本文關鍵詞：云南會澤鉛鋅礦床流體成礦機制探討

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【摘要】：揚子地塊西南緣的川滇黔多金屬成礦域發(fā)育有一系列鉛鋅多金屬礦床,會澤鉛鋅礦床即位于該成礦域中南部,以規(guī)模大、品位高而聞名。本文在充分總結前人研究成果和詳細的野外地質調查前提下,通過系統(tǒng)研究會澤鉛鋅礦床的礦床地質特征、流體包裹體特征、同位素組成特征、稀土元素特征及閃鋅礦成分特征等,分析礦床成礦流體性質及來源、成礦物質來源,并在此基礎上探討會澤鉛鋅礦床的成礦流體演化和流體成礦機制,建立成礦模式。取得的主要成果如下：會澤鉛鋅礦床具有構造分級控礦的規(guī)律,礦體主要產于層間(內)斷裂破碎帶,其應力環(huán)境曾發(fā)生壓→張→扭的變化。礦床具有多階段成礦的特點,根據(jù)礦物組合及礦脈之間穿插關系將會澤鉛鋅礦床熱液成礦作用劃分成：Ⅰ細粒黃鐵礦階段、Ⅱ多金屬硫化物階段、Ⅲ黃鐵礦-方鉛礦階段和、Ⅳ碳酸鹽階段,其中Ⅱ階段為主成礦階段,其礦物結晶粗大,圍巖破碎明顯,為張性環(huán)境下的產物。包裹體巖相學顯示,礦床流體包裹體以L十V型最為豐富,其次為L型包裹體和V型包裹體。多金屬硫化物階段中還存在沸騰包裹體群和少數(shù)含石鹽子晶的S型包裹體。顯微測溫結果顯示,隨著成礦作用的進行,成礦溫度由中高溫→中溫→中低溫逐漸過渡,鹽度總體呈降低趨勢。早期細粒黃鐵礦階段包裹體均一溫度峰值位于280～340℃之間,平均溫度311.8℃,鹽度為1.57～19.84wt.%,存在兩群鹽度不同包裹體,平均密度為0.825 g/cm3,屬于中高溫低密度流體；多金屬硫化物階段均一溫度峰值位于220～280℃之間,平均溫度240.9℃,鹽度為0.71～21.82%wt.%,平均密度為0.876g/cm3,屬于中溫中等密度流體。測得兩個含石鹽子晶的S型包裹體的氣泡消失溫度分別為233.6℃和241.7℃,石鹽熔化溫度分別為245.4℃和256.8℃,求得其對應鹽度分別為34.13wt.%、34.87wt.%。本階段沸騰包裹體群的均一溫度為278.3℃,鹽度為7.6～11.4wt.%；黃鐵礦-方鉛礦階段均一溫度峰值位于160～200℃之間,平均溫度206.6℃,鹽度范圍為0.53～15.17%,平均密度為0.836g/cm3,屬于中低溫中低密度流體；碳酸鹽階段均一溫度主要集中于160～180℃范圍內,平均為167.7℃,屬于低溫流體,鹽度范圍為9.08～21.33wt.%。利用石鹽子礦物法獲得流體壓力分別為27.5～33.7Mpa；利用沸騰包裹體群估算其捕獲壓力和成礦深度分別為7MPa、0.68km；經驗公式法計算由早到晚各階段成礦壓力均值依次為29.87Mpa→23.21Mpa→16.79Mpa→19.05Mpa,呈逐漸降低的趨勢,結合容礦構造曾經歷壓性→張性→扭性的多期演化過程,表明流體在主成礦階段曾發(fā)生減壓沸騰作用。對主成礦階段測溫片的單個包裹體進行氣液相成分的激光拉曼探針分析,表明主成礦階段的流體包裹體液相成分以H20為主,而氣相成分除了H20外還有一定量的C02。群體包裹體成分分析顯示流體氣相成分主要為H2O、CO2、CH4和H2；液相成分主要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、F和Cl-等,成礦流體為富含成礦金屬元素的NaCl-CaCl2-CO2-H2O型。通過礦區(qū)與礦區(qū)外圍和區(qū)域地層成礦元素的橫向數(shù)值對比,驗證了地層發(fā)生了成礦元素的遷移；礦床硫化物以富重硫為特征,礦體中硫化物δ34S值集中分布在14～16‰范圍內,均一程度高,暗示硫來自于石炭紀海水硫酸鹽的TSR作用。礦床硫化物鉛同位素組成均一,富放射性成因鉛,具明顯的殼源特征。將礦床硫化物和礦石鉛與圍巖地層、基底地層和峨眉山玄武巖進行對比,顯示成礦物質主要來源于碳酸鹽巖地層和褶皺基底。礦床熱液方解石碳氧同位素組成接近地層碳酸鹽巖溶解線,但具有更低的δ13CPDB、δ18Ov-SMOW值,指示流體中碳、氧主要來源于圍巖碳酸鹽地層,且可能有富有機碳流體的加入。礦床氫氧同位素組成均一,落入“變質流體”與盆地鹵水之間,同時也接近與圍巖和有機質反應過的盆地鹵水,暗示成礦流體可能會變質流體與盆地鹵水的混合,并與圍巖和有機質發(fā)生過反應。脈石方解石的鍶同位素組成穩(wěn)定,其(87Sr/86Sr)0值高于礦區(qū)圍巖,但明顯低于基底巖石,流體鍶同位素可能由基底巖石和碳酸鹽地層共同提供。流體溫度-鹽度經驗圖解中,會澤鉛鋅礦床成礦流體落入盆地鹵水、變質流體以及兩者之間的范圍內。以上結果均表明,礦床成礦流體可能為盆地鹵水和變質流體的混合流體。與礦體共生的粘土礦物脈與地層頁巖的稀土元素特征極其相似,表明流體曾淋濾了擺佐組地層,且流體與圍巖發(fā)生水-巖反應；圍巖富集輕稀土,貧重稀土,距離礦體越近,其稀土總量越高,反映了高稀土含量的熱液向圍巖逐步擴散的特點。圍巖稀土呈負Eu異常,而δCe值則相對穩(wěn)定,反映成礦流體為還原性流體,其為還原硫和金屬組分的共同遷移提供了條件。脈石方解石稀土元素特征在礦體剖面上無明顯的差別,顯示流體多階段脈動涌入成礦特征。閃鋅礦中Fe、Cd等元素指示其屬于中溫熱液礦床,其化學成分特征與川滇黔地區(qū)MVT型鉛鋅礦床、馬元鉛鋅礦床類似,表明其可能是與盆地鹵水活動有關的MVT型鉛鋅礦床。分散元素在本礦床中主要富集于閃鋅礦,且Cd主要富集在低溫淺色閃鋅礦中,高溫階段和中低溫階段Cd分別替代Fe、Zn進入閃鋅礦；Ga可能通過置換Zn進入閃鋅礦,Ge可能主要替代Fe而進入閃鋅礦。綜合以上研究成果,會澤鉛鋅礦床成礦流體的演化和成礦作用過程可概括為：沉積成巖期,區(qū)內形成巨厚的礦源層。白云巖化作用和峨眉山玄武巖的噴發(fā),為流體運移提供了有利條件；印支期區(qū)域擠壓造山運動,驅動盆地鹵水大規(guī)模運移,途中萃取圍巖的金屬組分,形成低溫、高鹽度、富金屬和硫酸根的流體。另一方面,來自褶皺基底的高溫、富二氧化碳和成礦物質的變質流體沿著區(qū)內深大斷裂自下而上運移,并與橫向運移的盆地鹵水混合,形成均一、富成礦物質的流體。流體運移過程中不斷加熱分解圍巖中的有機質,形成了甲烷等還原性組分,啟動了硫酸鹽熱化學還原作用(TSR),生成大量還原硫。金屬組分和還原硫在還原性流體中共同遷移至礦區(qū)附近,隨著地層變形程度不斷加強,礦區(qū)地層間(內)斷裂帶形成,由于物理化學環(huán)境的變化,尤其是容礦斷裂由壓性向張性的轉變,斷裂空間瞬間擴大,富金屬流體快速進入斷裂帶內,流體發(fā)生減壓沸騰作用,大量多金屬硫化物沉淀,形成本區(qū)特富礦體。
【關鍵詞】：會澤鉛鋅礦床 流體包裹體 流體演化 成礦機制
【學位授予單位】：中國地質大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P618.4
【目錄】：

• 作者簡歷7-9
• 摘要9-12
• ABSTRACT12-19
• 第一章 前言19-28
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義19
• 1.2 交通位置及自然地理概況19-20
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀及存在問題20-26
• 1.3.1 流體包裹體研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3.2 會澤鉛鋅礦床研究現(xiàn)狀22-25
• 1.3.3 存在的問題25-26
• 1.4 研究內容及技術路線26
• 1.5 完成的工作量與主要工作量26-28
• 第二章 區(qū)域地質特征28-35
• 2.1 區(qū)域地層28-30
• 2.1.1 基底地層29
• 2.1.2 沉積蓋層29-30
• 2.2 區(qū)域構造30-32
• 2.2.1 南北向構造帶31-32
• 2.2.2 北東向構造帶32
• 2.2.3 北西向構造32
• 2.3 區(qū)域巖漿巖32-33
• 2.4 區(qū)域礦產及分布特征33-35
• 第三章 礦床地質特征35-55
• 3.1 礦區(qū)地質概況35-40
• 3.1.1 地層及賦礦圍巖特征35-36
• 3.1.2 構造特征36-40
• 3.1.3 巖漿巖特征40
• 3.2 礦體特征40-43
• 3.3 礦石特征43-50
• 3.3.1 礦石類型與組成43-46
• 3.3.2 礦石構造46-48
• 3.3.3 礦石結構48-50
• 3.4 圍巖蝕變50-52
• 3.5 成礦期成礦階段52-55
• 第四章 礦床流體包裹體研究55-72
• 4.1 樣品制備與實驗方法55-56
• 4.1.1 實驗儀器及實驗條件55
• 4.1.2 樣品的挑選55
• 4.1.3 實驗過程55-56
• 4.2 流體包裹體巖相學特征及分類56-59
• 4.2.1 成因分類56-57
• 4.2.2 相態(tài)類型57-59
• 4.3 流體包裹體顯微測溫及鹽度特征59-65
• 4.3.1 第Ⅰ階段(細粒黃鐵礦階段)61-62
• 4.3.2 第Ⅱ階段(多金屬硫化物階段)62-64
• 4.3.3 第Ⅲ階段(黃鐵礦-方鉛礦階段)64-65
• 4.3.4 第Ⅳ階段(碳酸鹽階段)65
• 4.4 成礦壓力與成礦深度65-68
• 4.5 流體包裹體成分特征68-70
• 4.5.1 單個包裹體成分分析68-69
• 4.5.2 群體包裹體成分分析69-70
• 4.6 小結70-72
• 第五章 流體成礦機制探討72-105
• 5.1 成礦物質來源72-81
• 5.1.1 地層成礦金屬72-74
• 5.1.2 硫同位素地球化學74-76
• 5.1.3 鉛同位素地球化學76-81
• 5.2 成礦流體來源81-87
• 5.2.1 碳氧同位素地球化學81-84
• 5.2.2 氫氧同位素地球化學84-85
• 5.2.3 鍶同位素地球化學85-86
• 5.2.4 流體包裹體溫度-鹽度指示86-87
• 5.3 脈石與圍巖稀土元素特征及其指示87-93
• 5.3.1 圍巖剖面稀土元素特征87-88
• 5.3.2 礦體剖面脈石稀土元素特征88-90
• 5.3.3 粘土礦脈與頁巖稀土元素特征90-93
• 5.4 閃鋅礦化學成分特征及其指示意義93-101
• 5.4.1 分析方法及結果93-95
• 5.4.2 Fe元素特征及指示意義95-96
• 5.4.3 Cd元素特征及指示意義96-97
• 5.4.4 閃鋅礦化學成分特征與礦床成因97-98
• 5.4.5 分散元素富集機制98-101
• 5.5 成礦流體演化及成礦機制101-105
• 第六章 結語105-109
• 6.1 結論105-108
• 6.2 存在的問題108-109
• 致謝109-110
• 參考文獻110-119

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