西藏哈海崗鎢鉬多金屬礦烴類組分特征及研究意義

鐘玉龍，徐慶鴻，劉耀輝，吳小雷，胡貞貞，遲占東，覃 鵬，孫廣沅，張懷岳

(1.桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006；2.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004；3.酒鋼(集團)天工礦業(yè)投資有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

0 引言

岡底斯成礦帶礦產(chǎn)資源豐富，近些年國內(nèi)外學(xué)者針對該礦帶已開展大量研究工作，在目前已發(fā)現(xiàn)礦床類型中斑巖型銅鉬礦床和與斑巖有關(guān)的銅鉛鋅礦床主要分布于岡底斯中東段南側(cè)(如驅(qū)龍、甲馬、洞嘎、雄村等大型銅金礦床)；而隨著澤當鎢銅鉬礦、甲崗雪山鎢鉬鉍多金屬礦床等以鎢、鉬為主的大型礦床陸續(xù)被勘查發(fā)現(xiàn)，說明岡底斯成礦帶還存著巨大的鎢鉬礦找礦潛力[1-11]。墨竹工卡縣哈海崗鎢鉬多金屬礦就位于該成礦帶東段北側(cè)，詳查成果表明該礦床鎢資源規(guī)模為大型，礦床類型屬于矽卡巖型鎢鉬多金屬礦床[12-14]，本次工作主要針對該礦床部分坑道及鉆孔中不同類型礦石、蝕變巖、圍巖及侵入巖樣品開展烴類氣體組分研究，結(jié)果顯示本礦區(qū)經(jīng)歷了多期成礦作用疊加和演化，不同類型礦體的成因及物質(zhì)來源也明顯不同，除目前已查明的矽卡巖礦床類型，其深部還具備斑巖型鎢鉬礦床的成礦潛力。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

哈海崗礦區(qū)隸屬西藏墨竹工卡縣管轄，距南部墨竹縣城約42 km。區(qū)域上屬于岡底斯北緣的岡底斯—念青唐古拉地塊隆起區(qū)內(nèi)岡底斯成礦帶東段北側(cè)。

旁那組(P2p)石英砂(板)巖及第四系為該礦區(qū)主要出露地層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形為喜山早期形成，構(gòu)造形態(tài)以線狀復(fù)式褶皺和壓扭性斷裂為主，礦區(qū)構(gòu)造主要包括達龍背斜和達龍斷裂帶。達龍背斜位于普查區(qū)東南部，背斜軸向230°并向南西傾伏，傾伏角10°～15°，背斜兩翼巖層主要為板巖、泥質(zhì)粉砂巖和石英砂巖，其北西翼較陡(傾角75°～85°)，南東翼相對較緩(傾角55°～75°)。達龍斷裂帶位于礦區(qū)南部，為礦區(qū)主要控礦構(gòu)造，斷裂總體傾向NW(產(chǎn)狀：315°～340°∠55°～65°)并呈舒緩波狀彎曲，局部有膨縮現(xiàn)象，該斷裂帶地表寬約20～100 m，出露長約5.2 km，西端延出哈海崗礦區(qū)，東端被SN向的瑪雄朗斷裂切錯。燕山晚期的邦達巖體為礦區(qū)主要侵入巖體，巖性以花崗閃長巖為主，其外接觸帶形成矽卡巖化蝕變和褐鐵礦礦化，而比邦達巖體更晚侵入的二長花崗巖及花崗斑巖均呈巖株狀、不規(guī)則狀分布于達龍斷裂帶附近，其中二長花崗巖呈深灰色，細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，花崗斑巖則呈灰白色，半自形、他形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶(主要為石英和長石)含量約為18%(圖1)。

圖1 墨竹工卡哈海崗鎢鉬礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)吳小雷，2019)

1—第四系 2—旁那組板巖 3—旁那組變質(zhì)砂巖 4—旁那組變質(zhì)石英砂巖 5—花崗閃長巖 6—花崗斑巖 7—二長花崗巖 8—斷層編號及產(chǎn)狀 9—達龍斷裂帶邊界 10—鐵帽 11—石榴石矽卡巖 12—礦體及編號

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

通過詳查階段工作，在哈海崗礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)約17個礦體，其中矽卡巖鎢(鉬)礦體及矽卡巖銅(鎢)礦體共12條，還包括3條規(guī)模較小的脈狀銅鉛鋅礦體及2條賦存于旁那組(P2p)石英砂(板)巖中的石英脈型鉬礦體(礦區(qū)中部花崗閃長巖內(nèi)的細脈狀鉬礦體未在上述統(tǒng)計之列)?？傮w上Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅳ-1為礦區(qū)內(nèi)主要礦體全部賦存于達龍斷裂帶內(nèi)(圖1)，其中：

1)Ⅲ-1號礦體位于達龍斷裂帶東段，為近NE走向的厚大脈狀白鎢礦礦體(平均厚度為4.2 m)，其三氧化鎢的平均品位為0.184%，伴生鉬的平均品位為0.008%，為矽卡巖型鎢鉬礦。

2)Ⅲ-2號礦體主要賦存于NE向達龍斷裂帶東段，礦體呈透鏡狀展布(平均厚度為5.7 m)，礦體長約660 m，延深可達460 m，礦石以白鎢礦為主、伴生輝鉬礦，其中三氧化鎢的平均品位為0.221%，伴生鉬的平均品位為0.029%，礦化類型與Ⅲ-1相同。

3)Ⅳ-1號礦體主要位于達龍斷裂內(nèi)矽卡巖帶彎曲轉(zhuǎn)折部位，礦體呈厚大脈狀(平均厚度為26.4 m)，走向近NE，產(chǎn)狀較陡(傾角58°～72°)，礦體長近800 m，向下延深大于500 m，礦石以白鎢礦為主、伴生輝鉬礦，其中三氧化鎢的平均品位為0.221%，伴生鉬的平均品位為0.062%，礦化類型同樣為矽卡巖型鎢鉬礦。

2.2 礦石特征

本區(qū)礦石可分為鎢礦、鎢(鉬)礦、銅(鎢)礦、銅鋅礦及鉬礦，其中金屬礦物主要包括白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦以及少量黃鐵礦和磁鐵礦等，白鎢礦以細脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主產(chǎn)于矽卡巖或石英脈體中，而輝鉬礦呈團斑狀或者鱗片狀多產(chǎn)于矽卡巖體和石英脈體的脈壁上；脈石礦物主要包括石榴子石、輝石、綠簾石、綠泥石以及石英、螢石、方解石等；礦石結(jié)構(gòu)主要為自形、半自形、固溶體和他形粒狀，礦石構(gòu)造主要包括塊狀、脈狀及浸染狀等。

2.3 蝕變分帶

礦區(qū)存在多期構(gòu)造熱液活動及成礦作用，礦體基本賦存于硅化板巖、矽卡巖、硅化角礫巖、石英板巖等變質(zhì)-構(gòu)造蝕變巖中，圍巖蝕變明顯，蝕變類型主要包括矽卡巖化、硅化、綠泥石-綠簾石化、絹云母化及碳酸鹽化等，與本區(qū)成礦作用關(guān)系最為密切的為矽卡巖化，近礦體砂板巖中主要以硅化，絹云母化、綠泥石化為主，而碳酸鹽化則是晚期熱液蝕變作用的產(chǎn)物。除Ⅱ號礦體與圍巖呈突變關(guān)系外，其他礦體與圍巖呈過渡關(guān)系；總體上從礦體向外部圍巖蝕變分帶特征表現(xiàn)為輝石石榴石矽卡巖化帶→(綠泥石)石榴石矽卡巖化帶→強硅化帶→絹云母化帶。

2.4 成礦階段

哈海崗礦區(qū)成礦階段可劃分如下：

1)早矽卡巖階段：其特征表現(xiàn)為以無水(干)矽卡巖礦物為主，如鈣鋁榴石、鈣鐵輝石、透輝石等。

2)晚矽卡巖階段：主要形成透閃石、陽起石、綠簾石等含水(濕)矽卡巖礦物，該階段金屬礦物以磁鐵礦為主伴隨少量白鎢礦的形成。

3)氧化物階段：主要以大量浸染狀白鎢礦形成為標志并伴隨少量磁鐵礦、赤鐵礦、輝鉬礦出現(xiàn)，并形成石英等脈石礦物。

4)早期硫化物階段：該階段主要表現(xiàn)為輝鉬礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物形成，同時伴隨石英、綠泥石、絹云母等脈石礦物出現(xiàn)，部分輝鉬礦呈浸染狀、脈狀穿插于早期矽卡巖內(nèi)，其他則沿構(gòu)造裂隙產(chǎn)于上覆圍巖和花崗閃長巖體中。

5)晚期硫化物階段：為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦等金屬硫化物主要形成階段，伴隨金屬硫化物的石英及方解石脈在該階段大量出現(xiàn)，并在哈海崗礦段西南部沿斷裂破碎帶形成了致密塊狀銅鋅礦(如4960中段及4880中段的Ⅱ#礦體)。

3 烴類氣體地球化學(xué)特征

3.1 烴類氣體研究現(xiàn)狀和意義

固體地球組成既包括各類元素及其礦物，同時還包含各種氣體(烴類氣體、非烴氣體和稀有氣體)，氣體既有直觀可見的賦存形式如火山噴發(fā)、海底煙囪、熱泉、各類氣藏(如天然氣、頁巖氣、CO2等)，也包括像構(gòu)造微裂隙、巖石顆?；虻V物包裹體等顯微空間；烴類氣體主要包括烷烴(甲、乙、丙、丁、戊烷為主)、和烯烴(乙烯、丙烯為主)；多數(shù)人對烴類氣體理解仍然停留在只與石油、天然氣、煤炭等能源礦產(chǎn)有關(guān)的認識階段，越來越多的證據(jù)表明烴類氣體成因復(fù)雜(有機成因和無機成因)，陸地上各類巖石、土壤、海洋中的海底煙囪、海槽活動熱水區(qū)、甚至在地外天體(如隕石)中都有烴類氣體存在。而現(xiàn)代分析技術(shù)的進步以及先進測試儀器(氣相色譜、質(zhì)譜、激光拉曼、紅外光譜等)發(fā)展和使用，很大程度上促進了烴類氣體在非能源礦產(chǎn)領(lǐng)域研究和應(yīng)用[15-18]。

3.2 烴類氣體研究方法

建立代表原始地球流體性質(zhì)的烴類氣體標準化背景：

1)與其他氣體不同，烴類氣體中的甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯等各組分具有來源成因相同，性質(zhì)相近，而質(zhì)量和活動能力具有明顯差異的多元氣體組合，普遍存在并以整體形式參與成巖成礦作用。

2)烴類氣體特征會因地質(zhì)體來源、成因和類型的差異而明顯不同，可作為某一特定地質(zhì)體端元 “場”的參數(shù)，包含成巖成礦作用中物質(zhì)來源、溫度(T)、壓力(P)、氧逸度(fO2)、酸堿度(pH)等環(huán)境參數(shù)信息。

3)烴類氣體各組分含量值相差很大，但受地質(zhì)作用影響所產(chǎn)生的組分之間的變化幅度卻很小，在含量曲線圖上，這些細微變化難以觀察和表現(xiàn)。解決辦法則采用類似“稀土元素球粒隕石標準化”的思路，利用類似幔源特征的峨眉山玄武巖建立烴類氣體標準化背景，從而開展烴類組分微觀特征和規(guī)律的研究[15-18]。

3.3 礦區(qū)烴類氣體特征及指示意義

礦區(qū)內(nèi)共采集地表、不同中段(4120、4200、4520、4880、4960中段)和鉆孔(ZK1501)中各類礦石(矽卡巖鎢礦、矽卡巖銅礦、致密塊狀銅鋅礦和細脈型鉬礦)、侵入巖(花崗閃長巖、花崗斑巖)和地層圍巖(上二疊統(tǒng)旁那組石英砂板巖)等樣品共計61件，主要測試包括甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯在內(nèi)7種烴類氣體組分，并研究不同種類樣品中烴類氣體宏觀特征和微觀規(guī)律。

3.3.1 烴類組分宏觀特征

由表1可見，在哈海崗礦床各類地質(zhì)體中，上二疊統(tǒng)旁那組石英砂板巖烴類組分(烷烴+烯烴)含量最高(平均值為8883.6 μL/kg)，其次花崗閃長巖和細脈型鉬礦也較高(平均值分別為3145.3 μL/kg和4090.5 μL/kg)，而花崗斑巖、矽卡巖鎢礦、矽卡巖銅礦及致密塊狀銅鋅礦的烴類組分含量明顯偏低(平均值介于240～1130 μL/kg之間)，這些特征反映了因礦質(zhì)來源及成礦作用的不同而導(dǎo)致烴類氣體組分特征的明顯變化。

表1 哈海崗礦區(qū)各類地質(zhì)體烴類組分特征

注：測試單位為中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院測試中心。

3.3.2 烴類組分微觀特征

不同類型地質(zhì)體烴類組分特征變化不僅體現(xiàn)在含量高低的差異，同時也存在微觀特征的不同，從各類地質(zhì)體烴類組分標準化曲線特征(圖2)與烴類組分(C1-2-C3-4-烯烴)三元圖解(圖3)可見：

1)上二疊統(tǒng)旁那組砂板巖與花崗閃長巖烴類曲線特征大體相似，C1-2-C3-4-烯烴投影圖(圖3)中分布范圍接近，反映上二疊統(tǒng)旁那組砂板巖成因主要與上覆酸性火山巖風(fēng)化產(chǎn)物有關(guān)，這些以石英為主的礦物仍主要保留了其母巖的烴類組分特征，但因經(jīng)歷風(fēng)化—沉積—再成巖的地質(zhì)演化過程，導(dǎo)致其甲烷、乙烷比例有所增加，而丙烷、異丁烷、正丁烷略有降低，比本區(qū)花崗閃長巖略顯“偏熟”，該特征客觀反映了成巖過程中烴類組分的演化規(guī)律。

圖2 哈海崗礦區(qū)不同類型地質(zhì)體烴類組分標準化曲線特征

圖3 哈海崗礦區(qū)不同類型地質(zhì)體C1-2-C3-4-烯烴三元圖解 (局部放大)

2)塊狀銅鋅礦與其他地質(zhì)體明顯不同，該類型礦體為晚期硫化物礦石，其成礦過程伴隨大量方解石的形成和出現(xiàn)，導(dǎo)致其烴類標準化曲線的特征表現(xiàn)為甲烷所占比例明顯高于乙烷及其他組分，類似于多數(shù)碳酸巖烴類組分的特點；在C1-2-C3-4-烯烴投影圖中主要分布于右下角高C1-2、低C3-4和低烯烴的“過熟”范圍。

3)矽卡巖型鎢礦與花崗斑巖特征非常接近，表現(xiàn)為甲烷、乙烷、丙烷比例降低，異丁烷、正丁烷的略微升高和乙烯、丙烯的明顯增高，在三元圖解中也可以看出二者基本分布在相同范圍，說明本區(qū)矽卡巖型鎢礦成礦作用與花崗斑巖存在明顯成因聯(lián)系，因此花崗斑巖分布特征和規(guī)律可作為該區(qū)找礦重要目標和線索。

4)與花崗閃長巖相比，矽卡巖型銅礦的烴類組分標準化曲線特征表現(xiàn)為丙烷、異丁烷、正丁烷的明顯降低和乙烯、丙烯的明顯增高(與花崗斑巖類似)，從三元圖解中可以看出其多數(shù)樣品分布范圍更靠近砂板巖一側(cè)，是花崗斑巖與砂板巖不同類型流體之間疊加的反映。

5)細脈狀鉬礦和花崗閃長巖烴類組分特征最為相似，該信息與本區(qū)鉆孔(ZK1921)所揭露花崗閃長巖中多層厚大鉬礦體特征相符(輝鉬礦主要呈細脈狀、細小鱗片狀賦存于巖體內(nèi)石英細脈帶)說明本區(qū)鉬礦化作用與花崗閃長巖最為密切，推測其成礦流體是該巖漿熱液分異演化的產(chǎn)物。

4 結(jié)論

1)哈海崗礦床各類地質(zhì)體烴類氣體組分含量具有明顯差異，成礦流體的混合疊加作用會導(dǎo)致矽卡巖礦體及礦化圍巖中烴類氣體組分含量的明顯降低，并可作為找礦評價標志。

2)烴類氣體組分宏觀和微觀特征相結(jié)合可以作為礦床成因、成礦物質(zhì)來源及成礦流體疊加演化的研究和評價標志：礦區(qū)上部(Ⅰ#、Ⅱ#礦體)致密塊狀銅鋅礦與方解石大量出現(xiàn)的晚期多金屬硫化物成礦作用有關(guān)；矽卡巖型鎢礦的成礦作用與花崗斑巖關(guān)系密切；矽卡巖銅礦成礦作用更體現(xiàn)兩種成礦作用的疊加(晚期含銅硫化物成礦作用疊加于早期的鎢多金屬礦化)；鉬礦的成礦物質(zhì)來源及成礦作用與與花崗閃長巖關(guān)系密切，并且在巖體內(nèi)形成厚大的細脈型鉬礦，而且成礦熱液沿有利導(dǎo)礦構(gòu)造運移并疊加于其他類型礦體和圍巖中。

3)根據(jù)目前勘查工作確定哈海崗礦床屬矽卡巖-熱液脈型鎢鉬多金屬礦床，但從烴類氣體組分特征可以推測該礦區(qū)深部仍具有尋找資源量更大的斑巖型鎢(鉬)礦床的潛力。