温度和盐度

矿床原生流体包裹体均一温度分布范围为 97~497 ℃(表 1,图5),大体呈现出 4个区间:分别是100~200 ℃、200~260 ℃、280~360 ℃和 380~440 ℃,以第1个区间峰值最为显著,集中变化于120~180 ℃。其中,方解石中流体包裹体均一温度变化范围主要为97~321 ℃,个别达350 ℃以上,均值为190 ℃,峰值范围集中在 120~180 ℃和 200~320 ℃两个区间;白云石中流体包裹体均一温度范围变化于125~144 ℃,均值为136 ℃,峰值区间120~140 ℃;石英中流体包裹体均一温度范围变化于140~422 ℃,均值为 241 ℃,峰值范围集中在 120~180 ℃和260~360 ℃两个区间(表1,图5)。

图5 多才玛矿区脉石矿物的包裹体均一温度直方图Fig.5 Histogram of homogenization temperature of fluid inclusions from gangue rocks in the Duocaima deposit

研究中发现,流体包裹体均一温度有300~420 ℃的高值存在(图5),大多集中在见矿钻孔(ZK102、ZK602、ZK603、ZK10401)中的气液包裹体,寄主矿物主要为方解石、石英,这一相对较高的成矿温度对于多才玛铅锌矿床的意义如何,还有待进一步研究。此现象的合理解释,可能是由不同流体的混合作用引起:一是矿物形成过程中,120~180 ℃左右的低温热液与＞300 ℃以上的中高温热液相混合;另一种是大于 300 ℃的中高温热液在流动过程中,与下渗的大气降水相遇,流体产生的混合作用而导致(张振亮等,2005)。均一温度复杂的变化趋势也许反映了该矿床经历了多阶段成矿作用,推测该区铅锌矿至少经历了从中高温(280~360 ℃)到低温(120~180 ℃)的复杂成矿作用,以低温成矿作用为主。

表1 多才玛铅锌矿床不同钻孔样品脉石矿物流体包裹体测温结果Table 1 Microthermometric results of fluid inclusions in samples from different drilling holes in the Duocaima Pb-Zn deposit

99个冰点温度值变化于–19.3~–0.5 ℃,高峰段集中在–4.0~–1.0 ℃、–8.8~–6.1 ℃。其中方解石中包裹体冰点温度值变化于–19.3~–0.8 ℃范围内,高峰区间主要为–4.5~–1.2 ℃,其次为–10.1~–6.4 ℃、–19.3~–16.9 ℃;白云石中包裹体冰点温度值变化于–8.2~–6.5 ℃范围内;石英中包裹体冰点温度值变化于–7.6~–0.5 ℃范围内,高峰段集中于–1.4~–0.5 ℃、–7.6~–6.1 ℃(表 1、图6)。

包裹体盐度分布于0.9%~21.9% NaCleq范围内,平均盐度 9.2% NaCleq,显示 0.9%~7.2%,9.7%~16.1%,18.5%~21.9% NaCleq三段峰值区间(表1、图7)。其中,石英中成矿流体盐度范围为 0.9%~11.2%NaCleq,峰值集中在1.6%~2.4%、9.3%~11.0% NaCleq区间;白云石中流体盐度范围为 9.9%~11.9% NaCleq,集中于 10.1%~11.9% NaCleq之间;方解石中流体盐度范围为 1.4%~21.9% NaCleq,峰值集中在 2.1%~6.5%、10.1%~13.3%、18.5%~21.9% NaCleq区间。三件弱矿化样品包裹体的盐度峰值主要集中在2.1%~7.2% NaCleq区间,平均盐度5.7% NaCleq;四件铅锌矿石样品(09KZK102、09KZK602、09KZK603、0 9 K Z K 1 0 4 0 1)包裹体的盐度较高,主要集中在 8.8%~13.3% NaCleq、次为 21.1%~21.9%、0.9%~3.9% NaCleq之间,平均盐度11.7% NaCleq,反映出成矿流体主要为中低盐度,矿石样品中一些包裹体测试结果显示盐度较低,反映可能有浅表大气降水的加入,降低了成矿流体中的盐度。

图6 多才玛矿区脉石矿物的包裹体冰点温度直方图Fig.6 Histogram of freezing temperature of fluid inclusions in gangue minerals from the Duocaima deposit

3.4 流体密度、压力及成矿深度

据表 1可知,四件铅锌矿化较强样品中的成矿流体密度为0.57~1.09 g/cm3,平均0.94 g/cm3;三件弱矿化样品中的流体包裹体密度为0.76~1.02 g/cm3,平均0.94 g/cm3;总体上表明,不同矿化程度样品中流体包裹体密度基本一致,铅锌矿化样品的成矿流体密度变化范围更大一些,大部分包裹体流体密度集中在 0.70~1.00 g/cm3之间,显示成矿流体为中低密度。

根据包裹体均一温度及冷却温度计算,获得包裹体形成均一压力分布于 4~332 MPa,主要集中于5~10 MPa的范围内(图8)。由于包裹体均一压力计算误差会随温度计算误差成倍扩大,因此,可知成矿压力下限应为5~10 MPa。

成矿深度是矿床成因研究的重要内容,主要是通过测定成矿流体包裹体的压力后换算求得。由于矿床的实际地质条件复杂多样,若根据静岩压力梯度或静水压力梯度估算成矿深度则不能够真实地反映地质情况。因此,一些学者对金属矿床的成岩成矿深度进行了探索研究(武广等,2007;孙丰月等,2000;张德会等,2011),根据断裂带流体垂直分带模式,分段拟合了压力与深度关系,用于成矿深度的计算(孙丰月等,2000)。不同压力段计算成矿深度的公式如下(孙丰月等,2000;武广等,2007):

3.确定各级指标权重并进行一致性检验。使用EXCEL或MATLAB等软件对判断矩阵进行归一化处理，计算出各级指标的权重。同时为避免由于教学质量评价要素的复杂性以及考评人员认识的多样性、主观性等造成的问题，需对判断矩阵一致性进行检验，避免出现偏差。

图8 多才玛矿区样品脉石矿物包裹体均一温度–均一压力图解Fig.8 Diagram of homogenization temperature vs.homogenization pressure for fluid inclusions in the gangue minerals,the Duocaima deposit

图7 多才玛矿区脉石矿物包裹体盐度直方图Fig.7 Salinity histogram of fluid inclusions in the gangue minerals from the Duocaima deposit

①当x＜40 MPa时,y=x/10;

②当 40 MPa≤x≤220Mpa时,y=0.0868/(1/x+0.00388)+2;

③当 220 MPa≤x＜370 MPa 时,y=11+e(x-221.95)/79.075;

④当 x＞370 MPa 时,y=0.0331385x+4.19898;式中:x、y分别代表测得的流体压力值和成矿深度,单位分别为MPa和km。

根据上述成矿深度计算公式,求得多才玛铅锌矿床的最小成矿深度约为0.5~1 km。

4 讨论

4.1 成矿流体特征及矿床成因类型

多才玛铅锌矿床成矿流体具有以下基本特征:(1)成矿温度大多数集中在120~180 ℃之间,属低温特征;(2)包裹体中基本不含 CO2组分;(3)盐度变化于0.9%~21.9% NaCleq范围内,总体具有中低盐度特点,但局部也出现高于20% NaCleq的高盐度包裹体;(4)成矿流体密度集中在0.70~1.00 g/cm3之间,为中低密度;(5)成矿压力范围介于5~10 MPa,最小成矿深度约为0.5~1 km,成矿深度较浅。总体而言,矿床成矿流体具有低温、贫 CO2、中低盐度、中低密度和成矿深度浅等特点。

综合上述关于多才玛铅锌矿床地质和流体包裹体的研究结果,对比了沉积岩容矿的 MVT和SEDEX型标志性特征,见表2。

多才玛铅锌矿床容矿围岩以灰岩为主,产在沱沱河盆地这一造山逆冲推覆带的前陆盆地环境中(侯增谦等,2008);矿床具有明显后生特征,与岩浆无直接关系;矿体受北西向断层、断裂控制,呈脉状、透镜状、层状产在破碎带中;矿物组合为方铅矿+闪锌矿+黄铁矿+方解石+石英;围岩蚀变主要为碳酸盐化、硅化、高岭土化等;硫同位素组成显示δ34S值变化较大,在-29.5‰~30.1‰之间,峰值主要分布在–26.72‰~–4.1‰之间,硫同位素特征类似于盆地热液流体成因的矿床,反映硫来自沉积盆地细菌还原硫酸盐作用(李政,2009);矿石铅同位素组成稳定,铅同位素构造环境演化图解、Δβ-Δγ成因分类图解以及铅同位素单阶段Pb模式年龄为负值,显示铅的来源复杂多样,金属成矿物质不仅来自上地壳和造山带,还来自壳幔混合的俯冲带,揭示了成矿热液在成矿过程中受到一定程度多源混染影响,具

表2 多才玛铅锌矿床与MVT和SEDEX型铅锌矿床对比Table 2 Comparison of major characteristics of the Duocaima deposit,MVT deposit and SEDEX Pb-Zn deposit

对比研究表明,多才玛铅锌矿床与 MVT和SEDEX型矿床均是以沉积碳酸盐岩为赋矿容岩的铅锌矿床类型;多才玛铅锌矿床和 SEDEX铅锌矿床具有明显差异,与典型的 MVT铅锌矿床有一定的相似性(表2)。结合矿床产出背景、矿床地质、矿物组合、控矿构造等特点,认为多才玛铅锌矿床具有 MVT铅锌矿床特点,成因类型可以将其归为碰撞造山逆冲推覆带环境下形成的 MVT铅锌矿床,这种类型矿床有可能代表了青藏高原大陆碰撞造山带中一种特殊的Pb-Zn矿床(侯增谦等,2008)。

4.2 成矿模式及未来找矿勘查问题

多才玛铅锌矿床具如下特征:①矿床产于沱沱河盆地,其构造属性为造山带逆冲推覆带的前陆盆地;②容矿围岩为灰岩,白云石和方解石等碳酸盐矿物发育,而石英相对贫乏;③具有中低温硅化、碳酸盐化等蚀变组合;④成矿流体为低温、中低盐度、贫CO2的NaCl-H2O流体。以上特征表明,多才玛铅锌矿床与国内外典型MVT矿床特征一致(Leach and Sangster,1993;Leach et al.,2005;周朝宪等,1997;王奖臻等,2001;Basuki and Spooner,2004)。此外,成矿流体包裹体捕获压力为 5~10 MPa,对应深度为1 km左右,与造山带逆冲推覆带的前陆盆地环境相符合(Leach and Sangster,1993;Leach et al.,2005;张长青等,2005,2009;刘英超等,2008,2009)。

长期以来,羌塘地区由于工作条件艰苦,工作程度较低,找矿工作进展缓慢。多才玛MVT型铅锌矿床的确认,为区域找矿工作提供了新的思路。MVT矿床赋存于碳酸盐型地层中,形成于造山带逆冲推覆带的前陆盆地内,并具有成矿温度低和深度浅的特点,因此要重视羌塘地区逆冲推覆带前陆盆地和碳酸盐地层复合的地带,其具有勘查MVT型矿床的潜力。

5 结论

(1) 多才玛铅锌矿床矿石结构构造包括垮塌角砾状、块状、网脉状和浸染状矿石构造和生物碎屑结构、碎裂结构和皮壳状结构,这与MVT型铅锌矿的矿石结构构造特征相似。

(2) 多才玛铅锌矿床流体包裹体发育,主要为气液两相包裹体,另有少量的气相包裹体、富气包裹体,具有典型张性断裂体系中流体包裹体组合特征,矿区北西向区域张性断裂构造体系对该矿床的形成具有明显的控制作用。

(3) 流体包裹体显示盐度变化于 0.9%~21.9%NaCleq范围内,与铅锌矿化有关的盐度集中在8.8%~13.3% NaCleq之间,具有中低盐度特点;成矿温度大多数集中在 120~180 ℃之间,属低温型成矿流体;流体密度介于 0.90~1.00 g/cm3之间,为中低密度;成矿压力范围介于5~10 MPa,最小成矿深度约为 0.5~1 km,矿床形成深度较浅。多才玛铅锌矿床成矿流体具有低温、中低盐度、中低密度、低压、浅成等特点,与MVT型铅锌矿的成矿流体特征一致。

(4) 多才玛铅锌矿床是以沉积碳酸盐岩为赋矿容岩的铅锌矿床类型,结合矿床产出背景、矿床地质、矿物组合、控矿构造等特点,认为多才玛铅锌多金属矿床与 MVT铅锌矿床具有一定的相似性,成因类型应为碰撞造山逆冲推覆带环境下形成的MVT型铅锌矿床,而非SEDEX型矿床。

致谢:野外工作期间得到了项目组技术人员大力支持和帮助;论文编写过程中得到了中山大学王岳军教授、长安大学姜常义教授、西安地质矿产研究所宋忠宝研究员和高永宝博士的帮助;审稿人北京科技大学徐九华教授和中国科学院地球化学研究所张乾研究员提出了宝贵的修改意见,在此一并感谢！

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