義敦島弧帶竹雞頂銅礦地球化學特征及成因探討

竹雞頂硫酸鹽位于三江以北余敦島拱島上、貴族礦區中部。地質結構復雜，成礦條件優越。義敦島弧帶及鄰區已經發現了多個大、中型銅礦(如熱香銅礦、紅卓銅礦、羊拉銅礦、普朗銅礦、雪雞坪銅礦、模范村銅礦)。竹雞頂銅礦是近期發現的又一個有潛力的銅礦。陳旭曾對竹雞頂銅礦的礦床地質特征以及成因進行過探討。筆者在前人研究的基礎上建立了竹雞頂銅礦的找礦模型,以期對整個義敦島弧帶地區的銅礦床及找礦模型研究提供進一步的依據。1地層與構造背景竹雞頂位于“三江”成礦帶中段東部義敦島弧帶的中軸帶,隸屬稻城縣香格里拉鄉俄初村管轄。出露上三疊統喇嘛埡組第三段地層,由一套海陸交互相沉積的長英質砂巖粉砂巖—粉砂質板巖巖性序列組成。褶皺和斷裂發育,與區域構造線一致呈北西向展布,屬四道橋—竹雞頂破背斜與三道橋—青達破背斜南東延長段,在兩翼與之平行的低序次背斜和向斜分布密集。在2個破背斜近核部分別發育有F1、F2北西向逆沖斷裂,與低序次背斜和向斜聯合控制著礦體及含銅細晶巖體的分布(圖1)。2斷裂帶—礦床地質特征礦床賦存于四道橋—竹雞頂破背斜與三道橋—青達破背斜復合部位,沿F1、F2逆沖斷裂帶和四道橋—竹雞頂及三道橋—青達破背斜及次級破背、向斜近核部呈北西向帶狀分布。礦區主要有3個較大的花崗細晶巖體(巖脈群),次為零星分布的花崗細晶巖巖脈和石英閃長玢巖巖脈。Ⅰ號花崗細晶巖巖體在ZK301的深部見有花崗斑巖巖脈的穿插。2.1礦體厚度及cu含量礦體呈北西向展布,賦存在Ⅰ號花崗細晶(斑)巖異常帶內,地表及淺部呈似層狀、脈狀、枝脈狀產出,控制長約1100m,礦體厚度為13.27～28.24m,平均厚度為16.45m,單樣Cu含量為0.20%～11.42%,礦體平均含量0.56%,向深部厚度急劇變大,含量明顯變富。以花崗細晶(斑)巖型礦石為主,含少量陽起石角巖化砂巖型礦石,網脈狀、團塊狀、致密塊狀銅礦化。2.2礦石自然類型礦石礦物以黃銅礦、褐鐵礦為主,具少量斑銅礦、孔雀石和銅蘭,常與方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦等硫化物共生。脈石礦物以石英、斜長石為主,少量鉀長石、絹云母、陽起石、綠泥石、綠簾石、方解石等。礦石具微—細粒結構、細—微晶結構、顯微斑晶結構,塊狀構造,以浸染狀、脈狀、網脈狀構造為主,團塊狀、致密塊狀構造居次,地表氧化后具網狀、蜂窩狀和薄膜狀、皮殼狀、被膜狀等構造。依據容礦巖石劃分礦石自然類型,礦區以花崗細晶(斑)巖型礦石為主,少量陽起石角巖化砂巖型礦石;按礦化類型,礦區以浸染狀、脈狀、網脈狀、團塊狀硫化物礦石為主,致密塊狀礦石次之。熱液蝕變普遍發育,但分帶不甚明顯,主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化、黃鐵絹英巖化及碳酸鹽化等熱液蝕變。黃銅礦沿硅化脈石英及其邊緣分布。3地球化學特征3.1萬化探異常四川省地調院提供的1∶20萬稻城圖幅數據以及馬熊溝—竹雞頂—早堆地區1∶5萬水系沉積物測量,圈定出多個元素組合異常中心。竹雞頂礦區的1∶5萬化探異常明顯,元素組合為Cu-Mo-Pb-Zn-As。運用子區中位數襯值濾波方法也圈出銅的異常帶,Cu襯值0.9。Cu-Au-Pb-Zn-Mo-Ag,Cu-Au-Mo為中心,Pb-Zn為環帶狀水平分帶。Cu-Mo綜合異常明顯較弱而Pb-Zn綜合異常相對較強,按照斑巖銅礦的地球化學模型推斷,目前地表應處在含礦斑巖體的頂部位置,暗示主礦體可能還有一定的埋藏深度。3.2巖漿源區的地球化學特征竹雞頂花崗細晶巖的SiO2質量分數變化較大(64.05%～81.66%),大部分樣品富鉀貧鈉;里特曼指數為0.06～1.63,堿度率為1.26～2.2,分異指數為58.7～81.37,巖漿分異程度較高;過鋁指數均大于1.1(1.41～2.21),屬于過鋁性花崗巖。竹雞頂花崗細晶巖大離子親石元素相對富集,尤其富集Rb、Th和U,而Ba、Nb、Sr、P、Ti明顯虧損。Nb、Ta、Ti的強烈虧損是島弧巖漿巖的特征,Sr、P的明顯虧損,表明巖漿源區存在一定數量的地殼物質參與。此外,巖體中還存在較明顯的Pt、Pd正異常,顯示有深部地幔的物質,表明可能存在地幔熱液上涌。稀土元素分配形式為輕稀土富集型。稀土總量變化較大,為(60.5～206.8)×10-6,輕稀土元素的分餾程度較重稀土元素高,呈現中等負Eu異常特點(δEu=0.7～0.4),表明巖漿經歷了中等的分離結晶作用。La/Nb比值為2.06～9.93,高于原始地幔(0.98～1)和地殼(1.5～2.2)的La/Nb比值,顯示巖漿來源為殼幔混合源。Nb/U比值為1.88～8.75,平均值為3.77,低于球粒隕石和原始地幔值(34),與陸殼平均值(8)相近。竹雞頂巖體與云南中甸休瓦促花崗巖區域上毗鄰,地球化學特征及成礦地質背景相似,均侵位于上三疊統喇嘛亞組,后者初始鍶比值ISr為0.707,接近殼幔混合源巖石的ISr值(0.704～0.709),但未達到大陸地殼全巖的平均ISr值(0.712),顯示巖漿物源主要為殼幔混合源,推斷竹雞頂花崗巖的物源為殼幔混合源,與微量元素的分析結論一致。竹雞頂花崗細晶巖形成于火山弧環境中,巖漿很可能起源于中下地殼。在非島弧環境發現具有島弧屬性的地球化學特征,其實反映的是原先島弧物質或地殼巖石的卷入,是燕山晚期義敦島弧帶碰撞造山后伸展活動的產物。3.3礦物學一般特征礦石化學成分見表1。由表可知,含礦巖石SiO2過飽和,K2O高,Na2O低。礦石中SiO2含量向深部(CM3H36→CM3H42)逐漸降低,而堿金屬含量無明顯變化。S含量相對較高,為0.608%～15.18%,S含量與Cu含量呈正相關,表明其礦物成分以銅的硫化物為主。只有一件CM3H36號樣品中,Au含量為0.2g/t。Co和As的富集趨勢與S相同,表明Co、As、Au趨向于在硫化物(黃鐵礦)中富集,Zn與Bi的富集趨勢與Cu極其相似,暗示Zn與Bi可能在黃銅礦中富集。竹雞頂2個相距較遠的脈型礦石的石英ESR年齡分別為13.6±3.1Ma、13.3Ma,表明晚期的銅成礦作用至少延至中新世。因此,竹雞頂銅礦是在島弧環境下碰撞造山后伸展過程中受巖漿—構造活動影響形成,為巖漿熱液—斑巖型銅礦床。4南北方線性正音異常重力異常在中咱—得榮地區、耳澤—獨霍根地區顯示為正異常,在桑堆—鄉城以及東部水洛一帶為負異常。從西到東,異常長軸方向由近南北向變成北東—南西向。鄉城竹雞頂地區為重力負異常。東經100°以西基本上為航磁正異常,包括中咱鄉、得榮縣、鄉城縣、格咱鄉等地區,其中徐麥、紅山—雪雞坪等地區為強正磁異常區,鄉城竹雞頂地區為航磁正異常。遙感影像可分為線形構造、弧形構造及環形構造,竹雞頂以面型蝕變和線環構造為主,部分面型蝕變與侵入巖重合,預示區內有較多侵入體尚未發現。5巖性地球化學特征通過對礦床的礦床地質特征(成礦地質背景、礦體形態、礦石成分、礦石組構和蝕變分帶),巖石地球化學特征,區域地球化學、地球物理和遙感特征的研究,初步建立竹雞頂礦床的找礦模型(表2)