大兴安岭中东部浅成热液—斑岩铜多金属成矿系统成矿地质过程与成矿模式
发布时间：2017-11-19 07:35
本文关键词：大兴安岭中东部浅成热液—斑岩铜多金属成矿系统成矿地质过程与成矿模式
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【摘要】：大兴安岭中东部是我国重要的浅成热液-斑岩铜(钼)铅锌矿集区之一,自上世纪七十年代勘探出布敦化孔雀山、莲花山、闹牛山中型、聚宝小型浅成热液铜矿床、布敦化金鸡岭中型斑岩型铜矿床以及长春岭中型浅成热液银铅锌矿床、孟恩陶勒盖大型铅锌银矿床以来,有关该区铜多金属矿的成矿地质过程和资源潜力问题一直倍受国内外学者的关注和研究;特别是近期随着对矿区、矿田、矿集区(带)勘探和研究工作的深入开展,相继在闹牛山矿田东山勘探出小型斑岩型铜(钼)矿床、布敦化矿田勘探出浅成热液银铅锌矿体、莲花山矿田勘探出陈台屯小型斑岩型铜(钼)矿床以及矿带(突泉-龙江县)北部龙江县发现勘探出后六九大型斑岩型铜钼矿床,使得该区真正成为以浅成热液铜矿为主,发育浅成热液铅锌、银矿和斑岩型铜(钼)矿的矿集区或成矿带;从南到北可划分五个重要的矿田,分别是布敦化浅成热液铜(铅锌、银)-斑岩铜(钼)矿田、孟恩陶勒盖铅锌银矿田、闹牛山浅成热液铜(铅锌、银)-斑岩铜(钼)矿田、莲花山浅成热液铜(铅锌、银)-斑岩型铜(钼)矿田和后六九斑岩型铜钼矿田,使得该区成为一个探索浅成热液-斑岩铜多金属成矿系统成矿理论和建立成矿地质模型的良好天然实验室。鉴于此,本文在前人研究的基础上,以区域成矿背景为前提,以发育浅成热液铜矿、共伴生浅成热液银铅锌以及斑岩型铜(钼)矿的莲花山、闹牛山、布敦化矿田为主要研究对象,开展了矿田、矿床地质、流体包裹体、地球化学以及成岩成矿年代学等方面研究,取得了如下重要成果。1.通过典型矿田、矿床地质特征研究,厘定各矿田内普遍发育着规模不等的浅成热液铜矿、浅成热液银铅锌矿和斑岩型铜(钼)矿床(体);其中,莲花山矿田同时发育中型浅成热液铜矿床、中型浅成热液银铅锌矿床和小型斑岩型铜(钼)矿床;闹牛山矿田以发育浅成热液铜矿床为主,共伴生浅成热液银铅锌矿体和细脉浸染型铜钼矿体或小型矿床;布敦化矿田发育中型浅成热液铜矿床、斑岩型铜(钼)矿床和浅成热液银铅锌矿体;整体上各矿田内构成浅成热液-斑岩铜多金属成矿系统。2.在矿体类型方面,浅成热液-斑岩铜多金属成矿系统中斑岩型铜(钼)矿床以发育细脉浸染型矿体为主;浅成热液铜矿床以发育脉状、细脉浸染状矿体为主,在闹牛山矿田内浅成热液铜矿床发育共伴生的隐爆角砾岩型矿体;浅成热液银铅锌矿以发育脉状、网脉状矿体为特征;从斑岩型铜(钼)矿、浅成热液铜矿到浅成热液银铅锌矿床在空间上矿体类型整体表现为细脉浸染型→细脉浸染型+脉型±隐爆角砾岩型→脉型。矿化蚀变方面:研究区内浅成热液-斑岩铜多金属成矿系统的主要围岩蚀变类型包括钾化-黑云母化、绢英岩化、青磐岩化、硅化和碳酸盐化。其中,斑岩型铜(钼)矿床主要的赋存于钾化-黑云母化带和绢英岩化带中,浅成热液铜矿床主要赋存于绢英岩化带和青磐岩化带中,浅成热液银铅锌矿床主要赋存于青磐岩化带和碳酸盐化带中。研究区内浅成热液-斑岩铜多金属成矿系统早期普遍发育磁铁矿,其中莲花山矿田内早期有少量原生赤铁矿,可能指示着一种更强的初始氧化环境;该成矿系统主要的金属矿物形成顺序为:(赤铁矿)+磁铁矿+辉钼矿+毒砂+黄铁矿→磁黄铁矿+黄铜矿+黄铁矿→闪锌矿+方铅矿+黄铜矿→深红银矿。3.各典型矿田的流体包裹体研究揭示:(1)莲花山矿田内浅成热液铜矿床从早到晚矿化阶段的均一温度分别为460~316℃、401~186℃、279~178℃和198~123℃,盐度依次为4.32~52%Na Cl equiv、1.9~44.5%Na Cl equiv、0.87~4.48%Na Cl equiv和0.53~2.73%Na Cl equiv。(2)闹牛山矿田浅成热液铜矿体从早到晚矿化阶段流体包裹体均一温度分别为405~260℃、407~183℃和183~109℃,盐度依次为3.05~43.83%Na Cl equiv、0.35~46.56%Na Cl equiv和0.71~3.69%Na Cl equiv;浅成热液铅锌矿体的均一温度介于368~170℃之间,盐度为0.35~8.67%Na Cl equiv。(3)布敦化矿田内斑岩型铜矿床的均一温度分别为576~301℃、501~237℃和312~150℃,盐度依次为13.22~53.81%Na Cl equiv、6.87~48.84%Na Cl equiv和2.56~11.36%Na Cl equiv;浅成热液铜矿床均一温度分别为562~241℃、425~175℃和225~138℃,盐度依次为8.81~57.19%Na Cl equiv、4.32~38%Na Cl equiv和0.87~5.7 Na Cl equiv。结合流体拉曼成分分析和氢-氧同位素地球化学特征,进一步揭示研究区内浅成热液-斑岩成矿系统的初始含矿流体来源于残余岩浆的流体出溶,为高温、高氧逸度、高盐度的H2O-CO2-CH4-Na Cl流体体系,卸载元素过程中不断有大气降水/古雨水加入。其中早期细脉浸染型铜(钼)矿化的成矿机制主要为流体沸腾作用,浅成热液铜矿床主要受控于流体沸腾和混合作用卸载成矿,而浅成热液银铅锌矿化主要为大气水流体混合作用富集成矿。4.通过对各矿田主要岩浆岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和辉钼矿Re-Os同位素年代学研究揭示:(1)莲花山矿田内石英安山岩和花岗闪长斑岩的形成时代分别为242.1±1.8Ma和246.1±7.6Ma,即早-中三叠世;(2)闹牛山矿田赋矿围岩安山玢岩、花岗闪长斑岩和石英斑岩的形成时代分别为143±4.2 Ma、141.2±0.74 Ma和162.8±1.6Ma,铜钼矿化发生在134.3±0.8 Ma,成矿发生在早白垩世早期,成矿作用发生在花岗闪长斑岩浅成就位之后;(3)布敦化矿田的英安斑岩、斜长花岗斑岩、黑云母花岗闪长斑岩、花岗斑岩和闪长玢岩的形成时代分别为157±2.3 Ma、151.1±1.1 Ma、151.7±1.3 Ma、140.1±1.3 Ma和127.1±1.7 Ma,铜钼矿化发生在150±2.2 Ma(武新丽,2013),成矿发生在晚侏罗世,成矿作用发生在斜长花岗斑岩-黑云母花岗闪长斑岩浅成就位之后。结合野外地质调查、成岩成矿年代学及锆石微量元素特征表明,莲花山矿田出露的印支期岩浆岩不具有成矿地质体的属性,可能具有与闹牛山矿田相同的成矿地质体,即早白垩世早期花岗闪长斑岩;布敦化矿床的成矿地质体为晚侏罗世花岗闪长斑岩-黑云母花岗闪长斑岩系列。5.研究区内与成矿密切相关的岩浆岩岩石学、元素地球化学、同位素地球化学和年代学研究表明:(1)布敦化矿田与成矿密切相关的晚侏罗世岩浆岩为由70~80%新生玄武质下地壳和20~30%先存的古老下地壳组成的均匀混合源区发生部分熔融形成初始岩浆,后经历了分离结晶过程而形成,岩浆在上升演化过程中受到一定程度的地壳混染;(2)闹牛山矿田与成矿密切相关的早白垩世早期花岗闪长斑岩具有Si O2、高Al2O3、高Sr、低Y、偏钾质、低Mg O、Cr、Co、Ni等特点,为加厚下地壳部分熔融形成的埃达克质岩浆,矿区内主要赋矿围岩玛尼吐组安山玢岩表现出明显较低的Mg#、Cr和Ni含量,不具有同时期埃达克型高镁安山岩的岩浆属性,应为同时期相对较浅部位新生下地壳部分熔融而形成。结合矿石矿物的硫-铅、铼-锇同位素结果表明,布敦化矿床为底侵的玄武质岩浆与下地壳的混合均匀源区,发生部分熔融形成的岩浆携带成矿物质上升至地壳浅部,富集成矿;而莲花山和闹牛山矿床的形成主要由于新生加厚的下地壳部分熔融导致成矿物质从新生的下地壳中活化出来,混染了部分上地壳物质,最终富集成矿。6.结合区域构造演化背景,初步将研究区主要的成岩成矿地质过程概括为:(1)晚侏罗世,蒙古-鄂霍茨克俯冲板片断离,软流圈物质上涌,导致混合约70~80%新生玄武质岩浆和20~30%先存的古老下地壳的新生下地壳发生部分熔融形成布敦化矿田初始中酸性岩浆,岩浆上升至地壳浅部发生含矿流体出溶,含矿流体上升过程中形成了布敦化矿田浅成热液-斑岩铜多金属成矿系统;(2)早白垩世早期,适值古太平洋向欧亚大陆挤压作用减缓和蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山后挤压向伸展转换阶段,区域性的岩石圈伸展造成大规模软流圈物质的上涌提供热量引起新生的玄武质加厚下地壳发生部分熔融,形成以石榴石、辉石、金红石、钛铁矿等矿物为残留相的具有高氧逸度?(O2),富含矿质和流体的埃达克质中酸性岩浆。在伸展环境下,埃达克质中酸性岩浆上升至地壳浅部发生含矿流体出溶形成初始含矿流体,含矿流体上升过程中形成了闹牛山(莲花山)矿田浅成热液-斑岩铜多金属成矿系统。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P618.2
【参考文献】
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本文编号：1202809
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