【摘要】：錫鐵山-灘間山地區(qū)位于青藏高原柴達(dá)木盆地北緣構(gòu)造帶的西段。柴北緣構(gòu)造帶北接祁連地塊,南鄰柴達(dá)木地塊,東西分別以哇洪山-溫泉斷裂和阿爾金走滑斷裂同阿爾金-敦煌地塊和秦嶺造山帶為界。該構(gòu)造帶內(nèi)自北向南又以魚卡-烏蘭斷裂為界,分為兩個(gè)構(gòu)造單元,北部為歐龍布魯克陸塊,南部為魚卡河(沙柳河)超高壓帶。烏蘭-魚卡斷裂兩側(cè)夾雜分布著灘間山群島弧火山-沉積巖及蛇綠巖殘片。柴北緣先后經(jīng)歷了加里東期、海西期和印支期造山作用,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,是我國西部重要成礦帶之一,成礦潛力巨大,已發(fā)現(xiàn)有錫鐵山超大型鉛鋅礦床和灘間山大型金礦床等。該區(qū)自然條件惡劣,交通不便,致使全區(qū)研究程度相對(duì)較低,前人雖對(duì)該區(qū)成礦地質(zhì)背景和主要礦床類型研究取得不少成果,但均未能從成礦系統(tǒng)的角度進(jìn)行探討,影響到對(duì)該區(qū)成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)。本文以成礦系統(tǒng)理論為指導(dǎo),以灘間山-錫鐵山地區(qū)的金鉛鋅礦床研究為切入點(diǎn),以巖漿-成礦作用為主線,系統(tǒng)性分析了錫鐵山鉛鋅礦、青龍溝金礦、灘間山金礦等典型礦床的礦床地質(zhì)特征、成礦物質(zhì)來源、成礦流體來源、礦床成因類型及成礦時(shí)代等多方面特征,并開展了與成礦有關(guān)的巖漿巖的地質(zhì)特征、巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)、Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化學(xué)、鋯石微量元素地球化學(xué)及鋯石U-Pb年代學(xué)等多方面的研究。以此為基礎(chǔ),厘定了研究區(qū)成巖成礦的地球動(dòng)力學(xué)背景,初步建立了研究區(qū)金鉛鋅成礦系統(tǒng)及亞系統(tǒng),探討了金鉛鋅成礦系統(tǒng)的時(shí)空分布規(guī)律及其成礦作用過程,建立了區(qū)域成礦系統(tǒng)演化模式,指出了找礦方向。灘間山-錫鐵山地區(qū)區(qū)域構(gòu)造演化大致經(jīng)歷了:(1)古元古代-新元古代,陸塊初步形成;(2)新元古代,大洋演化階段;(3)早-中加里東期,柴北緣洋持續(xù)性擴(kuò)張、俯沖,并形成溝-弧-盆體系。晚加里東期,柴達(dá)木陸塊碰撞、深俯沖歐龍布魯克陸塊,并閉合最終進(jìn)入后造山階段;(4)海西期,宗務(wù)隆洋打開、形成有限洋盆,至晚海西期-印支期,西向俯沖于歐龍布魯克陸塊之下,其后,洋盆閉合,陸陸碰撞,進(jìn)入后造山階段;(5)晚中生代-新生代,青藏高原隆升。在其演化的過程中,形成了頗具特色的金鉛鋅成礦系統(tǒng)。灘間山-錫鐵山地區(qū)金鉛鋅(銅)成礦系統(tǒng)中賦礦巖體的成巖-成礦時(shí)代與動(dòng)力學(xué)背景得以約束:灘間山金礦床賦礦閃長(zhǎng)玢巖(1768±19Ma、444.8±8.3Ma、255±3Ma)、野駱駝泉金礦床賦礦花崗閃長(zhǎng)巖(283.5±3.1Ma)、紅柳溝金礦床賦礦花崗巖(441.3±3.5Ma),及錫鐵山鉛鋅礦床侵入灘間山群的花崗巖(445±2.3Ma),與已報(bào)道成礦年齡相對(duì)應(yīng)。灘間山金礦床閃長(zhǎng)玢巖鋯石年齡譜系指示其主要源于歐龍布魯克地塊,且顯示歐龍布魯克地塊存在太古宙基底,并分別響應(yīng)晚新太古代陸塊匯聚事件、Rodinia超大陸匯聚裂解事件、加里東造山和晚海西-印支造山事件。錫鐵山鉛鋅礦床花崗巖的成巖時(shí)代和火山巖的地球化學(xué)特征限定了賦礦灘間山群火山-沉積建造的地層層序和構(gòu)造背景,灘間山群d巖組的成巖構(gòu)造環(huán)境并不相似于a巖組,其可能不具備類似成礦潛力。灘間山-錫鐵山地區(qū)存在加里東期鉛鋅金成礦系統(tǒng)(包括早加里東期鉛鋅(銅)成礦亞系統(tǒng)和晚加里東期金成礦亞系統(tǒng))、海西期鉛鋅(銅)成礦系統(tǒng)和印支期金成礦系統(tǒng)。其分別形成了:與早加里東期盆地演化有關(guān)的鉛鋅(銅)成礦亞系列、與晚加里東期巖漿活動(dòng)有關(guān)的金成礦亞系列、與海西期巖漿活動(dòng)有關(guān)的鉛鋅(銅)成礦系列,及與印支期巖漿活動(dòng)有關(guān)的金成礦系列。典型礦床的研究表明,該區(qū)部分地段存在晚期成礦系統(tǒng)對(duì)早期成礦系統(tǒng)的疊加改造,形成疊加型礦床,如錫鐵山鉛鋅礦床和雙口山鉛鋅礦床為噴流沉積-熱液疊加型礦床。錫鐵山礦床的成礦作用經(jīng)歷了:早加里東期的噴流沉積成礦,及其后的變質(zhì)變形改造期和熱液疊加期。噴流沉積成礦期形成了以層狀、似層狀為主的鉛鋅礦體,礦石常具膠狀結(jié)構(gòu)和條帶狀構(gòu)造。變質(zhì)變形改造期表現(xiàn)為礦體的邊部具有不規(guī)則的“邊刺”、“邊瘤”,礦石變質(zhì)組構(gòu)發(fā)育,常見變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、花斑狀構(gòu)造及塊狀構(gòu)造。前兩期礦體一起產(chǎn)于主含礦層或次含礦層中。熱液疊加期礦石多為脈狀結(jié)構(gòu),礦物晶粒加粗,礦脈邊側(cè)常見有厚度不大的硅化、絹云母化、方解石化等熱液蝕變。錫鐵山礦床鉛同位素組成表明鉛為殼�；旌香U,指示深部火山巖與上部正常沉積巖鉛的混合;硫同位素組成指示硫主要源于賦礦火山巖。氫氧和碳氧同位素特征表明成礦流體以巖漿熱液為主,混合部分海水、變質(zhì)水及淺源水。錫鐵山礦床的流體包裹體研究顯示,噴流沉積期網(wǎng)脈狀礦石(管道相)的成礦流體均一溫度峰值為180℃~240℃和270℃~330℃,鹽度1~26wt%NaCl eqv.(集中于4~12 wt%和21~23 wt%NaCl eqv.);噴流沉積期紋層-似層狀礦石(海底噴流沉積相)的成礦流體均一溫度峰值250℃~260℃,鹽度集中于12.5~14 wt%NaCl eqv.;晚階段無礦石英的流體包裹體均一溫度峰值165℃~175℃,鹽度集中于6~8wt%NaCl eqv.。噴流沉積期的流體壓力,集中于100bar內(nèi),少部分100~200bar,成礦深度0.4~1.4km,多數(shù)在1km內(nèi),成礦流體密度多為中-低密度流(密度海水),少數(shù)網(wǎng)脈狀礦體中流體為高密度流(密度海水,或接近于海水密度線)特征。研究表明,成礦流體從下部網(wǎng)脈狀管道礦體至上部層狀礦體,溫度下降,鹽度趨于集中,密度下降,反映其與海水系統(tǒng)較強(qiáng)的混合均一作用,且發(fā)生了沸騰(同一視域見不同類型包裹體,隱爆角礫巖,及鹽度呈兩端元特征1~4wt%及12~26 wt%NaCl eqv.),為成礦組分沉淀卸載的過程,至最晚階段無礦流體的溫度、鹽度、密度和壓力則明顯降低。青龍溝金礦床是晚加里東期巖漿活動(dòng)有關(guān)的金成礦亞系統(tǒng)形成的產(chǎn)物,礦體主要賦存于中元古代萬洞溝群沉積地層和石英閃長(zhǎng)玢巖脈中。礦石類型有變砂巖型、大理巖型、蝕變閃長(zhǎng)玢巖型、絹云千枚巖型、石英脈型等。礦石礦物主要有(含砷)黃鐵礦、毒砂、自然金。圍巖蝕變類型主要有黃鐵絹云巖化、硅化、碳酸巖化等。成礦階段劃分為,I少硫化物石英脈階段;II石英-絹云母-黃鐵礦多金屬硫化物階段;III石英-碳酸鹽階段,其中II、III為主成礦階段。青龍溝礦床主成礦階段鉛和硫同位素特征表明,成礦物質(zhì)來源為深部巖漿與淺部萬洞溝群混合的產(chǎn)物。氫氧同位素特征表明成礦流體主要為巖漿熱液,混入部分變質(zhì)水、大氣水。成礦流體成分分析表明,包裹體氣相主要為H_2O、CO_2和N_2,及少量CO、CH_4、H_2;液相主要為H_2O、SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+),及少量K~+、F~-,屬H_2O-NaCl-CO_2-CH_4(N_2)體系。青龍溝礦床成礦流體的均一溫度范圍為140℃~360℃,鹽度4~15wt%和21~22wt%NaCl eqv,密度0.72~0.99g/cm~3。其中,I、II、III階段的均一溫度分別集中于:280℃~350℃、240~270℃和140℃~210℃;鹽度分別為11~15wt%和21~22wt%、7~10wt%,及4~6wt%NaCl eqv.;以成礦壓力算得成礦深度分別為:1.5~3.6km,1.4~2.4km和1.2~1.7km。主成礦階段流體包裹體特征顯示,同一視域純液相+富液相+富氣相共存,不同充填度氣液相包裹體群狀分布,表明流體發(fā)生了沸騰。灘間山金礦床是與印支期巖漿活動(dòng)有關(guān)的金成礦系統(tǒng)的產(chǎn)物,礦體主要賦存于萬洞溝群炭質(zhì)千枚巖片巖和蝕變閃長(zhǎng)玢巖脈中。礦石礦物主要有含砷黃鐵礦、黃鐵礦和毒砂。主載金礦物為黃鐵礦、石英和毒砂。圍巖蝕變多見硅化、絹云母化、黃鐵礦化。主成礦期巖漿熱液期可分為:I少硫化物-石英脈成礦階段、II黃鐵礦-石英脈成礦階段和III碳酸鹽-石英脈成礦階段。其中I、II為主成礦階段。灘間山礦床主成礦階段礦石的硫同位素組成表明硫?yàn)閹r漿硫源;鉛同位素組成表明鉛為深源和上地殼鉛的混合;碳氧同位素組分表明碳主要為巖漿巖源,混和大理巖碳源。成礦流體成分研究表明,包裹體氣相主要為H_2O和CO_2,及少量CO、N_2、CH_4和H_2;液相成分主要為H_2O,SO_4~(2-)、Cl~-、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+),及少量K~+、F~-、NO_3~-等。成礦流體屬H_2O-NaCl-CO_2-CH_4(N_2)體系,富CO_2,及Cl~-F~-,表明其主要為巖漿熱液,混合部分變質(zhì)水、大氣水。灘間山礦床成礦流體氫氧同位素特征表明,其主要為巖漿熱液,混合變質(zhì)水、大氣水。三個(gè)階段成礦流體的均一溫度分別集中于300℃~380℃,140℃~200℃和200℃~280℃;鹽度分別集中于6~8wt%,8~10wt%和6~8wt%NaCl eqv.;流體密度分別為0.66~0.99/cm~3,0.92~1.04g/cm~3和0.78~0.98g/cm~3;以成礦壓力算得成礦深度分別為1.19~4.12km(均值2.46km),1.28~2.4km(均值2.0km),及1.12~1.33 km(均值1.23 km),表明壓力和深度由早階段-主成礦階段-晚階段依次遞減。灘間山金礦床賦礦閃長(zhǎng)玢巖的成巖條件和成礦潛力研究表明,三期巖漿(1768±30Ma、445±19Ma和255±3Ma)的氧逸度值均較高(Ce/Ce*_N和lgfO_2值多在FMQ氧逸度緩沖線之上),具較好的成礦潛力,且均出現(xiàn)了至少一次晚期熔流體的再注入、升溫過程,其溶蝕了先存鋯石,改變了鋯石微量元素的演化趨勢(shì)(Dy、Th/U、Ce/Dy值上升(或Th/U、Ce/Dy值范圍擴(kuò)大),Hf/Y、Yb/Nd、Yb/Dy值減小(或Yb/Dy值范圍縮小)),使氧逸度值發(fā)生變化,導(dǎo)致前兩期氧逸度值升高而后一期降低。后者的降低可能是晚期熔流體演化為含高揮發(fā)分、攜巨量金屬元素的成礦流體,并最終大規(guī)模沉淀成礦的反映,暗示了金礦床的主成礦期為印支期。總結(jié)了研究區(qū)加里東期金鉛鋅(銅)成礦系統(tǒng)(包括早加里東期鉛鋅(銅)成礦亞系統(tǒng)和晚加里東期金成礦亞系統(tǒng))、海西期鉛鋅(銅)成礦系統(tǒng)和印支期金成礦系統(tǒng)的時(shí)空分布規(guī)律,建立了區(qū)域成礦系統(tǒng)演化模式。早加里東期柴北緣洋殼俯沖造成的弧間-弧后盆地內(nèi)的三級(jí)盆地-四級(jí)凹陷,控制了早加里東期鉛鋅(銅)成礦亞系統(tǒng)的分布;晚加里東期柴北緣洋殼俯沖形成的火山弧型花崗巖和其后柴達(dá)木陸塊碰撞、深俯沖歐龍布魯克陸塊形成的后碰撞花崗巖的分布及伴生的斷裂、褶皺構(gòu)造,控制了晚加里東期金成礦亞系統(tǒng);海西期晚泥盆世-早石炭世,柴北緣以北的宗務(wù)隆洋盆開始打開,到中石炭世-早二疊世形成有限洋盆。此階段柴北緣地區(qū)處于造山后伸展構(gòu)造環(huán)境,普遍發(fā)育與造山帶去根有關(guān)的一期海西期花崗巖漿活動(dòng),并形成伴生的斷裂和褶皺構(gòu)造,控制了海西鉛鋅(銅)成礦系統(tǒng);印支期,宗務(wù)隆有限洋盆俯沖歐龍布魯克陸塊及其后的陸陸碰撞等造山作用過程形成的印支期火山弧型花崗巖和其后后碰撞花崗巖的分布及伴生的斷裂、褶皺構(gòu)造,控制了印支期金成礦系統(tǒng)。并且存在晚期成礦系統(tǒng)對(duì)早期成礦系統(tǒng)的疊加改造,形成疊加型礦床。在系統(tǒng)研究典型礦床的基礎(chǔ)上,建立了錫鐵山式鉛鋅礦找礦模型和灘間山式金礦找礦模型。指出了區(qū)域金鉛鋅礦床找礦的遠(yuǎn)景區(qū):灘間山-青龍溝金找礦遠(yuǎn)景區(qū)、綠梁山-雙口山鉛鋅金銅找礦遠(yuǎn)景區(qū)、錫鐵山鉛鋅金找礦遠(yuǎn)景區(qū)、賽什騰山西段金銅找礦遠(yuǎn)景區(qū)等。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P618.4;P618.51
【圖文】：

第一章 緒論1.1 研究區(qū)范圍與自然地理概況研究區(qū)位于青海省北部，北西起于賽什騰山（圖 1.1.1），往南東經(jīng)灘間山，止于錫鐵山。地理坐標(biāo)：（94°12′15″，38°18′20″）；（94°23′52″，38°28′50″）；（95°50′30″37°02′40″）；（96°01′45″，37°13′50″）。研究區(qū)地處沙漠戈壁，展布于北西向群山峻嶺間，海拔 3150~3800m。屬典型的高原大陸性氣候。研究區(qū)干燥、少雨，年均降雨量 41mm，蒸發(fā)量 2152mm，濕潤(rùn)系數(shù) 0.04，晝夜溫差較大，最低氣溫-20°C，最高氣溫 36°C，平均氣溫 5°C。氣壓低，年平均 0.7 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。區(qū)內(nèi)多風(fēng)，風(fēng)季二至五月，多為西北風(fēng)，風(fēng)速最高達(dá) 3m/s。冰凍期十月至翌年四月，最大凍土深度 1.7m。研究區(qū)屬地震多發(fā)地區(qū)震級(jí)多數(shù)小于 5 級(jí)，部分區(qū)域時(shí)有大型泥石流和山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線在前人研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)剖析錫鐵山鉛鋅礦床、青龍溝金礦床和灘間山床等礦床的成礦作用特征，進(jìn)而總結(jié)柴北緣錫鐵山－灘間山地區(qū)金鉛鋅成礦的演化模式，提出找礦模型和方向。具體的技術(shù)路線見圖 1.4.1，研究?jī)?nèi)容如（1）典型礦床地質(zhì)特征及成礦作用研究通過對(duì)錫鐵山鉛鋅礦床、青龍溝金礦床和灘間山金礦床等典型礦床的地質(zhì)、成礦物質(zhì)來源與成礦流體特征等多方面的研究，分析礦床的成因類型。（2）與成礦有關(guān)的巖漿巖研究對(duì)與成礦有關(guān)的巖漿巖（火山巖和中酸性侵入巖）的主量、微量元素地球，全巖 Sr-Nd-Pb 同位素等展開研究；測(cè)試分析了代表性巖體的鋯石 U-Pb 年代征、鋯石微量元素地球化學(xué)特征，及鋯石 Hf 同位素特征等，結(jié)合區(qū)內(nèi)已報(bào)道漿巖資料，探討了巖漿巖的源區(qū)、時(shí)空展布及構(gòu)造背景。

第二章 區(qū)域地質(zhì)背景2.1 區(qū)域構(gòu)造單元柴北緣構(gòu)造帶，南北東西方向，分別以柴北緣深斷裂、宗務(wù)�。嗪Ｄ仙�、哇洪山－溫泉斷裂和阿爾金走滑斷裂為界，相接于柴達(dá)木地塊、祁連地塊嶺造山帶和阿爾金－敦煌地塊（辛后田等，2006；陳能松等，2007）。柴北造帶內(nèi)自北向南以魚卡－烏蘭斷裂為界，分為兩個(gè)構(gòu)造單元，北部構(gòu)造單元龍布魯克陸塊（陳能松等，2007ab；陳清等，2013），南部構(gòu)造單元為魚卡沙柳河）超高壓變質(zhì)帶（郝國杰等，2001；宋述光，2001，2007；陳亮，20丹玲等，2005）。烏蘭－魚卡斷裂兩側(cè)夾雜分布著灘間山群島弧火山－沉積蛇綠巖殘余（圖 2.1.1；Song et al.,2003；林慈鑾等，2006；Shi et al., 2006）。

本文編號(hào)：2804926