西藏甲玛3000m科学深钻矽卡岩矿物分带及地质意义.pdf

Jun.20 2 32023年6 月质地ACTACA SINICA报学第9 7 卷Vol.97 No.6第6 期西藏甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩矿物分带及地质意义王梦蝶1），唐菊兴*2），林彬），唐攀）,唐晓倩4），孙渺5），李发桥5，祁婧5，傅渊慧6），张忠坤6），崔浩1），杨征坤6），熊妍1）1）成都理工大学地球科学学院，四川成都，6 10 0 59；2）中国地质科学院矿产资源研究所，自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京，10 0 0 37；3）西南科技大学环境与资源学院，固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川绵阳，6 2 10 10；4）北京中矿联咨询中心，北京，10 0 0 44；5）中国地质大学（北京），北京，10 0 0 8 3；6）西藏华泰龙矿业开发有限公司，西藏拉萨，8 50 2 0 0内容提要：甲玛铜多金属矿床是冈底斯成矿带东段具有重大经济价值及科学研究意义的超大型斑岩-矽卡岩矿床，完整地保存了矽卡岩矿床形成和演化的重要信息。前人研究多集中于矽卡岩的水平分带，而对于矽卡岩矿物垂直分带以及其与金属矿化的耦合关系等方面研究薄弱。本文重点对甲玛30 0 0 m科学深钻中矽卡岩矿体进行了精细的矿物学研究，系统揭示了矽卡岩矿体的矿物学空间分带特征以及与金属矿化的耦合关系。结果表明，矽卡岩从浅部至深部具有清晰的分带现象，即矽卡岩化角岩透辉石石榴子石矽卡岩硅灰石石榴子石矽卡岩石榴子石硅灰石矽卡岩透辉石石榴子石矽卡岩石榴子石硅灰石矽卡岩矽卡岩化大理岩硅灰石石榴子石矽卡岩透辉石石榴子石矽卡岩硅灰石石榴子石矽卡岩矽卡岩化大理岩硅灰石石榴子石矽卡岩透辉石石榴子石矽卡岩内矽卡岩（含石榴子石花岗闪长斑岩）。金属矿物组合从浅部向深部，变化为辉钼矿土黄铜矿斑铜矿十黄铜矿土辉铜矿土硫铋铜矿土辉钼矿辉钼矿土黄铜矿，对应成矿元素变化为Mo士Cu士Au土AgCu（M o）士Au士AgMo士Cu士Au士Ag。研究表明，侵人岩及围岩的空间位置、构造环境、多期次热液流体叠加是控制矽卡岩矿物分带的重要因素。同时，矿物学特征表明，矽卡岩中高品位金的富集与斑铜矿等铜硫化物密切相关，也可能与多期次流体叠加和富金岩浆源区有关。关键词：矽卡岩分带；斑岩-矽卡岩矿床；矽卡岩矿物学；甲玛；西藏矽卡岩（skarn）是一类主要由富钙或富镁的硅酸盐矿物组成的蚀变岩石（Einaudi etal.，198 2；Meinertetal.，2 0 0 5），其矿物组合及化学成分的变化规律可以指示矽卡岩矿床中交代蚀变作用的强弱、热液流体的运移方向以及成矿的演化过程等（赵一鸣等，198 2；Meinertetal.，198 7，2 0 0 5），同时对于矿床勘查评价也具有重要指示意义（Meinert，1992，1997）。西藏甲玛矿床具有斑岩型、矽卡岩型、角岩型、Manto型和独立金矿体多元矿体结构，为冈底斯成矿带碰撞背景下斑岩成矿系统的典型代表（林彬等，2 0 19）。前人在矿床地质特征与矿床模型（唐菊兴等，2 0 10，2 0 11；冷秋锋等，2 0 15；ZhengWenbaoetal.，2 0 16；林彬等，2 0 19）、岩石及矿床地球化学特征（郑文宝等，2 0 10 a，2 0 12；李永胜等，2011，2 0 12；秦志鹏等，2 0 11a，2 0 12；应立娟等，2012a）、构造控矿（钟康惠等，2 0 12；DuanJilinet注：本文为国家重点研发计划（编号2 0 2 2 YFC2905001）、国家自然科学基金项目（编号42 2 7 2 0 93、4190 2 0 97）、中国地质科学院矿产资源研究所基本科研业务费（编号KJ2102，K K 2 116，K K 2 0 17）、西藏自治区科技计划项目（编号XZ201901-GB-24）和中国地质调查局项目（编号DD20190167）联合资助的成果。收稿日期：2 0 2 2-0 6-0 7；改回日期：2 0 2 2-0 8-0 7；网络发表日期：2 0 2 2-0 9-2 5；责任编委：范宏瑞；责任编辑：蔡志慧。作者简介：王梦蝶，女，1994年生。硕士研究生，构造地质学专业。E-mail：542 397 42 0 q q.c o m。*通讯作者：唐菊兴，男，196 4年生。研究员，主要从事青藏高原矿产勘查与综合研究工作。E-mail：t a n g j u x i n g 12 6.c o m。引用本文：王梦蝶，唐菊兴，林彬，唐攀，唐晓倩，孙渺，李发桥，祁婧，傅渊慧，张忠坤，崔浩，杨征坤，熊妍.2 0 2 3.西藏甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩矿物分带及地质意义，地质学报，97（6）：1956 197 1，doi：10.197 6 2/j.c n k i.d i z h i x u e b a o.2 0 2 2 17 0.Wang Mengdie,Tang Juxing,Lin Bin,Tang Pan,Tang Xiaoqian,Sun Miao,Li Faqiao,Qi Jing,Fu Yuanhui,ZhangZhongkun,Cui Hao,Yang Zhengkun,Xiong Yan.2023.Mineral zoning and geological significance of skarns in the Jiama3000 m scientific deep borehole,Tibet.Acta Geologica Sinica,97(6):19561971.王梦蝶等：西藏甲玛3 0 0 0 m科学深钻矽矿物分带及地质意义第6 期1957al.，2 0 14）、成岩成矿年代学（应立娟等，2 0 0 9，2010,201l;秦志鹏等，2 0 11b；Yi n g Li j u a n e t a l.，2014）、矿物学（王焕，2 0 11；应立娟等，2 0 12 b；冷秋锋，2 0 16；冷秋锋等，2 0 2 2)等方面对甲玛矿床进行了详细的研究，并取得了丰硕的研究成果。然而，对甲玛矿区超大规模矽卡岩的垂向分带及其与金属矿化的耦合关系和矽卡岩中高品位金的富集机制等问题仍不明确。在国家重点研发计划深地专项“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”的资助下，项目组在甲玛矿区开展了3000m的科学深钻（JMKZ-1），该科学深钻穿透了甲玛斑岩成矿系统中的角岩、矽卡岩及斑岩型矿体，并进入深部无矿核，直接揭示甲玛矿区30 0 0 m以浅的地质信息，为矽卡岩矿物学的精细研究提供了关键地质样品（林彬等，2 0 2 1）。基于此，本文以3000m科学深钻为研究对象，通过详细的地质编录、镜下鉴定和电子探针分析，结合前人研究资料，对矽卡岩矿物进行精细分带，探讨其分带模式与金属矿化的耦合关系，并基于细致的矿物结构和矿物地球化学证据，揭示其成矿作用过程和高品位金的富集沉淀机制，旨在探讨甲玛超大规模矽卡岩矿体的成因、演化过程、形成环境，为勘查评价提供科学支撑。1矿区地质概况甲玛矿床位于冈底斯成矿带东段。矿区内出露的地层主要为上侏罗统多底沟组（J3d）灰白色一灰色块状结晶灰岩以及下白垩统林布宗组（K,l)灰黑色板岩、粉砂岩，二者为整合接触（图1）。矿区受甲玛-卡军果推覆构造体系控制明显。矿区局部（铜山）发育滑覆构造（钟康惠等，2 0 12）。矿区地表岩浆岩出露面积较小，以中新世中酸性岩脉为主，包括(石英)闪长岩、花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、花岗斑岩以及少量煌斑岩和辉绿岩脉（秦志鹏等，201la;ZhengWenbao et al.，2 0 16)。勘查和研究表明，甲玛矿区存在典型的“四位一体”矿体结构（图2），即浅部为产于斑岩体顶部的角岩型铜钼矿体，中部为产于上覆角岩与下部大理岩的层间接触带或层间薄弱带的矽卡岩型铜多金属矿体（含Manto型矿体），深部为与隐伏侵人岩脉有关的斑岩型钼铜矿体，以及局部产于构造破碎带中的脉状金矿体（林彬等，2 0 12；郑文宝等，2 0 12；唐菊兴等，2 0 13；唐攀等，2017）。此外，在甲玛主矿区外围的南坑、则古朗北以及象背山等地还发育多个集中矿化段，它们与主矿区共同构成了一个完整的斑岩成矿系统（林彬等，2019；邹兵等，2 0 19）。23000m科学深钻的基本地质信息甲玛30 0 0 m科学深钻JMKZ-1位于甲玛主矿段16 与2 0 号勘探线之间（图1），设计方位角2 40 天顶角3。林彬等（2 0 2 1)对甲玛30 0 0 m科学深钻地质信息进行了详细描述，0 6 2 0.8 7 m主要为角岩，蚀变主要发育硅化、黑云母化以及弱绿泥石化，矿化以浸染状和脉状黄铁矿、黄铜矿及辉钼矿为主，局部发育少量的磁铁矿化；矽卡岩（矽卡岩化大理岩）厚度大于36 0.8 5m(620.87981.72m）且具有明显的分带特征，从上到下依次为：石榴子石绿泥石化角岩绿泥石化石榴子石角岩透辉石石榴子石矽卡岩石榴子石矽卡岩硅灰石石榴子石矽卡岩石榴子石硅灰石矽卡岩硅灰石矽卡岩矽卡岩化大理岩（林彬等，2 0 19），整体矿化较好，以Cu-Mo矿化为主。深部（98 1.7 2 30 0 3.3m）主要发育复式斑岩体，由二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长珍岩组成，并被细粒花岗岩脉穿插。斑岩体矿化相对较弱，主要为细脉浸染状黄铜矿、石英-辉钼矿脉和少量的石英-黄铁矿-黄铜矿脉，局部可见星散状黄铜矿，到深部则无明显矿化。斑岩体浅部的二长花岗斑岩（10 2 1.32 1357.8 0 m）发育明显的钾长石化、绢云母化以及绿泥石化等热液蚀变，而中部二长花岗斑岩（1357.8 0 2 116.56 m）蚀变明显减弱，表现为弱绢云母化和绿泥石化，深部二长花岗斑岩（2 141.16 30 0 3.3m）仅局部发育弱绿泥石化和绢云母化。3样品采集、测试方法及测试结果本次研究对甲玛30 0 0 m科学深钻从顶部角岩矿体到深部斑岩无矿核进行了典型岩石采样。所采集的样品均进行了详细的岩芯观察描述，并进行了详细的镜下鉴定，识别矿物组合与相对含量及矿石组构。本次研究在上述的工作基础上，重点选取了矽卡岩矿体从浅部透辉石石榴子石矽卡岩至深部内矽卡岩的不同深度不同类型的矽卡岩为样品，对167个点的不同期次不同类型的石榴子石以及部分金属矿物进行了详细的矿物学研究，旨在通过岩芯地质编录、镜下鉴定和电子探针分析，揭示矽卡岩矿体的矿物学空间分带及其与金属矿化的耦合关系，同时，基于矿物结构和矿物化学证据，约束其成矿作用过程和高品位金的富集沉淀机制。电子探针实验http:/WWW/dzxb/ch/index.aspx195820233年质报地学1637879808182(b)32S90040元83601632牛塘4504Qh89JdJ,d则古朗则古朗北矿段JMKZ-1880416643003216元2K,1y0元OO主矿段TOu7元元Gou铅山87(a)南坑矿段70元08806北京元070元70元70元05486O8元0 2 0 1元研究区0250500mStudyareaQhK,12J.d101335689111214元70元ou836JMK7-1图1西藏甲玛矿区地理位置（a）、地质图以及科学深钻JMKZ-1位置（b)（据林彬等，2 0 19)Fig.1 Geographical location of Jiama deposit,Tibet(a),geological map and scientific deep boreholeJMKZ-1 location(b)(after Lin Bin et al.，2 0 19)1一第四系沉积物；2 一下白垩统林布宗组砂岩、板岩、角岩；3一上侏罗统多底沟组灰岩、大理岩；4一矽卡岩化大理岩；5一矽卡岩；6 一矽卡岩型矿体；7 花岗斑岩脉；8 花岗闪长斑岩脉；9石英闪长珍岩脉；10 细晶岩脉；11一滑覆构造断裂；12 矿段范围；13一钻孔及编号；14科学深钻及编号1-Quaternary sediments;2sandstone,slate and hornstone of Lower Cretaceous Linbuzong Formation;3limestone and marble of UpperJurassic Duodigou Formation;4skarn marble;5skarn;6skarn orebody;7-granite porphyry dikes;8granodiorite porphyry dikes;9quartz diorite porphyrite dikes;10aplite dike;11strike slip fault;12range of ore block;13drlling hole and its serial number;14scientific deep drilling site and number在中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成，仪器型号：JXA-8230，实验条件均为：加速电压2 0 kV，束流2 0 nA，束斑5m。详细研究结果如下：3.1矽卡岩矿物的空间分带甲玛30 0 0 m科学深钻的矽卡岩主要位于钻孔进尺6 0 0 98 1.7 2 m。中间有少量的残留大理岩和中酸性岩脉穿插。其中，根据矿物组合和共生关系，矽卡岩可大致分为透辉石石榴子石矽卡岩、石榴子石矽卡岩、硅灰石石榴子石矽卡岩、石榴子石硅灰石矽卡岩、矽卡岩化大理岩等。结合详细的岩芯编录、镜下鉴定和电子探针分析结果，甲玛30 0 0 m矽卡岩在垂向上具有明显的分带现象。根据矽卡岩矿物组合的变化从上到下依王梦蝶等：西藏甲玛3 0 0 0 m科学深钻分带及地质意义第6 期1959推测古地表S主矿段JMKZ-1Cu-Au(高硫型?今地表则古朗北矿段N铜山矿段滑覆构造隆升南坑矽卡剥蚀营型角岩型Cu-Pb-ZnCu-Mo角岩型Cu-MoManto型KCu-Pb-Zn构造破碎带独独立Au（低硫型?KManto型Cu-Pb-Zn远端矽卡岩型Pb-ZnCuAuAg中部带矽卡岩型Cu土Mo土Au土Ag近端矽卡岩型Cu-MoAuAgT斑岩型叠加矽卡岩型十入Cu-MoMotCuAutAg斑岩型入2+3Cu-MoK.15入4近端矽卡岩型+Cu-MoAuAgJd5X678+流体运移方向上X近端矽卡岩型流体运移方向Cu-Mo土AutAg9101112入16W00t131415+1：+入+400m20入171819+入入十+图2甲玛斑岩成矿系统结构及多中心复合成矿作用模型（据林彬等，2 0 19)Fig.2Structure of Jiama porphyry metallogenic system and multi center composite metallogenic model(afterLinBinetal.，2 0 19)1一林布宗组砂、板岩；2 一多底沟组灰岩、大理岩；3一浅部岩浆储库；4一二长花岗斑岩；5一花岗闪长斑岩；6 一花岗斑岩；7 一角砾岩；8 一近端矽卡岩；9一中部矽卡岩；10 一远端矽卡岩；11一钾硅酸盐岩化；12 一绿泥石、绿帘石化；13一绢英岩化、弱泥化；14一角岩化；15一强硅化；16角岩矿体界限；17 一裂隙系统；18 一滑覆构造；19一流体运移方向；2 0 一科学深钻1sandtone and slate of Linbuzong Formation;2limestone and marble of Duodigou Formation;3shallow magma reservoir;4monzoniticgranite porphyry;5granodiorite porphyry;6granite porphyry;7breccia;8proximal skarn;9intermediate skarn;10distal skarn;11-potassium silicate alteration;12chlorite-epidote alteration;13phyllic and weak argillic alteration;14hornfel alteration;15strongsilicic alteration;16boundary of hornstone ore-body;17fissure system;18detachment fault;19fluid transport direction;20scientificdeepborehole次细分为：矽卡岩化角岩（58 1.0 6 6 0 0.8 m）透辉石石榴子石矽卡岩（6 0 0.8 6 0 9m）硅灰石石榴子石矽卡岩（6 0 96 15.3m）石榴子石硅灰石矽卡岩（6 15.36 2 5.9m）透辉石石榴子石矽卡岩（6 2 5.96 46.6 7 m）石榴子石硅灰石矽卡岩（6 46.6 7 6 7 5.8 1m）矽卡岩化大理岩（6 7 5.8 1792.91m）硅灰石石榴子石矽卡岩（7 9 2.9 1799.7m）透辉石石榴子石矽卡岩（7 99.7 8 0 4.5m）硅灰石石榴子石矽卡岩（8 0 4.58 12.2 2 m）矽卡岩化大理岩（8 12.2 2 90 3.32 m）硅灰石石榴子石矽卡岩（9 0 3.32 9 11.52 m）透辉石石榴子石矽卡岩（911.52 92 0.32 m）内矽卡岩（即含石榴子石花岗闪长斑岩）（92 0.32 931.32 m）（图3），矽卡岩整体上呈现出顶、底板透辉石十石榴子石（图3d、j），中间为硅灰石十石榴子石（图3g）的分带特征。此外，石榴子石类型也随深度的变化呈现出相应的变化，电子探针数据结果显示，石榴子石从浅部至深部钙铝榴石含量逐渐减少，而钙铁榴石含量逐渐增高（图4a、b）。同时，距岩体接触带近端的矽卡岩也表现出相同的分带特征，即逐渐远离岩体时，石榴子石中钙铝榴石的含量逐渐减少，而钙铁榴石含量逐渐增加（图4a、c），透辉石含量也逐渐减少，逐渐过渡为石榴子石十硅灰石的矽卡岩矿物组合（图3c）。中部多为矽卡岩化大理岩，主要表现为石榴子石硅灰石等在大理岩中呈脉状产出（图3h），另可见大理岩中发育矽卡岩夹层（图3b），可观察到透2023年http:/www.ournaiscn/dzxb/ch/index.aspx1960质报地学Cu(%)TFe0/Al203(%)孔深(m)00.20.40.60.81048121620600Grt+Di+Wol+Ep+Chl+Qz+Cala(Grt:Di1:1)Grt+Wol+Di+Ep+Chi+Qz+CalO+Mo1Wol+Grt+Di+Ep+Chl+Qz+Cal625ChlGrt+Di+Woi+Ep+Chl+Qz+Cal609.0mGrt2cm(Grt:Di1:1)(e)650Wol+Grt+Di+Ep+Chl+Qz+Cal(Wol:Grt1:1)675615.0mcm700-725Q+MolCal+Wol+Grt+Qz(Cal:Wol+Grt1:1)Grt624.9m2cm750-(g）Bn775Grt+Wol+Di+Ep+Chl+Qz+Cal800664.3m2cmGrt+Di+Wol+Ep+Chl+Qz+CalGrt+Wol+Di+Ep+Chl+Qz+Cal(h)Wol:Grt1:1825BnWo850-741.8mcimCal+Wol+Grt+Qz875Bn900Grt+Wol+Di+Ep+Chl+Qz+Cal903.3m2cmGrt+Di+Wol+Ep+Chl+Qz+Cal925PI+Amp+Qz+Grt+Di+Bi+Kfs+Chl(PI+Amp+Qz+BiGrt+Di)Di950-Q+Mol912.1mcmPI+Amp+Qz+Bi+Kfs+Chl(k)975Grt1000-Mol00.10.20.3924m2cmMo(%)45十678910图3西西藏甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩矿物分带Fig.3Mineral zoning of skarn in Jiama 3000 m scientific deep borehole,Tibet（a）一顶板矽卡岩；（b）一矽卡岩夹层；（c）一底板矽卡岩；（d）一透辉石石榴子石矽卡岩；（e）一硅灰石石榴子石矽卡岩；（f、g）一石榴子石硅灰石矽卡岩；（(h)一矽卡岩化大理岩；(i)一硅灰石石榴子石矽卡岩；(j）一透辉石石榴子石矽卡岩；（k)一内矽卡岩；1一透辉石石榴子石矽卡岩；2 一硅灰石石榴子石矽卡岩；3一石榴子石硅灰石矽卡岩；4一石榴子石矽卡岩；5一矽卡岩化大理岩；6 一内矽卡岩；7 一花岗闪长斑岩；8铜矿化品位；9钼矿化品位；10 TFeO含量；11一Al,O：含量；Grt一石榴子石；Di透辉石；Wo一硅灰石；Chl绿泥石；Ep绿帘石；Pl一斜长石；Qz一石英；Amp一角闪石；Cal一方解石；Bi一黑云母；Kfs一钾长石；Mol一辉钼矿；图中Cu、M o、T Fe O、A l,O 含量为甲玛3000m科学深钻矽卡岩样品岩石地球化学分析结果（附表1)(a)roof skarn;(b)skarn intercalation;(c)floor skarn;(d)diopside garnet skarn;(e)wollastonite garnet skarn;(f,g)garnetwollastonite skarn;(h)skarn marble;(i)wollastonite garnet skarn;(j)-diopside garnet skarn;(k)endoskarn;1diopside garnetskarn;2wollastonite garnet skarn;3-garnet wollastonite skarn;4garnet skarn;5skarn marble;6endoskarn;7-granodioriteporphyry;8-copper grade;9-molybdenum grade;10-TFeO content;11-Al,O:content;Grtgarnet;Di-diopside;Wo-wollastonite;Chl-chlorite;Ep-epidote;Plplagioclase;Qz-quartz;Amp-amphibole;Calcalcite;Bibiotite;Kfs-potassiumfeldspar;Mol-molybdenite;the contents of Cu,Mo,TFeO and Al,O,(Appendix 1)in the figure are from the petrogeochemical analysisof the skarn sample from the 3000 m scientific deep borehole in Jiama王梦蝶等：西藏甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩矿物分带及地质意义第6 期1961(a)90(b)600口6 0 8.180口口612.5-Grt1706 12.5-G r t 2(%)出岛65060+618.4-G rt1拟合趋势线一50O618.4-Grt2407003020()107500020406080100（钙铁榴石90口0873.2m80080+904.8m70口911.7 5m(%)60口92 6.7 m85050口403090020808100950020406080100050100And(%)钙铁榴石（%）图4西藏甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩垂向上石榴子石成分变化图解Fig.4 Vertical variation of garnet composition of the skarn in the 30o0 m scientific deep borehole skarn in Jiama,Tibet（a）一从浅部到深部石榴子石中钙铁榴石端元含量变化；（b）一浅部矽卡岩中石榴子石成分变化；（c）一深部矽卡岩中石榴子石成分变化；图中不同深度石榴子石端元组分的含量（附表2)是通过Geokit（路远发，2 0 0 4）单矿物计算对原始电子探针数据进行处理所得(a)variation of andradite content of garnet from shallow to deep;(b)variation of garnet composition in shallow skarn;(c)variationof garnet composition in deep skarn;the contents of garnet endmembers(Appendix 2)at different depths in the figure are obtained byprocessing the raw electron probe data through Geokit(Lu Yuanfa,2004)single-mineral calculation辉石一石榴子石一硅灰石呈韵律性反复出现，此处矽卡岩矿物的韵律出现可能受构造控制（Einaudi，1981）。此外，可见不同期次的石榴子石脉体相互穿切（图6 a、b)以及石榴子石的环带结构（图6 c），表明了成矿流体多期次多阶段的活动特征。综上所述，甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩矿物的空间分带不仅与侵人岩和围岩的空间位置密切相关，也受构造环境以及多期次流体叠加改造的影响。3.2金属矿化的空间分带甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩中矿石类型丰富，根据有用矿物组合，主要可以划分为：黄铜矿矿石、斑铜矿矿石、辉钼矿矿石、黄铜矿-辉钼矿矿石、黄铜矿-斑铜矿矿石，矿石主要呈细脉浸染状、网脉状及团斑状产出。甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩金属矿物在空间上也具有明显的分带，从图5中可以看出：矿石矿物组合总体上从上至下表现出辉铝矿土黄铜矿斑铜矿十黄铜矿土辉铜矿土硫铋铜矿土辉钼矿辉钼矿土黄铜矿的过渡趋势；成矿元素表现为Mo士Cu士AuAgCu(Mo)AuAgMo士Cu士Au士Ag的分布规律，这与前人阐述的矽卡岩“上Mo下Cu的分带特征有所区别（郑文宝等，2 0 10 b；王焕，2 0 11；冷秋锋，2 0 16；冷秋锋等，2022)。4讨论4.1矽卡岩矿物垂直分带及其与金属矿化的耦合关系Einaudi(1981）提出控制矽卡岩矿物分带的基本因素主要包括：温度、形成深度、相关侵人岩和围岩的成分、氧化还原状态、pH值以及所处的构造环境等（于淼，2 0 13）。矽卡岩的形成是一个动态的热液交代演化过程，侵人岩的特征、热液流体的成分以及温度压力条件均可影响矽卡岩矿物组合和化学反应(Titley，19 7 3;G u ilb e r t e t a l.，19 7 4;M e in e r t e tal.，2 0 0 5；冷秋锋等，2 0 2 2）。前人研究表明，随着与岩体热源距离的增加，石榴子石的成分从近端矽http:/WWW.dzxb/ch/index.aspx196220233年质报地学Bn/Ccp/Py(%)Cu(%)Ag(g/t)孔深(m)051015 202500.20.4 0.6 0.81010203040600262534650-66758700-1072512750-134775151680017188251920850-212287523900-925950-9751000-02468101200.10.20.300.40.81.2Mol/Py/Bn/Dg/Cc/Mt/Spc/Mo(%)Au(g/t)Apy/Wtc/Td/Gn(%)图5西藏甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩金属矿物空间分布与元素的对应关系Fig.5 Corresponding relationship between spatial distribution of metal minerals and elements of skarn in Jiama 3000 mscientific deep borehole,Tibet1一透辉石石榴子石矽卡岩；2 一硅灰石石榴子石矽卡岩；3一石榴子石硅灰石矽卡岩；4一石榴子石矽卡岩；5一矽卡岩化大理岩；6 一内矽卡岩；7 花岗闪长斑岩；8 一黄铜矿；9一斑铜矿；10 辉钼矿；11辉铜矿；12 一镜铁矿；13黄铁矿；14一磁铁矿；15一蓝辉铜矿；16 毒砂；17方铅矿；18 一铜矿；19一硫铋铜矿；2 0 一铜品位；2 1一钼品位；2 2 一金品位；2 3一银品位；Mol一辉钼矿；Py一黄铁矿；Bn一斑铜矿；Ccp一黄铜矿；Dg一蓝辉铜矿；Cc一辉铜矿；Mt一磁铁矿；Spc镜铁矿；Apy一毒砂；Wtc一硫铋铜矿；Td一铜矿；Gn一方铅矿；图中各金属硫化物含量数据通过镜下目估法所得；图中Cu、M o、A u、A g 品位数据出自甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩样品岩石地球化学分析结果(附表1)1diopside garnet skarn;2wollastonite garnet skarn;3garnet wollastonite skarn;4garnet skarn;5skarn marble;6endoskarn;7granodiorite porphyry;8chalcopyrite;9bornite;10molybdenite;11-chalcocite;12specularite;13pyrite;14magnetite;15-digenite;16arsenopyrite;17galena;18tetrahedrite;19wittichenite;20copper grade;21molybdenum grade;22goldgrade;23silver grade;Mol-molybdenite;Py-pyrite;Bn-bornite;Ccp-chalcopyrite;Dgdigenite;Cc-chalcocite;Mt-magnetite;Spc-specularite;Apy-arsenopyrite;Wtcwittichenite;Td-tetrahedrite;Gn-galena;the content data（A p p e n d i x 1)o f e a c h m e t a lsulfide in the figure is obtained by the visual estimation method under the microscope;the data of Cu,Mo,Au and Ag grades in the pictureare from whole rock geochemical analysis of skarn samples from the 3ooo m scientific deep borehole in Jiama王梦蝶等：西藏甲玛30 0 0 m科学深钻矽卡岩矿物分带及地质意义第6 期1963卡岩到远端矽卡岩，表现为由钙铁榴石向钙铝榴石的转变，且石榴子石多分布在岩体接触带附近，而辉石和硅灰石多分布在距离岩体的远端（王焕，2 0 11；唐晓倩等，2 0 12；冷秋锋，2 0 16；冷秋锋等，2 0 2 2）。然而，甲玛科学深钻局部区段（8 50 950 m）垂向上却表现出不同的变化趋势（图4c），深部靠近花岗闪长斑岩接触带，从深部到浅部石榴子石中钙铁榴石含量逐渐增加，而钙铝榴石的含量逐渐减少。矽卡岩从钙铝榴石向钙铁榴石过渡的原因可能为：原岩本身相对富Al,随着流体的演化，由以钙铝质石榴子石为主转变为钙铁质石榴子石为主（G h o s h e t a l.，2 0 2 2）。氧逸度的变化导致石榴子石中Fe含量的变化（Meinert etal.，2 0 0 5；T i a nZhendongetal.，2 0 19）；矽卡岩顶部有富含Fe物质或富Fe流体（上部角岩）加人到矽卡岩成岩过程中导致钙铝榴石向钙铁榴石的变化趋势（G h o s h e t a l.，2 0 2 2）。以上全部。这也与前人对于矽卡岩的研究一致，即早期的石榴子石相对富铝，晚期石榴子石相对富铁（Einaudi，198 1；Meinert，1992，1997;Pa r k e t a l.，2 0 17)。石榴子石是广泛存在于矽卡岩矿床中的一种成岩矿物，其成分可以反映矽卡岩形成时的氧逸度（M e i n e r t e t a l.，2 0 0 5）。具体而言，当矽卡岩形成时氧化性较强，铁主要以Fe3+的形式存在，从而形成钙铁榴石，而在还原条件下，则形成钙铝榴石（朱乔乔等，2 0 14；王伟等，2 0 16）。在甲玛30 0 0 m科学深钻中，浅部矽卡岩由透辉石石榴子石矽卡岩向石榴子石硅灰石矽卡岩过渡（图3a），石榴子石端员则由钙铝榴石向钙铁榴石转变（图4a、b），这表明成矿流体从早期到晚期由相对还原逐渐向相对氧化的条件转变；在相对还原环境下有利于Mo的迁移和沉淀（罗铭玖等，1993；郑文宝等，2 0 11；Seoetal.，2012；王艺云等，2 0 17；），而在相对氧化性的环境下更有利于Cu的沉淀（Meinert etal.，2 0 0 5；王艺云等，2 0 17），而在相对氧化性和偏中性的环境下更有利于Cu的沉淀（Meinert etal.，2 0 0 5；王艺云等，2017），由此对应的金属矿物表现出辉钼矿土黄铜矿斑铜矿土黄铜矿土辉铜矿土硫铋铜矿土铜矿，以及成矿元素表现为“MoCu”的变化趋势。同理，深部靠近花岗闪长斑岩的接触带（图3c），从深部到浅部石榴子石中钙铁榴石含量逐渐增加，而钙铝榴石的含量逐渐减少（图4b、c），金属矿化则表现为上Cu下Mo”的分布特征。从图5可以看出，总体上透辉石石榴子石矽卡岩相对于石榴子石硅灰石矽卡岩、石榴子石矽卡岩，矿化以Mo矿化为主，金属矿物为辉钼矿土黄铜矿；而石榴子石硅灰石矽卡岩（硅灰石石榴子石矽卡岩）则主要以Cu-（A u-A g）矿化为特征，金属矿物为斑铜矿十黄铜矿土辉铜矿土硫铋铜矿土铜矿，表明辉钼矿的分布与透辉石，钙铝质的石榴子石密切相关，而斑铜矿以及黄铜矿等含Cu硫化物与硅灰石和钙铁质石榴子石密切相关。4.2多期次成岩成矿作用的矿物学和地球化学证据甲玛矿床矽卡岩分带除与侵入岩与围岩的空间位置以及构造环境有关外，还受到多期次流体叠加改造，具体表现为：从浅部到深部，在不同的空间位置均普遍发育石榴子石环带结构（图6 c），环带结构记录了强烈流体流动与流体停滞交替（Meinert etal.，2 0 0 5），暗示了石榴子石矿物晶体的生长可能存在间断，存在溶液组分与生长晶体表层重新达到热力学平衡的过程（邱瑞龙，198 8；应立娟等，2012b）；常见不同期次的石榴子石脉的相互穿切（图6 a、b），或早期的硅灰石矽卡岩被晚期棕褐色石榴子脉穿切或沿边部交代的现象（图6 d）；镜下除常见的斑铜矿与黄铜矿共边结构或固溶体分离结构形成的矿物共生组合外（图6 eg、i)，另常见早期形成的斑铜矿等被晚期形成的蓝辉铜矿沿裂隙交代(图6 h)或早期形成的黄铜矿或硫砷铜矿被晚期形成的斑铜矿交代呈孤岛状（图6 j)。本文重点选取了同一深度不同期次的石榴子石进行电子探针分析，结果见表1。环带结构的石榴子石表现为颜色深浅相间变化。石榴子石从核部到边缘，4件样品中的主要成分TFeO、A l 2 O：以及石榴子石端元组分钙铁榴石（And）与钙铝榴石（Gro）的变化趋势如图7 ad。环带结构的石榴子石TFeO与Al2O3含量从核部到边缘呈现出此消彼长的变化趋势，与之对应的钙铁榴石与钙铝榴石含量也呈现出相同的变化趋势（图7 eh）。通过对比样品6 12.5-Grt1与样品6 12.5-Grt2两个世代的石榴子石，发现早期的石榴子石（样品6 12.5-Grt1）以钙铝-钙铁榴石为主（图7 d），而晚期多以钙铁榴石为主（图7 e）；此外，可见石榴子石（样品7 8 2-Grt2）发育双环带结构（图7 c），从核部到边缘