四川拉拉IOCG型铜矿床成矿特征*

田兰兰　宋　昊　张成江　陈　良　鲍官桂　张　谦

(1.成都理工大学地球科学学院；2.凉山矿业股份有限公司)



四川拉拉IOCG型铜矿床成矿特征*

田兰兰1宋昊1张成江1陈良2鲍官桂1张谦1

(1.成都理工大学地球科学学院；2.凉山矿业股份有限公司)

摘要四川拉拉铜矿床为我国典型的铁氧化物-铜-金(Ironoxide-copper-gold, IOCG)型矿床，结合野外考察和室内综合分析方法，在分析前人相关研究成果的基础上，从矿床地质特征、年代学、赋矿围岩、岩浆活动、成矿流体以及构造演化等方面，对四川拉拉铜矿床的主要成矿期次及成矿模式进行了划分和探讨。研究结果表明：①该矿床的成矿期次可划分为4个阶段，在时间先后顺序上依次为矿源建造火山沉积期、区域变质改造期、叠加改造热液成矿期、新元古代变质改造期；②成矿模式为漫长而又复杂的地质过程，是多期次、多阶段、多种成矿作用相互叠加的结果。该矿床成矿期次和成矿模式的分析成果，对于该矿区进一步开展找矿勘探工作有一定的参考价值。

关键词IOCG型矿床矿床地质特征成矿期次成矿模式成矿特征

拉拉铜矿是四川省最大的铜矿床，是我国典型的IOCG型铜矿床，学术界对于该矿床成因的主要观点有火山成因块状硫化物矿床[1]和变质热液矿床[2-4]，该2种观点均缺乏可靠的定年数据和精确的年代学依据。大量学者在进行同位素精确定年的基础上，认为该矿床成因为火山作用、热液作用及变质作用共同作用的结果[3,7-17]。本研究结合该矿床已有的同位素定年资料及相关地质勘探资料，对该矿床成矿期次进行划分，并对成矿模式进行探讨，为IOCG型矿床成因及演化过程的研究提供参考。

1　矿床地质特征

四川拉拉IOCG铜矿床位于扬子地块西缘、康滇地轴中段，由落凼、石龙、老羊干滩、老虎山等4个矿区组成，其中落凼矿区规模最大。矿区主要构造为EW、SN向，其中EW向的F1断层为一条多期活动的韧-脆性剪切带，控制了矿体的延伸方向与空间展布；SN向的F29、F13断层分别构成了矿区的东、西边界[5]。矿区出露的地层为元古代河口群、会理群小青山组和侏罗系，其中工业矿体主要赋存于河口群地层中。矿床主要的矿石为石英钠长岩和黑云母片岩。矿石的主要金属矿物为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿，次为辉钼矿、斑铜矿、赤铁矿、辉钴矿，见少量的自然金、磁黄铁矿等。矿区常见的矿石构造有塑性变形而形成的条带状构造、条纹状构造和脆性变性而形成的脉状-网脉状构造、角砾状构造。常见的矿石结构有自形—半自形—他形晶粒状结构、交代残余结构、包含结构和枝状结构[6]。矿床区域位置特殊且成矿时代较古老，成矿过程经历了多期次、多阶段及多方式的成矿作用。

2　成矿期次

前人对拉拉铜矿成矿年龄进行了大量研究，成果丰硕，根据测年结果(表1)，可充分证明拉拉铜矿床成矿是多期次、多阶段性的。据表1，可大致将拉拉IOCG铜矿床的成矿期次分为中元古代早期( 1 800～1 600Ma)、中元古代中期(1 400～1 200Ma)、中—新元古代晚期(1 100～1 000Ma)、新元古代早期(850～800Ma)等4个阶段。

2.1矿源建造火山沉积期

拉拉IOCG铜矿火山喷发作用是康滇地区较广泛的一期地质事件，古元古代早期约 2 050Ma发生了红山运动热事件[14,16]。深部含矿岩浆喷出后沉积于弧后盆地一侧，形成了河口群地层的细碧角斑岩系岩石[14,16,18]。约1 750Ma(早元古代晚期)，火山活动频繁，随着火山喷发，富铁、铜、钠质熔浆形成了初始矿源层(海底火山沉积夹海相碳酸盐沉积)。海底火山喷发及沉积作用赋存了大量的铜铁多金属元素，该类元素在一定的物理化学条件下沉淀，并以同沉积形式赋存于火山沉积岩系中[11]。约1 650Ma，在沉积成岩基本完成后，伴随哥伦比亚超大陆的裂解增强，区域发生了不连续的岩浆侵位活动，形成了“双峰式侵入岩”；同时在该地区形成了菱铁矿，在热液作用下菱铁矿发生了变质而形成了磁铁矿[11]。因此，在该时期内，拉拉地区的大范围铁矿最有可能形成。

表1　拉拉IOCG铜矿床年代学数据[7-17]

2.2区域变质改造期

在中元古代中期(1 400～1 200Ma)，拉拉地区发生了多次构造运动的区域构造热变质改造作用，形成了拉拉矿床中的变质改造型铜矿石及富矿层。在此期间，主要发生铜和铁的富集，为IOCG矿床的早期成矿阶段[11]。在该阶段成矿作用过程中，原封存于沉积岩和火山-沉积岩中的各种水(粒间水、结构水、吸附水、裂隙水)以及挥发分等，受热力和压力作用的影响，从岩石、矿物中析出，发生活化转移并从流经的围岩淋滤萃取成矿物质组分，从而形成了含矿变质热液。在区域性片理化、岩石重结晶和剪切变形作用下，矿液流体向上运移[2]，形成了具(似)层状、致密块状、浸染状、条纹状和条带状构造特征的铜矿石。中元古代中期(约1 200Ma)，扬子地台西缘爆发东川运动，河口群岩石发生了与成矿关系密切的变质作用[11,16]，磁铁矿、磷灰石在该阶段富集成矿。

2.3叠加改造热液成矿期

中—新元古代晚期(1 100～1 000Ma)为拉拉IOCG型铜矿床形成的主要时期。伴随着罗迪尼亚超大陆的拼接事件早期的格伦维尔运动，在区域热液动力作用下，出现了与变质作用有关的气化热液活动。从深部起源的岩浆热液等沿深大断裂(热液通道)上升，同时浅部的变质热液、地下热卤水等沿断裂下渗并与其混合后，循环淋滤赋矿地层(淋滤出河口群)中的Cu、Mo、Au等多金属元素，形成了富含多金属元素的含矿热液，并继续沿导矿构造上升和运移，至容矿空间(有利的褶皱、断裂构造空间)时与海水发生混合而沉淀富集，形成了黄铜矿、黄铁矿等主要金属硫化物[9,11]，同时还形成了一定量的辉钼矿、自然金、辉钴矿等，并且还伴随着与成矿关系非常密切的围岩蚀变，形成浸染状构造、脉状-网脉状构造、角砾状构造和自形—半自形—他形晶粒状结构、交代残余结构、包含结构和枝状结构等热液型矿石组构。

2.4新元古代变质改造期

新元古代早期(约850Ma)，拉拉IOCG矿床进入成矿晚期阶段，矿床整体得到了改造富集，形成了一定形状、产状和规模的矿体。伴随着罗迪尼亚超大陆的裂解事件，其蕴含的巨大热量促使区域变质作用进一步发生[16]。构造变形所产生的褶皱、断裂为热液的迁移提供了通道，并为有用元素提供了赋存场所，促进沉积成岩阶段河口群内成矿元素的进一步活化、迁移、富集成矿，在变质作用过程中受到变质热液及热动力的改造，使矿物、岩石发生了重结晶、交代蚀变，从而使其形态、产状、结构发生了重大变化。约 800Ma，拉拉IOCG矿床中的U开始富集成矿(表2)[11]，依据是对拉拉IOCG矿床内晶质铀矿的电子探针化学测年结果。

表2　拉拉IOCG型矿床成矿作用过程[11]

3　成矿模式

本研究将四川拉拉IOCG铜矿床的成矿模式划分为4个阶段(表2、图1 )，每一个成矿阶段在相应的构造环境及成矿作用下形成的金属矿物以特定的组合形式和形态存在。

(1)矿源建造火山沉积期(1 800～1 650Ma)。为金属成矿作用的预富集阶段，哥伦比亚超大陆裂解，该区处于陆内裂裂谷环境，火山活动频繁，海底火山喷发带来了大量的成矿物质，可能形成该区大范围的铁矿。

(2)区域变质改造期(1 400～1 200Ma)。该区仍处于陆内裂谷环境，约1 200Ma，扬子地台西缘爆发了东川运动，矿源层发生了广泛的与成矿密切相关的区域变质作用，主要形成了一定形态的铜矿石、磁铁矿和磷灰石。

(3)叠加改造热液成矿期(1 100～1 000Ma)。罗迪尼亚超大陆拼接，并伴随格伦威尔运动，出现了与变质作用有关的气化热液活动，在热液作用下主要形成了黄铜矿、黄铁矿和一定量的辉钼矿、自然金、辉钴矿。

(4)新元古代变质改造期(850～800Ma)。罗迪尼亚超大陆裂解，该区处于碰撞造山挤压环境，变质作用进一步发生，岩石、矿物发生重结晶、交代蚀变等，形成了一定形状、产状和规模的矿床，并且U在该阶段富集成矿。

4　结　论

(1)根据同位素年代学测年结果，将四川拉拉IOCG铜矿床的成矿年龄可划分为4个时间段，依次为中元代古早期(1 800～1 600Ma)、中元古代中期(1 400～1 200Ma)、中—新元古代晚期(1 100～ 1 000Ma)、新元古代早期(850～800Ma)。

(2)根据矿物共生组合及矿区地质特征，四川拉拉IOCG铜矿床的成矿过程可分为矿源建造火山沉积期、区域变质改造期、叠加改造热液成矿期、新元古代变质改造期等4个期次。

(3)四川拉拉IOCG铜矿床的成矿模式可归纳为，首先经历海底火山喷发-沉积成岩，为金属成矿预富集；其次经过区域变质作用的改造成矿，使得铜矿石、磁铁矿和磷灰石得以富集，再经历热液成矿作用使黄铜矿、黄铁矿大量富集；最后在变质改造作用下使U富集成矿，并且矿床的整体规模及形态得以塑造。

图1　拉拉IOCG铜矿成矿模式[9,19]

参考文献

[1]姜福芝，王玉往.海相火山岩与金属矿床[M].北京：冶金工业出版社，2005．

[2]申屠保涌.四川省会理拉拉厂铜矿床地质地球化学特征及成矿模式[J].沉积与特提斯地质，1997(2)：112-126．

[3]李泽琴，胡瑞忠，王奖臻，等.中国首例铁氧化物-铜-金-铀-稀土型矿床的厘定及其演化[J].矿物岩石地球化学通报，2002，21(5)：258-260．

[4]孙燕，舒晓兰，肖渊甫.四川省拉拉铜矿床同位素地球化学特征及成矿意义[J].地球化学，2006，35(5)：553-559．

[5]王奖臻，李泽琴，刘家军，等.拉拉铁氧化物-铜-金-钼-钴-稀土矿床辉钼矿的多型及标型特征[J].地质找矿论丛，2004，19(2)：96-99．

[6]朱志敏，曾令熙，周家云，等.四川拉拉铁氧化物铜金矿床(IOCG)形成的矿相学证据[J].高校地质学报，2009，15(4)：485-495．

[7]李复汉，覃家铭，申玉莲，等.康滇地区的前震旦系[M].重庆：重庆出版社，1988．

[8]周家云，郑荣才，朱志敏，等.四川会理拉拉铜矿辉长岩群地球化学与Sm-Nd同位素定年[J].矿物岩石地球化学通报，2009，(2)：111-122．

[9]朱志敏.拉拉铁氧化物铜金矿：成矿时代和金属来源[D].成都：成都理工大学，2011．

[10]王东兵，孙志明.扬子地块西缘河口群的时代:来自火山岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄的证据[J].地层学杂志，2012(3)：630-635．

[11]宋昊.扬子地块西南缘前寒武纪铜-铁-金-铀多金属矿床及区域成矿作用[D].成都：成都理工大学，2014．

[12]李泽琴，王奖臻，刘家军，等.拉拉铁氧化物铜金钼稀土矿床Re-Os同位素年龄及其地质意义[J].地质找矿论丛，2003，18(1)：39-42．

[13]CHENWT,ZHOUM.Paragenesis,stableisotopes,andmolybdeniteRe-OsisotopeageoftheLalairon-copperdeposit,SouthwestChina[J].EconomicGeology, 2012(1):459-480.

[14]陈好寿，冉崇英，李承德，等.康滇地轴铜矿床同位素地球化学[M].北京：地质出版社，1992．

[15]吴建民，刘肇昌，黎功举，等.扬子地块西缘铜矿床地质[M].武汉：中国地质大学出版社，1998.

[16]黄从俊，李泽琴，王奖臻，等.拉拉铁氧化物-铜金-铀矿床(IOCG)成矿时代分析[J].河南师范大学学报：自然科学版，2012，40(6)：80-83．

[17]陈好寿.同位素地球化学研究[M].杭州：浙江大学出版社，1994．

[18]孙燕，李承德.四川拉拉铜矿成矿机制研究[J].成都地质学院学报，1990，17(4)：1-9．

[19]王亚东.拉拉铜矿地质地球化学特征与成矿模式研究[D].荆州：长江大学，2015．

(收稿日期2016-05-11)

MetallogenicCharacteristicsofLalaIOCGTypeCopperDepositinSichuanProvice

TianLanlan1SongHao1ZhangChengjiang1ChenLiang2BaoGuangui1ZhangQian1

(1.CollegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology;2.LiangshanMiningCo.,Ltd.)

AbstractThe Lala copper deposit is located in Sichuan province,it is a typical ironoxide-copper-gold (IOCG) deposit.Combing with the geological investigation and indoor comprehensive analysis method,based on analyzing the previous related study results,the main metallogenic period and metallogenic model of Sichuan Lala IOGC copper deposit are discussed in depth from the aspects of deposit geological characteristics,chronology,ore-hosting rock,magmatic activity,ore-forming fluid and structural evolution.The study results show that:①the metallogenic period of Sichuan Lala IOCG copper deposit can be divided into four periods,from the time order,they are mineral source formation volcanic sedimentary period,regional metamorphism reformation period,superposition reformation hydrothermal metallogenic period,metamorphism reformation period in neoproterozoic respectively;②the metallogenic model of Sichuan Lala IOCG copper deposit is the lengthy and complicated geological process and it is the results of the mutual superposition of the multi-stages,multi-steps and a variety of mineralization.The above study results related to the Sichuan Lala IOCG copper deposit can provide some reference for the further prospecting work in the Sichuan Lala IOCG copper mining area.

KeywordsIOCG deposit, Deposit geological characteristics, Metallogenic period, Metallogenic model, Metallogenic characteristics

*中国地质调查局基金项目(编号：12120113095500)；国家自然科学基金项目(编号：41503037，40872069)；四川省教育厅科研项目(编号：15ZB0083)。

田兰兰(1995—)，女，610059 四川省成都市成华区二仙桥东三路1号。