發(fā)布時間：2016-11-24 09:04

  本文關(guān)鍵詞：云南省元陽縣大坪金礦成礦條件與金富集規(guī)律，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國地質(zhì)大學(xué)》 2015年

云南省元陽縣大坪金礦成礦條件與金富集規(guī)律

陳耀煌  

【摘要】：青藏高原東緣紅河-哀牢山構(gòu)造成礦帶位于揚子地塊西緣,是我國最重要的喜馬拉雅期石英脈型金礦成礦帶。區(qū)內(nèi)分布著老王寨金礦、金廠金礦、大坪金礦、長安金礦等國內(nèi)外著名的金礦,沿紅河-哀牢山斷裂帶,自北西往南東方向呈線狀分布。自晚古生代以來,揚子陸塊西緣經(jīng)歷了特提斯洋的閉合,新生代印度板塊與歐亞板塊的匯聚碰撞,區(qū)內(nèi)由洋-陸碰撞至陸-陸碰撞的歷史過程,火山-巖漿活動頻繁,內(nèi)生礦產(chǎn)豐富。大坪金礦位于紅河-哀牢山構(gòu)造成礦帶南緣,是目前勘查所發(fā)現(xiàn)的區(qū)內(nèi)儲量最大的石英脈型金礦。近二十年來,大坪金礦的成礦條件與礦化富集特征已引起學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。大坪金礦區(qū)內(nèi)廣泛分布閃長巖體、花崗巖體以及煌斑巖體等侵入巖,巖體與金礦成礦之間的關(guān)系一直是學(xué)術(shù)界的熱點問題；礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,構(gòu)造的級次、性質(zhì)、演化以及構(gòu)造控礦作用一直是大坪金礦研究的薄弱點；大坪金礦的礦化富集規(guī)律研究欠缺一直制約著金礦的進(jìn)一步找礦工作。因而,本文研究在充分收集、利用、吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上,以野外地質(zhì)工作為基礎(chǔ),采集了具有代表性的巖礦石樣品,結(jié)合鏡下鑒定與地球化學(xué)分析,流體包裹體研究與同位素示蹤方法對大坪金礦研究過程中存在的復(fù)雜科學(xué)問題進(jìn)行系統(tǒng)的剖析。對礦區(qū)內(nèi)閃長巖、花崗巖與煌斑巖的巖相學(xué)特征、主量元素、微量元素與鍶、釹同位素地球化學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究,判斷區(qū)內(nèi)主要侵入巖的巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征、成巖構(gòu)造環(huán)境與源區(qū)特征。采用系統(tǒng)的流體包裹體研究方法,結(jié)合氫、氧同位素分析,研究大坪金礦不同成礦階段流體包裹體特征,并示蹤流體的來源。采用礦石S、Pb同位素分析方法,示蹤金屬成礦物質(zhì)的來源,推測大坪金礦金沉淀機制。采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年方法,分析了大坪金礦區(qū)閃長巖與花崗巖的成巖年齡；采用金云母40Ar/39Ar同位素定年方法,厘定成礦前與成礦后兩期煌斑巖的侵位時代,有效限定了大坪金礦成礦時代,解決了學(xué)術(shù)界十多年來關(guān)于閃長巖、花崗巖以及煌斑巖與大坪金礦成礦之間內(nèi)在聯(lián)系的爭議,查明了煌斑巖與金礦源區(qū)特征與演化規(guī)律,建立了大坪金礦成礦模式。采用構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)分析方法,結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化史,研究大坪金礦三級控礦構(gòu)造特征與構(gòu)造應(yīng)力場演化規(guī)律。采用數(shù)學(xué)地質(zhì)分析方法,研究大坪金礦區(qū)東、西兩個礦化帶主要礦體的厚度、品位富集特征,歸納其礦化富集中心與礦化富集帶,研究礦化富集帶側(cè)伏規(guī)律以及成礦流體運移方向,為進(jìn)一步找礦工作提供有效的指導(dǎo)。研究共取得以下幾方面的認(rèn)識：1.大坪金礦區(qū)侵入巖地球化學(xué)特征：大坪金礦區(qū)廣泛出露的桃家寨閃長巖為金礦最主要賦礦圍巖,通過鏡下觀察與主量元素分析,巖石具有很高的燒失量(LOI值),受到了長期的風(fēng)化與多期次的熱液蝕變影響。蝕變造成了主量元素中硅、鈉的丟失以及鉀、鈣、鋁等元素的富集。巖石具有富集K、Rb、 Sr、Ba等大離子親石元素,虧損Ta、Nd、Zr等高場強元素的微量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖特征與富集輕稀土元素,虧損重稀土元素的右傾型稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖特征,具有俯沖帶幔源巖石特征,Nb/Y與Ta/Yb構(gòu)造環(huán)境判別圖表明閃長巖形成于火山弧花崗巖構(gòu)造環(huán)境。大坪金礦區(qū)出露的黑云母二長花崗巖主量元素地球化學(xué)特征表明其為高鉀鈣堿性過鋁質(zhì)花崗巖,巖石具有“M”型的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖,強烈富集大離子親石元素(Rb、Ba、Th、U等),相對虧損高場強元素(Ta、Nb、Ti);巖石大量富集稀土元素,輕、重稀土分餾強烈,存在弱Eu負(fù)異常特征,表明花崗巖具有島弧巖漿巖特征。Nb/Y與Rb/Y+Nb巖石構(gòu)造環(huán)境判別圖表明花崗巖形成于同碰撞環(huán)境的火山弧花崗巖環(huán)境。采集了大坪金礦區(qū)與金礦脈呈相互穿插關(guān)系的兩組煌斑巖樣品進(jìn)行研究,一組為成礦前早期煌斑巖,另外一組為成礦后晚期煌斑巖。大坪金礦煌斑巖屬于云煌巖,主要由金云母與斜長石組成(80vol.%),巖石具有較高含量的Ni、Co元素豐度,以及較高的K2O(4.39wt.%)、MgO(8.7wt.%)含量,表明煌斑巖具有幔源特征�；桶邘r的微量元素與稀土元素地球化學(xué)特征表明,其具有富集大離子親石元素,虧損高場強元素(Ta、Nb)的“M”型微量元素原始地幔配分模式,以及平滑的右傾型稀土元素配分模式,輕重稀土分異強烈,具有俯沖帶巖石特征。相對青藏高原火山巖,大坪金礦煌斑巖具有更低的Dy/Yb比值與La/Yb比值,源區(qū)可能由經(jīng)俯沖帶改造的含金云母的尖晶石相二輝橄欖巖巖石圈地幔組成。2.大坪金礦礦床地質(zhì)特征與流體包裹體特征：大坪金礦為石英脈型金礦,礦體呈薄脈狀、豆莢狀、透鏡狀分布,呈舒緩波狀,尖滅再現(xiàn)特征。金礦脈通常厚0.2～0.3 m,金屬礦物組分主要為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等,非金屬礦物主要為石英,其次為鈉長石及一些碳酸鹽礦物。圍巖蝕變主要為絹云母化、硅化、鈉長石化、綠泥石化、碳酸鹽化等。金礦存在著兩個成礦期：即熱液成礦期與表生期。熱液成礦期可以分為三個成礦階段,從早到晚分別為Ⅰ、石英-黃鐵礦階段；Ⅱ、石英-多金屬硫化物階段；Ⅲ、碳酸鹽化階段。大坪金礦流體包裹體主要為NaCl-H2O-CO2±CH4體系的三相包裹體類型或H2O-CO2體系的兩相包裹體。石英-黃鐵礦階段均一溫度主要分布范圍為280℃～340℃,峰值為300℃,鹽度在6.1wt.%NaCl eqv左右；石英-多金屬硫化物階段均一溫度主要分布范圍為240℃～280℃之間,峰值為260℃,鹽度在3.5wt.%NaCl eqv左右。金礦成礦作用主要發(fā)生于石英-黃鐵礦化階段與石英-多金屬硫化物階段,Ⅱ階段流體包裹體常疊加在Ⅰ階段上,隨著流體的演化,包裹體均一溫度與鹽度呈逐漸下降趨勢。流體包裹體流體主要由H2OCO2組成,占流體總成分的80mol%以上。除CO2外,氣相成分中還存在著少量N2, CO, O2與CH4等；液相成分為(Na+-K+-Ca2+-Cl--SO42-)型流體,其中Na+與Cl-含量最高。流體包裹體氫同位素分析結(jié)果δ18 Dv-SMOW值為-96‰～-72%o,平均為-84.2‰；石英中氧同位素δ18 Dv-SMOW經(jīng)換算成流體中δOH2O值為0.98‰～5.83‰,平均為3.45‰；在氫氧同位素圖解中處于巖漿水附近,略偏向雨水線,表明流體主要來源于巖漿水,并且受到大氣降水的影響。3.成巖成礦物質(zhì)來源：大坪金礦硫同位素δ34SV-CDT值分布于1.5‰～10.7‰之間,其峰值在2.0‰～6.0‰之間,直方圖具有塔式效應(yīng),較低的δ34s值(2.0‰～6.0‰)值表現(xiàn)為深部幔源硫特征,并受到地殼物質(zhì)的混染。大坪金礦鉛同位素具有較窄的206Pb/204Pb比值(18.687～18.742)、相對較高的2O7Pb/204Pb比值(15.656～15.714)和207Pb/204Pb比值(39.036～39.238),在鉛同位素構(gòu)造模式圖上位于造山帶與地幔演化線附近,具有殼�；旌咸攸c。研究區(qū)內(nèi)煌斑巖的143Nd/144Nd的比值為0.512029～0.512496,87Sr/86Sr比值為0.706688～0.710030；閃長巖143Nd/144Nd的比值為0.512064～0.512598,87Sr/86Sr比值為0.705662～0.718739,均分布于第四象限富集地幔演化線上,表明了煌斑巖與閃長巖來源于富集地幔,具有殼�；烊咎卣��？傊�,大坪金礦的成礦流體來源于俯沖帶富集地幔的殼幔相互作用混合流體,金沉淀機制推測為深源流體上升后受降溫、減壓以及水巖反應(yīng)影響,使金硫絡(luò)合物穩(wěn)定性受到破壞,從而使金沉淀成礦。4.成巖成礦時代：閃長巖與花崗巖LA-ICP-MS鋯石U/Pb同位素測年表明,閃長巖形成于761.6±7.4 Ma,花崗巖形成于731±18 Ma,均屬于新元古代巖漿活動產(chǎn)物。反映了Rodinia超大陸裂解到岡瓦納大陸形成過程中,揚子陸塊西緣經(jīng)歷的由拉張到擠壓的構(gòu)造機制轉(zhuǎn)換,為晉寧-澄江期大規(guī)�；鹕�-巖漿熱事件產(chǎn)物,區(qū)內(nèi)火山-巖漿活動頻繁,殼幔相互作用強烈,形成廣泛的超巖石圈深大斷裂,內(nèi)生礦產(chǎn)豐富。成礦前與成礦后兩期煌斑巖金云母斑晶40Ar/39Ar同位素測年表明,金云母40Ar/39Ar加權(quán)坪年齡值分別為36.8±0.2 Ma與29.6±0.2 Ma,代表了兩期煌斑巖侵位時代,精確有效的限定了大坪金礦的成礦時代為36.8～29.6 Ma。5.控礦構(gòu)造體系與構(gòu)造演化：大坪金礦受三級斷裂構(gòu)造控制,分別為紅河-哀牢山深大斷裂,小新街?jǐn)嗔岩约靶⌒陆謹(jǐn)嗔褍蓚?cè)的雁行列狀次級斷裂構(gòu)造。三級斷裂構(gòu)造直接控制大坪金礦的空間分布,礦體賦存狀態(tài)以及金礦化富集特征。受印度板塊與歐亞板塊匯聚洋陸碰撞(約56-44Ma)影響,紅河-哀牢山地區(qū)主要受到北東方向的擠壓應(yīng)力作用,形成了區(qū)內(nèi)大量北西走向深大斷裂構(gòu)造。隨后,區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化大致經(jīng)歷了四次構(gòu)造應(yīng)力機制轉(zhuǎn)變：第一期(44-36Ma),印度板塊與歐亞板塊由正向碰撞轉(zhuǎn)變?yōu)轫槙r針旋轉(zhuǎn),受控于高原抬升以及印支地塊往南擠出,紅河斷裂發(fā)生左行走滑。在紅河斷裂應(yīng)力場作用下小新斷裂發(fā)生右行走滑,形成了兩側(cè)北西、北北西向走滑的壓扭性次級斷裂帶。第二期(36～21 Ma),印度板塊發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn),紅河斷裂產(chǎn)生大規(guī)模右行走滑,受俯沖洋殼拆沉,巖石圈伸展作用影響,區(qū)內(nèi)形成轉(zhuǎn)換拉張的構(gòu)造環(huán)境,有利于成礦流體上升。深源流體沿紅河斷裂上升,并經(jīng)由小新街?jǐn)嗔?最終在小新街?jǐn)嗔训拇渭墧嗔褞е邪l(fā)生水巖反應(yīng),使金沉淀成礦第三期(21～10 Ma),印度板塊快速順時針旋轉(zhuǎn),構(gòu)造應(yīng)力機制的轉(zhuǎn)變使紅河斷裂、小新街?jǐn)嗔寻l(fā)生反方向向走滑,并在大坪金礦區(qū)內(nèi)形成一些成礦期后斷裂,具有一定的破礦作用。第四期(10Ma-),印度板塊發(fā)生逆時針逆轉(zhuǎn)并延續(xù)至今,紅河斷裂發(fā)生兩期右旋正斷構(gòu)造運動,形成大量剝離斷層等伸展構(gòu)造,在大坪金礦區(qū)形成張性正斷層破礦構(gòu)造。6.礦化富集規(guī)律：大坪金礦礦體呈透鏡狀、豆莢狀,具有一定的厚度增厚中心與品位富集中心,幾個礦化富集中心往同一方向側(cè)伏可以形成礦化富集帶。研究表明：大坪金礦東礦化帶V1-2-3號礦體具有三個礦化富集帶,七個礦化富集中心,礦化富集帶側(cè)伏方向為南東方向,側(cè)伏角為13°～30°,成礦流體運移方向為北西→→南東方向。西礦化帶V8-9-14號礦脈存在三個礦化帶,六個礦化富集中心,礦化富集帶側(cè)伏方向為南東方向,側(cè)伏角為80-220,成礦流體運移方向為南東→北西方向。礦化富集帶受次級斷裂構(gòu)造制約,礦體呈舒緩波狀、尖滅再現(xiàn)特征,在斷裂構(gòu)造張開的地段,礦體增厚、品位增高,形成礦化富集中心；在斷裂構(gòu)造閉合的地段,容礦空間不足,礦脈變薄,礦體變小甚至尖滅。7.大坪金礦成礦模式：大坪金礦區(qū)煌斑巖與金礦形成時代相近,源區(qū)特征相同,推測其為同源同期母巖漿分異形成。在相隔約7個百萬年時間,晚期煌斑巖較早期煌斑巖具有更接近原始地幔的地球化學(xué)特征,如更低的微量元素與稀土元素配分模式,以及更為接近原始地幔的鍶、釹同位素值,表明了煌斑巖演化過程中可能存在軟流圈物質(zhì)的加入,而煌斑巖巖漿與金礦成礦流體可能來源于軟流圈物質(zhì)重熔的俯沖帶富集地幔。新生代的印度板塊與歐亞板塊的匯聚碰撞,經(jīng)歷了陸陸碰撞與洋陸碰撞的過程,引發(fā)了青藏高原抬升,印支地塊向南東脫逸以及紅河斷裂走滑。此后,在-37Ma左右,俯沖洋殼的拆沉引發(fā)了軟流圈物質(zhì)上涌與區(qū)域轉(zhuǎn)換拉張構(gòu)造環(huán)境的形成,受軟流圈物質(zhì)重熔交代的富集地幔形成了煌斑巖與成礦流體的母巖漿,在深部壓力的驅(qū)使下,富鉀母巖漿攜帶大量金屬元素與揮發(fā)分沿深大斷裂上升。其中,紅河深大斷裂與小新街?jǐn)嗔褳榱黧w上升提供了通道,母巖漿在上升過程中分異形成了煌斑巖、富鉀石英斑巖以及含金石英脈等,而成礦流體在小新街?jǐn)嗔训拇渭墧嗔褞е?受溫、壓下降以及水巖反應(yīng)等因素影響,將金屬成礦物質(zhì)沉淀下來,富集成礦。綜上所述,通過大坪金礦成礦條件與金富集規(guī)律的研究,解決了有關(guān)大坪金礦的一些長期存在爭議的學(xué)術(shù)問題,提高了對大坪金礦成因、構(gòu)造控礦以及礦化富集規(guī)律的認(rèn)識,為礦區(qū)“探邊摸底”找礦工作指明方向。同時,為紅河-哀牢山地區(qū)石英脈型金礦樹立勘查與研究的范例,具有重要的理論意義與實踐價值。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P618.51
【目錄】：

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【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：云南省元陽縣大坪金礦成礦條件與金富集規(guī)律，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：190283