藏南古堆地区锑多金属矿床成矿流体热力学与地球化学特征及其成矿启示

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.115

现代地质 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (02): 263-266.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.115

• 深部物质组成与成矿作用 • 上一篇下一篇

藏南古堆地区锑多金属矿床成矿流体热力学与地球化学特征及其成矿启示

娄元林¹^,²^,³(), 成明³, 陈武⁴, 唐侥³, 曾昊³, 陈坤³, 袁永盛⁵(), 杨桃⁶

1.中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037
2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083
3.中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心,湖南长沙 410600
4.湖北省地质局,湖北武汉 430022
5.中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心,云南昆明 650100
6.常德职业技术学院,湖南常德 415000

出版日期:2025-04-10 发布日期:2025-05-08
通信作者: 袁永盛,男,高级工程师,1989年出生,主要从事区域地质矿产研究工作。Email: 879933153@qq.com。
作者简介:娄元林,男,博士研究生,高级工程师,1988年出生,主要从事矿产地质调查及矿产勘查工作。Email: 420418599@qq.com
基金资助:
中国地质调查局项目(1212011121236);中国地质调查局项目(12120114083501);中国地质调查局项目(DD20230386);中国地质调查局项目(DD20230376)

Thermodynamic-Geochemical Signatures of Ore-Forming Fluids in the Gudui Sb-Polymetallic District, Southern Tibet: Implications for Sb Enrichment and Deposit Genesis

LOU Yuanlin¹^,²^,³(), CHENG Ming³, CHEN Wu⁴, TANG Yao³, ZENG Hao³, CHEN Kun³, YUAN Yongsheng⁵(), YANG Tao⁶

1. Institute of Mineral Resource, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
2. School of Earth Sciences and Resource, China University of Geosciences (Beiing), Beijing 100083, China
3. Changsha General Survey of Natural Resources Center, China Geological Survey, Changsha, Hunan 410600, China
4. Hubei Geological Bureau, Wuhan, Hubei 430022, China
5. Kunming General Survey of Natural Resources Center, China Geological Survey, Kunming, Yunnan 650100, China
6. Changde Vocational Technical College, Changde, Hunan 415000, China

Published:2025-04-10 Online:2025-05-08

摘要/Abstract

摘要： 藏南古堆地区地处特提斯—喜马拉雅构造域一级构造单元之喜马拉雅片的中段,北涉雅鲁藏布江板块结合带,该区新发现系列锑多金属矿床。目前关于这些矿床的科学研究薄弱,制约对矿床成因和区域成矿规律的深入认识。本文选择该区代表性的恰嘎、那穷和卓木日矿床为研究对象,在详细查明矿床地质特征的基础上,对成矿流体展开系统研究,探讨其成分、温度、盐度、压力等物理化学条件,限定成矿流体类型,并估算成矿深度。结果表明,该区以锑为主的矿床的流体包裹体类型主要为富液相包裹体,铅锌为主的,可见有三相包裹体;主成矿温度上辉锑矿成矿温度(180~208 ℃)略低于铅锌矿成矿温度(203~230 ℃),NaCl_eq盐度为3.0%~9.9%;成矿流体的气体成分以CO₂为主,并含有部分N₂、CH₄、H₂O,属中低温低盐度NaCl-H₂O热液体系;成矿压力为33~71 MPa,成矿深度为1.2~2.6 km,形成于浅成成矿环境;成矿流体的δD_V-SMOW为-64.6‰~-70.2‰和-135.2‰~-129.4‰,δ $O H 2 O$ 为2.9‰~5.2‰和6.6‰~9.9‰,H、O同位素表明成矿流体具有多源性,以建造水为主,也有浅部流体的混入。综合分析认为藏南古堆地区锑多金属矿床为以建造水为主的浅成中低温热液矿床,且现锑矿的深部可能存在Au-Sb、Pb-Zn-Sb矿。

关键词: 锑多金属矿床, 成矿流体, 流体包裹体, 热力学与地球化学, 古堆地区, 藏南

Abstract:

The Gudui area of southern Tibet is situated in the mid-Himalayan segment of the Tethys-Himalayan tectonic domain, adjacent to the Yarlung Tsangpo suture zone in the north. A series of Sb-polymetallic deposits have been newly discovered in this region, though limited scientific research currently constrains understanding of their genesis and regional metallogenic controls. This study investigates three representative deposits (Qiaga, Naqiong, and Zhuomuri) through detailed geological characterization and systematic analysis of ore-forming fluids to constrain physicochemical conditions (composition, temperature, salinity, pressure) and metallogenic depth. Our results reveal that Sb-dominated ores contain primarily liquid-rich fluid inclusions, whereas Pb-Zn ores host three-phase (liquid-vapor-solid) inclusions. Stibnite mineralization temperatures (180-208 ℃) are slightly lower than Pb-Zn mineralization (203-230 ℃), with salinities of 3.0%-9.9% NaCl eq. The CO₂-dominated gas phase contains minor N₂, CH₄, and H₂O, consistent with a medium-low temperature, low-salinity NaCl-H₂O hydrothermal system. Calculated pressures (33-71 MPa) and depths (1.2-2.6 km) indicate shallow crustal mineralization. Hydrogen and oxygen isotopes reveal mixed fluid sources: δD_(V-SMOW) values (-64.6‰ to -70.2‰ and -135.2‰ to -129.4‰) and δ¹⁸ $O H 2 O$ values (+2.9‰ to +5.2‰ and +6.6‰ to +9.9‰) suggest formation water dominance with shallow crustal contributions. These findings demonstrate that the Gudui Sb-polymetallic deposits represent shallow epithermal systems dominated by formation waters, with vertical zonation implying potential Au-Sb and Pb-Zn-Sb mineralization at depth beneath existing Sb ores.

Key words: Sb-polymetallic deposit, ore-forming fluid, fluid inclusion, thermodynamic and geochemical signatures, Gudui area, Southern Tibet

中图分类号:

P597
P618.66

娄元林, 成明, 陈武, 唐侥, 曾昊, 陈坤, 袁永盛, 杨桃. 藏南古堆地区锑多金属矿床成矿流体热力学与地球化学特征及其成矿启示[J]. 现代地质, 2025, 39(02): 263-266.

LOU Yuanlin, CHENG Ming, CHEN Wu, TANG Yao, ZENG Hao, CHEN Kun, YUAN Yongsheng, YANG Tao. Thermodynamic-Geochemical Signatures of Ore-Forming Fluids in the Gudui Sb-Polymetallic District, Southern Tibet: Implications for Sb Enrichment and Deposit Genesis[J]. Geoscience, 2025, 39(02): 263-266.

图/表 10

图1 藏南古堆地区构造纲要图(a)及矿产分布图(b)(底图据文献[18]修改) ①拉孜—邛多江缝合带;②绒布生长断层;③洛扎生长断层;④勒金康桑断裂带;⑤洞嘎断裂带;1.也金嘎波金矿;2.沙拉岗锑矿;3.乌拉堆金矿;4.哲古金锑矿;5.查拉普金矿;6.车穷卓布锑矿;7.勇日锑矿;8.壤拉锑矿;9.马扎拉金锑矿;10.扎西康铅锌锑多金属矿;Ⅰ.雅拉香波和达拉变质核杂岩;Ⅱ.卓木日—俗坡下褶冲带;Ⅲ.甲坞—多日褶冲带

Fig.1 Sketch map showing the distributions of structures (a) and ore deposits (b) in Gudui area, Southern Tibet (modified after reference [18])

图2 藏南古堆地区恰嘎(a)、那穷(b)、卓木日(c)锑多金属矿床地质简图(据文献[14,20,21]修改)

Fig.2 Geological sketches of Qiaga(a), Naqiong(b) and Zhuomuri(c) antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet (modified after references [14,20,21])

图3 藏南古堆地区典型锑多金属矿床矿石露头和显微特征 (a)恰嘎辉锑矿石(蚀变断层角砾岩);(b) 闪锌辉锑矿矿石(恰嘎);(c) 毒砂辉锑矿矿石(恰嘎);(d) 绢云母化硅化碳酸盐化蚀变岩(恰嘎);(e) 那穷辉锑矿石(破碎蚀变岩);(f) 卓木日方铅矿石(蚀变破碎板岩)

Fig.3 Outcrop and microscopic characteristics of typical antimony polymetallic deposit in Gudui area, Southern Tibet

表1 藏南古堆地区典型锑多金属矿床流体包裹体特征参数

Table 1 Key parameters of fluid inclusions in typical antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet

矿区名称	测试矿物	包裹体个数	类型	大小 (μm)	均一温度 (℃)	NaCl盐度 (%)	δD (‰)	δ¹⁸O_含水矿物 (‰)	δ¹⁸ $O H 2 O$ (‰)	资料来源
恰嘎	石英	47	富液包裹体	2×2~ 10×15	123~241(180)	5.9~8.6 (6.9)	-131.5~ -129.4 (-130.5)	19.7~ 21.7 (20.7)	6.6~8.6 (7.6)	本文
那穷	石英	70	富液包裹体	3×4~ 15×25	161~256(208)	5.6~8.4 (6.7)	-135.2~ -131.4 (-133.3)	20.5~ 21.1 (20.8)	9.3~9.9 (9.6)	本文
卓木日	石英	5	H₂O-CO₂ 三相包裹体	10×15~ 15×30	V_co₂→L_co₂ 24~29(27)	3.0~9.8 (5.0)	-64.6~ -70.2 (-67.4)	14.4~ 16.7 (15.6)	2.9~ 5.2 (4.1)	本文
		5	H₂O-CO₂ 三相包裹体	10×15~ 15×30	V_co₂→L_H₂O 221~240(230)	3.0~9.8 (5.0)
		105	富液包裹体	3×4~ 15×50	147~261 (203)	3.0~9.9 (6.9)
马扎拉	辉锑矿- 方解石脉、石英脉石英	-	H₂O-CO₂ 三相包裹体	5~30	134~324	0.4~7.8	-138.0~ -63.0	14.6~ 22.7	7.8~ 14.9	[13,38]
查拉普	石英型矿石	-	富液包裹体	2~15	164~308	2.7~9.3	-124.0~ -101.0	11.6~ 17.4	3.2~ 9.7	[13]
查拉普	蚀变岩型矿石	-	富液包裹体	2~15	164~308	2.7~9.3	-68.0~ -85.5	15.0~ 19.9	-1.8~ 2.3	[13]
扎西康	闪锌矿-铁锰碳酸盐脉闪锌矿和菱锰矿	-	富液包裹体	6~12	225~276	8.0~12.5	-165.0~ -138.0	-1.3~ 21.4	-13.7~ 12.5	[11, 13,18]
	方铅矿- 石英脉石英			5~15	253~328	1.1~5.1
	辉锑矿- 石英脉石英			8~15	164~313	1.2~5.3
	辰砂-辉锑矿- 石英脉石英			2~10	211~261	0.7~2.4
车穷卓布	辉锑矿-石英脉石英	-	富液包裹体	4~10	121~235	1.4~4.7	-160.0~ -111.0	-3.5~ -1.5	-15.9~ -13.9	[13]
车穷卓布	辉锑矿-方解石脉方解石	-	富液包裹体	4~10	145~312	1.2~3.6	-160.0~ -111.0	-3.5~ -1.5	-15.9~ -13.9	[13]
哲古	-	-	-	-	-	-	-118.0~ -72.0	14.2~ 23.9	2.4~ 12.0	[13]

表1 藏南古堆地区典型锑多金属矿床流体包裹体特征参数

Table 1 Key parameters of fluid inclusions in typical antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet

矿区名称	测试矿物	包裹体个数	类型	大小 (μm)	均一温度 (℃)	NaCl盐度 (%)	δD (‰)	δ¹⁸O_含水矿物 (‰)	δ¹⁸ $O H 2 O$ (‰)	资料来源
恰嘎	石英	47	富液包裹体	2×2~ 10×15	123~241(180)	5.9~8.6 (6.9)	-131.5~ -129.4 (-130.5)	19.7~ 21.7 (20.7)	6.6~8.6 (7.6)	本文
那穷	石英	70	富液包裹体	3×4~ 15×25	161~256(208)	5.6~8.4 (6.7)	-135.2~ -131.4 (-133.3)	20.5~ 21.1 (20.8)	9.3~9.9 (9.6)	本文
卓木日	石英	5	H₂O-CO₂ 三相包裹体	10×15~ 15×30	V_co₂→L_co₂ 24~29(27)	3.0~9.8 (5.0)	-64.6~ -70.2 (-67.4)	14.4~ 16.7 (15.6)	2.9~ 5.2 (4.1)	本文
		5	H₂O-CO₂ 三相包裹体	10×15~ 15×30	V_co₂→L_H₂O 221~240(230)	3.0~9.8 (5.0)
		105	富液包裹体	3×4~ 15×50	147~261 (203)	3.0~9.9 (6.9)
马扎拉	辉锑矿- 方解石脉、石英脉石英	-	H₂O-CO₂ 三相包裹体	5~30	134~324	0.4~7.8	-138.0~ -63.0	14.6~ 22.7	7.8~ 14.9	[13,38]
查拉普	石英型矿石	-	富液包裹体	2~15	164~308	2.7~9.3	-124.0~ -101.0	11.6~ 17.4	3.2~ 9.7	[13]
查拉普	蚀变岩型矿石	-	富液包裹体	2~15	164~308	2.7~9.3	-68.0~ -85.5	15.0~ 19.9	-1.8~ 2.3	[13]
扎西康	闪锌矿-铁锰碳酸盐脉闪锌矿和菱锰矿	-	富液包裹体	6~12	225~276	8.0~12.5	-165.0~ -138.0	-1.3~ 21.4	-13.7~ 12.5	[11, 13,18]
	方铅矿- 石英脉石英			5~15	253~328	1.1~5.1
	辉锑矿- 石英脉石英			8~15	164~313	1.2~5.3
	辰砂-辉锑矿- 石英脉石英			2~10	211~261	0.7~2.4
车穷卓布	辉锑矿-石英脉石英	-	富液包裹体	4~10	121~235	1.4~4.7	-160.0~ -111.0	-3.5~ -1.5	-15.9~ -13.9	[13]
车穷卓布	辉锑矿-方解石脉方解石	-	富液包裹体	4~10	145~312	1.2~3.6	-160.0~ -111.0	-3.5~ -1.5	-15.9~ -13.9	[13]
哲古	-	-	-	-	-	-	-118.0~ -72.0	14.2~ 23.9	2.4~ 12.0	[13]

图4 藏南古堆地区典型锑多金属矿床流体包裹体显微镜下照片 (a)恰嘎锑多金属矿床包裹体成群(带)分布的富液包裹体与呈深灰色的气体包裹体;(b) 恰嘎锑多金属矿床呈无色、灰色的富液包裹体和气体包裹体;(c) 那穷锑金矿床包裹体成群(带)分布的富液包裹体和气体包裹体;(d) 那穷锑金矿床富液包裹体;(e) 卓木日铅锌多金属矿床包裹体成群(带)分布的富液包裹体和气体包裹体;(f) 卓木日铅锌多金属矿床H2O-CO2三相包裹体;L.液相包裹体;V.气相包裹体

Fig.4 Microscopic photos of fluid inclusions in typical antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet

图5 藏南古堆地区恰嘎((a)和(d))、那穷((b)和(e))、卓木日((c)和(f))锑多金属矿床流体包裹体均一温度及盐度直方图

Fig.5 Histogram for homogenization temperature and salinity of fluid inclusions in Qiaga ((a) and (d)), Naqiong ((b) and (e)) and Zhuomuri((c) and (f)) antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet

图6 藏南古堆地区锑多金属矿床流体包裹体均一温度-盐度协变图

Fig.6 Covariation histogram of homogenization temperature and salinity of fluid inclusions in antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet

图7 藏南古堆地区恰嘎((a)和(b))、那穷((c)和(d))、卓木日((e)和(f))锑多金属矿床流体包裹体激光拉曼图谱

Fig.7 Laser Raman spectrum of fluid inclusions in Qiaga ((a) and (b)), Naqiong ((c) and (d)) and Zhuomuri ((e) and (f)) antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet

图8 藏南古堆地区成矿流体氢氧同位素组成(据文献[14]修改,图中的岩浆水、变质水、建造水和西藏地热水范围分别据Taylor[41]、Giggenbach[42]、Sheppard[43]和郑淑惠等[44])

Fig.8 Hydrogen and oxygen isotope composition in Gudui area, Southern Tibet (modified after reference [14], the ranges of magmatic water, metamorphic water, formation water and geothermal water in Tibet are according to Taylor[41], Giggenbach[42], Sheppard[43] and Zheng et al.[44], respectively)

图9 藏南古堆地区锑多金属矿床区域成矿模式(据文献[13]修改) 1. 热液流体及方向;2.浅层脆性变形带;3.中深层韧性变形带;4.层间断裂及变形带;5.深大断裂;6.次火山岩浆热液及热泉相关的锑多金属矿床;7.盆地热卤水相关的热水沉积型锑多金属矿床;8.韧-脆性剪切带相关的造山型锑多金属矿床

Fig.9 Regional metallogenic model of antimony polymetallic deposits in Gudui area, Southern Tibet (modified after reference [13])

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藏南古堆地区锑多金属矿床成矿流体热力学与地球化学特征及其成矿启示

Thermodynamic-Geochemical Signatures of Ore-Forming Fluids in the Gudui Sb-Polymetallic District, Southern Tibet: Implications for Sb Enrichment and Deposit Genesis

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