西藏甲玛斑岩成矿系统找矿模型与成矿预测

摘要

西藏甲玛斑岩铜多金属矿是冈底斯成矿带中东段勘查程度最高、成矿元素最为复杂、经济效益最为显著的世界级矿床，累计探明铜金属量752.4万吨，钼金属量70万吨，铅金属量111.1万吨，锌金属量63.8万吨，金金属量174.5吨，银金属量10853.7吨。甲玛矿床完整保留了斑岩成矿体系具有的控矿地质条件和找矿标志，有齐全的地质、地球物理、地球化学、遥感等资料，是研究斑岩成矿系统理论、建立该区找矿模型、开展成矿预测的科学示范基地。为此，论文在全面梳理前人工作的基础上，通过长达6年的野外地质调查，详细查明了甲玛矿区成矿地质条件，对矿区各类地质、地球物理、地球化学、遥感信息进行了深入研究，进一步挖掘了关键致矿信息，建立了甲玛斑岩铜成矿系统成矿模式与地质-地球物理-地球化学-遥感找矿模型，并对外围地区开展了成矿预测，圈定出可供勘查评价的找矿靶区。在铜山南坑通过初步的钻孔验证，取得了进一步的找矿突破，新增铜金属量47万吨，成果显著。
　　甲玛矿区出露地层主要为中生代陆源火山沉积岩系，包括楚木龙组（K2ch）石英砂岩、板岩，林布宗组(K1l)炭质板岩、砂板岩、角岩，多底沟组(J3d)灰岩、大理岩和叶巴组(J1-2y)安山-流纹质凝灰岩、安山岩、玄武岩等。矿区构造主要由甲玛-卡军果推覆构造系与铜山滑覆构造单元组成。矿区岩浆岩在地表出露较少，主要见于钻孔岩心中，从辉长岩到细晶岩，岩石类型齐全，与成矿有关的斑岩主要有四类，根据地质切割关系和精确的锆石U-Pb年龄测试结果，由老到新，分别为石英闪长玢岩→花岗闪长斑岩→二长花岗斑岩→花岗斑岩。甲玛矿区围岩蚀变除了面积超过20平方公里的角岩化、大理岩化热变质之外，同样发育了典型的斑岩铜矿热液蚀变特征，由内向外，钾化带→绢英岩化带→青磐岩化带，上部叠加了高级泥化蚀变带，并在局部保留了硅帽。通过详细的地质勘探工作，探明甲玛斑岩铜成矿系统主要由产于深部隐伏的斑岩型钼（铜）矿体、产于矽卡岩中的铜多金属矿体、产于斑岩-角岩中的铜钼矿体和产于外围构造带中的独立金矿体构成的“四位一体”矿体组合形式。
　　甲玛矿区位于西藏特提斯构造域冈底斯—念青唐古拉（地体）板片中南部。矿区处于拉萨—措美相对重力高鼻状异常带与加查—日多相对重力低鼻状异常带转换部位。在1/50万航磁异常中，处于串珠磁异常条带上，位于ΔT=0-100nT卵圆形异常上。在区域地球化学特征上，明显具有与斑岩成矿有关的Cu、Pb、Zn、Mo、Ag、Cd组合异常特征。根据区域上显示出的地球物理和地球化学异常，本次工作主要对甲玛矿区遥感、地球物理、地球化学资料进行了二次开发，通过多光谱遥感数据ASTER的解译确定了甲玛矿区及其外围区域的蚀变矿物分布规律，厘定了绢英岩化带、泥化带和青磐岩化带。对ZK3218和ZK2418钻孔岩心的短波红外测量和白云母波长的统计结果大致确定了深部含矿斑岩体位置。1/1万高精度磁测结果表明斑岩的侵位中心范围的磁异常为明显的低磁异常，周围被高磁异常所包围，呈现出“去磁天窗”，与广西大厂、湖南香花岭等矿床相似，由热液蚀变导致磁黄铁矿失稳发生退磁效应所造成。1/1万岩石地球化学测量成果分析表明，元素异常的累频方法可以有效反映成矿元素的空间分布情况，元素浓集范围围绕岩体、矿体和蚀变分布，有效指示了元素富集、贫化趋势和元素异常走向;而多重分形奇异性指数方法对于强化弱缓异常非常有效，其中铜元素多重分形奇异性指数与岩体、蚀变的叠加可以明显反应出矿体和蚀变部位。
　　在综合矿区地质控矿条件，总结矿床成矿规律的基础上，本文建立了甲玛矿床成矿模式。通过深入开发和凝练甲玛矿区斑岩铜成矿系统地质-地球物理-地球化学-遥感蚀变特征，总结各类找矿标志，建立了“甲玛式”斑岩铜成矿系统找矿模型，优选出勘查技术方法组合:岩性圈闭+推-滑覆构造+岩浆混合+高精度低磁异常区+Cu-Mo-Tl-Se-Te-Bi组合异常+羟基-铁染蚀变重叠区。对矿区外围开展了成矿预测，圈定了三处找矿靶区，认为Ⅰ、Ⅲ异常可能和深部隐伏斑岩体有关，而Ⅱ号异常可能与矽卡岩型铜多金属矿体有关。本次研究在已有勘查成果基础上建立起来的地、物、化、遥找矿模型具有一定适用性，对指导外围及区域找矿具有一定的借鉴作用。

目录

声明

摘要

1．1 选题依据及意义

1．2 研究现状

1．2．1 斑岩成矿系统研究现状

1．2．2 甲玛矿床研究现状

1．3 研究内容及研究方法

1．4 采用的技术路线

1．5 取得的主要成果

1．6 主要创新点

第2章 区域成矿地质背景

2．1 区域地层

2．2 区域构造

2．2．1 褶皱构造

2．2．2 断裂构造

2．3 区域岩浆岩

2．4 区域构造演化

2．5 区域地球物理特征

2．5．1 区域重力场特征

2．5．2 区域磁场特征

2．6 区域地球化学特征

2．6．1 区域地球化学背景分布特征

2．6．2 区域地球化学元素组合特征

2．6．3 区域地球化学异常分布特征

2．7 区域矿产

2．7．1 矿产种类及其特点

2．7．2 空间分布规律

2．7．3 时间分布规律

3．1 地层

3．2 构造

3．3 岩浆岩

3．3．1 岩浆岩分类

3．3．2 岩石学分类

3．3．3 岩石化学特征

3．4 矿体地质特征

3．4．1 矿体地质特征

3．4．2 矿石特征

3．4．3 矿石组成

3．4．4 矿石组构

3．5 矿床成因

第4章 勘查地球物理、地球化学及遥感异常特征

4．1 遥感异常特征

4．1．1 ASTER数据蚀变矿物信息提取

4．1．2 钻孔短波红外特征

4．1．3 小结

4．2 勘查地球化学

4．2．2 1／1万岩石地球化学测量

4．3 勘查地球物理异常

第5章 找矿模型与成矿预测

5．1 成矿规律

5．1．1 空间位置

5．1．2 成矿时代

5．1．3 岩浆活动对成矿的控制

5．1．4 构造对成矿的控制

5．1．5 地层对成矿的控制

5．2 矿床成矿模式

5．3 找矿标志

5．4 综合找矿模型

5．5 综合勘查技术方法

5．6 外围成矿预测

结论

致谢

参考文献

攻读博士学位期间取得学术成果