内蒙古林东地区银铅锌多金属矿床成岩成矿作用

发布时间：2018-05-03 16:06

  本文选题：林东地区 + 浩布高-双尖子山矿床　； 参考：《中国地质大学》2017年博士论文

【摘要】：大兴安岭南段是我国重要的多金属成矿带,以银、铅、锌、铁、锡、铜、钼等为优势矿种,矿床类型以斑岩型、矽卡岩型、热液脉型以及复合型矿床为主。随着勘查工作的深入,研究区先后探明了一批银-铅锌-铁锡矿床,使该地区成为我国重要的银铅锌锡的资源产地。本文以内蒙古林东地区的两个典型矿床(浩布高、双尖子山矿床)为研究对象,对典型矿床的成矿动力学背景、矿化特征、成矿作用时代、银赋存状态、矿物元素组成、成矿流体特征以及物质来源进行了系统研究,以揭示成矿机制,深入认识矿床成因,进而总结区域成矿规律,为进一步找矿指明方向。浩布高铁锌矿主要产在早白垩世乌兰坝黑云母花岗岩与大石寨组的外接触带,矽卡岩化是矿区最重要的蚀变类型。矿体多呈层状、似层状产出,明显受控于大理岩,具上部铅锌下部铁锡的分带特征。根据野外地质特征、矿物交代关系以及矿物结构,将浩布高矿床的成矿作用划分为矽卡岩期和多金属硫化物期,进一步细分为五个成矿阶段:(1)早矽卡岩阶段;(2)晚矽卡岩阶段;(3)氧化物阶段;(4)早期硫化物阶段以及(5)晚期硫化物阶段。对乌兰坝岩体以及后期切割矿体的闪长玢岩进行锆石U-Pb定年,认为成矿时代集中在134 139 Ma,这也与矽卡岩型辉钼矿Re-Os年龄137.5 Ma相符,成矿作用发生在早白垩世。浩布高矿床主要发育三类石榴子石,主量元素显示Grt-Ⅰ以钙铁榴石为主,交代Grt-Ⅰ形成的Grt-Ⅱ和Grt-Alt明显表现出钙铝组分增加的趋势;微量元素显示从Grt-Ⅰ颗粒到边缘Grt-Alt,轻稀土元素有逐渐降低的趋势。在蚀变过程中,石榴子石会发生Fe、Mg元素含量减少,Al、Mn元素含量增加。分析表明石榴子石元素的组成以及变化主要受控于流体组分、氧逸度和温度。浩布高矿床主要发育两类磁铁矿(Mag1和Mag2),磁铁矿主微量元素分析显示Mag1比Mag2具有更高的Ti、V、Mg和Mn含量,而Mag2则具有高的Si、Al和Sn含量。分析表明磁铁矿微量元素组成与变化主要受控于流体的组分和温度,磁铁矿的成因判别图解显示其主要为矽卡岩成因。对浩布高矿床系统的流体包裹体研究表明,矽卡岩阶段的成矿流体以高温(445-550℃)、高盐度(51.44-58.16 wt.%NaCleqv)为特征。在成矿过程中,流体的沸腾作用促使Fe、Sn等金属元素发生富集沉淀;多金属硫化物阶段成矿流体的均一温度和盐度开始逐渐降低,体现出天水混合的演化趋势,温度的降低和成矿环境的变化导致Pb、Zn等金属元素富集沉淀。石英H-O同位素和方解石C-O同位素也显示成矿流体早期以岩浆流体为主,晚期硫化物阶段有大气降水的参与。浩布高矿床金属硫化物的硫同位素(-2.7 +0.1‰)和原位硫同位素(-3.0 -1.0‰)分布范围一致,暗示硫的来源以岩浆硫为主;硫化物的铅同位素也显示出浩布高成矿物质具有深源特征。总之,浩布高矿床成矿流体与成矿物质均具有岩浆源的特征。双尖子山银铅锌多金属矿床是近年来研究区新发现的超大型银多金属矿床,为一典型的中温岩浆热液脉状矿床。矿体由脉群组成,主要赋存在二叠系大石寨组板岩中,受北西向韧性剪切带和双尖子山破火山机构控制,成矿作用可以划分为五个成矿阶段:(1)黄铁矿-毒砂阶段;(2)闪锌矿-石英阶段;(3)方铅矿-闪锌矿-银矿物阶段;(4)石英-方解石-银矿物阶段;(5)黄铁矿-碳酸盐阶段。围岩蚀变以硅化、绿泥石化、方解石化和黄铁矿化为主。初步查明了双尖子山矿床银的赋存状态:(1)呈针状、乳滴状出溶在方铅矿内部;(2)呈不规则状独立银矿物形式交代闪锌矿等硫化物;(3)呈多种银矿物集合体形式交代闪锌矿等硫化物;(4)呈独立银矿物形式嵌布在石英颗粒之间的裂隙或包裹于石英颗粒内部;(5)以离子形式类质同象替代方铅矿中的铅离子。对与成矿相关的花岗斑岩进行锆石U-Pb定年为130.9±0.7 Ma,这与闪锌矿的Rb-Sr年龄一致,暗示成矿作用发生在早白垩世。对双尖子山矿床流体包裹体进行研究表明,早期成矿流体具有高温(300 320℃)、低盐度低密度的特征(毒砂-黄铁矿阶段);银铅锌矿化的温度主要集中在170 260℃之间,属于中温成矿;成矿流体盐度以低盐度(0.35 7.73wt.%NaC leqv)、低密度(0.80 0.95 g/cm3)为特征。方解石的C-O同位素显示早期成矿流体以岩浆热液为主(δ18OV-SMOW‰=5.41 5.86‰),后期有向大气降水演化的趋势;双尖子山矿床硫化物的原位硫同位素变化范围较广(δ34S=-37.8‰ +2.2‰),其中胶状黄铁矿内部δ34S值变化范围为-22‰ -8‰,边缘黄铁矿δ34S值变化范围为-1‰ 0.6‰,暗示早期黄铁矿为沉积成因,边缘黄铁矿为岩浆热液成因;其他含硫矿物δ34S主要集中在-4‰ +2‰,显示出“塔式分布”特征,说明硫以岩浆硫为主。单矿物硫同位素显示,早期形成的黄铁矿具有较高的δ34S值(-1.8 +0.2‰),方铅矿的δ34S值最低可达-4.4%,这与大石寨组未蚀变的板岩的δ34S值(-4.9 -6.5‰)接近,暗示Pb、Zn、Ag矿化可能有地层硫的加入。综上,双尖子山银铅锌矿床的硫同位素分布具有硫同位素变化范围大的特点,成矿期硫化物具有岩浆硫“塔式分布”的特点,说明双尖子山矿床具有岩浆硫的特征,并且有地层硫的加入。硫化物的铅同位素也显示出双尖子山矿床成矿物质具有深源特征。总之,双尖子山矿床成矿流体与成矿物质均具有岩浆源的特征,成矿过程中有地层硫和大气降水的加入。为了查明成岩成矿的动力学背景,本文对与成矿相关的岩浆岩进行了系统的岩相学、年代学以及地球化学研究,初步获得认识如下:(1)锆石U-Pb年代学显示浩布高和双尖子山成矿岩体分别形成于139.1±2.2 Ma和130.9±0.68 Ma,均形成于早白垩世;(2)主量元素显示出富Si、Al、Na、K,贫Mg、Fe、Ca的特征,属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性系列;(3)微量元素显示出强烈亏损Ba、Sr、P、Ti,富集Th、U、Zr等元素,并且具有高Rb、Y低Sr的特征;(4)稀土元素具有明显的轻稀土富集特征,并且表现出强烈的Eu负异常;(5)岩石成因类型属于A2型花岗岩,形成于拉张构造体制下;(6)Sr-Nd-Hf研究表明成矿岩体具有较低的(87Sr/86Sr)i值(0.705206 0.705582)、较高的εNd(t)值(0.60 1.58)和εHf(t)值(4.9 8.9)以及年轻的两阶段Nd模式年龄(800 880 Ma)和Hf模式年龄(563 778 Ma),同位素特征表明早白垩世成矿岩体的源区物质主要来源于新元古代地幔派生的新生玄武质下地壳的部分熔融,上升过程中亦受到古老下地壳物质的混染。对研究区两个典型矿床的对比研究表明,两矿床均同属伸展构造背景下与早白垩世A2型花岗质岩浆岩有关的Fe-Sn-Ag-Pb-Zn成矿系列。基于对研究区两个典型矿床的地质特征、岩浆活动、成矿作用以及构造背景进行综合研究,对比已有区域成矿规律,对研究区成矿作用的控矿条件、时空分布规律及找矿前景进行了初步分析,获得以下认识:(1)就控矿地质因素而言,主要包括三个方面,即地层、构造和岩浆岩。地层既可以为成矿提供必要的成矿元素,也可以改变流体性质,促使成矿元素富集沉淀;构造主要为成矿提供导矿和容矿空间;岩浆岩可以为成矿提供必要的物源和热源,其本身的物理化学性质(高氧逸度)也影响着成矿元素的运移方式。(2)就成矿的时间规律而言,前人多关注研究区矿床在成岩成矿上的时间分布规律,即由北东向南西成矿时代具有由老变新的趋势。对单个矿床而言,研究区内很多矿床均表现出多时代叠加成矿的特点,比如白音诺尔和双尖子山矿床,均与两期成矿事件的叠加有关。(3)就成矿的空间分布规律而言,除了受到格子状构造格架的控制以外,在成矿元素方面,表现出高温成矿元素组合Fe-Sn-Cu-Mo与中低温元素组合Ag-Pb-Zn叠加成矿;在矿化方面,在垂向上也表现出上部铅锌下部铁锡的分带特点(浩布高矿床)。(4)找矿前景方面,研究区不但是寻找Ag-Pb-Zn的有利靶区,在矿区的外围和深部也要注意对锡矿和铜钼矿的寻找。
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本文编号：1839167