西秦岭寨上金矿床成矿特征与非线性成矿动力学研究

发布时间：2020-10-08 18:55

　　寨上金矿床地处西秦岭礼(县)-岷(县)金矿带西段,金的储量已经达到了120t,矿床赋存于中泥盆统和下二叠统的地层中,矿脉分布明显受到断裂控制。本次工作通过对寨上金矿床系统的野外地质调查和研究,运用流体包裹体、非线性理论、地球化学等方法,对寨上金矿床的地质特征、成矿流体特征、断裂特征、元素分布特征和成矿动力学过程等方面进行了系统研究,取得的主要认识如下:1寨上金矿床中的矿物组成相当丰富。除了常见的黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿和重晶石外,还有一些较少见的矿物,如白钨矿、硫锑铅矿、碲汞矿、碲镍矿和Cu-Zn-Ni-Sn-Fe的金属互化物。矿石中矿物的种类较多,组成较复杂,构成寨上金矿床的一大特色。2寨上金矿床流体包裹体均一温度介于92~293℃之间,温度变化范围较大,冰点温度范围为-25.6~-0.6℃,成矿流体盐度范围为0.18~23.01wt.%,密度范围0.75~1.03 g/cm3,包裹体气相成分除了H2O外尚有少量CO2和CH4。重晶石中烃类包裹体的存在,说明该区曾经有含烃类流体的活动。寨上金矿床流体总体表现为中低温、低盐度、低密度的盐水-CO2-CH4体系。3寨上金矿床中的闪锌矿、白钨矿和铁白云石呈现出振荡成分环带的特征,电子探针和扫描电镜结果证实了矿物每一个环带中元素的不均匀分布,这说明不同环带在形成过程中热液体系处于一种开放的、远离平衡的热液流体条件下。根据闪锌矿环带分维值的变化,指示了成矿流体温度存在着一个突然降低的又回升的过程,在这个突然冷却的过程中导致了Au的沉淀与富集。4应用多重分形理论研究寨上金矿床各元素的分布规律,结果表明Au、Sb、Hg、W、Zn的富集机制不同于其他元素,这几个元素可能存在着多期富集的过程。寨上金矿床的Sb、Hg、W和Zn可以作为寻找Au的直接指示元素。5综合各项研究成果,对寨上金矿床形成机制的综合认识:在印支期和燕山期大气降水、地层水和岩浆的混合成矿热液,先后在有利的构造环境和地热梯度驱动下,向上沿地层层间空隙渗透或沿分形断裂向上贯入。成矿流体与围岩发生充分的物质交换后,运移到裂隙发育部位,矿物的环带构造分维值指示着这个过程中存在着一个温度突然降低的过程,成矿系统由于各因素的耦合作用演化到了一种新的稳定性时-空结构,导致了成矿物质的沉淀与富集。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P618.51
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 选题依据
    1.2 研究目的与研究意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 矿床研究现状
        1.3.2 非线性科学研究现状
    1.4 研究内容
    1.5 研究方法与技术路线
    1.6 完成工作量
    1.7 创新点
2 区域地质背景
    2.1 大地构造位置及构造演化
    2.2 区域地层
        2.2.1 志留系
        2.2.2 泥盆系
        2.2.3 石炭系
        2.2.4 二叠系
        2.2.5 三叠系
        2.2.6 古、新近系
        2.2.7 第四系
    2.3 区域岩浆演化
        2.3.1 印支期花岗岩
        2.3.2 燕山期花岗岩
    2.4 矿产
3 矿床地质特征
    3.1 矿区地层
    3.2 矿区构造
        3.2.1 褶皱
        3.2.2 断裂
    3.3 矿区岩浆岩
    3.4 矿化带和矿体地质特征
    3.5 矿石类型
    3.6 矿物组成
        3.6.1 金属矿物
        3.6.2 含氧矿物
    3.7 矿石结构与构造
    3.8 矿化与围岩蚀变
    3.9 成矿期次划分
4 流体包裹体
    4.1 样品采集
    4.2 流体包裹体岩相学特征
        4.2.1 流体包裹体类型
        4.2.2 寄主矿物
        4.2.3 包裹体形态特征
    4.3 流体包裹体显微测温学
        4.3.1 均一温度
        4.3.2 冰点温度
        4.3.3 成矿流体物理、化学特征
    4.4 流体包裹体激光拉曼
5 寨上金矿床非线性理论研究
    5.1 断裂与矿床分布的分形特征
        5.1.1 西秦岭区域断裂与金矿床分形特征
        5.1.2 寨上矿区断裂分形特征
        5.1.3 断裂分维值与金矿床分布
        5.1.4 断裂分维值与岩石孔隙度
    5.2 矿区元素的分布特征
        5.2.1 元素分布的分形特征
        5.2.2 寨上地区元素分形特征
    5.3 矿化蚀变分带
        5.3.1 寨上金矿矿化蚀变分带
        5.3.2 矿化蚀变分带的动力学机制
6 矿物环带构造
    6.1 闪锌矿环带
        6.1.1 样品采集
        6.1.2 分析方法
        6.1.3 结果
        6.1.4 闪锌矿环带的形成机理
    6.2 白钨矿环带
    6.3 铁白云石环带
7 寨上金矿床成矿机制
    7.1 成矿物质来源
        7.1.1 硫同位素
        7.1.2 铅同位素组成
    7.2 成矿流体来源与性质
        7.2.1 碳同位素组成
        7.2.2 氢、氧位素组成
        7.2.3 成矿流体特征
    7.3 成矿年代学
    7.4 元素分布特征
        7.4.1 矿物元素分布
        7.4.2 矿区元素分布
    7.5 寨上金矿床形成机制
8 结论
致谢
参考文献
附录1文中涉及的非线性理论计算公式
    S1.1 分维值和HURST指数
    S1.2 最大李雅普诺夫指数
    S1.3 多重分形谱
附录 2 MATLAB源代码
    S2.1 计算二维图像盒维数
    S2.2 计算多重分形谱
    S2.3 一维序列R/S分析
    S2.4 计算一维序列最大李雅普诺夫指数
    S2.5 C-C法相空间重构
    S2.6 闪锌矿环带元胞自动机模拟
图版
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