發(fā)布時間：2018-03-07 18:32

  本文選題：成礦流體　切入點：成礦物質(zhì)　出處：《中國地質(zhì)科學(xué)院》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：西秦嶺地區(qū)是我國西北地區(qū)最主要的金礦床集中區(qū),該區(qū)沉積巖和淺變質(zhì)巖中賦存大量的金礦床,如鳳縣-太白(鳳太)礦集區(qū)產(chǎn)有多個大型-超大型金礦床,八卦廟超大型金礦床便是其中之一。盡管前人對八卦廟金礦床的找礦勘查和理論研究方面已經(jīng)做了大量工作,獲得了許多研究和找礦成果,但其成礦時代、成礦機制等重要科學(xué)問題還有待解決。本文在深入研究八卦廟金礦床成礦地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,運用流體包裹體測溫、流體包裹體激光拉曼分析、氣液相成分分析、穩(wěn)定同位素、電子探針成分分析、掃描電鏡以及放射性間位素測年等方法,對八卦廟金礦床的成礦流體來源和演化、成礦時代、成礦過程以及成礦機制等科學(xué)問題進行了深入研究,取得了以下主要成果和認(rèn)識。1)八卦廟金礦床受脆韌性剪切帶控制,總體走向NWW向,向北陡傾。礦體賦存在條帶狀泥灰?guī)r夾鐵白云質(zhì)粉砂質(zhì)子枚巖中,礦石類型為含金石英脈型和構(gòu)造蝕變巖型。金礦床的成礦階段分為：Ⅰ、NWW向近平直石英-鐵白云石階段；H、NWW向揉皺石英-鐵白云石-硫化物階段:Ⅲ、NE向平直石英-硫化物-鐵白云石階段；Ⅳ、NW或NE向張裂隙石英階段4個成礦階段；其中Ⅱ、Ⅳ為主成礦階段。成礦的原始流體為低溫、低鹽度變質(zhì)流體,沿斷裂上升運移過程中有巖漿熱液加入,形成高溫、高鹽度、富CO2的成礦熱液,在與富NH4、碳質(zhì)的圍巖發(fā)生反應(yīng)時形成N2和CH4,二者與沉積體系流體共同加入成礦熱液,組成CO2-H2O-CaCl2 (NaCl)流體體系,并發(fā)育純CO2±CH4包裹體、富CO2±CH4±N2±H2O包裹體；4個成礦階段的均一溫度峰值從成礦階段Ⅰ(300-350℃)演化至Ⅱ(300～400℃)略微升高,然后逐漸下降至Ⅲ(250～300℃), Ⅳ(200～300℃),Eh值從早到晚呈現(xiàn)逐漸降低到最晚階段略微上升的趨勢(從Ⅰ→Ⅳ變化為：-0.35～-0.32→-0.34～-0.21→-0.08～-0.15→-0.13～-0.18),pH值從Ⅰ→Ⅳ具有從酸性→近中性→弱酸性的演化特征(Ⅰ→Ⅳ變化為：4.25～-4.26→4.88～5.02→537～5.56→4.9～5.11),硫逸度隨著成礦作用的進行不斷降低(-11.25～-6.54→-9.31～-13.53→-15.72-14.56→-16.46～-14.98),氧逸度從Ⅰ→Ⅲ逐漸降低,在Ⅳ略有增高(Ⅰ→Ⅳ變化為：-28.61～-27.32→-30.12～-27.38→-39.35-36.77→-35.45～-32.38)。2)成礦階段Ⅰ處于強烈的擠壓狀態(tài)(付林參數(shù)K=為0.5～1.1),古構(gòu)造應(yīng)力(63.0～93.2Mpa)、應(yīng)變強度(0.6-0.8)較大,具有壓剪變形的特點,成礦熱液的運移和帶入受限,成礦體系為緊閉體系(ΔV=0.02-0.33),與圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)的范圍有限,表現(xiàn)出對圍巖中元素遷移能力較弱,不利于成礦元素沉淀。成礦階段Ⅱ→Ⅲ,應(yīng)力場由逐漸向伸展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變過渡為強伸展(K=1.2-3.3→K=2.2～5.0),古構(gòu)造應(yīng)力(99.4～123.0Mpa→24.8～53.7Mpa)發(fā)生驟降,巖石從韌性變形向脆性變形轉(zhuǎn)變,并以脆性變形為主,應(yīng)變強度逐漸降低(0.5～-0,6→0.4～-0.6),成礦作用過程處于體積開放狀態(tài)(△V=0.5～0.6→△V=0.2～0.5),有利于成礦流體與圍巖發(fā)生充分的水巖反應(yīng),富集Au、Ag、As、Sb,弱富集Mo、Cu、 Pb、Bi、成礦Ⅳ伸展?fàn)顟B(tài)減弱(K=1.05～1.09),古構(gòu)造應(yīng)力及應(yīng)變強度(22.9～58.0)較低,巖石變形為脆性變形,成礦流體與圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)(ΔV=0.03～0.04),帶走大量離子親石元素及稀土元素,并使Au發(fā)生流失。成礦熱液與圍巖發(fā)生反應(yīng),引起強烈的氧同位素交換(成礦階段Ⅰ→Ⅳ的18OH2O平均值分別為11.3‰、12.3‰、11.2‰、8.3‰),沉積體系流體的加入使氫同位素具有較低的數(shù)值(成礦階段Ⅰ→Ⅳ的δD平均值分別為-83.1‰、-92.8‰、-87.2‰、-98.0‰),硫化物中的硫記錄了容礦圍巖貢獻的硫(礦石中硫化物834S值為2.3～15.4‰,圍巖δ34s為-0.4‰-30.5‰)。成礦熱液與碳質(zhì)圍巖反應(yīng)及流體體系發(fā)生沸騰作用使碳同位素具有顯著富集的特征(成礦階段Ⅰ→Ⅳ的δ13 Cv-PDB分別為-4.3‰、-7.1‰～2.4‰、-2.1‰～1.5‰、-1.7‰～1.5‰)。3)在金礦床中共識別出5期黃鐵礦(PyO～Py4)和磁黃鐵礦(PoO～Po4),分別對應(yīng)沉積-成巖期和4個成礦階段；3類成因的綠泥石,均主要與泥質(zhì)碎屑巖圍巖有關(guān),并形成于偏還原環(huán)境。根據(jù)黃鐵礦、磁黃鐵礦的沉淀結(jié)晶順序和交代關(guān)系、綠泥石的形成環(huán)境及其與金礦化的關(guān)系以及自然金的賦存規(guī)律,綜合獲得金的形成溫度上限為345℃,下限為225～240℃,且最有利于金礦化的溫度為250℃±、環(huán)境為弱酸性至近中性。4)在蝕變千枚巖、或蝕變泥灰?guī)r的泥質(zhì)條帶中普遍發(fā)育斑點構(gòu)造,斑點以石英、鐵白云石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黑云母、綠泥石為主,普遍遭受動力變形變質(zhì),同時受成礦熱液交代而礦物組成發(fā)生變化。遞進變形的程度及熱液交代斑點的強弱與構(gòu)造蝕變巖中的金品位呈正相關(guān)關(guān)系,泥質(zhì)條帶中石英的含量與斑點變形程度、斑點的密度及斑點狀構(gòu)造蝕變巖中的金品位呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。5)成礦階段Ⅱ、Ⅲ的Sm-Nd等時線年齡分別是209.3±4.2Ma、208.1±3.1Ma,與西秦嶺地區(qū)的金礦床成礦作用和巖漿活動在時間上相耦合,顯示八卦廟金礦床與鳳太礦集區(qū)內(nèi)金-鉛鋅礦同屬于三疊紀(jì)區(qū)域大規(guī)模構(gòu)造-巖漿-流體活動的產(chǎn)物。6)成礦階段Ⅰ金硫絡(luò)合物[Au(HS)2]和金氯絡(luò)合物[AuCl2]-的比例接近1：1,成礦階段Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ金均以[Au(HS)2]-的形式遷移為主,幾乎不以[AuCl2]-形式遷移。引起金發(fā)生沉淀的主要機制可能為壓力驟降導(dǎo)致的相分離、水巖反應(yīng)、流體混合作用,而使金沉淀的主要物理化學(xué)條件是pH值從酸性變?yōu)榻行浴行?Eh值、fO2、fS2快速降低。當(dāng)多種因素共同作用時,金的沉淀機制更為高效。7)在西秦嶺三疊紀(jì)碰撞造山過程中,鳳太礦集區(qū)深層次韌性變形變質(zhì)作用促使區(qū)內(nèi)的泥盆系地層發(fā)生變質(zhì)脫水,產(chǎn)生低鹽度、富CO2的動力變質(zhì)熱液,圍巖發(fā)生變形變質(zhì)釋放出的Au、As等元素進入變質(zhì)流體形成含礦熱液,金主要以[AuCl2]-和[Au(HS)2]-絡(luò)合物形式遷移。隨著晚三疊紀(jì)大規(guī)模構(gòu)造-巖漿-流體的活動,成礦熱液在構(gòu)造應(yīng)力和溫壓梯度驅(qū)動下不斷向上運移的過程中加入巖漿熱液,這些熱液流體上升至韌脆性剪切帶,與區(qū)內(nèi)地層發(fā)生水巖反應(yīng)的過程中又不斷加入沉積體系流體,導(dǎo)致含礦熱液系統(tǒng)的氧化-還原平衡及酸堿度不斷發(fā)生變化,從而打破[AuCl2]-及[Au(HS)2]-的穩(wěn)定性,使金析出沉淀,以裂隙金、粒間金的形式分布在Py、Po或石英的粒間,或以包裹金分布在Py中。
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【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P618.51

【參考文獻】

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本文編號：1580453