鄂东南矿集区鸡冠咀铜金矿床地球化学及成矿流体特征研究

发布时间：2020-08-25 18:33

【摘要】：鸡冠咀铜金矿床位于湖北省大冶市区西南,是鄂东南矿集区内典型的矽卡岩型矿床,矿床位于矿集区核心位置,成矿条件优越。本文在详细野外地质调查及室内矿相学研究基础之上,运用现代地球化学分析技术、流体包裹体显微测温、并通过电子探针(EMPA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)技术,对其成岩成矿来源及演化、石榴子石的产出特征和成矿流体性质及演化进行系统的研究。取得的主要成果和认识如下:1.鸡冠咀铜金矿床主要与位于阳新岩体西北缘的铜绿山岩株有关,铜绿山岩株岩性主要为石英二长闪长玢岩和石英闪长岩。矿体赋存在三叠系大冶组及其与岩浆岩的接触带及岩体内部碳酸盐岩捕掳体中,矿体形态主要以囊状、透镜状、鞍状、层状为主,中间存在隐爆角砾岩型,往深部逐渐出现斑岩型矿体,矿石主要以交代结构和结晶结构为主,固溶体分解结构及压碎结构也比较发育,矿石构造主要为块状、浸染状、条带状、角砾状构造为主。矿床围岩蚀变普遍发育,其中矽卡岩化、金云母化、碳酸盐化和绿泥石化与成矿关系密切。2.鸡冠咀矿床发育的三期岩体的稀土元素配分模式具有一致性,均表现出轻稀土富集,重稀土亏损,并且轻稀土分异明显,重稀土趋于平缓,表明三期岩浆源区的一致性,都来源于上地幔,这和世界同类岩石的配分模式一致。鸡冠咀矽卡岩的稀土配分模式表现与岩体相似,具有轻稀土富集,重稀土亏损的特点,表明两者在成因上的继承性。但是,在稀土总量和变化趋势上表现出很大的不均一性,表明矽卡岩形成经过了更加复杂的交代反应。矿石稀土配分模式变化多样,总体来说具有明显的Eu异常和Tm异常,表明矿石的形成有更加复杂的热液参与。3.鸡冠咀矿床矽卡岩期分为早期矽卡岩阶段和晚期矽卡岩阶段,其中早期矽卡岩阶段的典型透明矿物为石榴子石、透辉石,晚期矽卡岩阶段主要由绿帘石和绿泥石构成;石英-硫化物期的透明矿物主要由石英和方解石构成。岩相学研究表明石英-硫化物期包裹体数量比矽卡岩期明显较多,流体包裹体类型多样,主要由富液气液两相流体包裹体、富气气液两相流体包裹体和和含子矿物多相流体包裹体构成,另外还有少量的纯液相流体包裹体和纯气相流体包裹体。4.鸡冠咀铜金矿床成矿流体主要为岩浆流体,具有高温、高盐度、强氧化性的特征,矽卡岩期晚阶段磁铁矿的沉淀导致成矿流体氧化性显著降低,铜、金等主要金属矿物进入流体相,以络合物的形式搬运;早期硫化物阶段,温度下降到一定程度后(大约350~375℃之间)以硫化物的形式沉淀,形成大量的黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、银金矿等,末期方解石逐步形成,该阶段流体具有中-高温、高盐度、由弱氧化性逐渐转变为还原性;晚期硫化物阶段,主要形成闪锌矿、方解石等中低温矿物,成矿流体的温度和盐度在该阶段显著降低,该阶段一直持续到流体均一温度下降到300℃以下。热液成矿过程趋于结束,进入表生期,主要为矿床的抬升剥蚀以及构造活动对矿体的破坏。5.鸡冠咀矿床中发育的石榴子石可以分为三期:第一期以浅粉红色,细粒致密块状为特点,石榴子石含量大于80%,环带不发育;第二期呈褐红色,中-粗粒结构,自形程度较好,多和晶洞伴生产出,镜下常有环带产出,均质体和非均质体宽度较为杂乱;第三期石榴子石呈粉红色脉状产出于矿床断裂带内,脉内见方解石细脉穿插。对第二期环带石榴子石进行电子探针(EMPA)及激光剥蚀等离子体质谱分析技术(LA-ICP-MS)研究,结果表明,鸡冠咀铜金矿床环带石榴子石为钙铝-钙铁榴石系列,钙铝榴石和钙铁榴石比例相差不大,从内带到外带,FeO、Al_2O_3的含量呈波动性变化。同时,石榴子石主成分SiO_2与CaO含量整体呈正相关关系,反映了其接触交代成因的本质。石榴子石的球粒陨石标准化稀土元素配分模式较为复杂,总体上表现出轻稀土富集,重稀土亏损,并且在轻稀土部分左倾,重稀土部分右倾的倒“V”型配分模式,但是石榴子石的每个点的配分模式存在明显差别,特别是在均质性和不均质性变化较快的石榴子石中更加明显,这反映了该期石榴子石外部环境的剧烈变化,也反映该期石榴子石主要为交代成因。表明矿床形成经历了氧化-还原-氧化的过程,这和前人野外观察结果具有一致性。6.鸡冠咀铜金矿床经历了两个成矿过程:岩浆作用过程和流体演化过程。来源于富集地幔的基性岩浆,在上升过程中经过结晶分异作用逐渐演化为中-酸性岩浆,在距地表大约2km的地方,随着温度和压力显著下降,富含Cu、Au等元素的岩浆流体出溶,岩浆作用过程趋于结束。随后高温、高盐度的岩浆流体与围岩通过接触交代反应生成了石榴子石、透辉石等不含水矽卡岩矿物,流体处于强氧化弱碱性的环境中;退化蚀变阶段,绿帘石、磁铁矿等交代早期形成的石榴子石,为主要硫化物的沉淀奠定基础,这个过程中流体氧化和碱性都逐渐减弱;流体演化到早期硫化物阶段,前期有大量的绿帘石结晶,随后石英伴随着黄铜矿、黄铁矿等主要硫化物结晶,成矿环境由弱氧化趋于中性,到了晚期硫化物阶段方解石和闪锌矿等低温矿物结晶,流体的盐度和密度显下降,成矿过程趋于结束。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.41;P618.51
【图文】：

武汉,黄石港,大冶湖,大冶市

第一章绪论1.1 研究区交通位置、自然地理和经济概况1.1.1 研究区交通位置研究区位于湖北黄石大冶市区西南大约 4km 处，行政区隶属金湖街道办事处。矿区范围北起大冶湖北部的红旗渠，南至虾子地，东起柯锡太，西到陈彦利。铁路运输方面，武（昌）~九（江）铁路从工作区东部约 3km 处经过，在铜绿山镇设有货运站，向东南部直达京九铁路九江站，向西在武汉和京广铁路相连，另外新修建的武九（武汉~九江）客专穿城而过；公路方面，矿区周边大广高速、国道、省道等高等级公路交错纵横，在距离矿区约 2km 处设有高速出入口，并且有县乡公路及矿区简易公路相联系；水路交通方面，矿区距离长江黄石港仅 20km，且有高速公路相连，故交通十分便利（图 1.1）。

成矿分带,矿集区,长江中下游

图 1. 2 长江中下游矿集区成矿分带[2]许多专家学者对长江中下游成矿流体特征进行了系统研究。周涛发认为区内层状铜金矿床是在拉张的背景下，热卤水沿同生断裂运输后经喷流作用形成的海底喷硫沉积矿床，而与燕山期中酸性岩浆岩有关的铜金矿床则形成于上地幔隆起，张性或向张性过渡的背景之下，是岩浆热液和大气降水混合，经过一系列水岩反应及搬运、沉淀的结果[15]。周涛发对区内典型矿床进行研究，从地质特征、成岩成矿年代学、岩石矿床

地质图,鄂东南,矿集区,地质图

12 张旭波：鄂东南矿集区鸡冠咀铜金矿床地球化学及成矿流体特征研究第二章区域地质背景鄂东南矿集区大地构造位置位于扬子准地台，下扬子台褶带的西段，所处的大地构造单元为大冶凹褶断束。该单元是北西向的襄樊-广济断裂、北东向的鄂城-嘉鱼断裂及近东西向复合断裂鸡笼山-高桥断裂所围限的近三角形区域（图 2.1）[31]。

【相似文献】