【摘要】：西成礦田是我國重要的鉛鋅等有色金屬礦集區(qū),位于秦嶺泥盆系鉛鋅成礦帶的西部,往西可延伸到宕昌代家莊一帶,向東過兩當與鳳太鉛鋅礦田相接,其北以黃褚關(guān)斷裂為界,南以人土山-江洛斷裂為界,夾持在商丹縫合帶、勉略縫合帶之間。論文在典型礦床解剖的基礎(chǔ)上,以成礦系統(tǒng)理論為指導,以成礦建造與構(gòu)造-熱液疊加改造與鉛鋅成礦關(guān)系為切入點,以礦床定位規(guī)律和找礦模型總結(jié)為目的,以鉛鋅成礦預測為目標,從宏觀與微觀兩個角度研究了西成礦田與鉛鋅成礦有關(guān)的泥盆系沉積盆地構(gòu)造動力學背景、盆-山演化過程中沉積建造、改造及巖漿活動對鉛鋅成礦的控制,總結(jié)了鉛鋅區(qū)域及礦床成礦地質(zhì)條件和控礦因素,構(gòu)建了區(qū)域成礦模型及以礦體定位規(guī)律為基礎(chǔ)的礦區(qū)綜合找礦模型,并結(jié)合地球物理和地球化學資料開展了深部隱伏鉛鋅礦床的成礦預測研究。取得了以下主要成果和認識:1、在系統(tǒng)研究區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床基礎(chǔ)上,系統(tǒng)解剖郭家溝、洛壩、水貫子3個典型鉛鋅礦床,總結(jié)了區(qū)內(nèi)鉛鋅礦成礦特征。區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床礦體呈層狀、似層狀、鞍狀等主要產(chǎn)于泥盆系安家岔組、西漢水組地層中,少數(shù)產(chǎn)在泥盆系吳家山群、洞山組中。以廠壩-李家溝礦床為代表,礦體主要產(chǎn)在以泥質(zhì)巖、細粒碎屑巖為主夾薄層碳酸鹽巖建造的碎屑巖建造中,保存典型的沉積組構(gòu),代表同生噴流沉積礦床(SEDEX),主要分布在廠壩-向陽山一帶的礦田北帶。以畢家山、洛壩、郭家溝等為代表,礦體主要產(chǎn)在灰?guī)r與千枚巖巖相界面的熱水硅質(zhì)巖中以及界面附近的千枚巖中灰?guī)r透鏡體及厚層灰?guī)r一側(cè),顯示明顯后生成礦特征。礦床總體受泥盆系層位控制,但不同程度受到了變質(zhì)、變形和后期熱液疊加成礦改造,屬于層控鉛鋅礦床。2、通過對賦礦硅質(zhì)巖地球化學示蹤,識別出了硅質(zhì)巖為泥盆系地層中同生沉積的熱水沉積巖,指示了同生沉積成巖期存在熱液噴流沉積活動�；诘V石中代表后生熱液活動脈狀礦物的流體包裹體冷熱臺觀察及均一溫度、冰點及鹽度計算,成礦流體總體為中-低溫、中低鹽度、低密度、中等壓力、酸性、弱氧化性的Ca~(2+)(Mg~(2+)、Na~+)-SO_4~(2-)(Cl~-)流體體系。流體包裹體氫氧同位素研究指示后期成礦熱液主要來自巖漿水與大氣水的混合,以前者為主。礦石硫、鉛同位素研究表明,成礦元素主要來自下伏基底碧口群、李子園群及賦礦圍巖泥盆系。硫同位素具有明顯富重硫特征,礦石硫主要來源自地層中的海相硫酸鹽,通過TSR反應形成還原硫,并與金屬元素結(jié)合形成硫化物而沉淀。礦石熱液碳酸鹽礦物的C、O同位素組成,指示熱液碳酸鹽為地層灰?guī)r溶溶解、沉淀形成,具有原地或近原地“就地取材”特點,這種化學反應過程不僅有利于成礦熱液的運移,也有效改變著流體性質(zhì),對后期成礦意義重大。礦石碳酸鹽礦物Sr同位素比值明顯高于同時代印支期花崗巖初始Sr同位素比值,而與地層灰?guī)rSr比值范圍重疊,同樣指示熱液溶解、就地取材的特征。綜合以上研究,將西成鉛鋅礦床歸為熱水噴流沉積-巖漿熱液疊加改造型礦床。3、對西成礦田及外圍開展了碎屑鋯石U-Pb定年,泥盆紀不同地層中碎屑鋯石U-Pb年齡譜系均發(fā)育450Ma左右的年齡峰,而南秦嶺志留系缺少此年齡峰值,指示南秦嶺在志留紀到泥盆紀之間,碎屑物源發(fā)生了根本的變化,即志留系碎屑物源缺少早古生代巖漿鋯石組分,指示此時北秦嶺尚未作為碎屑物源的供給者,而到泥盆紀時大量北秦嶺早古生代巖漿鋯石出現(xiàn)在泥盆系中,指示此時分隔南、北秦嶺之間的商丹洋已經(jīng)閉合,北秦嶺地體已經(jīng)成為泥盆系碎屑源區(qū)。因此推斷商丹洋盆閉合應在白龍江群沉積之后,泥盆系沉積之前或同時,不晚于泥盆紀�；趯λ樾间喪疷-Pb定年及碎屑源區(qū)示蹤,結(jié)合前人對本區(qū)沉積構(gòu)造古地理研究成果,推斷賦礦地層泥盆系西漢水群沉積之時,盆地應屬于碰撞后同造山階段的前陸盆地,而非伸展性質(zhì)的裂陷盆地。如若前人提出泥盆紀為伸展盆地構(gòu)造背景,則因深水盆地(舒家壩群為代表)阻隔,北秦嶺碎屑物質(zhì)不可能越過深水盆地到達南側(cè)的淺水區(qū)域(西漢水群為代表),所以將西漢水群視為泥盆系前陸盆地前緣部分的沉積較為合理。與盆地有關(guān)的噴流沉積成礦系統(tǒng)可能并不像前人認為的是斷陷盆地同生斷裂控制流體對流成礦系統(tǒng),而可能是受同造山擠壓構(gòu)造體制控制前陸盆地流體成礦系統(tǒng)。據(jù)此,我們推斷吳家山隆起一帶是早期同生盆地流體成礦的有利地區(qū)。4、基于礦區(qū)礦床定位規(guī)律及典型礦床解剖和成礦控制因素分析,認為泥盆紀沉積盆地從志留紀被動陸緣伸展盆地,轉(zhuǎn)化為擠壓構(gòu)造背景下的前陸盆地,它控制了區(qū)內(nèi)早期噴流沉積的層狀鉛鋅礦體的產(chǎn)出,礦體直接產(chǎn)于碳酸鹽巖與碎屑巖界面以及局部伸展地段,在印支期造山過程中,原有礦體受到變質(zhì)變形和巖漿活動不同程度改造影響,在褶皺轉(zhuǎn)折端、層間虛脫部分和巖體附近進一步疊加成礦,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了“層位(熱水硅質(zhì)巖)+界面+圈閉構(gòu)造”的礦區(qū)尺度的找礦模型。5、基于GIS技術(shù),利用空間分析功能,提取了有利的找礦地質(zhì)信息,建立了以綜合找礦標志為證據(jù)層的證據(jù)權(quán)模型,并通過對研究區(qū)已知鉛鋅礦床符合度驗算(大于90%)和成礦信息預測,在區(qū)內(nèi)圈出一級找礦遠景區(qū)5個,二級找礦遠景區(qū)6個,三級找礦遠景區(qū)5個;6、在郭家溝礦區(qū)開展了礦體定位預測和鉆探工程驗證,找礦取得了重大突破�；趯ΦV區(qū)“界面控礦”和“褶皺轉(zhuǎn)折端”的礦體定位規(guī)律的總結(jié),利用EH4電磁測深技術(shù)圈定了礦區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖與碎屑巖的巖性界面形態(tài),在南北兩邊各識別出一個近東西走向的背斜,并在褶皺轉(zhuǎn)折端部位布置鉆孔進行了鉆探驗證,在垂深350米以下發(fā)現(xiàn)了郭家溝隱伏鉛鋅礦體,找礦取得重大突破。目前,該礦床以控制Pb+Zn金屬量超過300萬噸,銀金屬量超過1000噸;
【圖文】：

中國地質(zhì)大學同等學力博士學位論文 1第一章 緒 論1.1 研究區(qū)交通位置及自然地理概況西成鉛鋅礦田位于甘肅省西和-成縣-徽縣一帶，行政區(qū)劃隸屬隴南市（圖 1.1）。范圍由南邊的成縣-徽縣一帶、北邊西和-黃渚一線、西邊的西和縣洛峪和東邊徽縣洛壩的所構(gòu)成的長方形區(qū)域，，東西長 85km，南北寬 15km，研究區(qū)面積約 1275km2，累計查明的鉛鋅礦儲量超過 1300 萬噸，預測遠景儲量可達 2500 萬噸，是我國鉛鋅礦超大型礦田之一。

地質(zhì)找礦面臨著由淺表露頭找礦為主轉(zhuǎn)向以攻深找盲為主的重要轉(zhuǎn)變。隱伏礦體或盲礦體由于缺少地表可見的找礦標志，難以采用基于傳統(tǒng)露頭找礦標志為基礎(chǔ)的找礦方法，因此一些可以提供隱伏或深部成礦信息的地球物理或地球化學方法，必然在隱伏礦床成礦預測中扮演著越來越重要的角色。同時作為成礦預測基礎(chǔ)的成礦規(guī)律研究也變得更為重要，后者不僅關(guān)系到能否把握成礦關(guān)鍵控制因素、能否構(gòu)建正確預測模型的關(guān)鍵，而且也是指導隱伏成礦信息提取的基礎(chǔ)。與成礦有關(guān)的地球物理、地球化學信息的有效提取，是破解隱伏礦床預測瓶頸的關(guān)鍵所在，而如何從大量的信息中排除干擾信息而提取到與成礦有關(guān)的關(guān)鍵信息除方法本身有效性外，其成礦地質(zhì)特征和成礦要素的準確把握是關(guān)鍵，即在關(guān)鍵地質(zhì)要素正確厘定基礎(chǔ)上，通過將地質(zhì)要素相關(guān)的地質(zhì)特征轉(zhuǎn)變成物性（地球物理）和成分（地球化學）信息合理關(guān)聯(lián)，才能從大量信息中提取反映深部成礦控制要素特征的地球物理、地球化學信息。因此，以成礦規(guī)律研究為基礎(chǔ)，地質(zhì)研究與多手段聯(lián)合，通過信息的綜合與信息融合是提高隱伏礦床預測結(jié)果可靠性及預測精度的有效方法之一。
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P618.4

【參考文獻】

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1 劉丙祥;聶虎;齊s

本文編號：2664949