西藏帕南铜-钼矿床近红外光谱矿物分析

西藏帕南铜-钼矿床近红外光谱矿物分析

岩浆岩和火山喷发活动较浅的河床，在成矿过程中往往会形成较大的岩浆期后的中-低温热液雕刻（例如，斑岩和浅成低温热液矿床）。这些雕刻的空间分布范围远大于矿体和矿化体本身，更容易发现和识别。对于这二类矿床,其矿化/蚀变体系经过一定地质历史时期的抬升和剥蚀,目前出露在地表的大面积蚀变范围,一般情况下至少大于1km2,有时甚至大于10km2。蚀变矿物填图的目的在于圈定蚀变分带,解释并找出平面上和纵向上指向蚀变/矿化中心的指示标志,判断矿化中心,为勘探工程部署(如探槽和钻孔位置)提供更充分的地质依据。与斑岩型和浅成低温热液型矿床有关的热液蚀变类型及特征蚀变矿物组合为:绢英岩化(石英+绢云母/伊利石±黄铁矿);钾化(次生钾长石±黑云母);高级泥化(石英±叶腊石±明矾石±地开石±高岭石±硬水铝石±氯黄晶±黄玉);硅化(块状石英/孔洞状石英);青磐岩化(绿泥石+绿帘石+碳酸盐±黄铁矿);中级泥化(绿泥石±伊利石±高岭石)。对于大部分热液蚀变矿物,在野外或室内单纯使用手持放大镜难以准确识别其种类及结晶特征。自20世纪90年代以来,国际矿产勘查领域开始使用近红外光谱矿物测量技术鉴别岩石中的多种矿物,技术比较成熟并商业化的仪器是澳大利亚Inte-gratedSpectronicsPty公司生产的短波红外光谱矿物测量仪(PIMA),许多西方矿业公司已将PIMA测量作为一种常用勘查手段,特别是应用于浅成低温热液型金-银矿和斑岩型铜-金-钼矿床的勘查工作中。PIMA测量可以识别矿物种类、丰度和结晶度,从而有效圈定热液矿化蚀变带,定量或半定量指示测区的蚀变强度和蚀变分带,帮助判定成矿作用规模和强度等(连长云等,2005)。南京地质矿产研究所下属的南京中地仪器有限公司近年来研制出了便携式近红外矿物分析仪(BJKF-1),在一些典型矿区的使用表明其性能完全达到或超过PIMA,现已在国内许多勘查单位使用。中国冶金地质总局矿产资源研究院购进了二台BJKF-1矿物分析仪,2009年应用于总局西藏山南重点成矿带找矿项目-帕南矿区的勘查工作中,进行了矿区北部的蚀变矿物填图工作,取得了一定的指导找矿的实际效果,本文是该项工作的简单总结。1区域地质特征帕南矿区位于冈底斯成矿带东段泽当矿田,地理位置处于西藏自治区桑日县境内,雅鲁藏布江南侧,是中国冶金地质总局第二地质勘查院在近几年发现的具有中-大型远景的铜-钼-钨多金属矿床(1)。区域上帕南矿区处于冈底斯-念青唐古拉板片次级构造单元冈底斯火山-岩浆弧构造带之东段南缘、雅鲁藏布江弧-陆碰撞结合带北缘,拉萨弧间盆地的南缘,为燕山-喜山期印度板块向北俯冲形成的一个岛弧型火山-岩浆岩带。雅江结合带呈近东西向横贯全区,挤压造山作用强烈,形成了一系列近东西向展布的复式褶皱和大规模的近东西向的逆冲断裂以及北西向、近东西向张扭性次级断裂。区域自上而下出露地层分别为:第四系(Q)、上第三系罗布莎群(Rlb)、下第三系丁拉组(Ed)、白垩系温区组(K2w)、门中组(K1-2m)、旦师庭组(K1d)、比马组(K1b)、麻木下组(K3m)、楚木龙组(K2ch)、林布宗组(K2l)侏罗系上统多底沟组(J3d)、中统叶巴组(J2y)及上三叠统宋热组(T2s)、江雄组(T2jx)、姐德秀组(T3j),区内白垩系地层分布最广。区域侵入岩主要形成于燕山晚期和喜山期,其中燕山晚期侵入岩以中酸性为主,喜山期侵入岩以酸性为主。以规模较大的复式花岗质杂岩体为特征,主要岩性为石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、黑云二长花岗岩、二云二长花岗岩、钾长(微斜长石)花岗岩、花岗斑岩等,主要为与洋壳俯冲、陆陆碰撞造山、造山后伸展有关的Ⅰ型-S型花岗岩(见图1)。沿雅江结合带分布大面积的蛇绿岩带即泽当蛇绿岩,明则以西出露宽3~9km;明则以东出露较窄,仅50~200m,其分布明显受雅江结合带控制,因受板块碰撞后一系列断裂构造的破坏,形态十分复杂。泽当蛇绿岩的主要组成部分为变形橄榄岩、张裂岩墙和枕状熔岩,次要组合为斜长花岗岩和深海沉积的复理石建造夹彩色燧石岩,层序自下而上为变形橄榄岩-张裂岩墙群-拉斑玄武质熔岩(块状和枕状)-深海沉积物。2岩石学和矿物学特征矿区内出露地层较简单(图2),主要有第三系罗布莎群(Rlb)杂色复成份砾岩及含砾砂岩;白垩系麻木下组(k1m)火山角砾岩、安山质晶屑凝灰岩、安山岩、角砾状灰岩、条带状灰岩等;白垩系比马组(K1b)块状安山岩、安山质凝灰岩夹火山角砾岩、变质粉砂岩和细晶灰岩等;三叠系姐德秀组(T3j)炭质绢云千枚岩、长石石英粉砂岩等。矿区内构造主要是近东西向的雅江缝合带F1及与之平行(局部)的F2断层,成矿作用受雅江缝合带F1及F2断裂构造控制。矿区出露岩浆岩为喜山早期的花岗闪长岩(γδ62),岩石具中粒半自形晶粒状结构,块状构造。矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英,次为角闪石、黑云母等。通过地物化综合测量以及探槽、钻探工程揭露,发现一条规模较大的含矿构造破碎蚀变带,并在破碎带内圈定一个钨(钼)矿体。PZKOO1钻孔中见到青磐岩化和局部绢英岩化蚀变,并有铜、钼矿化。含矿构造蚀变带呈NWW走向,往南西陡倾,倾角60°~70°,推测为NEE向走滑断裂端部推闭型转换构造破碎带。该区蚀变类型、含矿斑岩、控矿构造类型与同一成矿带上的程巴隐伏斑岩型钼铜矿床相似,有望发现隐伏的斑岩型钼铜矿床。3羟基矿物的蚀变本次蚀变矿物填图工作使用了BJKF-1型便携式近红外矿物分析仪,其光谱测量波长范围为1300~2500nm,光谱分辨率5~7nm,测量速度20~90s,装有控制与测量软件,随机还带有标准矿物数据库,用于鉴别矿物(2)。该仪器轻便,重量小于5kg,易于携带,测量速度快,不需制样,测量介质(样品)多样,成本较为低廉。使用近红外矿物分析仪可以识别:含羟基之硅酸盐矿物(绿帘石,绿泥石,闪石,叶腊石,黄玉,明矾石,地开石,高岭石,硬水铝石,氯黄晶,白云母,蒙脱石,伊利石等)、硫酸盐矿物(明矾石,黄铁钾矾,石膏等)和碳酸盐矿物(方解石,白云石等)。这些矿物多是热液蚀变或风化淋滤的产物。蚀变矿物填图工作主要包括野外地质踏勘、样品采集、样品测量和数据处理与解释四个阶段。在采样之前要对工作区进行地表地质踏勘,结合已有资料大致判断成矿类型和分布范围,当能够判断存在一定的斑岩型铜-钼-金矿床和浅成低温热液型金-银矿床矿化-蚀变特征时,可以布置蚀变矿物填图工作,使用专用采样记录表,采样范围要适当覆盖周边无矿化-蚀变地带。样品一般有半个拳头大小即可,尽量敲出至少三个较平坦的新鲜面,着重采集有明显蚀变的岩石样品,间距约在50~200m。样品在野外驻地进行集中测量和记录,每个样品一般测量三个数据;通过矿物的光谱曲线,对比标准矿物谱线,确定蚀变矿物种类及结晶特征,记录及计算特征参数。使用GIS(如MapInfo)软件做出各类图件,并结合化探、物探等进行综合分析与解释。本次工作选择帕南矿区北部近2km2地区展开实验性工作,采样间距大致在100~150m,结合地形和地质条件采集样品,共采了123件样品。4蚀变矿物组合对所采岩石样品使用BJKF-1近红外矿物分析仪进行了测量,鉴别出了5种主要的蚀变矿物:伊利石、绿泥石、绿帘石、方解石、蒙脱石,石英普遍存在,未鉴别出高级泥化蚀变带中的特征蚀变矿物;根据特征蚀变矿物组合划分出了绢英岩化、青磐岩化、硅化、泥化等几种蚀变类型(图2)。在近红外光谱曲线图上,白云母类矿物(白云母、多硅白云母、钠云母、伊利石等)的结晶度(IC=AlOH(2200nm)吸收峰深度/H2O(1900nm)吸收峰深度)是一个重要参数,一般而言,伊利石(或白云母)的结晶度越高,反映其形成温度越高,即越接近热液活动中心(Dubaetal.,1983)。帕南矿区伊利石主要分布在南西部,其含量和结晶度也有所变化(图3),有向南西方向伊利石含量增多、结晶度增高(2200nm吸收峰陡深、尖锐)的趋势,指示向南西方向蚀变强度增强;伊利石主要分布于花岗闪长岩中,局部还伴生有零星浸染状黄铁矿(地表所见多已氧化为褐铁矿,但仍然保留黄铁矿晶形,钻孔中有新鲜浸染状和脉状黄铁矿),根据矿物组合应该是绢英岩化蚀变;部分伊利石分布于花岗闪长岩北侧的地层中,主要受断裂构造的控制。蒙脱石分布局限,主要受断裂构造控制。绿泥石、绿帘石和方解石主要分布于花岗闪长岩北侧的地层中,其含量在不同样品中有所变化,局部伴生有浸染状黄铁矿(地表所见多已氧化为褐铁矿,但仍然保留黄铁矿晶形),矿物组合反映是典型的青磐岩化蚀变。帕南矿区北部地表主要蚀变类型为青磐岩化及绢英岩化,还可见小范围泥化现象,未见高级泥化和钾化蚀变。小范围的泥化(蒙脱石)主要沿断裂带分布,明显受构造断裂控制,应该是近地表分化、淋滤作用形成的,与成矿作用无关;青磐岩化分布在测区的北东部,绢英岩化分布在测区的南西部,并向南西方向有增强的趋势(图2),推测接近斑岩型矿化-蚀变体系中心;高级泥化蚀变的缺失可能指示本矿区已经经历了相当程度的抬升和剥蚀,现在的地表在剖面上处于蚀变体系的中部,主体位于钾化带之上的绢英岩化蚀变带中。根据蚀变矿物填图结果,结合物探、化探异常分布,推断在平面上主要成矿中心位于本次测区南西部,靠近雅鲁藏布江缝合带一侧,建议在较强绢英岩化蚀变部位实施1~2个钻孔进行验证。中国冶金地质总局第二地质勘查院西藏分院在所填出的绢英岩化带南西部施工钻孔PZK701进行验证,发现多层铜-钼矿化,岩石主要为花岗闪长岩,500m深度以上部位普遍有中等或强的绢英岩化蚀变,500m以下出现弱的钾化蚀变。5多层铜-鳌矿化研究在蚀变矿物填图工作中使用近红外光谱矿物分析技术可以识别矿物种类、丰度和结晶度,定量或半定量指示测区的蚀变强度和蚀变分带。帕南矿区地表主要蚀变类型为青磐岩化及绢英岩化,有小范围泥化现象,未见高级泥化和钾化蚀变。根据蚀变矿物填图结果,结合物、化探异常分布,推断在平面上主要