本文關鍵詞：鄂東南地區(qū)雞冠嘴銅金礦床成因研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：長江中下游成礦帶是我國重要的銅-鐵-金-多金屬成礦帶,已探明銅金屬量超過1300萬噸,金金屬量超過800噸。該成礦帶的銅金礦床主要有斑巖型、矽卡巖型和Manto型,后者主要賦存在古生代泥盆系五通組石英砂巖和石炭系黃龍組灰?guī)r之間的層間界面或不整合面,典型礦床包括九瑞礦集區(qū)的武山和城門山礦床及銅陵礦集區(qū)的冬瓜山和新橋礦床。這類礦床因其獨特的礦化特征及重要的經(jīng)濟意義而歷來受到礦床學家及勘探工作者的重視,但對其成因的認識一直存在較大爭議,迄今沒有取得統(tǒng)一認識。鄂東南地區(qū)是長江中下游成礦帶最重要的銅鐵金礦集區(qū)之一,已探明銅錄山、雞冠嘴、桃花嘴、石頭嘴、銅山口等大型銅(金)礦床,但迄今為止鄂東地區(qū)還沒有Manto型銅金礦床的報道。本文以鄂東南地區(qū)重要的銅金礦床—雞冠嘴礦床為研究對象,對該礦床的矽卡巖型礦石和Manto型礦石進行礦物學和地球化學的對比研究,力圖揭示Manto型層狀礦體的成因及其與矽卡巖型礦體之間的成因聯(lián)系,在此基礎上建立雞冠嘴礦床的成因模式及找礦模型。雞冠嘴銅金礦床位于長江中下游成礦帶鄂東南礦集區(qū)內(nèi)陽新復式巖體的西北角,與銅綠山銅-鐵-金礦床和桃花嘴銅金礦床毗鄰。區(qū)內(nèi)成礦作用與下三疊統(tǒng)大冶群第七段白云質(zhì)大理巖和燕山期石英閃長巖和閃長玢巖密切相關,主礦體呈透鏡狀和扁豆狀賦存于閃長玢巖內(nèi)白云質(zhì)大理巖殘留體的層間破碎帶、不同巖性的分界面、白云質(zhì)大理巖殘留體與閃長玢巖的接觸帶內(nèi),礦體形態(tài)產(chǎn)狀和空間分布主要受層間破碎帶和侵入接觸帶控制。雞冠嘴銅金礦床的礦石工業(yè)類型包括金鐵礦石、銅金礦石和銅礦石,依據(jù)其產(chǎn)出位置及蝕變特征可以分為產(chǎn)于接觸帶的矽卡巖型礦石和產(chǎn)于三疊系大理巖中的層狀礦石(即Manto型礦石)。主要礦石礦物有黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、白鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦和大量含金銀礦物。含金礦物主要是含銀自然金和銀金礦,多呈乳滴狀包裹金賦存于黃銅礦和碳酸鹽礦物內(nèi)。另外還發(fā)現(xiàn)硒銀礦與黃鐵礦、自然金和碳酸鹽緊密共生,表明硒與金銀礦化關系密切。蝕變礦物有碳酸鹽、石英、金云母、綠泥石及少量石榴石、透輝石、綠簾石等矽卡巖礦物。根據(jù)野外關系和巖相學和礦相學研究,成礦作用大致可分為矽卡巖期、石英-硫化物期和表生期,其中矽卡巖期包括干矽卡巖階段和濕矽卡巖階段,石英-硫化物期分為硫化物階段和碳酸鹽階段。黃銅礦和黃鐵礦是最重要的載金礦物,金的賦存狀態(tài)包括可見金和不可見金,可見金以銀金礦為主,其次為自然金和含銀自然金,不可見金為納米級自然金顆粒。主要載銀礦物為黃銅礦和斑銅礦,銀礦物多以可見銀的形式產(chǎn)出,包括獨立銀礦物(硒銀礦、碲銀礦和輝銀礦等)和顯微包體銀；不可見銀主要以次顯微包裹體的形式分布于硫化物中。已有資料分析表明,雞冠嘴銅金礦床是高溫巖漿熱液與碳酸鹽地層發(fā)生接觸交代作用形成的,Au和Ag在高溫熱液中可能主要以氯絡合物、碲絡合物或碲化物和鉍化物熔體的形式搬運。隨著矽卡巖化等蝕變作用的進行和熱液溫度的降低,熱液中氯被消耗(進入透閃石、陽起石、金云母等矽卡巖礦物中)的同時硫逸度快速上升,Au主要以硫氫絡合物的形式在熱液中運移。石英-硫化物階段早期,大量Bi-Te-S礦物及少量納米級自然金以顯微包裹體的形式包裹于近于同時沉淀的黃鐵礦中,隨后碲銀礦、輝銀礦及硫鉍銅礦與硫化物及石英和碳酸鹽礦物共生產(chǎn)出。成礦流體演化過程中由于溫度和硫逸度的進一步降低導致金絡合物不穩(wěn)定,當logfTe2-20且-14logfSe2-10時,金礦物和硒化物與黃銅礦近于同時沉淀,或充填于先期沉淀的黃鐵礦微裂隙和其他礦物之間的空隙中。綜合分析表明,雞冠嘴銅金礦床成礦過程中Te和Bi對Au的富集具有重要重用。雞冠嘴礦床不同成礦階段流體包裹體的相態(tài)類型、均一溫度及鹽度存在較大的差異：矽卡巖階段包裹體以含子晶多相包裹體為主,其次為富液兩相包裹體,其均一溫度集中在420～500℃富液兩相包裹體鹽度為15～25 wt.% NaCl equiv.,含子晶多相包裹體的鹽度為40～55 wt.% NaCl equiv.,表明成礦早期為高溫高鹽度流體。硫化物階段為主成礦階段,富液兩相包裹體數(shù)量明顯增多,但仍以含子晶多相包裹體為主,均一溫度集中在300～400℃氣液兩相包裹體鹽度為16～24 wt.% NaCl equiv.,含子晶多相包裹體鹽度在40～54 wt.% NaCl equiv.之間。該階段存在富氣兩相與富液兩相及含子晶多相包裹體共生的現(xiàn)象,三者均一溫度都集中在300～450℃區(qū)間內(nèi),表明該階段流體了發(fā)生沸騰作用(流體不混溶),這種過程可能是礦質(zhì)沉淀的重要機制之一。雞冠嘴礦區(qū)熱液角礫巖非常發(fā)育,可能與流體超壓作用引起的水力破裂有關,間接證實了流體沸騰作用的存在。晚期碳酸鹽階段僅發(fā)育富液兩相包裹體,為典型的低溫低鹽度流體。顯然,從第一階段到第三階段,隨著成礦流體溫度的降低,鹽度也呈明顯降低的趨勢,反映了成礦過程中有低溫低鹽度流體(可能為上部地殼流體或循環(huán)的大氣降水)不斷加入含礦熱液,在流體演化過程中可能發(fā)生過相分離。雞冠嘴礦床從矽卡巖階段到硫化物階段,蝕變礦物的氧同位素變化范圍為δ18O=5.70～12.14‰,計算的平衡流體的δ18O為7～10‰,與典型的巖漿流體氧同位素組成一致。退化蝕變矽卡巖階段的透閃石及綠簾石的H-O同位素特征也與巖漿水一致,但顯示出向大氣降水漂移的趨勢。硫化物的S同位素值分布范圍較窄,δ34S集中在-0.7‰～+4.5‰之間,同典型斑巖型—矽卡巖型礦床的S同位素特征相似,證明成礦流體的S主要來自和成礦關系密切的石英正長閃長巖,受到地層S混染的影響較小。礦石中硫化物中的Pb同位素組成(206Pb/204Pb:17.9716～18.2716,207Pb/204Pb:15.5329～15.6035,208Pb/204Pb:38.1205～38.4357)和侵入巖的Pb同位素初始值相似,進一步證明成礦物質(zhì)來源于巖漿。鋯石U-Pb結(jié)果顯示雞冠嘴礦床內(nèi)出露的石英閃長巖的年齡為139.6±1 Ma～139.3±0.8Ma。榍石的U-Pb年齡顯示雞冠嘴礦床內(nèi)出露的閃長巖的年齡為134.7±6 Ma。結(jié)合前人研究認為,雞冠嘴礦區(qū)有～146 Ma、140 Ma及132 Ma共三期巖漿活動。Manto型礦石中載金礦物黃鐵礦的Re-Os等時線年齡為141±18 Ma(MSWD=8.6),而矽卡巖中的熱液榍石的年齡為139.6±4.0 Ma。表明成礦主要與與～140Ma的巖漿活動有關。這次巖漿活動和銅金成礦作用在鄂東南地區(qū)廣泛存在。同時也顯示Manto型礦石與矽卡巖型礦石具有同時性,進一步證明兩種類型礦石是同一巖漿熱液體系的產(chǎn)物。根據(jù)本文研究和前人巖石地球化學和礦床資料綜合分析認為,與雞冠嘴礦床有關的石英閃長巖主要起源于富集地幔的部分熔融,巖漿上升過程中(尤其愛巖漿房中)遭受一定程度的地殼混染,并最終演化、侵位于上地殼形成與成礦有關的石英閃長巖。隨著侵位于上地殼的巖漿溫度和壓力迅速降低,巖漿中的流體快速出溶,在此過程中金、銅、硫、銀、硒、比等元素大量分配進入熱液,并在接觸帶與灰?guī)r發(fā)生接觸交代作用,部分流體直接原因進入三疊系大冶群灰?guī)r中的層間破碎帶沉淀成礦。隨著接觸交代作用的進行和矽卡巖礦物的大量生成,磁鐵礦和赤鐵礦開始結(jié)晶,流體氧逸度迅速降低,硫酸根被大量還原成硫氫根和硫離子,導致大量硫化物的沉淀和金在硫化物中的富集。大氣降水的加入和流體沸騰作用的發(fā)生進一步促進礦質(zhì)的大量沉淀。產(chǎn)于層間破碎帶的Manto型礦石主要是巖漿熱液快速降溫降壓而導致成礦金屬元素過飽和而形成的；由于流體中硅和鋁的不足及流體溫壓條件的急劇變化,導致流體不能與碳酸鹽地層發(fā)生充分的接觸交代作用,因而Manto型礦石的矽卡巖礦物含量極少。綜上所述,雞冠嘴銅金礦床的矽卡巖型及Manto型礦石是同一巖漿熱液體系的產(chǎn)物,由于成礦條件和成礦方式的差異而導致礦化形式的多樣性。這一認識對長江中下游苑瑞地區(qū)和銅陵地區(qū)產(chǎn)于泥盆系五通組和石炭系黃龍組之間的層礦礦體成因有重要的指示意義,即這些層狀礦體可能是巖漿熱液灌入層間裂隙充填成礦的產(chǎn)物,而不是前人認為的是海底熱液噴流沉積成礦的產(chǎn)物。長江中下游地區(qū)的層狀銅金礦化與矽卡巖型、斑巖型礦化構(gòu)成一個有機整體,是同一套熱液系統(tǒng)的不同表現(xiàn)形式。根據(jù)以上認識,作者初步建立了雞冠咀銅金礦床和鄂東南地區(qū)不同類型銅金礦床的成礦模式,為今后該類礦床的勘查尤其是Manto型礦床的尋找提供了依據(jù)。
【關鍵詞】：鄂東南礦集區(qū) 雞冠嘴銅金礦 金的賦存狀態(tài) 流體包裹體 黃鐵礦 錸-鋨同位素Manto型 矽卡巖型
【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】：2015
【分類號】：P618.41;P618.51
【目錄】：

• 作者簡介6-8
• 摘要8-11
• ABSTRACT11-16
• 第一章 前言16-30
• 1.1 選題目的及意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-28
• 1.2.1 含金矽卡巖型礦床特征及研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 Manto型礦床及研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 金的賦存狀態(tài)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.4 矽卡巖型礦床成礦流體演化20-21
• 1.2.5 鄂東南地區(qū)礦床的研究現(xiàn)狀及存在問題21-27
• 1.2.6 雞冠嘴Cu-Au矽卡巖礦床研究現(xiàn)狀及存在問題27-28
• 1.3 研究內(nèi)容及研究方案28-29
• 1.3.1 研究內(nèi)容28
• 1.3.2 研究方案及技術(shù)路線28-29
• 1.4 論文工作量29-30
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)背景30-36
• 2.1 區(qū)域地層31-32
• 2.2 區(qū)域構(gòu)造32-33
• 2.3 區(qū)域巖漿巖33-34
• 2.4 區(qū)域礦產(chǎn)分布34-36
• 第三章 礦床地質(zhì)特征36-59
• 3.1 礦區(qū)地層36-38
• 3.2 礦區(qū)構(gòu)造38-39
• 3.2.1 褶皺構(gòu)造39
• 3.2.2 斷裂構(gòu)造39
• 3.3 礦區(qū)巖漿巖39-41
• 3.4 礦體特征41-45
• 3.5 礦石特征45-50
• 3.5.1 金屬礦物組成45-48
• 3.5.2 礦石結(jié)構(gòu)48
• 3.5.3 礦石構(gòu)造48-50
• 3.6 圍巖蝕變50-57
• 3.6.1 矽卡巖型礦石蝕變特征50-55
• 3.6.2 層狀礦石蝕變特征55-57
• 3.7 成礦期與成礦階段57-59
• 3.7.1 矽卡巖型礦石成礦階段57
• 3.7.2 層狀礦石成礦階段57-59
• 第四章 金的賦存狀態(tài)及富集機理59-74
• 4.1 分析方法及礦相學特征59-64
• 4.1.1 載金礦物60-61
• 4.1.2 金礦物61-62
• 4.1.3 銀礦物62-63
• 4.1.4 Bi-Te-Se礦物63-64
• 4.2 電子探針分析64-68
• 4.2.1 載金礦物64-66
• 4.2.2 金礦物66
• 4.2.3 銀礦物66-68
• 4.3 元素面掃描分析68-69
• 4.3.1 金礦物68
• 4.3.2 碲銀礦68-69
• 4.4 小結(jié)69-74
• 4.4.1 金的賦存狀態(tài)69-71
• 4.4.2 金的搬運形式及富集機理71-74
• 第五章 成礦流體特征及來源74-93
• 5.1 分析方法74-75
• 5.1.1 流體包裹體顯微測溫74
• 5.1.2 H-O同位素分析74-75
• 5.1.3 硫及鉛同位素分析75
• 5.2 流體包裹體巖相學特征75-79
• 5.2.1 成因類型76-78
• 5.2.2 相態(tài)類型78
• 5.2.3 不同階段流體包裹體特征78-79
• 5.3 流體包裹體顯微測溫79-85
• 5.3.1 測試樣品描述79-80
• 5.3.2 流體包裹體顯微測溫結(jié)果80-85
• 5.4 穩(wěn)定同位素地球化學特征85-91
• 5.4.1 樣品描述85-86
• 5.4.2 H-O同位素86-88
• 5.4.3 S同位素分析結(jié)果88-90
• 5.4.4 Pb同位素分析結(jié)果90-91
• 5.5 小結(jié)91-93
• 第六章 成巖成礦年代學93-114
• 6.1 樣品描述及實驗方法93-95
• 6.2 分析結(jié)果95-109
• 6.2.1 鋯石U-Pb年齡95-100
• 6.2.2 黃鐵礦Re-Os年齡100-101
• 6.2.3 榍石U-Pb年齡101-109
• 6.3 討論109-114
• 6.3.1 雞冠嘴銅金礦床的成巖時代109-110
• 6.3.2 雞冠嘴礦床的形成時代及區(qū)域?qū)Ρ?/span>110-114
• 第七章 礦床成因討論114-128
• 7.1 成礦流體及成礦物質(zhì)來源114-119
• 7.1.1 成礦流體性質(zhì)及演化114-115
• 7.1.2 成礦流體及物質(zhì)來源115-118
• 7.1.3 礦床成因118-119
• 7.2 成礦機制和成礦過程119-122
• 7.3 層狀礦床對鄂東南地區(qū)找礦的指示122-125
• 7.4 對區(qū)域同類礦床成因的指示125-128
• 第八章 結(jié)束語128-130
• 8.1 主要認識及結(jié)論128-129
• 8.2 存在問題及對今后工作的建議129-130
• 致謝130-132
• 參考文獻132-142

  本文關鍵詞：鄂東南地區(qū)雞冠嘴銅金礦床成因研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：325817