西藏甲玛超大型铜矿石榴子石特征及成因意义

石石榴子石是西藏甲玛超大型铜多金属矿床的主要矽卡岩矿物,分布广、颜色变化大,石榴子石矽卡岩中矿化好,是开展甲玛矽卡岩成因研究的一个重要切入点。通过对甲玛矿区大量岩矿心的地质编录,归纳石榴子石的颜色、晶形、矿物组合、矿化等地质现象,总结石榴子石在甲玛矿床的空间分布、矿化特征等,结合显微镜下鉴定,分析石榴子石的矿物学特征,并通过电子探针分析其化学成分。甲玛石榴子石集中于矽卡岩中,少量分布于角岩、大理岩和斑岩中。石榴子石为钙铁-钙铝榴石系列,以钙铁榴石为主,发育颜色与成分环带,光性异常致部分非均质。深色环带的SiO2、Al2O3含量较浅色环带高,而TFeO含量相反。石榴子石形成于矽卡岩早期,为晚期Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag等多金属硫化物沉淀富集提供了有利空间。甲玛石榴子石的矿物学特征、化学成分组成、REE特征、流体包裹体、H-O同位素特征等显示其属于接触交代成因,认为甲玛是典型的岩浆热液接触交代矽卡岩型铜多金属矿床。     

西藏甲玛铜多金属矿床中铋矿物及其与铜矿化关系

西藏墨竹工卡县甲玛铜多金属矿床中,矽卡岩型铜矿石的铋质量分数最高可达0.23%,且分布较广泛,可作为伴生有用组分综合回收利用.根据化学分析,铋含量的高低与矿石类型有关.铋与矽卡岩型铜矿石的关系最为密切,铜矿化越强,铋含量越高.在垂向上,中浅部矽卡岩型矿体中的铋含量高于深部的矽卡岩,与矿化分带中的Cu元素矿化带较一致.通过电子探针分析,甲玛矿床中含铋矿物主要有硫铋铜矿、辉碲铋矿、针硫铋铅矿、针辉铋铜矿、辉铋锑矿及含铋黝铜矿和斑铜矿等.硫铋铜矿是甲玛矿床中分布最广、最主要的铋矿物,其主要呈它形粒状、叶片状或乳滴状分布于斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿等硫化物中.根据矿物的产出形态及电子探针分析,甲玛矿床中存在不同成矿世代的硫铋铜矿:分布于斑铜矿中呈它形粒状、叶片状的硫铋铜矿和在斑铜矿中呈乳滴状的硫铋铜矿.前者是硫铋铜矿的主要产出形态,其成分接近硫铋铜矿的理论值;但后者往往成分发生变化,Bi偏低,Cu、S偏高.甲玛矿石中铋不仅应该被综合利用,且是铜矿化的重要找矿标志.     

西藏甲玛超大型铜矿区斑岩脉成岩时代及其与成矿的关系

甲玛铜多金属矿是冈底斯成矿带上资源储量达到超大型规模的又一个重要矿床,2010年7月已正式投产。产于矽卡岩、斑岩和角岩中的辉钼矿Re-Os定年已表明甲玛矿床的铜钼成矿时代集中于17~14Ma,而成岩时代的研究相对较少,尤其是矿区及外围大量出露的近南北向展布的斑岩脉。本文选取矿区铅山上52号平硐内的2件弱矿化斑岩脉样品,花岗斑岩(JM52-0)和花岗闪长斑岩(JM52-46.7),首次开展斑岩脉的锆石SHRIMP U-Pb定年,获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U协和年龄分别为14.2±0.2Ma和14.1±0.3Ma,代表了甲玛矿区地表出露的近南北向展布的斑岩脉侵位时岩浆锆石的结晶年龄。斑岩脉的成岩时代与区域上与近南北向正断层系统及裂谷裂陷带有关的冈底斯含矿斑岩侵位时代(18~12Ma)一致。甲玛的成岩成矿时代显示了成岩作用与成矿作用基本同期,且与冈底斯成矿带东段主要斑岩型-矽卡岩型铜多金属矿床的成岩成矿时代基本一致,成矿高峰集中在17~14Ma之间,指示了冈底斯在中新世的岩浆构造活动事件,而且表明了甲玛铜钼矿化与岩浆热液的成因联系。     

西藏甲玛铜多金属矿床中白钨矿的产出特征及其找矿意义

西藏甲玛铜多金属矿床位于冈底斯成矿带中段,矿区内显示钨元素异常,局部矿化富集,但前人尚未对钨元素及钨矿物进行研究.为弥补该空缺,文章通过分析钨含量随孔深变化的关系、钨矿物显微镜下鉴定和电子探针分析,发现甲玛矿床矽卡岩型矿体的深部易于富集钨,且出现波峰,钨含量明显高于中浅部矿体;甲玛矿床中的钨矿物为白钨矿,主要赋存于矽卡...     

西藏甲玛铜多金属矿床角岩岩石类型、成因意义及隐伏斑岩岩体定位预测

甲玛铜多金属矿床中发育角岩,按角岩与成矿的关系,可将其划分为成矿前角岩与成矿期角岩,多属钠长绿帘角岩相,矿物共生组合主要为钠长石+黑云母+石英.成矿前角岩以细晶化为主要特征,大多斑晶矿物没有独立晶形,其岩性主要为原生黑云母角岩(具典型斑点状、条带状构造)、长英质角岩;成矿期角岩的热液斑晶矿物具独立晶形,其岩性主要为硅化...     

西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩中辉钼矿铼-锇同位素定年及其成矿意义

西藏甲玛铜多金属矿床中辉钼矿是主要的矿石矿物,普遍发育,产出于不同的矿石类型(角岩型、矽卡岩型、斑岩型)矿石中。辉钼矿大多分布于裂隙、节理面上和石英脉或不同岩性岩石中。矽卡岩型矿石中辉钼矿呈微细粒浸染状、团斑状、脉状等,直接分布于矽卡岩中或矽卡岩中后期的石英脉中。采集西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩型矿石中不同产状的辉钼矿,进行铼-锇同位素测年,得到等时线年龄为(15.34±0.10)Ma,模式年龄变化于(15.21±0.22)Ma～(15.50±0.22)Ma,说明甲玛的辉钼矿成矿年龄集中在15Ma左右。结合前人的年代学研究成果,认为甲玛铜多金属矿成矿时代与冈底斯斑岩铜矿带斑岩铜矿的成矿年龄相近,可以否定甲玛铜多金属矿海底喷流沉积成矿成因的观点,为甲玛铜多金属矿的成矿成因和斑岩-矽卡岩型矿体的深部找矿提供了理论依据。     

西藏甲玛铜多金属矿床中新世埃达克岩特征

埃达克岩与Gu、Au等金属元素的富集关系密切,并对深部造山构造作用具有重要的指示意义。受到碰撞造山作用,在西藏地区发育了一条成矿潜力巨大的斑岩铜矿带,甲玛铜多金属矿床就位于该铜矿带的东段。对甲玛矿床中酸性侵入岩进行地球化学测试分析,结果显示:SiO_2(≥56%)、高Al_2O_3(≥15%)、低MgO(3%),Na_2O含量大于2.3%,K_2O含量大于2.1%,K_2O/Na_2O为0.6~1.2;稀土元素和微量元素结果显示高Sr(400×10~(-6)),低Yb(1.9×10-6)、低Y(15×10~(-6)),LREE富集,HREE亏损,无负Eu异常,具有埃达克岩地球化学特征,属于C型埃达克岩,为加厚下地壳或上地幔物质部分熔融所形成。     

西藏甲玛铜多金属矿床暗色包体岩石成因:对岩浆混合和成矿的启示

岩浆混合作用的研究对揭示壳幔相互作用,探讨成岩成矿过程具有重要意义。甲玛矿区位于冈底斯成矿带东段,为超大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床,矿区内的中酸性岩浆岩中普遍发育暗色包体,对其中的暗色包体中的闪长质包体开展详细的岩相学、岩石地球化学、Hf同位素地球化学及U-Pb同位素地质年代学等方面研究以期查明岩石成因,为岩浆混合作用和成矿作出启示,完善甲玛成岩成矿模型。岩相学观察表明,闪长质包体及寄主岩浆岩中存在多种反映岩浆混合作用的典型组构,如长石-石英熔蚀结构、石英镶边结构、长石交代筛状结构、长石反环带结构、磷灰石针柱状结构等,锆石LA-ICP-MS UPb同位素定年结果显示,包体形成时代(15. 3±0. 3Ma)与中酸性寄主岩石在误差范围内一致,也符合了岩浆混合作用的存在。闪长质包体化学成分上类似高Mg埃达克岩(MgO=3. 53%～6. 62%,Sr/Y=20～57,(La/Yb)N=51～64),具有低SiO_2(52. 44%～59. 45%),高K_2O(3. 19%～5. 62%),高相容元素(Ni=86×10~(-6)～146×10~(-6); Cr=102×10~(-6)～228×10~(-6))的特征,∑REE高于中酸性寄主岩浆岩,且轻重稀土分异明显((LREE/HREE)N=21～23),富集LILE(Rb=189×10~(-6)～284×10~(-6),Sr=498×10~(-6)～658×10~(-6),Ba=1247×10~(-6)～1378×10~(-6)),相对亏损HFSE(Nb、Ta、Ti),在稀土元素配分图及微量元素蛛网图中闪长质包体介于冈底斯带碰撞后时期的超钾镁铁质岩(来源于富集的岩石圈地幔)与甲玛中酸性寄主岩浆岩(主要来源于加厚新生下地壳)之间,Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-0. 9～4. 6)同样也介于超钾镁铁质岩与花岗闪长斑岩(代表中酸性寄主岩浆)之间。这些特征说明闪长质包体是富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆与加厚新生下地壳部分熔融形成的中酸性岩浆发生混合的产物,同时指示了东冈底斯带中新世时期也存在岩石圈地幔伸展对流减薄事件,以及证实了南拉萨地体广泛分布的高钾埃达克质岩在形成过程中,伴随着与富集岩石圈地幔来源的超钾镁铁质岩浆发生不同程度混合。此外,富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆的混入,将会为中酸性岩浆系统加入大量的水和金属物质,这也是控制甲玛超大型斑岩-矽卡岩型矿床形成的关键因素。     

排土场土石混合体分形特征与抗剪强度特性研究

露天矿山剥离堆积的土石混合体颗粒尺度不一,且力学性质异常复杂。以西藏甲玛铜矿南坑排土场为研究对象,采用现场勘测的方法测定堆积体的粒度组成及其分布特征,开展室内重塑土样的固结排水三轴压缩试验,以分析土体屈服强度特性与剪胀性,以及抗剪强度参数的取值。研究结果表明,自排土台阶坡顶至坡底,土石混合体的土粒减少且块石增多,颗粒的平均粒径呈指数关系增大;土体的粒度分布具有显著的分形结构特征,随块石含量的增大,其粒度分形维数减小。块石含量不同的土样在偏差应力作用下均表征出压密、屈服、塑性流动破坏的剪切特性,且围压条件与块石含量是影响土体剪切变形的两个关键因素,低围压时增加块石含量,土体更易产生剪胀。摩尔库伦强度准则能客观反映土体屈服的现象及过程,随块石含量的增加,土体的黏聚力呈线性减小且内摩擦角呈指数增大。     

青藏高原甲玛斑岩成矿系统首例3000 m科学深钻的初步认识

青藏高原碰撞造山带中复杂的地质结构、深部矿产资源潜力和高效的勘查评价技术体系一直是地质学家关注的焦点,也是亟需攻克的重要科学难题.受国家重点研发计划-深地专项资助,在冈底斯成矿带甲玛斑岩成矿系统实施首个3000 m科学深钻.通过多次研讨和反复论证,确定科学施工位置、角度以及施工工艺.历时488天的施工,完成了科学深钻,总进尺3003.33 m.该科学深钻直接揭示甲玛超大型斑岩成矿系统3000 m以浅的地质信息:浅部为角岩型铜钼矿体、中部为矽卡岩型铜多金属矿体、深部为斑岩型钼铜矿体以及核部蚀变与矿化均不发育的无矿核.角岩中主要为细脉浸染状的黄铜矿、辉钼矿化,并发育黑云母化和弱绿泥石化蚀变.矽卡岩中从上到下具有清晰的分带结构,即石榴子石绿泥石角岩、绿泥石石榴子石角岩、透辉石石榴子石矽卡岩、石榴子石矽卡岩、石榴子石硅灰石矽卡岩、硅灰石矽卡岩、矽卡岩化大理岩.矿化主要为浸染状的斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿.深部斑岩为复式岩体,主要为二长花岗斑岩,侵位较早,后被花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩等以岩脉的形式穿切侵位.花岗闪长斑岩与矽卡岩关系最为密切.多相的复式斑岩体也揭示了甲玛斑岩成矿系统的无矿核.根据现有工业指标,科学深钻共计探获21层矿体,累计厚度583.46 m,以铜、钼矿化为主,局部发育钨矿化,同时伴生金、银矿化.甲玛科学深钻首次直接揭示青藏高原3000 m以浅的地质信息和斑岩成矿系统结构,为青藏高原地质结构研究提了科学样品,也为深部资源探测和勘查技术体系研究提供了关键支撑.后续将针对其开展详细的地球化学分析、地球物理测井、高光谱测量以及指针矿物分析等研究,并结合地表勘查评价成果,建立3000 m以浅的多元信息综合勘查评价模型,进而定位预测深部矿产资源,实现增储示范.