湘西—黔东地区铅锌矿床成矿模式与成矿预测

发布时间：2020-04-09 19:35

【摘要】：湘西-黔东地区位于扬子陆块东南缘,该地区已发现铅锌矿床(点)共200余处。在空间上铅锌矿床(点)大致呈NNE向带状展布,矿体赋存于震旦系、寒武系与奥陶系地层中,尤其是以下寒武统碳酸盐岩为主。该地区铅锌矿床经过多年勘查开发,积累了大量基础地质资料,然而受研究方法及测试技术手段的制约,成矿流体演化、成矿物质来源、矿石沉淀机制和成矿模式等方面仍然存在不少争议。此外,该地区除湘西花垣矿田分布有大型铅锌矿床以外,其它地区分布的铅锌矿床均是中小型或矿化点,大多数矿山已经受到了保有储量严重不足的困扰,因此如何在该地区寻找大型铅锌矿床也是目前迫切需要解决的问题之一。本文通过对湘西-黔东地区一批赋存于下寒武统碳酸盐岩中的典型铅锌矿床进行解剖研究,查明了该地区铅锌矿床的矿体特征、矿物组构及围岩蚀变特征。在此基础上开展微量元素、同位素地球化学、流体地质学等方面的分析,系统研究了成矿流体的性质、来源及演化,查明了成矿物质来源及矿石沉淀机制,结合成矿时代探讨了成矿地球动力学背景并建立了成矿模式。在所建立的成矿模式的基础上,结合该地区主要控矿因素与找矿标志,建立了湘西-黔东地区区域找矿概念模型。在GIS平台上开展了综合信息成矿预测与资源量估算,圈定了找矿远景区,提出了下一步找矿工作部署建议。湘西-黔东地区铅锌矿床主要赋矿地层为下寒武统清虚洞组藻灰岩或白云岩。矿体形态以层状、似层状和透镜状为主,次为脉状与网脉状。金属矿物主要有闪锌矿和方铅矿,次为黄铁矿。非金属矿物主要有方解石、重晶石、萤石、沥青、白云石和石英等。围岩蚀变主要表现为方解石化,其次为萤石化、黄铁矿化、重晶石化、硅化和白云石化。该地区铅锌矿床成矿流体温度集中在120~200℃之间,盐度集中在8%~20%(NaCleqv)之间,属于低温、中高盐度的流体。流体中离子成分主要为Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和Cl~-,气相成分主要为H_2O、N_2和CO_2,以及少量的CO、CH_4和H_2。流体的δD_(SMOW)值范围为-60‰~-15‰,δ~(18)O_(流体)值范围为0.3‰~9.2‰。成矿流体具有热卤水的性质,主要来源于建造水和大气降水。与围岩碳酸盐岩相比,铅锌矿床成矿期方解石的δ~(13)C_(PDB)值(范围为-4.89~1.50‰)略低,δ~(18)O_(SMOW)值(范围为13.37~25.09‰)有比较明显的下降趋势,表明成矿期方解石的沉淀是由于成矿流体与围岩碳酸盐岩发生水-岩反应所致,流体中的碳主要来源于围岩碳酸盐岩。矿石硫化物δ~(34)S值变化范围为22.3~36.1‰,以富含重硫为主,表明硫来源于该地区碳酸盐岩地层,尤其是中上寒武统白云岩中硫酸盐的热化学还原作用(TSR),沥青等有机质在TSR作用过程中发挥了重要作用。不同矿石硫化物铅同位素组成较为均一,变化范围较小,显示正常铅的组成特征,矿石中的铅主要来源于上地壳。闪锌矿的~(87)Sr/~(86)Sr值(0.70915~0.71025)较高,具有明显的壳源锶的特征,并且与下伏地层较接近。该地区赋矿地层清虚洞组的铅锌含量较低,而下伏的青白口系、震旦系及下寒武统石排组、牛蹄塘组等地层的碎屑岩中铅锌元素含量很高,这些具有高铅锌含量的下伏地层为成矿提供了大量的Pb、Zn等金属成矿物质。该地区铅锌矿床的成矿时代为晚志留世-早泥盆世,成矿作用与加里东运动所引起的盆地流体运移有关。湘西-黔东地区铅锌矿床与典型的MVT型铅锌矿床在成矿地质背景、赋矿围岩、矿石特征、矿物组合、成矿流体特征及成矿物质来源等方面都较为相似,因此其矿床成因类型应为MVT型铅锌矿床。综合该地区典型铅锌矿床的矿床地质特征、成矿流体与成矿物质来源及成矿时代等研究结果,建立了该区铅锌矿床有机质参与下的流体混合成矿模式,即一种来自深部的富含金属物质的热卤水与另一种富含有机质、硫酸盐的建造水和下渗大气降水在成矿地点发生流体混合,导致了巨量矿石矿物的沉淀。该地区铅锌矿床受地层、构造和岩相三者的联合控制:(1)特定地层岩性组合,即赋矿地层为孔隙度大的藻灰岩或白云岩,下伏地层为相对透水的砂岩,上覆地层为相对不透水的泥质白云岩;(2)区域性断裂构造或断穹构造、背斜褶皱构造以及次生或派生的断裂裂隙构造系统;(3)台地边缘缓坡相带,尤其是中缓坡相带。在成矿模式、控矿因素与找矿标志的综合研究分析的基础上,建立了该地区铅锌矿床地质-地球化学区域找矿概念模型,运用特征分析法在GIS平台上开展了综合信息成矿预测,圈定了2个一级找矿远景区(A1、A2)和2个二级找矿远景区(B1、B2)。利用地球化学块体理论圈定了湘西-黔东地区3个Zn地球化学块体,以1000m岩块厚度以及0.378%的成矿率预测出该地区Zn资源量为2152万吨。综合已有矿床、找矿远景区与地球化学块体分布情况,认为黔东镇远-铜仁地区应作为下一步铅锌找矿工作的重点区。
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中国地质大学博士学位论文 第一章 绪论1.1 研究区概况研究区位于湘西-黔东地区(图 1.1)，即湖南省西部与贵州省东部的接壤地位置东经 107°15′ ~ 110°00′，北纬 26°00′ ~ 29°00′。其中，湘西地区包括吉首和怀化等地，黔东地区包括松桃、铜仁、凯里和都匀等地，研究区往

区内地处云贵高原东部的延伸带，平均海拔在 800 ~ 1000 m，地形高差大、切割深，植被发育。武陵山脉呈 NE-SW 向贯穿全区，它是乌江、沅江、澧水的分水岭，位于黔东铜仁地区的梵净山是主峰，最高海拔达 2494 m。该区年平均温度一般为 13℃ ~ 16℃，年降水量一般为 1100 ~ 1600 mm，属于亚热带向暖温带过渡的气候类型。1.2 选题的来源、目的及意义1.2.1 选题的来源及研究目的扬子陆块为大型克拉通碳酸盐岩发育的地区，近几十年来在其周边及隆起边缘的碳酸盐岩地层中，陆续发现了许多铅锌矿床(芮宗瑶等, 2004; 张长青等, 2013大致可以分为 4 个矿化集中区(图 1.2)，分别为：①陕西南郑县马元地区，位于扬子陆块北缘碑坝隆起东南缘一带，马元铅锌矿集区可分为南、北、东三个铅锌矿带，据报道铅锌储量有望达到 300 万吨以上(齐文等, 2004; 候满堂等, 2007a; 2007b②川滇黔地区，即康滇地轴东缘复杂构造带，位于扬子陆块西南缘，北起四川宝
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.42;P618.43
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本文编号：2621177