辽宁红透山块状硫化物矿床变质变形和元素再活化机制研究

发布时间：2020-06-21 13:09

【摘要】：辽宁红透山块状硫化物(VMS)矿床位于华北克拉通北缘,是已知的中国最大的太古代块状硫化物矿床。该矿床的主要矿体和围岩经历了高级角闪岩相的变质变形作用和后期热液叠加改造,在主矿体内部及矿体与围岩接触部位常发育强烈的韧性变形带。本文在前人工作的基础上,通过野外观察和室内鉴定,将矿体及与之伴生韧性变形分带进行了划分,并分别以下列四类矿石为代表。1)块状矿石是红透山矿床的主体,矿石呈层状构造和块状构造,等粒状和变晶结构,硫化物组合与比例与矿床的总体组成相当。2)粗晶状矿石产于中粒块状矿石与矿石糜棱岩之间,矿石呈透镜状和块状构造,巨斑状和填隙结构,矿石矿物主要由巨粒黄铁矿和磁黄铁矿变斑晶组成,其它硫化物(黄铜矿、闪锌矿)填隙于变斑晶之间或晶体裂隙之中,含量极低;3)糜棱岩化硫化物矿石又称矿石糜棱岩,产于粗粒块状硫化物矿石与片理化围岩过渡带矿体内部韧性剪切之中,矿石呈透镜状和揉皱状构造,细粒化和重结晶结构,矿石矿物主要为黄铜矿和闪锌矿,黄铁矿和磁黄铁矿含量较低;4)富铜硫化物矿,主要产于矿石糜棱岩附近的围岩片理或块状矿石裂隙中,矿石呈脉状和板条状,交代残留和乳滴结构,矿石矿物为长条状和拔丝状黄铜矿和部分闪锌矿,变形显著,局部黄铜矿可超过90%,又被称之为“铜条”。硫化物的主微量元素含量的变化表明了硫化物在后期的变质变形中经历了以流体交代再沉淀为主要机制的化学再活化过程。硫化物中尤以闪锌矿主微量元素(Fe、Zn、Pb、Ag、Hg、In)含量的变化最为显著,在一定程度上指示了应力、温度、硫逸度以及流体的迁移演化等综合作用对矿床后期再活化作用的影响。闪锌矿中微量元素在后期变质再活化过程中表现出的强烈活动性,对后期变质再活化过程中成矿流体的地球化学条件具有一定的指示意义,可作为研究硫化物矿床后期变质变形过程的重要指标。微区原位硫同位素分析表明变质流体可能主要来源于矿体内部和围岩中的变质水,在变质再活化过程的晚期,因流体迁移距离较远,伴随着外来流体的混入。本文首次采用了微钻微区原位取样并结合溶液法铁同位素分析测试手段,对不同类型矿石中的不同硫化物铁同位素进行了标定。结果表明在后期变质再活化的不同阶段,同类型矿石中多数硫化物之间发生了明显的铁同位素分馏,但不同类型矿石中黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿之间的分馏值相差不大,可能达到了平衡分馏;闪锌矿与其它硫化物之间铁同位素分馏值变化较大,可能与后期变质再活化过程中成矿流体的物理化学条件变化有关。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P612
【图文】：

朱明,中国东北,构造格局,地质简图

逦|r》状铁舰0创倾＿金矿逡逑图２－１Ａ中国东北构造格局（据Ｇｕｅｔａｌ．，邋２００７）逡逑图２－１Ｂ浑北花岗岩－绿岩地体地质简图（据朱明田等，２０１５）逡逑２．２．区域地层逡逑不同学者对于绿岩地层的划分不尽相同，一些学者将其划分下部的金凤岭组逡逑和上部的红透山组（张秋生等，１９８４；沈宝丰等，１９９４ｂ；邋Ｇｕｅｔａｌ，２００７），金凤岭逡逑组以斜长角闪片麻岩为主，夹有少量黑云斜长片麻岩和变粒岩，而红透山组含有逡逑更多的黑云斜长片麻岩和长英质片麻岩，且含有大量的石榴石、矽线石和直闪石。逡逑其他学者将其分为三个组：底部的石棚子组、中部的红透山组和上部的南天门组逡逑（翟明国等，１９８４：于凤金，２００６）。各组地层均呈不整合接触（表２－１），每组逡逑的主要岩性如表２－１所示。逡逑１０逡逑

红透山矿,品位,铜锌矿床,百万吨

十—卜ｊ％逡逑／逡逑图３－１Ａ红透山矿床－２２７米处的地层剖面图（据顾连兴等，２００７）逡逑图３－１Ｂ矿体的变质变形过程简图（据于凤金等２００６；顾连兴等，２００７）逡逑图３－１Ｃ红透山矿床－２２７米处的矿石分布状况（据顾连兴等，２００７）逡逑红透山矿床是我国最大的太古宙ＶＭＳ铜锌矿床，铜储量０．５百万吨，品位逡逑ｌ．Ｓ￣１．８％；锌储量邋０．７邋百万吨，品位邋２．０￣２．５％；金邋２０邋吨，品位邋０．５－０．８ｇ／ｔ；银邋１０００逡逑吨，品位２０－６０ｇ／ｔ邋（Ｇｕｅｔａｌ，２００７；邋Ｚｈｕｅｔａｌ，２０１５年）。这些矿体主要呈层状逡逑或似层状，具有块状构造，局部发育带状和浸染型矿体，部分地段可见有晚期石逡逑英－硫化物脉穿过围岩和矿体（Ｇｕｅｔａｌ，２００７；邋Ｚｈａｎｇ邋ｅｔａｌ，邋２０１４）。逡逑赋矿围岩为互层状的角闪岩和黑云母斜长石片麻岩，常常伴生有一些特殊的逡逑１４逡逑

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