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王睿睿,July 13, 2022
西藏铁格龙南高硫化铜矿床的铜同位素特征及其矿床成因与找矿意义---徐丽怡
铜同位素是近年来矿床研究的热点（Zhu et al. 2002; Grahametal. 2004; Larson et al. 2003; Liet al. 2010; Markl et al. 2006; Mason et al. 2005; Mathur et al. 2009, 2010, 2013; Mathur and Schlitt 2010; Asael et al. 2012）。Cu同位素已成为识别不同类型铜矿床的重要工具。作者报道了西藏铁格龙南硫化物矿床4个钻孔硫化物的高精度Cu同位素数据。
西藏铁格龙南硫化物矿床是多隆地区最大的铜矿床之一，多隆地区位于羌塘-三江板块南缘，班公-怒江带以西（图1）。班公-怒江带是西藏重要的成矿带（图1）。铁格龙南主要含矿岩有花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩、安山斑岩和长石-石英砂岩。多隆地区的Cu矿床形成与~115-121Ma的长英质侵入岩有关。
图1. 藏北铁格龙南斑岩铜矿床区域地质特征。
高硫化作用的浅成热液成矿
铁格龙南铜矿床成矿矿物包括硫化铜(CuS)、辉锑矿(4Cu2S·CuS)、辉锑矿(Cu3AsS4)、斑铜矿(Cu5FeS4)、黝铜矿(Cu12Sb4S13)和黄铜矿(CuFeS2)。显微镜观察显示，黄铁矿形成早于所有铜矿物
铁格龙南矿床是高硫化成因。高硫化型与安山岩和流纹岩岩浆有关，主要由明矾石+高岭石蚀变组合以及硫酸盐矿物（如石膏）组成（Sillitoe and Hedenquist, 2003）。整个铁龙南泥质蚀变区广泛赋存着丰富的明矾石、地板石、高岭石等粘土矿物。在Cu-S二元体系中存在低辉铜矿、高硫铜矿、硫铜矿和其他硫化物（Tang et al., 2014b; Yang et al., 2014）, 这些矿物与蓝铜矿、辉铜矿共同构成典型的高硫化低温热液组合。
流体包裹体
铁格龙南铜矿石英中流体包裹体发育，主要为富液、富气和含子晶体流体包裹体。所有包体中的蒸汽都是含水的，不含二氧化碳，含有氯化钠、硬石膏、氯化钾和其他子晶体。流体包裹体均一温度约为240~290℃，主要来自于前泥岩带。叶状带流体包裹体均一温度为260-530℃。浅、深斑岩侵入体流体包裹体均一温度分别为290-390℃和400-430℃。火山蚀变的温度似乎过高，这可能是由于蚀变位于宿主斑岩侵入体内所致。估算的温度表明，铁格南铜矿床包含两种不同类型的流体：斑岩体系中的高温流体和超前泥质带中的中低温流体。
矿物内部和矿物间的Cu同位素变化
同一样品的硫化物中，Cu同位素分馏只存在于微小的矿物内。结果表明，同一样品（RN2404-792.8）不同铜蓝晶粒间的Cu同位素组成差异为0.12‰，RN1604-309.5样品的晶粒1与晶粒2之间的差值为~0.6‰，可能反映了高温流体的热液改造或再结晶作用。但各样品间的同位素差异（<0.6‰）远小于整体Cu同位素变化（高达7.6‰）。这样就可以根据单个或多个硫化物颗粒获得的数据来评估铜同位素的空间变化。
Cu同位素分馏较大的表生成因
在铁格龙南铜矿钻孔中观察到δ65Cu值随深度有系统地增加，而在Pebble矿床中δ65Cu值随深度降低相反（Mathur et al. 2013）。造成这种差异的原因可能有两个。铁格龙南地区广泛发育泥质蚀变，Cu同位素比值与蚀变类型关系不明显（图3）。其次，铁格龙南浅成低温热液矿床的Cu同位素比值（7.6‰）范围远大于斑岩系（＜3‰） （Mathur et al. 2013）。
重要的是，铁格龙南矿石中Cu的品位随深度的变化而变化。结合δ65Cu随深度的系统升高，表明同位素重的Cu由上部浸出后向下运移。铁格龙南矿区主要有闪长斑岩、石英闪长斑岩、花岗斑岩、安山岩和砂岩等多种岩性（图4）。斑岩侵入体中δ65Cu均为正或负值，而砂岩地层中δ65Cu均为正值（图4）。这种差异表明渗透率对流体运移和同位素富集带的形成起着重要作用。
利用铜同位素寻找隐伏矿化区
Cu同位素的分带特征可能指示隐伏矿化。从质量平衡角度分析，铁格龙南高硫低温热液铜矿床Cu同位素的变化与上部重Cu同位素的浸出和向下运移有关。该同位素模式反映了同位素重Cu在上带的淋滤和向下带的运移，在不同深度均为负值和正值。有两种可能性可以解释这一假设。首先，深度未被探测到的区域可能已经被抬升并完全被侵蚀。第二种可能性是，这种富集带位于深部，尚未被发现。另一个重要意义是δ65Cu值似乎对应高的Cu品位（图5）。因此，根据铁格龙南剖面Cu同位素比值随深度的增加而增大的特征，重同位素丢失端元带可能位于较深的位置，因此，重同位素丢失端元带对寻找富矿体至关重要。
综上所述，Cu同位素在斑岩-浅成热液系统中具有很大的找矿潜力。
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