董 濤,杜 斌,段召艷,曹曉民,宋旭峰,董紅國(guó),張有名,李 冰
(1. 云南省地質(zhì)調(diào)查院,云南 昆明 650216;2.自然資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650051)
金屬鎢是國(guó)際上公認(rèn)的戰(zhàn)略性礦產(chǎn),廣泛應(yīng)用于國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域,特別是潔凈能源、信息產(chǎn)業(yè)、航天航空和國(guó)家安全等許多高新技術(shù)領(lǐng)域。世界上的鎢礦床分布不均勻,我國(guó)鎢礦產(chǎn)資源豐富,儲(chǔ)量和產(chǎn)量長(zhǎng)期居世界首位,但由于相關(guān)地質(zhì)找礦工作的投入不足,加上當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,目前我國(guó)鎢資源優(yōu)勢(shì)逐漸減弱,資源安全形勢(shì)嚴(yán)峻(王明燕等,2014;毛景文等,2019;蔣少涌等,2020)??紤]到鎢礦產(chǎn)的重要戰(zhàn)略價(jià)值,加強(qiáng)對(duì)其成因研究及找礦勘查十分必要。
香格里拉地處西南三江特提斯復(fù)合造山帶,是中國(guó)重要的銅鉬多金屬資源勘查開發(fā)基地之一,產(chǎn)出有普朗超大型斑巖型銅礦、銅廠溝大型斑巖-矽卡巖型銅鉬礦等礦床,成礦地質(zhì)背景優(yōu)越,找礦潛力巨大(鄧軍等,2011,2014,2016;Deng et al.,2014a,b;李文昌等,2010a,2016;Li et al.,2017)。國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者在該區(qū)針對(duì)銅鉬礦開展了大量的成巖成礦作用、礦床特征、成礦年代、成礦流體及物質(zhì)來源等基礎(chǔ)礦床學(xué)研究(莫宣學(xué)等,1993;潘桂棠等,2003;曾普勝等,2003,2004,2006;侯增謙等,2001,2003,2004;范玉華和李文昌,2006;冷成彪等,2008;曹殿華等,2009;李文昌等,2010b,2011,2012,2013;任江波等,2011;黃肖瀟等,2012;曹康等,2014;Li et al.,2011,2014,2017;楊立強(qiáng)等,2015;Wang et al.,2014a,b;Yu et al.,2014,2020;王新松,2014;王新松等,2011,2015;劉學(xué)龍等,2016;Yang et al.,2017a,b,2018;余海軍,2018;江小均等,2019;董濤等,2020),厘定了區(qū)內(nèi)出露巖體的成礦專屬性,即與印支期洋殼俯沖有關(guān)的閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖、石英二長(zhǎng)斑巖等中酸性島弧巖漿,伴隨有銅多金屬成礦作用;與燕山期碰撞后伸展有關(guān)的二長(zhǎng)花崗巖-花崗閃長(zhǎng)巖等加厚地殼部分熔融產(chǎn)生的酸性巖漿,與鉬多金屬成礦作用密切。但隨著近年勘查工作的深入,研究發(fā)現(xiàn)燕山期巖漿巖帶由北向南縱跨義敦島弧、甘孜-理塘結(jié)合帶進(jìn)入揚(yáng)子西緣坳陷帶,并伴隨著鎢鉬多金屬礦化,從北向南形成了休瓦促鎢鉬礦(中型)、沙都格勒鎢鉬礦(小型)、熱林鎢鉬礦(礦點(diǎn))、亞雜鉛鋅礦(共伴生錫)、紅山銅鉬礦(共伴生鎢)、銅廠溝銅鉬礦(伴生鎢)、麻花坪鎢鈹?shù)V(大型)等鎢錫礦床點(diǎn),顯示出較好的鎢礦找礦潛力。本文在系統(tǒng)總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,通過休瓦促鎢鉬礦、麻花坪鎢鈹?shù)V典型礦床研究,總結(jié)鎢礦時(shí)空規(guī)律,控礦因素及成礦模式,結(jié)合區(qū)域重力、航磁、化探、重砂等異常,探討鎢礦找礦方向,為該區(qū)下一步工作部署提供一定的依據(jù)及思路。
香格里拉地區(qū)位于西藏-三江造山系和上揚(yáng)子陸塊區(qū)結(jié)合部位(圖1a),縱跨四個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元:西側(cè)的中咱-中甸地塊,北部的義敦島弧帶南段,東側(cè)的甘孜-理塘蛇綠混雜巖帶向南急劇收縮部位,南部的揚(yáng)子陸塊西緣鹽源-麗江坳陷帶(圖1b)。
圖1 香格里拉地區(qū)大地構(gòu)造位置(a)和礦產(chǎn)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b;據(jù)李文昌等,2010a修改)Fig.1 Geological map of Shangri-La area(a)and distribution map of deposits(b;after Li et al.,2010a)
中咱-中甸地塊,古生代屬于揚(yáng)子古陸西部被動(dòng)邊緣的一部分,晚古生代中晚期由于甘孜-理塘洋的開啟,而裂離揚(yáng)子陸塊,構(gòu)成微陸塊中的穩(wěn)定地塊。陸塊具有典型的基底與蓋層的二元結(jié)構(gòu),基底為石鼓群、巨甸巖群的變質(zhì)復(fù)理石細(xì)碎屑巖、碳酸鹽巖、中性火山巖;蓋層為古生代-晚古生代的濁積巖、火山巖、陸源碎屑巖、碳酸鹽巖、磨拉石建造。蓋層的古生界碳酸鹽沉積建造內(nèi)產(chǎn)出區(qū)域變質(zhì)型大理石礦、中—低溫?zé)嵋盒豌~鉛鋅礦床,古近紀(jì)老君山地區(qū)山間盆地產(chǎn)出沉積型銅礦、砂金礦及與富堿斑巖有關(guān)的斑巖型銅金礦等。
義敦島弧南段,即為格咱島弧,夾持于鄉(xiāng)城-格咱斷裂和安家村斷裂、楚波-熏洞斷裂之間,向南至麗江石鼓與金沙江結(jié)合帶交合,是甘孜-理塘洋向西俯沖的產(chǎn)物。晚三疊世(210 ~230Ma),發(fā)育與俯沖相關(guān)的鈣堿性島弧型淺成—超淺成中—酸性侵入巖,巖性以石英閃長(zhǎng)玢巖-石英二長(zhǎng)斑巖-花崗閃長(zhǎng)斑巖-黑云母花崗巖為主,同時(shí)形成斑巖-矽卡巖型Cu多金屬礦床(以普朗、雪雞坪斑巖型Cu礦床和郎都矽卡巖型Cu礦床為代表);晚白堊世(86 ~75Ma),發(fā)育伸展構(gòu)造背景加厚地殼部分熔融形成的S型或I 型花崗巖,巖性以似斑狀石英二長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗斑巖為主,同時(shí)形成斑巖-矽卡巖-熱液型Cu-W-Mo多金屬礦床(表1)。甘孜-理塘結(jié)合帶為晚二疊世—晚三疊世早期形成的甘孜-理塘洋盆向西俯沖消減于中咱地塊之下的殘余部分(潘桂棠等,2003),位于安家村斷裂以北,主要出露二疊系、三疊系及剪切帶構(gòu)造混雜巖。
揚(yáng)子陸塊西緣鹽源-麗江坳陷帶位于楚波-熏洞斷裂以東,安家村斷裂以南。主要出露上古生界及三疊系。斷裂多呈北東、北西向展布,旁側(cè)次級(jí)節(jié)理、裂隙發(fā)育,控制了斑巖體及礦產(chǎn)分布。銅廠溝、東爐房、陸家村等地區(qū),出露燕山晚期和喜馬拉雅期各類斑巖,不同程度地伴隨鎢鉬銅鉛鋅金多金屬成礦(表1)。
表1 香格里拉地區(qū)主要鎢多金屬礦床及其地質(zhì)特征表Table 1 Main tungsten polymetallic deposits and their geological characteristics in Shangri-La area
休瓦促石英脈型鎢鉬礦床位于香格里拉市格咱鄉(xiāng),由東、西兩個(gè)礦段組成,礦床規(guī)模為中型。出露地層為上三疊統(tǒng)喇嘛埡組,巖性為灰至深灰色粉砂質(zhì)板巖及變質(zhì)砂巖,與巖體接觸部位發(fā)生熱變質(zhì)作用形成十幾米至上百米的角巖化帶。侵入巖發(fā)育,由晚三疊世早期似斑狀黑云母花崗巖及晚白堊世晚期二長(zhǎng)花崗斑巖構(gòu)成休瓦促?gòu)?fù)式巖體(圖2a)。眾多學(xué)者研究認(rèn)為休瓦促鎢鉬礦床的形成與晚白堊世巖漿活動(dòng)密切相關(guān)(李建康等,2007;孟健寅,2014;Wang et al.,2014b;王新松等,2015;余海軍和李文昌,2016;Gao et al.,2017,2018;張向飛,2018;高雪,2018;江小均等,2019;王忠強(qiáng)等,2020),其巖石具有較高的SiO2(70% ~76%)及全堿含量(7.5% ~10.7%),為準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過鋁質(zhì)(A/CNK:0.96 ~1.07),具有較低的Mg、Ca、P含量,相對(duì)富集輕稀土元素、Rb、U、Th 和Ta,而相對(duì)虧損重稀土元素、Ba、Sr 和Eu,總體呈現(xiàn)出高分異I 型花崗巖特征。休瓦促巖體具有相對(duì)較高的(87Sr/86Sr)i(0.7075 ~0.7098)和δ18O(5.9‰ ~8.4‰)值,負(fù)的εNd(t)(-8.0 ~-6.9)和εHf(t)(-7.6 ~-3.2)值,以及古老的Nd 及Hf 同位素的模式年1.3 ~1.7Ga,指示著其主要源于加厚的中基性下地殼部分熔融(Wang et al.,2014b)。
1∶5 萬土壤地球化學(xué)測(cè)量在該區(qū)圈定1 個(gè)以鎢鉬銅異常為主的甲類綜合異常,以W 規(guī)模大、濃度高、與Mo緊密伴生為特點(diǎn)(圖2b)。異常區(qū)W平均含量48.7 ×10-6,最高250 ×10-6,異常面積26km2,規(guī)模158.3NAP;Mo平均含量13.0 ×10-6,最高34 ×10-6,異常面積15.25km2,規(guī)模49.6NAP;Cu 平均含量268.7 × 10-6,最高1204 × 10-6,異常面積12.25km2,與已知的休瓦促鎢鉬礦套合好。休瓦促?gòu)?fù)式巖體全巖元素平均含量W為23.3 ×10-6、高出地殼豐度值近8 倍,Mo 為5.95 ×10-6,高出地殼豐度值3 倍,表明該巖體具有很好的W、Mo含礦性。1∶10 萬航磁特征:△T磁異常為弱正磁異常(圖2c),呈北北西向長(zhǎng)橢圓狀,異常值為20 ~72nT,與該區(qū)二長(zhǎng)花崗巖體出露范圍基本一致,推斷弱正磁異常主要為巖體內(nèi)磁鐵礦等磁性礦物引起。
圖2 休瓦促礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a,據(jù)張向飛,2018修改)及物化探異常圖(b、c)Fig.2 Simplified geological map(a,after Zhang et al.,2018)and geophysical and geochemical anomaly maps of the Xiuwacu deposit(b,c)
礦區(qū)發(fā)育節(jié)理與含礦石英細(xì)脈,相伴綠泥石化、綠簾石化、云英巖化、絹云母化、碳酸鹽化等近礦圍巖蝕變,蝕變?cè)綇?qiáng),鎢鉬礦化越強(qiáng),在空間上密切共生。礦化類型有石英脈型(形成工業(yè)礦體)及少量斑巖型(未形成工業(yè)礦體)。石英脈型鎢鉬礦體賦存于巖體內(nèi)部構(gòu)造裂隙中,受北西向斷裂的控制(圖3),主礦體呈脈狀、透鏡狀、似層狀產(chǎn)出,走向延伸185 ~735m,傾向延伸150 ~217m,平均厚2.2~9.5m,WO3品位0.141% ~0.388%、Mo 品位0.071% ~1.074%(見表2)。礦石礦物以白鎢礦、輝鉬礦為主,少量黃銅礦、黃鐵礦,呈粗粒-偉晶結(jié)構(gòu)、半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu),具團(tuán)塊狀構(gòu)造、細(xì)脈狀、細(xì)脈浸染狀、星點(diǎn)狀構(gòu)造。輝鉬礦多呈扇形片狀集合體、菊花狀集合體狀,晶體粗大,粒徑可達(dá)6cm;白鎢礦呈自形粒狀晶體產(chǎn)出,往往與輝鉬礦共生,也有單獨(dú)存在于石英脈中(圖4)。
表2 休瓦促礦區(qū)主要礦體特征一覽表Table 2 Characteristics of main ore bodies in Xiuwacu deposit
圖3 休瓦促礦區(qū)礦體特征素描圖(據(jù)江小均等,2019修改)Fig.3 Sketch of the ore body characteristics in Xiuwacu deposit(after Jiang et al.,2019)
圖4 休瓦促礦區(qū)礦石礦物特征(據(jù)王忠強(qiáng)等,2020)Fig.4 Photos showing ore mineral characteristics of the Xiuwacu deposit(after Wang et al.,2020)
成巖成礦時(shí)代的研究表明,休瓦促鎢鉬礦區(qū)二長(zhǎng)花崗斑巖的鋯石U-Pb 年齡為76.8 ±3.8 ~85.6±0.5Ma(王新松等,2015;余海軍和李文昌,2016;張向飛等,2017;江小均等,2019),輝鉬礦Re-Os 同位素年齡為82.4 ±1.1 ~84.5 ±1.1Ma(李健康等,2007;孟健寅,2014),二者年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致,說明該區(qū)的鎢鉬成礦作用受晚白堊世巖漿活動(dòng)控制,體瓦促鎢鉬礦床成巖成礦時(shí)代為晚白堊世。
麻花坪鎢鈹?shù)V位于香格里拉市虎跳峽鎮(zhèn)境內(nèi)哈巴雪山南側(cè)的麻花坪村一帶,是一個(gè)鎢、鈹、水晶、螢石多礦種的綜合礦床,為巖漿熱液脈型礦床(冉明佳等,2015;熊鳳等,2015),WO3資源量達(dá)到大型礦床規(guī)模,BeO資源量達(dá)到超大型礦床規(guī)模。
礦區(qū)出露下泥盆統(tǒng)灰—深灰色絹云石英片巖、云母石英片巖、絹云千枚巖,中上泥盆統(tǒng)灰白—淺灰色大理巖、白云質(zhì)大理巖(圖5a①)。礦區(qū)位于虎跳峽背斜的西翼,為向西傾的單斜構(gòu)造,發(fā)育1 條近南北向的斷層F11及近東西向的橫張裂隙及剪切裂隙帶,為礦區(qū)的主要控礦容礦構(gòu)造。礦區(qū)地表未出露與礦化有關(guān)的酸性巖漿巖,僅有云煌斑巖脈零星穿插于泥盆系淺變質(zhì)碎屑巖、大理巖中,一般順層產(chǎn)出,規(guī)模較小。據(jù)區(qū)調(diào)資料,礦區(qū)335°方向約2km處有閃長(zhǎng)玢巖脈侵入體出露。近礦圍巖蝕變明顯而強(qiáng)烈,主要有硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、白云母-螢石化及褪色色蝕變等,尤其以白云母化、螢石化與礦化富集更為密切②。
礦化帶總體上沿F11斷裂帶呈南北向展布,南北長(zhǎng)3km,東西寬0.4 ~0.5km。圈定大小25 條礦體,礦體由蝕變微細(xì)脈和細(xì)脈組成,每組脈又由若干條單脈組成,在構(gòu)造巖性界面附近礦脈密集,含脈率高達(dá)40 ~70 條/m,有脈幅寬、蝕變強(qiáng)、礦化強(qiáng)的特征。F11下盤為變質(zhì)碎屑巖,富含Al、Si、Fe 等,形成以黑鎢礦為主的礦化石英細(xì)脈,走向近東西,傾角陡直,劃為6 條長(zhǎng)150 ~400m、寬100 ~200m 的脈帶,單條脈厚0.05 ~2.4 m,脈距0.3 ~2 m,礦石品位富、變化大,WO3品位一般為0.01% ~3%,最高達(dá)21.31%;礦石礦物主要為黑鎢礦,脈石礦物為水晶、白云母、螢石等,圍巖蝕變以硅化、褪色現(xiàn)象為主。F11上盤為大理巖,富含Ca,以白鎢礦化為主,形成白鎢礦-石英脈型和白云母-螢石型兩類礦體,呈成楔狀、似層狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀355° ~20°∠55° ~86°,主礦體走向延伸145 ~516 m、傾向延伸40 ~120m(圖5b)、厚11.52 ~96.98m,WO3平均品位0.211%~0.360%,BeO 平均品位0.126% ~0.463%(表3);礦石礦物以白鎢礦(圖5c、d)、綠柱石為主,脈石礦物為螢石、白云母、石英等。礦石呈鱗片粒狀-粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu),具細(xì)脈狀構(gòu)造、斑點(diǎn)斑塊狀構(gòu)造,似條帶-條紋狀構(gòu)造,梳狀-對(duì)稱梳狀構(gòu)造。
表3 麻花坪礦區(qū)主要礦體特征一覽表Table 3 Main ore bodies in Mahuaping deposit
圖5 麻花坪礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)、剖面圖(b)及礦石特征(c,d)①Fig.5 Simplified geological map(a),section map(b)and photos showing ore characteristics(c,d)of the Mahuaping deposit①
冉明佳等(2011)曾對(duì)礦區(qū)的黑鎢礦石英脈和綠柱石石英脈樣品中的石英進(jìn)行電子自旋共振(ESR)年齡測(cè)定,獲得年齡值分別為13.7Ma 和21.5Ma,但其ESR 記錄的是最新一次的熱擾動(dòng)時(shí)間,不能確切反映真正的成礦年齡。馬俊等(2020)對(duì)礦區(qū)白鎢礦-白云母-螢石中白云母進(jìn)行40Ar-39Ar法測(cè)年,年齡為32.06 ±0.11Ma,礦石顯微照片顯示白云母形成應(yīng)晚于白鎢礦。云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)隊(duì)大隊(duì)(1989)③把礦區(qū)內(nèi)白云母分為細(xì)鱗片白云母及粗鱗片-片狀白云母,細(xì)鱗片白云母常呈近于平行的細(xì)-微細(xì)脈、網(wǎng)格狀、分枝狀等不規(guī)則形態(tài)穿切于螢石白鎢礦中,粗鱗片-片狀白云母呈梳狀穿切細(xì)鱗片白云母中,說明白鎢礦的形成早于白云母。結(jié)合礦區(qū)外圍出露有閃長(zhǎng)玢巖脈侵入體,推測(cè)礦區(qū)深部可能存在燕山期中酸性巖體,與鎢鈹成礦關(guān)系密切。
通過休瓦促鎢鉬礦床和麻花坪鎢鈹?shù)V床系統(tǒng)研究,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景特征,深入剖析香格里拉地區(qū)鎢礦的成礦規(guī)律。
該區(qū)的鎢多金屬礦床分布表現(xiàn)出明顯的時(shí)空分帶性,休瓦促、沙都格勒、熱林、紅山、麻花坪鎢多金屬礦床(點(diǎn))主要圍繞酸性侵入巖呈近南北向展布。鎢鉬礦成巖成礦時(shí)間主要集中在86 ~77Ma之間(徐興旺等,2006;李建康等,2007;尹光候等,2009;王新松等,2011,2015;孟健寅,2014;余海軍等,2015;余海軍和李文昌,2016;張向飛等,2017;高雪,2018),為燕山晚期,盡管燕山晚期侵入體由北往南穿越不同的構(gòu)造單元,但其成巖成礦具有高度的一致性,成礦以鎢鉬為主,共伴生銅鉛鋅等多金屬組分,應(yīng)形成于統(tǒng)一的成巖成礦地質(zhì)事件。
區(qū)內(nèi)鎢多金屬礦床主要控礦因素有:巖漿巖、巖漿侵位地層、構(gòu)造裂隙系統(tǒng),它們之間既有密切的聯(lián)系,又有一定的獨(dú)立性,并在成礦系統(tǒng)中發(fā)揮著不同的作用。
在巖漿中,鎢是高度不相容親石元素,其在地殼中的豐度約是地幔的250 倍(Newsom et al.,1996;Knig et al.,2011;Rudnick and Gao,2014;祝紅麗等,2020),在地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融時(shí),鎢元素傾向進(jìn)入熔體相,因此花崗質(zhì)巖漿可以為鎢礦床的形成提供初始的成礦物質(zhì)來源。另外,花崗巖的巖漿演化作用對(duì)鎢的富集與成礦十分重要,巖漿演化過程可以促進(jìn)鎢元素在殘余巖漿中富集(Groves and McCarthy,1978;Huang and Jiang,2014),與鎢礦相關(guān)的花崗巖具有顯著的Eu、Sr、Ba、Ti負(fù)異常。香格里拉地區(qū)燕山期花崗質(zhì)巖漿發(fā)育,由北向南為休瓦促二長(zhǎng)花崗斑巖、熱林二長(zhǎng)花崗斑巖、紅山花崗閃長(zhǎng)巖、銅廠溝花崗閃長(zhǎng)斑巖等,巖石化學(xué)成分上以富硅、富堿,貧水,低Al2O3、CaO、MgO呈準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì),REE呈“海鷗式”分布,富Ta、Zr、Nb、Ga、Y,貧Ba、Sr、Eu,具有高度演化的I型或S型花崗巖的特征,其源區(qū)主要為殼源物質(zhì),沒有或者有少量幔源物質(zhì)的加入(侯增謙等,2001;李文昌等,2013),香格里拉地區(qū)的鎢礦化與其關(guān)系密切。
鎢礦床的形成與巖漿熱液活動(dòng)具有密切的聯(lián)系(許泰等,2019),因此含礦熱液運(yùn)移的通道,礦質(zhì)沉淀的構(gòu)造空間及構(gòu)造裂隙的存在直接影響著礦床的形成和發(fā)育。當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)發(fā)育塑性特征的變質(zhì)巖時(shí),花崗巖侵位其中,侵位晚期受區(qū)域NW—SE向張裂隙作用形成白鎢礦-輝鉬礦石英脈和未礦化石英脈(江小均等,2019),如休瓦促、熱林石英脈型鎢鉬礦體主要賦存于巖體內(nèi)部構(gòu)造裂隙中。當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)發(fā)育化學(xué)性質(zhì)活潑巖性時(shí),成礦熱液沿接觸帶或構(gòu)造裂隙交代圍巖,形成浸染狀矽卡巖型鎢礦體或發(fā)育于細(xì)脈或裂隙中的巖漿熱液脈型鎢礦體,如麻花坪熱液脈型鎢鈹?shù)V早期SN 向背斜褶皺及逆沖為主的層間剪切帶形成聚礦空間,EW 向橫張裂隙充填形成熱液脈鎢鈹?shù)V床(冉明佳等,2011)。
根據(jù)礦石礦物種類,鎢礦床主要分為白鎢礦床和黑鎢礦床。白鎢礦或者黑鎢礦的形成一般由圍巖成分、成礦流體物理化學(xué)性質(zhì)等因素決定,通常情況下,黑鎢礦床的圍巖成分多為高硅鋁質(zhì)巖石,而白鎢礦床的圍巖成分多為碳酸鹽巖或其它鈣質(zhì)巖石(祝紅麗等,2020;李佳黛和李曉峰,2020)。香格里拉休瓦促、熱林、紅山、銅廠溝等地區(qū)花崗質(zhì)巖漿均侵位于三疊系變質(zhì)碎屑巖、火山巖及碳酸鹽巖中,有利的成礦環(huán)境促進(jìn)了大規(guī)模白鎢礦的成礦作用,形成矽卡巖型或石英脈型鎢礦體。麻花坪礦區(qū)以F11斷層為界,東部為變質(zhì)碎屑巖富含Al、Si、Fe等,形成黑鎢礦化;西部為大理巖富含Ca,形成白鎢礦化。說明了鎢成礦作用與地層存在較為密切的聯(lián)系。
鎢礦與花崗巖有直接成因和空間上的聯(lián)系,花崗巖在布格重力場(chǎng)表現(xiàn)為重力低異常帶,剩余重力異常為負(fù)異常帶;花崗巖外接觸矽卡巖帶或次級(jí)構(gòu)造帶,常為鎢礦產(chǎn)的賦存部位,多顯示正磁異常。在剩余重力異常圖上(圖6a),香格里拉地區(qū)主體為一個(gè)巨大的近南北向重力低異常區(qū),為布斯-中甸-麗江重力低異常帶,出現(xiàn)成串珠狀的局部重力低,有休瓦促、熱林、紅山、中甸、麻花坪等,與已知花崗巖及鎢鉬礦床點(diǎn)對(duì)應(yīng)較好。區(qū)域航磁化極異常特征(圖6b)以貫穿中部的近南北向的正異常帶為主,異常最大值為200nT,其余地區(qū)以負(fù)異常為主,局部有零星正異常,異常最小值為-100nT。北部正磁異常與出露、半隱伏的休瓦促、熱林、紅山等花崗巖對(duì)應(yīng)較好。香格里拉地區(qū)重力低異常帶中常伴有正磁異常,尤其局部重力低值中心的邊緣又配套有磁異常,可能花崗巖接觸帶是鎢礦的找礦有利地區(qū)。
鎢錫為高溫元素,往往指示隱伏巖體的存在,香格里拉地區(qū)鎢錫鉬鉍組合異常呈串珠狀近南北向展布(圖6c),有休瓦促、熱林、紅山、阿熱、銅廠溝、麻花坪等異常濃集中心,特別是鎢異常明顯,濃度分帶清楚,與酸性侵入巖對(duì)應(yīng)較好。北部休瓦促、熱林異常中心已有花崗斑巖出露且伴隨有石英脈型鎢鉬礦化,中部紅山、銅廠溝異常中心已揭露到半隱伏的花崗閃長(zhǎng)斑巖及斑巖型鉬礦-矽卡巖型鎢鉬銅礦化,南部麻花坪已有巖漿熱液型鎢鈹?shù)V,顯示其深部可能存在酸性含礦巖體。
自然重砂在以往鎢礦找礦工作中發(fā)揮了重要作用,香格里拉地區(qū)自然重砂主要為銅族、鉛鋅族、鎢族及錫石、自然金、輝銻礦異常,其中圈定鎢錫自然重砂異常6 個(gè)(圖6d),Ⅰ級(jí)異常2 個(gè)(休瓦促、麻花坪)、Ⅱ級(jí)異常3 個(gè)(熱林、紅山、銅廠溝)、Ⅲ級(jí)異常1 個(gè)。休瓦促有白鎢礦、錫石、銅族礦物、鉛族礦物重砂異常。麻花坪鎢重砂異常分布于虎跳峽背斜的南端,重砂白鎢礦異常普遍存在,且含量較高,異常面積311.78km2,與麻花坪鎢鈹?shù)V對(duì)應(yīng)關(guān)系好。
圖6 香格里拉地區(qū)物探、化探及自然重砂異常圖Fig.6 Geophysical,geochemical and natural heavy placer anomaly map of Shangri-La area
綜合重力、航磁、化探及重砂異常特征(表4),香格里拉地區(qū)鎢多金屬礦床具有剩余重力負(fù)異常,航磁弱正磁異常,鎢錫鉬鉍化探綜合異常及白鎢礦、銅族礦物、鉛族礦物重砂異常。
表4 香格里拉地區(qū)主要鎢多金屬礦床礦化信息表Table 4 Mineralization information of main tungsten polymetallic deposits in Shangri-La area
3.4.1 成礦物質(zhì)來源
香格里拉地區(qū)鎢多金屬礦床的金屬硫化物具有較為相似且組成非常穩(wěn)定均一的硫同位素,休瓦促δ34S 值在2.07‰ ~4.33‰之間(王新松等,2015),熱林δ34S 值為3.5‰ ~5.4‰(孟健寅,2014);紅山δ34S值范圍在3.52‰~6.11‰之間(李文昌等,2013);麻花坪δ34S值為5.4‰~13.2‰(據(jù)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)隊(duì)大隊(duì),1989 年)。硫同位素與巖漿熱液所形成的礦床的硫同位素值接近(Ohmoto,1972),說明鎢多金屬成礦作用與巖漿熱液密切相關(guān)。
香格里拉地區(qū)鎢多金屬礦床金屬硫化物鉛同位素組成,休瓦促206Pb/204Pb 為18.646 ~18.936,208Pb/204Pb 為38.857 ~39.404,207Pb/204Pb 為15.650~15.710(王新松等,2015);紅山206Pb/204Pb 為18.561 ~18.712,208Pb/204Pb 為38.971 ~39.332,207Pb/204Pb為15.621 ~15.695(李文昌等,2013);麻花坪208Pb/204Pb 為38.37 ~38.60,207Pb/204Pb 為15.50 ~15.65,206Pb/204Pb為18.62 ~18.66(據(jù)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)隊(duì)大隊(duì),1989);均顯示上地殼和造山帶鉛特征,以殼源為主,成礦物質(zhì)來源與碰撞造山后的構(gòu)造演化可能存在密切關(guān)系。
休瓦促、熱林、紅山礦區(qū)輝鉬礦中Re 含量分別為7.35 ×10-6~11.64 ×10-6、4.24 ×10-6~18.49 ×10-6、2.56 ×10-6~23.07 ×10-6(孟健寅,2014),與殼源和殼?;煸磶r漿熱液礦床中Re 的含量相近,可見休瓦促、熱林、紅山鎢多金屬礦床成礦物質(zhì)來源應(yīng)該以殼源為主,并混入少量幔源物質(zhì),具有殼?;旌系奶卣?。
結(jié)合上述礦床的S、Pb 及Re 同位素含量資料分析,鎢多金屬礦床成礦物質(zhì)主要為殼?;旌希詺ぴ次镔|(zhì)為主。
3.4.2 成礦流體性質(zhì)
休瓦促、熱林、紅山、麻花坪等鎢多金屬礦床主要成礦階段流體包裹體多為氣液兩相水溶液包裹體,并發(fā)育富CO2包裹體,流體的均一溫度變化于150 ~400℃(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)隊(duì)大隊(duì),1989;孟健寅,2014;劉學(xué)龍等,2017),早階段為中高溫、高鹽度NaCl-CO2-H2O 體系熱液,晚階段演變?yōu)橹械蜏?、低鹽度NaCl-H2O體系熱液,具有相似的流體特征,指示成礦流體的源區(qū)可能具有一致或同源性,主要來源于隱伏的燕山期后造山伸展S 型或I型花崗質(zhì)巖漿侵入體,與區(qū)域上燕山期活動(dòng)有關(guān)。
3.4.3 成礦模式
從華北到華南在燕山運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下,形成了大規(guī)模的花崗(斑)巖,同時(shí)伴隨著大規(guī)模的鎢、鉬、錫等成礦作用,這一時(shí)期,香格里拉地區(qū)處于義敦島弧的后造山伸展階段,在張性環(huán)境中發(fā)育大量含礦二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖體,北部為出露地表的休瓦促、熱林巖株,向南在紅山、銅廠溝地區(qū)以半隱伏-隱伏為主,南部麻花坪地區(qū)推測(cè)深部可能存在隱伏花崗巖體?;◢徺|(zhì)巖漿上侵過程中含礦巖漿熱液沿構(gòu)造發(fā)育部位運(yùn)移,在酸性巖體內(nèi)頂部及兩側(cè)構(gòu)造破碎帶內(nèi)形成脈狀鎢鉬礦體,在層間滑動(dòng)帶或巖體接觸帶與碳酸鹽巖接觸交代形成矽卡巖型銅鎢多金屬礦體,沿構(gòu)造破碎帶運(yùn)移至碳酸鹽巖與碎屑巖之巖性界面,在次級(jí)橫張裂隙和剪切裂隙沉淀形成熱液脈狀鎢鈹多金屬礦體。區(qū)域上形成了一系列大中型的鎢多金屬礦床,如北段產(chǎn)于巖體內(nèi)部的石英脈型鎢鉬礦(休瓦促、熱林),中段產(chǎn)于巖體外接觸帶的矽卡巖型銅鎢多金屬礦床(紅山),南段產(chǎn)于斷層旁側(cè)裂隙中的巖漿熱液型鎢鈹?shù)V床(麻花坪)等(圖7)。
圖7 香格里拉地區(qū)鎢多金屬礦成礦模式圖Fig.7 Metallogenic model of tungsten polymetallic deposits in Shangri-La area
香格里拉地區(qū)鎢礦成礦作用與酸性巖漿侵入作用相關(guān),根據(jù)侵位深度不同形成了石英脈型(休瓦促、熱林)、矽卡巖型(紅山)、巖漿熱液型(麻花坪)鎢多金屬礦床,結(jié)合重力、航磁、化探及重砂異常特征,探討了休瓦促-熱林、紅山-銅廠溝、麻花坪深部及外圍3 處地區(qū)找礦方向。
休瓦促-熱林地區(qū),二長(zhǎng)花崗巖出露地表,圍巖主要為變質(zhì)砂巖及板巖等碎屑巖,礦體受花崗巖及斷裂控制,產(chǎn)于巖體內(nèi)部及外接觸帶角巖中,呈雁行排列,呈脈狀、透鏡狀及條帶狀,常見分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)、尖滅側(cè)現(xiàn);圍繞二長(zhǎng)花崗巖及鎢鉬礦床點(diǎn)具有較好的鎢錫鉬組合化探異常及Ⅰ、Ⅱ鎢錫重砂異常。該區(qū)下一步主要應(yīng)以尋找?guī)r體內(nèi)部及外接觸帶角巖中的石英脈型鎢鉬礦為主,圍繞燕山期花崗巖內(nèi)部及接觸帶構(gòu)造帶、鎢鉬錫鉍化探異常及鎢錫重砂異常布置開展工作。另在熱林二長(zhǎng)花崗巖體圍巖的石英脈中發(fā)現(xiàn)了共伴生的錫礦(亞雜)、休瓦促后期偉晶巖中發(fā)現(xiàn)了共伴生的硅鈹?shù)V,后期的工作中應(yīng)兼顧錫鈹?shù)V的勘查評(píng)價(jià),同時(shí)根據(jù)含礦石英脈脈寬、脈幅及脈率加強(qiáng)石英脈型鎢鉬礦的綜合評(píng)價(jià)。
紅山-銅廠溝地區(qū),產(chǎn)出有隱伏-半隱伏花崗閃長(zhǎng)斑巖,圍巖主要為變質(zhì)碎屑巖及碳酸鹽巖,礦體受花崗巖、圍巖及斷裂控制,產(chǎn)于巖體內(nèi)部、外接觸帶矽卡巖及斷層破碎帶中。礦床位于剩余重力低異常梯度帶上,具較強(qiáng)的正磁異常,主要由巖體侵位深及矽卡巖型礦體引起;具有較好的銅鉛鋅鎢錫鉬綜合異常,元素多,套合好,濃集中心明顯,且與紅山、銅廠溝、東爐房等大中型斑巖型-矽卡巖型銅鉬多金屬礦床對(duì)應(yīng)較好。下一步主要應(yīng)以巖體內(nèi)部及外接觸帶矽卡巖中斑巖型-矽卡巖型鎢鉬銅多金屬的找礦為主,圍繞重磁異常、銅鉛鋅鎢錫鉬綜合異常及鎢錫重砂異常布置開展工作。紅山銅鉬礦外接觸帶中已圈定了矽卡巖型銅鎢礦體,近年深部揭露到了鉬礦化的花崗閃長(zhǎng)巖,下一步加強(qiáng)鎢礦的評(píng)價(jià);銅廠溝地區(qū)在斑巖型-矽卡巖型銅鉬礦體已發(fā)現(xiàn)了白鎢礦化信息,東爐房地區(qū)與銅廠溝成礦背景相似,且銅鉬鎢錫金銀綜合化探異常強(qiáng),套合好,應(yīng)加強(qiáng)鎢礦的綜合評(píng)價(jià)。
麻花坪深部及外圍,地表未出露酸性巖體,圍巖主要為變質(zhì)碎屑巖及碳酸鹽巖,礦體受圍巖及斷裂控制,產(chǎn)于主斷層旁側(cè)的羽狀次級(jí)斷裂中,受巖性控制,碎屑巖中為黑鎢礦化,碳酸鹽巖中為白鎢礦化。礦床位于剩余重力低異常中心,且無磁異常,化探異常主要為鎢鉍組合異常,推測(cè)其深部可能存在隱伏酸性侵入巖,且侵位較深。所以,該區(qū)下一步找礦方向主要為外圍及深部。重砂鎢異常圍繞哈巴雪山呈橢圓形分布,面積120km2,與麻花坪鎢鈹?shù)V重合,且大大超出礦區(qū)范圍,目前評(píng)價(jià)的鎢鈹?shù)V體均產(chǎn)于背斜西翼近核部,其背斜東翼或南北端大面積分布的泥盆系中上統(tǒng)大理巖中,仍可見白云母線脈或石英線脈,是尋找?guī)r漿熱液脈型鈹鎢礦的有利地區(qū);目前推測(cè)深部可能存在隱伏花崗巖體,且圍巖為碎屑巖及碳酸鹽巖,故其深部尋找新類型鎢多金屬礦的空間巨大,如斑巖型-矽卡巖型鎢多金屬礦體。
(1)香格里拉地區(qū)鎢多金屬成礦主要受燕山期下地殼熔融的酸性花崗巖,富含Al、Si、Fe、Ca 的碎屑巖地層及次級(jí)構(gòu)造控制,初步建立了鎢多金屬礦成礦模式。
(2)香格里拉地區(qū)鎢多金屬礦床表現(xiàn)為剩余重力負(fù)異常、正磁異常、鎢錫鉬組合異常及鎢族重砂異常特征,探討了休瓦促-熱林、紅山-銅廠溝、麻花坪深部及外圍3 處地區(qū)的找礦方向及重點(diǎn)。
注釋:
①程家龍,楊柳揚(yáng),崔子良,等,2019. 中國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)志·云南卷·錫鎢礦產(chǎn)[R].昆明:云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.
②云南地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì),1985. 云南省中甸縣麻花坪礦區(qū)鎢鈹?shù)V初步普查地質(zhì)報(bào)告[R].昆明:云南省國(guó)土資源廳.
③云南地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì),1989. 云南省中甸縣麻花坪鎢鈹?shù)V床地質(zhì)特征及成因探討[R].昆明:云南省國(guó)土資源廳.