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物探与化探, 2019, 43(4): 702-708 doi: 10.11720/wtyht.2019.2457

地质调查·资源勘查

西藏斯弄多银多金属矿床岩石地球化学特征及找矿前景

杨宗耀1, 张崇海2, 赵晓彦,1, 郎兴海2, 肖鸿天2, 梁君3

1. 西南交通大学 地球科学与环境工程学院, 四川 成都 611756

2. 成都理工大学 地球科学学院, 四川 成都 610059

3. 西藏中瑞矿业发展有限责任公司, 西藏 拉萨 850000

Characteristics of rock geochemical anomalies and prospecting potential of the Sinongduo silver polymetallic deposit, Tibet

YANG Zong-Yao1, ZHANG Chong-Hai2, ZHAO Xiao-Yan,1, LANG Xing-Hai2, XIAO Hong-Tian2, LIANG Jun3

1. Faculty of Geosciences and Environmental Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China

2. College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China

3. Zhongrui Mining Co., Ltd., Lhasa 850000, China

通讯作者: 赵晓彦(1977-),男,副教授,从事地质资源与地质工程工作。Email:xyzhao2@swjtu.cn

责任编辑: 蒋实

收稿日期: 2017-09-25   修回日期: 2019-03-22   网络出版日期: 2019-08-20

基金资助: 国家自然科学基金项目.  41772075
国家重点研发计划项目.  2018YFC0604105

Received: 2017-09-25   Revised: 2019-03-22   Online: 2019-08-20

作者简介 About authors

杨宗耀(1991-),男,博士生,从事固体矿产勘查与评价工作。Email:yangzy91@163.com 。

摘要

西藏斯弄多银多金属矿床是在林子宗群陆相火山岩中发现的首例低硫型浅成低温热液型矿床,其独特的成因及成矿地质背景预示着在冈底斯南缘具有巨大找矿潜力。对矿区开展大比例尺岩石地球化学测量,研究该矿床成矿元素分带特征,结果显示:Pb、Zn、Cd、Ag、Au含量的变异系数和标准偏差均较大,表明该系列元素整体的富集强度和富集能力比较高;聚类分析显示Pb、Zn、Cd、Ag、Au具有极高的相关性,表明该组元素与成矿具有密切关系;单元素异常按累积频率达75%、95%和98.5%进行分级,最终圈定2个具有找矿潜力的异常区。基于上述岩石地球化学特征研究,以期为冈底斯成矿带找矿工作提供地球化学找矿方法指导。

关键词： 斯弄多 ; 浅成低温热液型矿床 ; 林子宗群 ; 岩石地球化学 ; 冈底斯

Abstract

The Sinongduo silver polymetallic deposit is the first low sulfidation epithermal deposit found in the Linzizong volcanic rocks. Its unique origin and metallogenic geological background indicate great prospecting potential of the south Gangdise metallogenic belt. The zoning characteristics of metallogenic elements were studied by means of large scale rock geochemical survey in the Sinongduo deposit. The large coefficient of variation and standard deviation of Pb, Zn, Cd, Ag and Au indicate the high enrichment and enrichment capability of these elements. Cluster analysis shows high correlation between Pb, Zn, Cd, Ag and Au which are considered to be the main mineralization elements. Element anomalies are classified according to the cumulative frequency of 75%, 95% and 98.5% and 2 anomalies area are considered to have high prospecting potential. The authors are in the hope that the data obtained can provide a guide for the geochemical prospecting in the Gangdise metallogenic belt.

Keywords： Sinongduo ; epithermal deposit ; Linzizong Group ; rock geochemistry ; Gangdise

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本文引用格式

杨宗耀, 张崇海, 赵晓彦, 郎兴海, 肖鸿天, 梁君. 西藏斯弄多银多金属矿床岩石地球化学特征及找矿前景. 物探与化探[J], 2019, 43(4): 702-708 doi:10.11720/wtyht.2019.2457

YANG Zong-Yao, ZHANG Chong-Hai, ZHAO Xiao-Yan, LANG Xing-Hai, XIAO Hong-Tian, LIANG Jun. Characteristics of rock geochemical anomalies and prospecting potential of the Sinongduo silver polymetallic deposit, Tibet. Geophysical and Geochemical Exploration[J], 2019, 43(4): 702-708 doi:10.11720/wtyht.2019.2457

0 引言

西藏林子宗群火山岩是冈底斯成矿带最大规模的火山岩带,其沿雅鲁藏布江缝合带东西展布大于1 200 km,分布范围占冈底斯岩浆带面积的一半以上[1],是白垩纪晚期—早新生代(70~40 Ma)印度—亚洲大陆碰撞至闭合过程完整的构造岩浆事件记录[1,2]。该套火山岩自上到下划分为典中组、年波组和帕那组,表现出由中性向酸性过渡的趋势,并广泛分布于冈底斯岩浆岩带的南部[3,4]。相比于南美安第斯、印地—帕斯瓜等大型成矿带,如此强烈的火山—岩浆作用是否具有形成以金、银贵金属为代表的浅成低温热液型矿床还有待进一步证实。

冈底斯成矿带作为我国重要的金属资源储备基地,其主要由斑岩型铜矿带和银铅锌多金属成矿带组成[5],前者包括以甲玛、雄村、多龙矿集区等为例的大型—超大型铜多金属矿床[6,7,8,9,10,11],后者以纳如松多、斯弄多、帮浦等铅锌银多金属矿床为代表,代表了印度大陆和欧亚大陆碰撞之后的一系列成矿作用。大量研究表明,林子宗群火山岩与冈底斯铅锌银成矿作用有密切关系[12,13,14],主要形成的矿床类型包括矽卡岩型、斑岩型、热液脉型、热液充填交代型及构造热液改造型,而林子宗群火山岩多为这些矿床的赋矿围岩,甚至是部分矿床的成矿物质来源。通过对矿床矿石组构、蚀变类型及分带等特征的重新识别,斯弄多银多金属矿床被确认是产于陆相火山岩中的典型低硫化型浅成低温热液型矿床[12],这一认识丰富了冈底斯成矿带的成矿理论,表明在冈底斯分布的大面积火山岩具有形成浅成低温热液型矿床的潜力。基于对火山岩地区斑岩型—矽卡岩型—浅成低温热液型矿床成矿系列的理论认识,本次研究以斯弄多低硫化型浅成低温热液矿床为研究对象,通过1:1万岩石地球化学测量,以地质统计学方法为手段,查明矿区岩石地球化学特征,探讨其对成矿的指示,为区域下一步找矿提供参考。

1 成矿地质背景

斯弄多银多金属矿床位于西藏自治区谢通门县境内,大地构造位置处于拉萨地体隆格尔—工布江达弧背断隆带上,属于冈底斯北缘Pb-Zn-Ag成矿带中段,区域矿产丰富,成矿地质背景优越。

1.1 矿区地层

矿区出露地层主要为上石炭统昂杰组(C2a)碳酸盐岩—碎屑岩建造、古新统典中组(E1d)火山岩、始新统年波组(E2n)火山岩和第四系冲积物和坡积物。其中上石炭统昂杰组(C2a)分布于矿区中北部,约呈EW向条带状分布,受后期断裂构造与火山喷发活动的影响,地层的连续性较差,产状紊乱,该组岩性单一,岩石普遍遭受变质,主要为灰白色大理岩化灰岩,其次为少量白色大理岩。古新统典中组(E1d)火山岩岩性主要为流纹斑岩、晶屑凝灰岩、火山角砾岩、英安岩等(图1),该套火山岩是斯弄多矿床的赋矿围岩,且提供部分成矿物质[15]。古近系始新统年波组(E2n)分布于整个矿区中部、北部的大部分地段,覆盖于上石炭统昂杰组地层之上,与下伏的上石炭统昂杰组为角度不整合接触或逆冲断层接触,主要岩性为流纹斑岩、火山角砾岩、晶屑凝灰岩,熔结凝灰岩、火山角砾凝灰岩等。第四系为河床冲积物,在山麓底部及现代的河床河谷处分布,厚度3~15 m。。

图1

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图1   斯弄多银多金属矿区地质简图[12]

Fig.1   Simplified geological map of the Sinongduo silver polymetallic deposit


1.2 矿区构造

矿区主要有SN向和EW向两组断裂构造,其中SN向张性断裂是充填型块状铅锌矿体的容矿空间,且沿SN向断层可见多个热泉喷口。EW向断层为成矿后期破矿构造,在12号勘探线附近对矿体具有明显的破坏作用,表现为12线及以北矿体突然尖灭。

1.3 矿区岩浆岩

形成于碰撞伸展背景下的中新世黑云母花岗斑岩是矿区主要的岩浆活动产物,具有高硅、高钾、高Sr/Y等特征[16],呈岩脉和岩枝分布在矿区中部,呈SN向展布,,具斑状结构,块状构造,斑晶主要为石英、长石、黑云母,多见晚期石英交代粗大长石斑晶,基质为长英质隐晶、微晶,其次可见较多磁铁矿呈稀疏浸染状、团斑状分布。该套黑云母花岗斑岩在区域SN向主构造线上延伸较远,在矿区对矿体具有一定破坏作用。

1.4 矿体特征

成矿流体由于压力增大爆破致密晶屑凝灰岩、流纹斑岩,在中心形成金属硫化物胶结的隐爆角砾岩型铅锌银矿体,而在外围充填于断层形成以构造控矿为主的充填型矿体,构成了斯弄多矿床的主要矿体形态(图1)。隐爆角砾岩型银铅锌矿体位于矿区西侧,近直立筒状,目前控制长60 m,宽约30 m,厚度约50 m,角砾成分主要为火山碎屑岩及流纹斑岩,呈板状、三角状、椭圆状及不规则状,局部具可拼性,胶结物主要为岩粉、方铅矿、闪锌矿等硫化物。充填型矿体产于SN向张性断裂中,呈陡倾斜板状,倾向SE。该充填型矿体又可分为Pb-Zn-Ag矿体和独立Ag矿体,方铅矿、闪锌矿等硫化物多呈块状,独立Ag矿体位于Pb-Zn-Ag矿体的上盘,并呈过渡接触关系,可见辉银矿、硫砷铜银矿和自然银等银矿物[17],Ag品位可达100~1 000 g/t,多分布在红色碧玉及含铁锰碳酸盐矿物裂隙中。

2 样品采集及测试

本次研究的样品均采自斯弄多矿区,岩石地球化学测量严格按照ZBD/0002《物化探测地规范》中1:10 000岩石地球化学测量规范要求开展工作,采样网度为100 m×40 m,样品质量约500 g,主要为岩屑组成,遵循尽量采集有矿化蚀变的新鲜样品[18]。样品加工前在<60 ℃的恒温干燥箱中烘干,然后采用无污染磨样机进行细碎加工至-200目送化验室分析。本次共采集野外岩石地球化学样品2 413件,分析测试在西南冶金地质测试所完成,分析元素为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、As、Sb、Hg和Cd。

3 岩石地球化学特征

地球化学原始数据的分布特点及其异常分带的确定对成矿元素组合、富集特征及成矿潜力预测具有重要意义。本次采用SPSS软件对斯弄多矿区 2 413件岩石样品进行多元地质统计方法处理。通过多次试验累积频率法对样品异常进行分带处理,最终确定以元素异常值累积频率达75%、95%和98.5%进行分级,统计分析结果见表1。累积频率法相较于传统方法的优势在于既能反映各元素异常浓集趋势,又能反映样品数据最真实的情况,并不进行数据剔除及替换,对于Au、Ag等稀有贵金属元素极为重要。

表1   斯弄多银多金属矿床岩1:10 000岩石地球化学测量各元素地球化学参数特征

Table 1  Geochemical parameter characteristics of various elements in rock survey at the scale of 1:10 000 in the Sinongduo silver polymetallic deposit

参数CuPbZnCdMoAgAsSbHgAu
样品个数2413241324132413241324132413241324132413
最小值1.37.810.30.020.250.041.70.74.00.6
最大值403508062104610967.312039372.4638305
均值12.5127.388.70.182.590.4131.42.832.42.9
标准偏差9.61300429.62.223.573.4427.82.623.69.8
变异系数0.810.24.812.61.388.380.90.90.73.4
偏斜29.230.148.248.798.426.16512.513.318.7
峰度114310482351239111177740262272482
累积
频率		≤75%15.258.784.60.132.730.1733.42.92361.81
≤95%17.71251280.227.320.96785.66547.31
≤98.5%19.95002340.5513.22.641279.927322.3

注:Au、Hg含量单位为10-9;其余元素为10-6

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结果显示,Pb、Zn、Au的最大值均较大,其中Pb最大可达50 806×10-6,Zn最大可达21 046×10-6,Au最大可达0.3×10-6,Pb、Zn异常远超铅锌矿边界品位,表现出极强的富集特征。同时Pb、Zn、Cd、Ag、Au含量的标准偏差和变异系数均较大,说明该系列元素整体的富集强度和富集能力比较高;而Cu、Mo、As、Sb、Hg标准偏差和变异系数较小,说明其在空间上的分布是基本均匀或不均匀,元素不具有富集趋势或富集趋势较弱。

4 讨论

4.1 元素组合特征

运用SPSS多元统计学软件对原始岩石地球化学数据进行R型聚类分析,由图2可知,当距离系数值取6时,主成矿元素Pb、Zn、Ag、Cu、Cd明显可归为一类,是本区铅锌矿化特征性元素组合;当距离系数值取21时,伴生元素中As、Mo、Au可归为一类, Hg、Sb不表现出与其他元素具有相关特征,说明该类元素为热液运移系统顶部元素,受剥蚀后迁移影响较大。

图2

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图2   斯弄多银多金属矿床元素聚类分析

Fig.2   Cluster analysis dendrogram of elements in the Sinongduo silver polymetallic deposit


热液矿床中各元素在成矿或迁移过程中由于结晶温度、pH值等特征的差异必然会呈现出有规律的空间分布现象。通过对大量矿床元素原生分带研究,总结出了图3的元素原生分带模式[19],代表了成矿流体中矿物从高温到低温、从深部至浅部的形成顺序。从图中可知,斯弄多矿区原生元素异常主要为中低温成矿元素,多位于成矿系统的中上部。

图3

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图3   热液矿床元素分带模式[19]

Fig.3   Elements distribution model in hydrothermal deposits


4.2 元素空间分布特征

根据测区内岩石地球化学情况,采用Surfer软件绘制元素异常分布等值线图(图4)。图中Pb、Zn、Ag、Cu、Cd、Au、Hg在铅锌银多金属矿体周围具有大幅度的三级浓集中心,该系列元素皆为近矿指示元素(图3),整体上异常强度高、规模大,与矿体位置套合好,表明矿体受剥蚀作用较强,顶部成矿指示元素大多被剥蚀、迁移,不具有分带特征。异常具有NE—SW延伸特征,与矿体走向一致,且异常表现为由矿体中心呈串珠状向SE方向迁移的趋势。而在金矿化体周围仅Au、Ag、As异常具有明显的分带特征,且以矿化区为中心向南迁移,其他元素较分散。

图4

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图4   斯弄多银多金属矿床岩石地球化学测量各元素异常

Fig.4   Anomaly map of various elements based on rock geochemical survey in the Sinongduo silver polymetallic deposit


整体看来,从山顶的金矿化体到铅锌银矿体,异常表现为Au(Ag-As)→Pb-Zn-Au-Ag-Cd(Hg-As)→Pb-Zn-Au-Ag-Cu-Cd(Sb-As)分带特征,但Hg、Mo、Sb异常较分散,表明矿体受剥蚀程度较强,顶部指示元素迁移明显。矿区金矿体主要产于5 200 m标高以上,铅锌银矿体分布于4 900~5 150 m之间,独立银矿体位于铅锌银矿体上盘。斯弄多矿区不同矿体表现出不同的异常元素组合特征,浅部浅成低温热液型金矿体表现为Au、As等前缘晕元素异常,金矿体下部Pb-Zn-Ag矿体以出现强烈的Pb、Zn异常为特征。

5 找矿预测

根据岩石地球化学元素空间分布特征,在矿区圈出3个异常区,其中1号异常可能为已知矿体所致,但该异常范围远远大于已知矿体范围,特别是在矿体的北西方,目前所分析的10个元素Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Cd、As、Sb和Hg均显示异常,元素异常强度高,面积大,表明极大可能存在目前工程未能控制的隐伏矿体,且存在地球物理异常[20],应是下一步工作的重点。这在2018年的探矿工作中已经证实了这一预测。2018年在1号异常区的南西角施工了9个探矿钻孔(位置见图4)均见矿,矿体赋存于下部火山角砾岩中,且并不是原主矿体(赋矿围岩为晶屑凝灰岩),为新发现矿体,最大见矿厚度可达约110 m,铅锌品位约0.5%~30%,目前并未控制矿体边界;2号异常规模虽较小较弱,但仍具有较大找矿潜力,其主要异常元素为Au、As和Mo,其次Ag、Hg、Sb和Pb具有弱异常,且Au、Ag、Sb和Mo元素具有明显迁移特征,该异常与二长花岗斑岩位置完全套合,可能为斑岩体引起的异常,也可能预示深部存在斑岩型矿体;3号异常沿水系呈串珠状分布,异常元素为Pb、Zn、Ag和Cd,该异常区应该是1号异常已知矿体迁移所致,不具有找矿潜力。

6 结论

岩石地球化学数据表明,矿区主要有Pb、Zn、Ag、Cu、Cd和As、Mo、Au两组异常元素组合,均为中低温成矿元素,该系列元素为矿床前缘晕及近矿晕,表明斯弄多矿床浅部形成的Au-Ag矿体还未遭受大规模剥蚀,其深部铅锌银多金属矿体保存较好。异常与矿体走向一致,呈NE—SE向展布,Pb、Zn、Ag、Cu、Cd异常浓集中心明显、套合好,异常区受早期浅部剥蚀前缘晕元素叠加。As、Mo、Au异常的存在预示斯弄多矿区外围很可能还存在隐伏金矿体。

(本文编辑:蒋实)

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[J]. Geology and Exploration, 2017,53(3):508-518.

[本文引用: 1]

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