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  • CN 62-1112/TF　
  • ISSN 1005-2518　
  • 创刊于1988年
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黄金科学技术, 2019, 27(5): 648-658 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2019.05.648

矿产勘查与资源评价

西藏甲玛超大型斑岩成矿系统找矿方向

杨征坤,1, 行天纬2, 张忠坤1, 林彬3, 唐攀4, 赫健1, 次真白桑1, 焦海军1, 杨阳4, 吴纯能4, 吴鑫4

1. 西藏华泰龙矿业开发有限公司，西藏 拉萨 850212

2. 中国黄金集团有限公司, 北京 100011

3. 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部深地资源成矿作用与矿产预测重点实验室，北京 100037

4. 成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059

Prospecting Direction of Jiama Super-large Porphyry Metallogenic System in Tibet

YANG Zhengkun,1, XING Tianwei2, ZHANG Zhongkun1, LIN Bin3, TANG Pan4, HE Jian1, CI Zhengbaisang1, JIAO Haijun1, YANG Yang4, WU Chunneng4, WU Xin4

1. Tibet Huatailong Mining Development Co. ，Ltd. ，Lhasa 850212，Tibet，China

2. China Gold Group Co. ，Ltd. , Beijing 100011，China

3. MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment，Institute of Mineral Resources，CAGS，Beijing 100037，China

4. School of Earth Science，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，Sichuan，China

收稿日期: 2018-12-21   修回日期: 2019-06-19   网络出版日期: 2019-10-29

基金资助: 国家重点研发计划项目“青藏高原重要矿产资源基地成矿系统深部探测技术与勘查增储示范”.  2018YFC064101

Received: 2018-12-21   Revised: 2019-06-19   Online: 2019-10-29

作者简介 About authors

杨征坤（1983-），男，山东济宁人，工程师，从事矿山地质探矿与生产管理工作yzk-0902@163.com , E-mail：yzk-0902@163.com

摘要

甲玛矿床位于西藏冈底斯成矿带，其勘查和研究程度均较高，矿体由斑岩型矿体、矽卡岩型矿体、角岩型矿体及外围独立金矿体组成，具有多元矿体结构，其成矿元素为Cu、Mo、Pb、Zn、Au和Ag，呈现多金属成矿作用特征。矿区深部及外围的勘查找矿方向一直是地质学者们关注的热点。在斑岩成矿系统理论的指导下，近年来在甲玛矿区深部及外围取得了重大找矿突破。基于最新勘查成果，甲玛矿床共探获铜资源储量超过850×104 t，钼资源量达91×104 t，铅锌资源量超过150×104 t，伴生金储量为220 t，伴生银储量超过1×104 t，达到超大型矿床规模。为进一步指导区域及外围勘查找矿工作，以甲玛矿区最新勘查成果为基础，通过对矿区钻孔的详细编录，采用地表构造蚀变填图等方法，系统解剖了甲玛矿区不同矿段的矿体地质结构，并揭示了其矿床地质特征。结合甲玛矿区新发现的主矿段深部的厚大矽卡岩矿体和外围则古朗北矿段的巨厚斑岩型矿体，分析了矿区深部及外围找矿潜力，认为甲玛矿区深部仍存在厚大矽卡岩铜钼矿体和斑岩钼矿体，应进一步加强对外围则古朗北矿段新发现的斑岩矿体、矽卡岩矿体和角岩型矿体的勘查，建立新的资源储备。此外，归纳总结有效勘查找矿方法，以期为深入探究甲玛矿床成矿作用和创建综合勘查找矿模型提供参考依据，并通过系统梳理矿区已有勘查和研究资料，总结甲玛矿床的找矿标志，为区域类似矿床的地质勘查提供重要线索，也为青藏高原斑岩成矿系统的勘查和研究工作奠定坚实基础。

关键词： 斑岩成矿系统 ; 矿床地质 ; 深部勘查 ; 找矿标志 ; 综合勘查找矿模型 ; 甲玛矿床 ; 冈底斯 ; 西藏

Abstract

Jiama deposit is located in Gangdese metallogenic belt，Tibet，with high level of study and exploration.The deposit is composed of porphyry orebody，skarn orebody，hornfel orebody and peripheral independent gold orebody，as multi-unit orebody structure.The ore-forming elements included copper，molybdenum，lead，zinc，gold and silver，with ploymetallic mineralization features.In recent years，under the guidance of the theory of porphyry mineralization system，great breakthroughs have been made in the deep and peripheral mining areas.According to the latest exploration，the total copper resources （reserves） discovered in the Jiama is over 8.5 million tons，and 910 thousand tons of molybdenum，1.5 million tons of lead and zinc，220 tons of associated gold and 10 thousand tons of associated silver have been discovered in Jiama，as a super-large or giant deposit.This paper aims to reveal the regional and peripheral prospecting directions，which are useful to do the further exploration，based on the latest exploration results.The geological structure of these orebodies in different sections of Jiama，have been systematically dissected via drilling core logging and alteration and structure mapping. At the same time，combining with newly two discoveries，a large thick skarn orebody in the main ore segment and the outlying large porphyry orebody in the North-Zegulang segment，the prospecting potential in the deep and periphery of Jiama has been analyzed synthetically. The high-grade Cu （Mo） skarn orebody and low-grade Mo porphyry orebody were most important target for the deep exploration in the main ore segment，and new porphyry，skarn and hornfel orebodies would been found during the further exploration works. They were helpful to create some effective exploration methods and provided some good suggestions for further study of ore-forming process and established a comprehensive exploration model of Jiama giant deposit. In addition，after systematic analysis of existing exploration and research data，combined with the latest exploration and research results，we summarized some prospecting indicators of Jiama deposit and provided some important clues for further exploration of similar deposits in the same region.These works will construct good foundation for exploration and research of the porphyry mineralization system in the Qinghai-Tibetan plateau.

Keywords： porphyry metallogenic system ; mineral deposit ; deep exploration ; prospecting indicators ; comprehensive prospecting model ; Jiama deposit ; Gangdese ; Tibet

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本文引用格式

杨征坤, 行天纬, 张忠坤, 林彬, 唐攀, 赫健, 次真白桑, 焦海军, 杨阳, 吴纯能, 吴鑫. 西藏甲玛超大型斑岩成矿系统找矿方向[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(5): 648-658 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.05.648

YANG Zhengkun, XING Tianwei, ZHANG Zhongkun, LIN Bin, TANG Pan, HE Jian, CI Zhengbaisang, JIAO Haijun, YANG Yang, WU Chunneng, WU Xin. Prospecting Direction of Jiama Super-large Porphyry Metallogenic System in Tibet[J]. Gold Science and Technology, 2019, 27(5): 648-658 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.05.648

甲玛矿床是分布在青藏高原南部冈底斯成矿带上的重要矿床之一，已有地质勘查和研究成果表明，甲玛矿区存在4种典型的矿体类型，分别是斑岩型矿体、矽卡岩型矿体、角岩型矿体和独立金矿体[1,2,3]。由于甲玛矿床规模大、矿化元素多且控矿构造复杂，长期以来备受地质学者的关注[4,5,6,7,8,9,10,11]。前人曾对甲玛矿区的基础矿床地质特征[1,12,13,14]、成岩成矿时代[4,15,16,17,18]、成矿流体特征[5,11,19]和多元同位素组成[6,14,20]开展了详细研究，准确地厘定了甲玛矿床属于岩浆热液型斑岩成矿系统，而非“海底喷流沉积型”矿床[21,22,23,24,25]。然而，前人研究成果主要基于甲玛矿区主矿段的勘查资料，其钻孔施工深度多在1 000 m以内，多数钻孔终止于矿体内，对主矿段深部的矿床地质信息并不清楚，并且矿区外围也存在勘查和研究程度薄弱、资源潜力不明等问题[1,26]。2017~2018年最新勘查成果揭示，甲玛矿区主矿段深部存在厚大矽卡岩富铜矿体，并发育大规模的斑岩型钼铜矿化，进一步揭示了成矿系统深部的地质矿化信息。此外，在甲玛矿区外围则古朗矿段施工的ZK836钻孔新发现一处独立的斑岩型矿体，矿体规模巨大，具有典型的细脉浸染状矿化和绢英岩化、绿泥石化等蚀变特征。

为进一步探究甲玛矿区深部及外围的勘查找矿方向，充分利用最新勘查和研究成果，结合钻孔详细编录和地表采坑的蚀变与矿化填图，详细解剖甲玛矿床作为一个完整的斑岩成矿系统所具有的矿体结构特征。同时，基于现有的蚀变、矿化等多元信息，系统总结了甲玛斑岩成矿系统的矿床地质特征，并结合矿区深部及外围勘查进展，提出了矿山后续新的勘查找矿方向，以期为陆—陆碰撞造山环境下的斑岩成矿系统理论研究提供典型事例，也为冈底斯成矿带中新世（17~14 Ma）勘查找矿提供参考依据。

1 区域地质背景

甲玛矿床位于特提斯—喜马拉雅成矿域的冈底斯成矿带上，大地构造位置处于冈底斯—念青唐古拉（地体）板片中南部（图1）[27]。其中，冈底斯—念青唐古拉地体亦称拉萨微型陆块，南北分别为班公湖—怒江和雅鲁藏布江两条缝合带围限，更北部为羌塘—三江地体，更南部为印度板块。区域大地构造背景研究表明，冈底斯—念青唐古拉地体自南向北划分为冈底斯晚燕山—早喜马拉雅期陆缘岩浆弧、念青唐古拉断隆、措勤—纳木错晚燕山期弧后盆地和班戈—嘉黎早燕山期陆缘岩浆弧4个次级构造单元[28]。而甲玛矿区正位于冈底斯晚燕山—早喜马拉雅期陆缘岩浆弧中段北部，是中新世岩浆活动的重要产物[27]。

图1

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图1   甲玛矿区大地构造位置图[1]

Ⅰ-印度板块北部；Ⅱ-冈底斯—念青唐古拉地体；Ⅱ1-冈底斯燕山—喜马拉雅期陆缘岩浆弧；Ⅱ2-念青唐古拉断隆；Ⅱ3-措勤—纳木错燕山期弧后盆地；Ⅱ4-班戈—嘉黎早燕山期陆缘岩浆弧；Ⅲ-羌塘—三江复合地体；Ys-雅鲁藏布江缝合带；BS-班公湖—怒江缝合带；JS-金沙江缝合带

Fig.1   Tectonic map of the Jiama deposit[1]


2 矿区地质

甲玛矿区出露地层相对简单，主体为中生代碎屑—碳酸盐岩沉积岩系。出露地层由老到新分别为上侏罗统多底沟组（J3d）和下白垩统林布宗组（K1l）。其中，多底沟组岩性主要为灰岩和大理岩，常形成良好的矽卡岩化，而林布宗组岩性主要为砂岩、板岩和角岩。此外，牛马塘一带分布有少量第四系（Q）（图2）[26]。

图2

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图2   甲玛矿床地质和成矿元素平面分带图[33]

1.第四系冲、洪积物；2.早白垩世林布宗组砂岩、板岩和角岩；3.晚侏罗世多底沟组灰岩和大理岩；4.矽卡岩化大理岩；5.花岗斑岩脉；6.花岗闪长斑岩脉；7.花岗细晶岩脉；8.矽卡岩；9.矽卡岩型矿体；10.滑覆构造；11.隐伏斑岩体地表投影；12.钻孔及编号

Fig.2   Geology and mineralization element plane zoning map of Jiama deposit[33]


甲玛矿床受控于甲玛—卡军果推覆构造系与铜山滑覆构造[26,29]。其中，推覆构造形成的多底沟组和林布宗组层间构造带，控制着甲玛矿区主矿段Ⅰ-1号矽卡岩矿体的产出[29,30]。铜山滑覆构造分布在铜山—布朗沟—莫古郎沟一带，是推覆构造形成的高位岩块因重力失稳发生反向滑覆而成的，滑覆体内部次级褶皱和裂隙非常发育[29,30]，控制着南坑矿段Ⅱ号矽卡岩矿体的形成和就位[29,31,32]。

矿区岩浆活动发育，岩浆岩以侵入岩为主，岩石类型多为中酸性脉状侵入体，主要有花岗斑岩、花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、石英闪长玢岩、辉绿玢岩和煌斑岩等。其中，花岗斑岩、二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩产出规模相对较大，与成矿作用关系最为密切[14]。此外，少量花岗斑岩呈岩脉状分布于象背山、塔龙尾、独立峰和铜山—牛马塘等地区。矿区内侵入岩的产出与区域构造运动密切相关，中酸性岩脉的产出形态与区域推覆构造运动有关，多产于褶皱的转折端[14]。

3 矿体特征

根据矿床控矿因素和矿体空间分布位置，将甲玛矿区细分为主矿段、南坑矿段和则古朗北矿段（图2）。主矿段位于矿区中部，包括Ⅰ号矽卡岩主矿体、上覆角岩矿体和下伏斑岩矿体。其中，Ⅰ号矽卡岩主矿体是矿段内最主要的矿体，其产于斑岩体接触带以及林布宗组与多底沟组的层间滑脱带，成矿元素主要为Cu、Mo、Pb和Zn，伴生Au和Ag。矿体整体呈层状、似层状和厚板状，赋存海拔高度在4 000~5 000 m之间。矿体总体走向呈NW-SE向，延长约为3 000 m，倾向呈NE向，延伸大于2 000 m，目前尚未完全控制矿体边界。在主矿段内，斑岩矿体主要呈筒状产于矿区中部（ZK1616~ZK3216钻孔之间），赋存海拨高度小于4 800 m；矿体走向呈NW-SE向，延长约为600 m，垂向延伸大于600 m，且深部仍未控制矿体边界（图3）。角岩矿体呈筒状，产于深部隐伏斑岩体之上，赋存海拨高度为4 300~5 200 m；矿体走向呈NW-SE向，延长约为1 300 m，垂向延伸大于900 m（图3）。此外，外围见有几处独立金矿体，规模相对较小，受断裂控制明显。

图3

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图3   甲玛矿床矿体三维模型图[14]

Fig.3   3D model of orebody in the Jiama deposit[14]


因此，甲玛斑岩成矿系统包括产于深部的隐伏斑岩型钼（铜）矿体，产于沿林布宗组与多底沟组层间构造带的矽卡岩型铜多金属矿体，产于斑岩体上部裂隙系统中的角岩型“筒状”铜钼矿体，以及产于外围构造破碎带中的脉状独立金矿体，共同构成“四位一体”矿体结构模型（图3，图4）[1,2,12,26,34,35,36,37]。

图4

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图4   甲玛矿床8号勘探线剖面图[33]

1.早白垩世林布宗组砂岩、板岩和角岩；2.晚侏罗世多底沟组大理岩；3.中新世二长花岗斑岩；4.控制矽卡岩型矿体；5.推测矽卡岩型矿体；6.控制角岩型矿体；7.斑岩型矿体；8.钻孔及编号

Fig.4   Section map of No.8 exploration line in the Jiama deposit[33]


南坑矿段主要位于矿区南部，是近年来新揭露的一处重要成矿区段，包括Ⅱ号矽卡岩富铜铅锌矿体和少量小矿体。其中，Ⅱ号矽卡岩富铜铅锌矿体作为南坑矿段最重要的矿体，其形态不规则，总体呈透镜状、厚板状和块状，产于铜山滑覆体前缘，矿体赋存海拔高度在4 300~5 100 m之间，矿体总体走向呈NWW-SEE向，延长约为600 m；倾向呈NNE向，延伸可达700 m，倾角较陡（大于50°）。截至目前，南坑矿体累计探获富铜资源储量已超过70×104 t，达到大型规模[32]。

4 最新勘查找矿成果

由于以往施工钻孔受钻探技术条件的限制，甲玛矿区主矿段斑岩体周围的钻孔均未穿过矽卡岩矿体。近年来，随着甲玛矿山开采程度的提高，矿山建成了完备的井下开拓系统，为实施坑内钻探，进一步揭露深部矿化信息提供了良好的技术条件。

2017~2018年，西藏华泰龙矿业开发有限公司在井下系统中陆续施工数十个坑内钻（如XK1611-1坑钻），钻孔进尺可达500 m。钻孔施工情况表明，原有矽卡岩主矿体的深部仍发育有良好的矽卡岩型富铜矿体，尽管岩性主要为矽卡岩或矽卡岩化大理岩，但其铜矿化品位较高，厚度较大，主要矿石矿物为细粒浸染状斑铜矿、黄铜矿和少量辉钼矿细脉［图5（a）］。另外，部分钻孔也揭露到深部含矿斑岩，这类斑岩体以二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩为主，发育良好的钼矿化和弱铜矿化，多呈石英—硫化物脉形式产出，蚀变主要为弱绢云母化和钾化。

图5

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图5   最新勘查找矿成果典型矿化特征

（a）主矿段深部富铜矽卡岩矿体；（b）则古朗北矿段富钼斑岩矿体；（c），（d）南坑矿段富铜铅锌矽卡岩矿体Grt-石榴子石；Wol-硅灰石；Bn-斑铜矿；Q-石英；Pl-斜长石；Bio-黑云母；Mol-辉钼矿；Ccp-黄铜矿；Dig -蓝辉铜矿

Fig.5   Typical mineralization characteristics in the new exploration achievements


外围则古朗北矿段是基于甲玛矿区和外围1/1万土壤/岩石地球测量所圈定的铜钼化探异常以及“火烧皮”蚀变等找矿标志开展钻探验证后，新发现的一处斑岩型矿体（ZK836）和角岩型矿体（ZK1632）（图4）[33]。其中，斑岩型矿体（ZK836）埋深在200 m以下，整体呈上部富铜、下部富钼的现象，属于低品位钼（铜）矿，初步揭示斑岩型矿体厚度超过800 m，钼平均品位大于0.03%，且钻孔仍未穿透矿体。同时，斑岩体中发育良好的细脉—浸染状黄铜矿、辉钼矿化，发育多组石英—硫化物脉体，如石英—辉钼矿脉［图5（b）］，其裂隙率每米大于10条，说明该岩体靠近斑岩体中心，其深部及外围存在重要找矿潜力。此外，在该斑岩体的顶部和外围发育有良好的角岩型矿化（ZK1632），埋深在500 m以下，属于低品位铜钼矿，铜平均品位大于0.2%，主要为石英—黄铜矿或石英—辉钼矿细脉。该矿段的含矿岩体锆石U-Pb年龄为（15.67±0.30）Ma[38]，与主矿段成岩成矿年龄一致[14,15,16]。此外，南坑矿段针对发现的厚大富铜铅锌矽卡岩矿体［图5（c），5（d）］，已建成了露天开采的首采区，为矿山开发提供了高品位资源，也明显提升了企业的经济效益。

5 成矿系统模型及找矿方向

甲玛矿床作为碰撞造山背景下典型的斑岩成矿系统，其矿体组合为斑岩矿体—矽卡岩矿体—角岩矿体和独立的金矿体；热液蚀变具有明显的空间分带特征，从岩体中心向外依次为钾化、绢英岩化、泥化和青磐岩化。矽卡岩主要产于矿区中部，位于斑岩体接触带及多底沟组与林布宗组层间构造带中，具有明显的水平分带和垂向分带，即水平方向上具有从斑岩接触带近端矽卡岩→中部带矽卡岩→远端矽卡岩的分布规律；垂向上具有由硅化（黑云母）角岩→矽卡岩化角岩→透辉石—石榴子石矽卡岩→石榴子石矽卡岩→硅灰石矽卡岩→矽卡岩化大理岩→大理岩的分布规律，成矿元素具有明显的空间分带特征，从深部至浅部依次为Mo→Cu+Mo（+Au+Ag）→Cu（Mo+Au+Ag）→Pb+Zn（Cu+Au+Ag）→Pb+Zn（Au+Ag），显示高温向低温演化特征（图2）[36,37]。

初步探究甲玛矿床的成矿过程：中新世深部含矿岩浆沿推覆构造形成的断裂或褶皱核部侵位，带来的大量热导致林布宗组板岩变质形成致密的角岩，可能具有盖层作用；岩浆出溶的成矿流体垂向运移，在角岩和斑岩中形成脉状和浸染状的铜钼矿化，同时，成矿流体可沿层间破碎带侧向运移，并交代角岩形成辉石矽卡岩和石榴子石矽卡岩，或交代大理岩形成石榴子石矽卡岩和硅灰石矽卡岩，并发育良好的矽卡岩型铜多金属矿化。

基于甲玛斑岩成矿系统模型，主矿段深部斑岩接触带和层间破碎带发现厚大矽卡岩富铜矿体，外围则古朗北矿段新发现斑岩矿体，二者均具有典型的斑岩成矿系统模式，将作为矿山下一步勘查找矿的重点工作区（图6）。其中，主矿段深部仍以斑岩型矿体和斑岩体接触带附近的高品位厚大矽卡岩型矿体作为重要勘查方向。而对于矿区则古朗北矿段新发现的斑岩型矿体，应参考主矿段矿体结构模型，以厚大含矿斑岩体为中心，以一定的工程间距，继续探索钼铜矿化的斑岩型矿体，斑岩体与围岩接触交代形成的高品位矽卡岩型矿体，以及斑岩体顶部受热烘烤形成的角岩型矿体。

图6

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图6   甲玛斑岩成矿系统模型示意图[14]

1.碎屑岩；2.碳酸盐岩；3.火山岩；4.冈底斯花岗岩（50 Ma±）；5.早期矿化玢岩；6.晚期矿化斑岩；7.柱状裂隙系统；8.岩浆—热液角砾岩；9.钾化带；10.绢英岩化带；11.青磐岩化带；12.泥化带；13.远端矽卡岩型Au；14.远端矽卡岩型Pb-Zn±Cu±Au±Ag；15.中端矽卡岩型Cu±Mo±Au±Ag；16.近端矽卡岩型Cu-Mo±Au±Ag

Fig.6   Schematic model of Jiama porphyry metallogenic system[14]


通过上述勘查找矿工作，甲玛矿区的铜资源储量预估新增400×104 t，整个矿区铜资源量有望超过1 200×104 t,成为西藏最大的高品位斑岩铜多金属成矿系统，为我国西部有色资源基地建设提供充足的资源，也为青藏高原地区斑岩成矿系统的勘查评价工作提供示范。

甲玛斑岩成矿系统作为冈底斯成矿带勘查和研究程度最高的矿床之一，完整地保存了岩浆热液演化过程及矿化信息，具有重大经济价值和科学研究意义。通过系统梳理分析矿区已有的勘查和研究资料，结合矿区最新勘查成果，总结甲玛矿床的找矿标志有：（1）旧开采老硐及地表铜铅锌矿化；（2）大面积的“火烧皮”蚀变（即角岩化和褐铁矿化）；（3）磁异常的“开天窗”效应（即退磁核）；（4）浅地表的矽卡岩铅锌矿或外围脉状铅锌矿是寻找深部矽卡岩铜钼矿或斑岩铜钼矿的标志；（5）斑岩体外围断裂、硅化蚀变带是外围发育独立金矿体的标志；（6）垂向上，矽卡岩中的石榴子石/辉石比值、石榴子石颜色变化以及石榴子石与辉石成分的变化都是寻找深部接触带厚大矽卡岩矿体及斑岩矿体的标志；（7）上部角岩矿体及角岩中的裂隙系统是寻找深部斑岩矿体的标志；（8）角岩与大理岩之间的层间滑脱带是寻找厚大稳定层状矽卡岩的标志；（9）滑覆构造前缘是寻找矽卡岩富矿体的标志；（10）线、环形构造的交叉部位，以及铁染和羟基蚀变是寻找斑岩矿床系统的标志。甲玛矿床的找矿标志对矿区外围进一步探矿及该带其他类似矿床的找矿勘查具有重要指导意义[36]。

6 结论

（1）甲玛矿区主矿段深部发育良好的矽卡岩矿化和斑岩矿化，揭示其深部存在重要找矿潜力，而矿区外围则古朗北矿段新发现的斑岩型矿体和角岩型矿体，则进一步揭示甲玛矿区外围可能存在另一套独立的斑岩成矿系统。

（2）基于上述勘查和研究工作，矿山后续勘查方向应继续探测主矿段深部的矽卡岩型铜钼矿体和斑岩型钼矿体，同时兼顾对外围则古朗北矿段斑岩矿体、矽卡岩矿体和角岩矿体开展详细的探矿工作，为整个矿山资源增储和后期运营提供资源保障，也为深化斑岩成矿系统理论提供良好的研究实例。

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