新疆西天山莱历斯高尔钼矿床稳定同位素地质地球化学特征

发布时间：2015-01-06 08:50

 

【摘要】 莱历斯高尔矿区位于哈萨克斯坦-伊利板块北缘博罗科努古生代的复合岛弧带西段，是西天山重要的铜钼矿集区。本文在研究莱历斯高尔钼矿矿床的区域地质、矿床地质的基础上，通过研究矿石组构特征、主要成矿阶段矿物共生组合，利用冷热台技术开展流体包裹体研究，结合同位素的研究结果，找出流体与成矿之间的关系和成矿物质的来源，以期能对矿床有一个初步的认识。莱历斯高尔钼矿主要产于花岗闪长斑岩体的顶部、边部及其接触带和周边的围岩中，其矿体主要呈脉状、板状和透镜状。自岩体中心向外，热液蚀变具有一定的分带性：从钾化到绢云母化，再到青磐岩化，偶见泥化带。金属硫化物矿物主要表现为浸染状（细脉浸染状）、细脉状、网脉状等不同构造变化；辉钼矿、斑铜矿、黄铜矿、磁黄铁矿等是矿石中的主要金属矿物。整体上看莱历斯高尔铜钼矿属于斑岩型铜钼矿化。结合矿石组构、矿物之间的组合特点以及脉体相互穿插的关系，对成矿期次进行划分：岩浆早期阶段、岩浆晚期阶段、中高温石英硫化物阶段和中低温石英碳酸岩阶段。其中中高温石英硫化物阶段是辉钼矿主要的产出阶段。包裹体显微测温的测试结果表明，钾化石英脉中W型包裹体均一温度整体集中在220～400℃。含矿石英脉中W型流体包裹体介于160～380℃。石英-方解石脉中W型流体包裹体变化于110～280℃。盐度变化范围分别为4.65～11.13%NaCl.eqv，4.03～10.24%NaCl.eqv，3.06～8.28%NaCl.eqv。成矿主阶段流体的特征为中高温、低密度和低盐度，矿床形成深度在1.5km～3.5km之间。氢、氧同位素结果指示成矿流体的氢、氧同位素组成有岩浆水与大气降水混合的特点，成矿阶段主体为岩浆水，后期混入了少量的大气降水。根据硫、铅同位素结果推测硫来自深源的岩浆硫并且混有地层硫，成矿过程可能与洋壳俯冲所产生的熔融岩浆有关，成矿的金属元素具有壳幔混合来源的特点，可能来自此熔融的岩浆中。综上所述，莱历斯高尔钼矿床成矿是典型的斑岩型铜钼矿床。 

第1章 引言

 

1.1 选题依据和意义

（1）斑岩型铜钼矿床研究进展

斑岩型矿床产生的环境一般有两种：岛弧和陆缘弧环境。但在近期的研究中发现，在大陆碰撞造山带也发现了斑岩型矿床，比如冈底斯斑岩和藏东玉龙斑岩铜矿带。斑岩型矿床一般成矿深度较浅，低于4km，矿床规模较小，具侵位多期性特征。最新研究认为埃达克质岩浆与斑岩铜钼矿关系密切，可能由于其含水量，氧逸度和硫含量比较高，所以可作为含矿母岩和金属硫的重要载体。有些学者认为，泥化带也许与斑岩型系统无关，是属于浅层低温热液系统发育而成。在国内，人们通常把矽卡岩矿床和斑岩型矿床分开。但是在国外都称其为斑岩型矿床。

（2）近年来新疆西天山的找矿突破

新疆西天山位于塔里木板块西北部，属于中亚构造成矿域，地质构造演化复杂，利于斑岩型矿床发育，是我国重要的金属成矿带之一。

近年来新疆西天山成矿带内陆续发现了规模不等的一系列斑岩（矽卡岩）型铜钼矿，包括达巴特、喇嘛苏、冬吐劲、哈勒尕提、木祖克、群吉、肯登高尔、3571、莱历斯高尔等矿床，找矿潜力大，尤以莱历斯高尔钼矿床最为突出。

 

1.2 莱历斯高尔研究现状

新疆西天山矿区地处博罗霍洛山东段奈楞格勒一带，位于精河县县城南部，直距约58公里（图1-1）。 

以博罗霍洛山主脊为界，南部属尼勒县管辖，北部属精河县管辖。地理坐标为东经82°55′00″～83°02′00″，北纬44°03′30″～44°07′00″。

莱历斯高尔矿区位于高山高寒区博罗科努山主脊一带，地形切割较强烈，地势呈东南高、西北低的倾斜向，发育陡崖。

莱历斯高尔钼矿区海拔 3070～3529 米，莱历斯高尔工区内主要常年性水系为奈楞格勒河，最低侵蚀基准面约 2820 米，河面一般宽仅 2.5 米，水深在 0.2米左右，流速约 1 米/秒。莫合尔萨拉工区内主要常年性水系为冬吐劲河，最低侵蚀基准面约 2150 米，河面一般宽约 10 米，水深在 1.0 米左右，流速约 2 米/秒。

工作区地处大陆性北疆温带气候亚带，气温随季节变化而变化。受气候垂直分带的影响，工区夏季凉爽、阴湿，气温一般在 5℃～30℃；冬季严寒，气温一般在‐10℃～‐25℃。年降水量约 1160 毫米，年蒸发量约 180 毫米。工区在天气变化时常伴有大风，主要为西北风，风力最大可达 7 级。降水量分布极不均匀，6 月～8 月雨雪频繁，并多有冰雹、雷电。10 月～3 月为冰冻期，莱历斯高尔工区冻土层深度在 30 米以上。莱历斯高尔工区 4 月～5 月积雪开始融化，5 月底可进入工作区，9 月下旬大雪封山，积雪量最大可达 3 米以上，最佳工作时间有100天左右。莫合尔萨拉工区4月积雪开始融化，5月初可进入工作区，10 月下旬开始下雪，积雪量最大可达 2 米以上，最佳工作时间有 150 天左右。

工作区植被较发育，主要为牧草、爬山松等。野生动物主要为草原鼠、旱獭，偶见有野山羊。

 

 

 

第2章 区域地质背景

 

本研究区位于哈萨克斯坦-伊利板块北缘博罗科努古生代的复合岛弧带西段（图2-1）。本区构造演化过程复杂，先后经历了元古代时期古克拉通的形成、震旦纪-寒武纪时期沉积稳定并使盖层形成、奥陶纪-志留纪时期古克拉通开始解体、志留纪-石炭纪时期俯冲消减、二叠纪时期陆内造山和前陆盆地过程。本区经历了漫长且复杂的历史演化过程，其沉积盖层以古生代地层为代表，特殊的沉积建造和岩浆活动导致区内有大规模花岗岩类侵入，并伴生区域性构造断裂的多次变动，这些地质事件既是研究区成矿的热动力条件，也为成矿提供了丰富的物质来源。

 

 

2.1 地层

地层具体描述如下：

1、奥陶系

奈楞格勒达坂组：岩性为灰黑色钙质粉砂岩，灰白色大理化灰岩，灰色结晶灰岩，中厚层状。局部见灰黑色玄武岩。该地层以微角度不整合于上覆地层。

呼独克达坂组：主要发育深灰色、灰色及浅灰色的白云质灰岩和灰岩，笔耕文化推荐期刊，块状构造。偶见岩屑长石砂岩，粒度中等。该地层与上覆地层断层接触。

2、志留系

尼勒克河组：主要发育于研究区西南部，岩性主要为灰黑色绢云母钙质粉砂岩，局部见有少量深灰色、灰色的泥质粉砂岩，属于浅海相沉积，与上覆地层为断层接触关系。

 

2.2  构造

（1）断裂

本区区域主要发育逆断层与平移断层，构造线整体呈北西向。博罗霍洛山北坡大断裂为区域性大断裂，控制区内其它次级断裂的发育。大断裂位于本区中东部，NWW 向展布，沿冬吐劲河展布，属于逆冲推覆断裂，产状：190～2200∠60～850。

（2）褶皱

本研究区的褶皱构造大多为复式背斜，主要位于博罗科努古生代岛弧带，褶皱轴向与区域构造线一致，均为NWW向。

 

第 3 章  矿床地质特征 ............. 13

3.1  地质........ 13

3.2  构造.......... 14

3.3  岩浆岩.......... 15

第 4 章  流体包裹体地球化学........... 27

4.1 流体包裹体的研究意义.......... 27

4.2  流体包裹体测试方法............ 29

第 5 章  稳定同位素地球化学.............. 35

5.1 硫同位素............ 35

5.2 铅同位素....... 37

 

第6章 矿床成因探讨

 

6.1  成矿流体性质及来源

通过对莱历斯高尔钼矿流体包裹体地球化学研究表明，该矿床的成矿流体大概可以分为三个阶段：钾化石英脉中 W型包裹体温度介于 220～400℃，盐度变化区间为4.65～11.13% NaCl.eqv；含矿石英脉中  W 型流体包裹体共均一温度介于 160～380℃，盐度介于4.03～10.24% NaCl.eqv；石英-方解石脉中  W 型流体包裹体均一温度变化于  116～280℃之间，盐度变化范围为 3.06～8.28% NaCl.eqv。该三阶段的温度与盐度变化范围表明：莱历斯高尔钼矿成矿流体早阶段表现为中高温、中低盐度，随后演化为中高温、低盐度，晚阶段该体系演化为中低温、低盐度。

在斑岩型矿床中，岩浆水和大气降水是成矿流体中水的重要来源。通过对该矿床氢、氧同位素分析可以得出该矿床成矿流体中水的来源。总体来说，该矿床成矿流体中水的来源具有大气降水和岩浆水混合的特点。成矿主阶段，岩浆水占有主体地位，但在成矿晚阶段，大气降水作用逐渐增强。

综上所述，莱历斯高尔钼矿成矿流体在成矿主要阶段为中高温、中低盐度特征，成矿流体中的水主要来源于岩浆水。晚阶段为中低温、低盐度特征，水的主要来源则为大气降水。

 

第7章 结论

 

本论文在野外地质踏勘观察的基础上，结合了前人的研究成果，并通过岩相学、矿相学、矿床地球化学等手段从矿床地质特征、成矿流体性质及来源、成矿物质来源等方面探讨莱历斯高尔钼矿成矿特点，取得以下成果和认识：

1.  矿石中的金属矿物主要有辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿。自岩体中心向外，热液蚀变具有一定的分带性：从钾化到绢云母化、再到青磐岩化，偶见泥化带。矿化主要发生在岩体的顶部、边部以及与围岩的接触带中。具有典型的斑岩型铜钼矿化的特征。

2.  结合矿石组构、矿物之间的组合特点以及脉体相互穿插的关系，对成矿期次进行划分：岩浆早期阶段、岩浆晚期阶段、中高温石英硫化物阶段和中低温石英碳酸岩阶段。其中中高温石英硫化物阶段是辉钼矿主要的产出阶段。

3.  通过流体包裹体研究表明，莱历斯高尔钼矿成矿早阶段表现为高中温、中低盐度，随后演化为中高温、低盐度，晚阶段为中低温、低盐度。莱历斯高尔钼矿成矿深度为 1.5km～3.5km。氢、氧同位素研究表明，成矿流体的水具有大气降水和岩浆水混合的特点。成矿主阶段，岩浆水占有主体地位，但在成矿晚阶段，大气降水作用逐渐增强。 

4.  通过对硫、铅同位素的研究表明，莱历斯高尔钼矿石中硫同位素组成的δ34S  平均值为 3.8‰，矿床硫的来源应该主要来自地幔岩浆硫，可能在成矿晚阶段混入了少量的地层硫。铅同位素比值稳定，206Pb/204Pb  在 18.190～18.516 之间；207Pb/204Pb  在 15.545～15.627 之间；208Pb/204Pb 在 37.974～38.199 之间。成矿过程可能与洋壳俯冲所产生的熔融岩浆有关，成矿的金属元素具有壳幔混合来源的特点，可能来自此熔融的岩浆中。

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本文编号：11020