西藏甲玛斑岩铜多金属矿床铜钼分离机制研究

In recent years, numbers of large-supper large porphyry copper-molybdenum deposits, such as Qulong, Jiama, Bangpu, Zhunuo deposits, have been discovered and evaluated in Gangdise metallogenic belt becoming a hotspot of studying porphyry copper-molybdenum deposits, but the ubiquitous separation of copper and molybdenum in time and space of these deposits was overlooked by investigators. In this project, aiming at the separation of copper and molybdenum phenomenon in time and space of Jiama copper-molybdenum deposit, based on the characteristics of copper-molybdenum ore body, metallogenic specialization of magmatic rocks, and physical and chemical conditions of metallogenic fluid as the entry point, we try to discuss the factors causing separation of copper and molybdenum in time and space, which is the different stages and characters of magmatic rocks emplacement early or late or magmatic hydrothermal fluids during the same period because of the physical and chemical conditions changed or the both. On the one hand, the chronology of metallogenic rock and the mineralization periods can be used to divided copper molybdenum metallogenic stages, the emplaced phase of metallogenic rocks, alteration zoning and mineralization zoning to study the features of spatial distribution, thus the characteristics of the ore-forming rock source to study the relations between the diagenesis and mineralization; on the other hand, alterated minerals and fluid inclusion can be used to study the physical and chemical conditions of mineralizing fluid. At the meanwhile, the phenomenon of spatial and temporal separation of molybdenum and copper has important significance to be a key prospecting indicators judging the erosion extent of porphyry copper-molybdenum deposits, determinate the direction of the prospecting and exploration and increase the study level of metallogenism in porphyry deposits.

近年来，冈底斯成矿带陆续发现和评价了一大批诸如驱龙、甲玛、邦铺、朱诺等大型-超大型斑岩铜钼矿床，成为了斑岩铜钼矿床研究的热点带，但这些矿床中普遍存在的铜钼在时空上的分离现象却被研究者所忽视。本项目针对甲玛矿床的铜钼时空分离现象，试图通过铜钼矿体的特征、岩浆岩成矿专属性和成矿流体物理化学条件的研究为切入点，一方面利用成矿岩体年代学、矿化期次划分来研究铜钼成矿阶段；利用成矿岩体侵入相、蚀变分带、矿化分带来研究铜钼空间分布特征；进而利用成矿岩体源区特征来研究成岩与成矿关系；另一方面以蚀变矿物和流体包裹体研究成矿流体的物理化学条件。探讨是不同期次、不同性质岩浆岩的先后侵位，还是同期岩浆热液流体因为物理化学条件发生了变化而导致铜、钼元素的时空分离现象，或二者皆有？并将铜钼的时空分离现象作为重要找矿标志研判斑岩铜钼矿床的剥蚀程度、确定找矿和勘查方向，或提高斑岩矿床成矿机制研究水平，都具有重要的意义。

甲玛矿床位于西藏地区著名的冈底斯成矿带的东段，是西藏地区目前发现的最大的、勘探程度最高的斑岩铜多金属系统，也是首个大规模投入开发的经济矿床。该矿床的剥蚀程度较低，保留较为完整，矿床的金属资源量为: 7.4 Mt Cu, 0.6 Mt Mo, 1.8 Mt Pb+Zn, 6.65 Moz Au and 360.32 Moz Ag, 矽卡岩与斑岩-角岩中的资源储量比值大约3/1. 通过大量的野外观察和室内研究工作，我们发现在斑岩-角岩中存在明显的“Early Cu, Later Mo and Up Cu, Lower Mo”的异常金属分带现象，铜矿化主要包括三个阶段，以浸染状、微细脉状黄铜矿+黄铁矿为主，伴随着热液黑云母蚀变；钼矿化也主要包括三个阶段，以脉状、网脉状石英+辉钼矿，以及硅化蚀变为主。本次研究以此为科学问题，以地质编录、镜下鉴定、流体包裹体激光拉曼光谱测定以及SR-XRF Mapping等为研究手段，获得了以下几方面的研究成果：1) 地质编录与岩石学工作均表明，甲玛矿区铜成矿岩体的侵位要早于钼成矿岩体，围岩的渗透率由下至上逐渐降低。2) 流体包裹体测温结果表明：铜矿化阶段流体温度总体上稍高于钼矿化阶段，所对应的压力也是如此。3) 流体包裹体岩相学与拉曼光谱分析结果显示，铜矿化阶段流体包裹体中富含赤铁矿、磁铁矿、硬石膏等子矿物，暗示了一种氧化的流体环境；而钼矿化阶段流体包裹体中富含黄铁矿、CO2, CH4等，暗示了一种较还原的、酸性的流体环境。4) SR-XRF Mapping结果说明，在铜矿化阶段，捕获的包裹体中铜的相对浓度较低，钼的相对浓度较高，但钼主要集中在液相中；相反，钼矿化阶段捕获的包裹体中钼的相对浓度较低，铜的相对浓度较高，但铜主要集中在气相中。因此，本次研究认为：导致甲玛矿床斑岩-角岩中铜、钼在时间、空间上分离的主要原因是成矿岩体的侵位序次、流体的氧逸度、金属的迁移和沉淀方式以及围岩的渗透率，而P-T条件并不是导致铜、钼分离的主要因素。