云南会泽铅锌矿床流体成矿机制探讨

发布时间：2017-10-21 12:23

  本文关键词：云南会泽铅锌矿床流体成矿机制探讨

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【摘要】：扬子地块西南缘的川滇黔多金属成矿域发育有一系列铅锌多金属矿床,会泽铅锌矿床即位于该成矿域中南部,以规模大、品位高而闻名。本文在充分总结前人研究成果和详细的野外地质调查前提下,通过系统研究会泽铅锌矿床的矿床地质特征、流体包裹体特征、同位素组成特征、稀土元素特征及闪锌矿成分特征等,分析矿床成矿流体性质及来源、成矿物质来源,并在此基础上探讨会泽铅锌矿床的成矿流体演化和流体成矿机制,建立成矿模式。取得的主要成果如下：会泽铅锌矿床具有构造分级控矿的规律,矿体主要产于层间(内)断裂破碎带,其应力环境曾发生压→张→扭的变化。矿床具有多阶段成矿的特点,根据矿物组合及矿脉之间穿插关系将会泽铅锌矿床热液成矿作用划分成：Ⅰ细粒黄铁矿阶段、Ⅱ多金属硫化物阶段、Ⅲ黄铁矿-方铅矿阶段和、Ⅳ碳酸盐阶段,其中Ⅱ阶段为主成矿阶段,其矿物结晶粗大,围岩破碎明显,为张性环境下的产物。包裹体岩相学显示,矿床流体包裹体以L十V型最为丰富,其次为L型包裹体和V型包裹体。多金属硫化物阶段中还存在沸腾包裹体群和少数含石盐子晶的S型包裹体。显微测温结果显示,随着成矿作用的进行,成矿温度由中高温→中温→中低温逐渐过渡,盐度总体呈降低趋势。早期细粒黄铁矿阶段包裹体均一温度峰值位于280～340℃之间,平均温度311.8℃,盐度为1.57～19.84wt.%,存在两群盐度不同包裹体,平均密度为0.825 g/cm3,属于中高温低密度流体；多金属硫化物阶段均一温度峰值位于220～280℃之间,平均温度240.9℃,盐度为0.71～21.82%wt.%,平均密度为0.876g/cm3,属于中温中等密度流体。测得两个含石盐子晶的S型包裹体的气泡消失温度分别为233.6℃和241.7℃,石盐熔化温度分别为245.4℃和256.8℃,求得其对应盐度分别为34.13wt.%、34.87wt.%。本阶段沸腾包裹体群的均一温度为278.3℃,盐度为7.6～11.4wt.%；黄铁矿-方铅矿阶段均一温度峰值位于160～200℃之间,平均温度206.6℃,盐度范围为0.53～15.17%,平均密度为0.836g/cm3,属于中低温中低密度流体；碳酸盐阶段均一温度主要集中于160～180℃范围内,平均为167.7℃,属于低温流体,盐度范围为9.08～21.33wt.%。利用石盐子矿物法获得流体压力分别为27.5～33.7Mpa；利用沸腾包裹体群估算其捕获压力和成矿深度分别为7MPa、0.68km；经验公式法计算由早到晚各阶段成矿压力均值依次为29.87Mpa→23.21Mpa→16.79Mpa→19.05Mpa,呈逐渐降低的趋势,结合容矿构造曾经历压性→张性→扭性的多期演化过程,表明流体在主成矿阶段曾发生减压沸腾作用。对主成矿阶段测温片的单个包裹体进行气液相成分的激光拉曼探针分析,表明主成矿阶段的流体包裹体液相成分以H20为主,而气相成分除了H20外还有一定量的C02。群体包裹体成分分析显示流体气相成分主要为H2O、CO2、CH4和H2；液相成分主要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、F和Cl-等,成矿流体为富含成矿金属元素的NaCl-CaCl2-CO2-H2O型。通过矿区与矿区外围和区域地层成矿元素的横向数值对比,验证了地层发生了成矿元素的迁移；矿床硫化物以富重硫为特征,矿体中硫化物δ34S值集中分布在14～16‰范围内,均一程度高,暗示硫来自于石炭纪海水硫酸盐的TSR作用。矿床硫化物铅同位素组成均一,富放射性成因铅,具明显的壳源特征。将矿床硫化物和矿石铅与围岩地层、基底地层和峨眉山玄武岩进行对比,显示成矿物质主要来源于碳酸盐岩地层和褶皱基底。矿床热液方解石碳氧同位素组成接近地层碳酸盐岩溶解线,但具有更低的δ13CPDB、δ18Ov-SMOW值,指示流体中碳、氧主要来源于围岩碳酸盐地层,且可能有富有机碳流体的加入。矿床氢氧同位素组成均一,落入“变质流体”与盆地卤水之间,同时也接近与围岩和有机质反应过的盆地卤水,暗示成矿流体可能会变质流体与盆地卤水的混合,并与围岩和有机质发生过反应。脉石方解石的锶同位素组成稳定,其(87Sr/86Sr)0值高于矿区围岩,但明显低于基底岩石,流体锶同位素可能由基底岩石和碳酸盐地层共同提供。流体温度-盐度经验图解中,会泽铅锌矿床成矿流体落入盆地卤水、变质流体以及两者之间的范围内。以上结果均表明,矿床成矿流体可能为盆地卤水和变质流体的混合流体。与矿体共生的粘土矿物脉与地层页岩的稀土元素特征极其相似,表明流体曾淋滤了摆佐组地层,且流体与围岩发生水-岩反应；围岩富集轻稀土,贫重稀土,距离矿体越近,其稀土总量越高,反映了高稀土含量的热液向围岩逐步扩散的特点。围岩稀土呈负Eu异常,而δCe值则相对稳定,反映成矿流体为还原性流体,其为还原硫和金属组分的共同迁移提供了条件。脉石方解石稀土元素特征在矿体剖面上无明显的差别,显示流体多阶段脉动涌入成矿特征。闪锌矿中Fe、Cd等元素指示其属于中温热液矿床,其化学成分特征与川滇黔地区MVT型铅锌矿床、马元铅锌矿床类似,表明其可能是与盆地卤水活动有关的MVT型铅锌矿床。分散元素在本矿床中主要富集于闪锌矿,且Cd主要富集在低温浅色闪锌矿中,高温阶段和中低温阶段Cd分别替代Fe、Zn进入闪锌矿；Ga可能通过置换Zn进入闪锌矿,Ge可能主要替代Fe而进入闪锌矿。综合以上研究成果,会泽铅锌矿床成矿流体的演化和成矿作用过程可概括为：沉积成岩期,区内形成巨厚的矿源层。白云岩化作用和峨眉山玄武岩的喷发,为流体运移提供了有利条件；印支期区域挤压造山运动,驱动盆地卤水大规模运移,途中萃取围岩的金属组分,形成低温、高盐度、富金属和硫酸根的流体。另一方面,来自褶皱基底的高温、富二氧化碳和成矿物质的变质流体沿着区内深大断裂自下而上运移,并与横向运移的盆地卤水混合,形成均一、富成矿物质的流体。流体运移过程中不断加热分解围岩中的有机质,形成了甲烷等还原性组分,启动了硫酸盐热化学还原作用(TSR),生成大量还原硫。金属组分和还原硫在还原性流体中共同迁移至矿区附近,随着地层变形程度不断加强,矿区地层间(内)断裂带形成,由于物理化学环境的变化,尤其是容矿断裂由压性向张性的转变,断裂空间瞬间扩大,富金属流体快速进入断裂带内,流体发生减压沸腾作用,大量多金属硫化物沉淀,形成本区特富矿体。
【关键词】：会泽铅锌矿床 流体包裹体 流体演化 成矿机制
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P618.4
【目录】：

• 作者简历7-9
• 摘要9-12
• ABSTRACT12-19
• 第一章 前言19-28
• 1.1 选题依据及研究意义19
• 1.2 交通位置及自然地理概况19-20
• 1.3 国内外研究现状及存在问题20-26
• 1.3.1 流体包裹体研究现状20-22
• 1.3.2 会泽铅锌矿床研究现状22-25
• 1.3.3 存在的问题25-26
• 1.4 研究内容及技术路线26
• 1.5 完成的工作量与主要工作量26-28
• 第二章 区域地质特征28-35
• 2.1 区域地层28-30
• 2.1.1 基底地层29
• 2.1.2 沉积盖层29-30
• 2.2 区域构造30-32
• 2.2.1 南北向构造带31-32
• 2.2.2 北东向构造带32
• 2.2.3 北西向构造32
• 2.3 区域岩浆岩32-33
• 2.4 区域矿产及分布特征33-35
• 第三章 矿床地质特征35-55
• 3.1 矿区地质概况35-40
• 3.1.1 地层及赋矿围岩特征35-36
• 3.1.2 构造特征36-40
• 3.1.3 岩浆岩特征40
• 3.2 矿体特征40-43
• 3.3 矿石特征43-50
• 3.3.1 矿石类型与组成43-46
• 3.3.2 矿石构造46-48
• 3.3.3 矿石结构48-50
• 3.4 围岩蚀变50-52
• 3.5 成矿期成矿阶段52-55
• 第四章 矿床流体包裹体研究55-72
• 4.1 样品制备与实验方法55-56
• 4.1.1 实验仪器及实验条件55
• 4.1.2 样品的挑选55
• 4.1.3 实验过程55-56
• 4.2 流体包裹体岩相学特征及分类56-59
• 4.2.1 成因分类56-57
• 4.2.2 相态类型57-59
• 4.3 流体包裹体显微测温及盐度特征59-65
• 4.3.1 第Ⅰ阶段(细粒黄铁矿阶段)61-62
• 4.3.2 第Ⅱ阶段(多金属硫化物阶段)62-64
• 4.3.3 第Ⅲ阶段(黄铁矿-方铅矿阶段)64-65
• 4.3.4 第Ⅳ阶段(碳酸盐阶段)65
• 4.4 成矿压力与成矿深度65-68
• 4.5 流体包裹体成分特征68-70
• 4.5.1 单个包裹体成分分析68-69
• 4.5.2 群体包裹体成分分析69-70
• 4.6 小结70-72
• 第五章 流体成矿机制探讨72-105
• 5.1 成矿物质来源72-81
• 5.1.1 地层成矿金属72-74
• 5.1.2 硫同位素地球化学74-76
• 5.1.3 铅同位素地球化学76-81
• 5.2 成矿流体来源81-87
• 5.2.1 碳氧同位素地球化学81-84
• 5.2.2 氢氧同位素地球化学84-85
• 5.2.3 锶同位素地球化学85-86
• 5.2.4 流体包裹体温度-盐度指示86-87
• 5.3 脉石与围岩稀土元素特征及其指示87-93
• 5.3.1 围岩剖面稀土元素特征87-88
• 5.3.2 矿体剖面脉石稀土元素特征88-90
• 5.3.3 粘土矿脉与页岩稀土元素特征90-93
• 5.4 闪锌矿化学成分特征及其指示意义93-101
• 5.4.1 分析方法及结果93-95
• 5.4.2 Fe元素特征及指示意义95-96
• 5.4.3 Cd元素特征及指示意义96-97
• 5.4.4 闪锌矿化学成分特征与矿床成因97-98
• 5.4.5 分散元素富集机制98-101
• 5.5 成矿流体演化及成矿机制101-105
• 第六章 结语105-109
• 6.1 结论105-108
• 6.2 存在的问题108-109
• 致谢109-110
• 参考文献110-119

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