拉拉鐵氧化物-銅-金礦床(IOCG)的流體過程――不同礦化階

1、拉拉鐵氧化物-銅-金礦床(I OCG 的流體過程不同礦化階段黃鐵礦微量元素約束周家云1, 2, 毛景文1, 朱志敏2, 陳家彪2, 沈冰2, 羅麗萍2(11中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京100037;21中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所, 四川成都610041四川會(huì)理拉拉銅礦床為我國(guó)著名的大型富銅礦床, 銅儲(chǔ)量超過100萬噸, 規(guī)模居四川省之冠。長(zhǎng)期以來, 拉拉銅礦的礦床成因一直未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí), 主要有火山噴流-沉積型(陳根文和夏斌, 2001 、動(dòng)力變質(zhì)熱液型(申屠保涌, 2000 、火山沉積-變質(zhì)層控型(陳好壽和冉崇英, 1992; 孫燕等,

2、2006 等多種成因。最近李澤琴等(2002 指出拉拉銅礦屬于鐵氧化物-銅-金礦床(I OCG , 從而引起眾多學(xué)者的高度關(guān)注。本文試圖以拉拉鐵氧化物-銅-金礦床(I O C G 不同礦化階段黃鐵礦為對(duì)象, 通過黃鐵礦微量元素分析, 揭示礦床大規(guī)模成礦的流體過程和成因信息。1 拉拉銅礦地質(zhì)特征拉拉鐵氧化物-銅-金礦床(I O CG 在大地構(gòu)造上位于SN 向延伸的川滇被動(dòng)陸緣裂谷系中部, E W 向展布的會(huì)理 東川坳拉槽的西端(劉肇昌等, 1996 。礦床賦存于下元古界河口群落凼組之中, 并受到東西向F1斷層的控制而沿其展布。河口群地層為一套淺變質(zhì)(綠片巖相 的火山 沉積巖, 根據(jù)建造特征, 可

3、分為三個(gè)不同的火山噴發(fā)-沉積旋回, 每個(gè)旋回以正常沉積開始, 至火山噴發(fā)沉積結(jié)束而告終, 落凼組屬于河口群中部火山巖段。此外, 礦區(qū)還有大量新元古代輝長(zhǎng)巖群呈巖株、巖墻侵入落凼組之中。2 礦化階段拉拉鐵氧化物-銅-金礦床(I O CG 以兩種礦石類型為主:條帶狀(條紋狀 礦石和脈狀(網(wǎng)脈狀 礦石。條帶狀(條紋狀 礦石產(chǎn)于層紋狀石英鈉長(zhǎng)巖、磁鐵石英鈉長(zhǎng)巖中, 金屬礦物呈單體或粒狀集合體沿巖石片理定向排列; 脈狀(網(wǎng)脈狀 礦礦物一起沿巖石或早期礦脈裂隙充填、交代而形成脈狀、網(wǎng)脈狀礦石。在局部地段還出現(xiàn)了后者穿插前者的現(xiàn)象, 這說明了礦床至少存在兩個(gè)成礦期次, 即條帶狀礦石成礦期和脈狀礦石成礦期。3

4、 黃鐵礦微量元素分析為揭示拉拉大規(guī)模成礦的流體過程, 對(duì)拉拉不同類型礦石中黃鐵礦進(jìn)行了微量元素分析, 結(jié)果見表1。黃鐵礦中Co 、N i 含量都較高, 平均含量分別高達(dá)15151910-6和2071410-6, 而N i 含量變化較大, 變化于61710-667510-6之間。同時(shí), 不同類型礦石Co 、N i 含量存在明顯差異, 條帶狀礦石黃鐵礦中C o 變化于55310-6660010-6, C o /Ni 比值較高, 變化于41927912, 脈狀礦石黃鐵礦中Co 含量比條帶狀礦石黃鐵礦中Co 含量低, 變化于1810-694310-6, Co /Ni 比值低, 變化于11103145,

5、 反映了兩種礦石的不同成因。4 討 論拉拉礦床黃鐵礦中Co 含量高, 平均含量高達(dá)15151910-6, 與火山噴氣塊狀硫化物礦床相似, 而黃鐵礦中N i 含量也高, 平均含量也達(dá)20714, 且變化較大, 變化于61310-667510-6之間, 又與熱液黃鐵礦的特征相似。其中, 早期成礦階段條帶狀礦石黃鐵礦Co 含量普遍較高(55310-6660010-6, Co /Ni 比值高(41927912, 反映了黃鐵礦的火山噴流成因。晚期成礦階段的脈狀礦石黃鐵礦中Co 含量變化較大, 個(gè)別樣品Co 含量較高(如KS3為69010-6, KS7為83010-6,KS14為94310-6, 其余樣品

6、Co 含量低(1810-648010-6, 而所有樣品的Co /Ni 比值普遍低(272礦 物 學(xué) 報(bào)2009年表1 拉拉銅礦黃鐵礦Co 、N i 分析結(jié)果(10-6T ab l e1T he content o f Co and N i o f i n L a l a copper depos it (10-6樣號(hào)KS1KS 2KS 3KS 4KS 5KS 6KS 7KS 8礦石類型樣號(hào)KS9KS 10KS11KS12KS 13KS 14KS 15礦石類型791251811826216932182109111測(cè)試單位:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所1因, 部分高Co 黃鐵礦則可能是繼承了早

7、期火山成因黃鐵礦發(fā)育而成, 因?yàn)樵诘V相學(xué)研究中已觀 察到少量自形黃鐵礦包裹早期黃銅礦、黃鐵礦及圍巖角礫現(xiàn)象。仿照Xu (1998 對(duì)黃鐵礦中的Co /Ni 進(jìn)行了比較, 在圖1中, 條帶狀礦石黃鐵礦投點(diǎn)主要落在火山成因區(qū)域及其附近, 而脈狀礦石黃鐵礦投點(diǎn)則主要落在熱液成因區(qū)域及其附近, 進(jìn)一步說明礦床確實(shí)曾經(jīng)歷了早期火山噴流成礦和后期變質(zhì)成礦作用, 這與前人研究得出的拉拉銅礦成礦流體主要為變質(zhì)水而非巖漿水相一致(陳好壽和冉崇英, 1992; 孫燕等, 2006 。圖1 拉拉銅礦中黃鐵礦的Co /Ni 分布圖(底圖據(jù)毛光周, 2006; 不同地質(zhì)環(huán)境邊界的定義據(jù)B aj w ah 等, 1987

8、; B ril, l 19895 結(jié) 論鐵氧化物-銅-金礦床(I O C G 是近年來國(guó)際上確立的一種新的礦床類型(李澤琴等, 2002, 但目前還缺少一個(gè)綜合成因模型來刻畫礦床的成因(H itz m an , 2000; 張興春, 2003, 爭(zhēng)論焦點(diǎn)是熱液流體的來源問題。對(duì)此, 主要存在兩種觀點(diǎn), 即巖漿流體成礦(Po llar d, 2001 和非巖漿流體成礦(D ill e 和E inaud, i 1992, Barton 和Johnson , 1996 。其中非巖漿成因模型又分為地表或淺部盆地流體模型和變質(zhì)流體模型(Barto 和Johnson , 2004 。從目前的研究來看, 絕大數(shù)I O CG 礦床都與巖漿活動(dòng)關(guān)系密切, 非巖漿模型是巖漿成礦模型的補(bǔ)充, 可能適用于少數(shù)礦床或某一礦床的局部現(xiàn)象。而到目前為止, 尚未見到變質(zhì)流體獨(dú)立形成的I O CG 型礦床的報(bào)道, 僅限于理論推測(cè)(毛景文等, 2008 。而上述分析可見, 拉拉鐵氧化物-銅-金礦床(I O CG 的成礦作用具有多期性, 成礦流體具有多源性。早期的噴流沉積可能僅為礦床的形成提供了富含成礦物質(zhì)的礦源層, 或使成礦物質(zhì)局部富集; 后期變質(zhì)作用形成的變質(zhì)熱液與礦源層之間可能發(fā)生了強(qiáng)烈的物質(zhì)交換反應(yīng), 從礦源