西南印度洋中脊龙旂、断桥热液区成矿作用研究

论文摘要

位于西南印度洋中脊（SWIR）的龙旂（49.6°E）、断桥（50.5°E）热液区是典型的超慢速洋中脊环境现代海底多金属硫化物成矿区,具有极大的经济潜力和科研价值。本文以龙旂、断桥热液区玄武岩、硫化物为研究对象,系统展开岩石学、矿物学、全岩地球化学、原位地球化学研究（EPMA、LA-ICPMS）,探讨研究区成矿特征、元素富集规律、成矿物理化学条件以及重要成矿过程。研究表明,龙旂、断桥热液区基底围岩为镁铁质玄武岩,有富Pb特征;龙旂热液区硫化物成矿阶段为（1）胶状黄铁矿Py 1+白铁矿→自形黄铁矿Py 2,（2）等轴方黄铜矿（±出溶黄铜矿）+磁黄铁矿→粗粒黄铜矿Ccp 1,（3）闪锌矿+细粒黄铜矿Ccp 2→他形粒装黄铁矿Py 3±白铁矿;断桥热液区硫化物成矿阶段为（1）自形黄铁矿Py 1’→粗粒黄铜矿Ccp 1’;（2）闪锌矿→细粒黄铜矿Ccp 2’+微粒黄铜矿Ccp 2’’→硅质胶结他形黄铁矿Py 2’+白铁矿。两区闪锌矿内部的黄铜矿微粒成因机制分别为共沉淀和交代成因;研究区块状硫化物主要为富Fe型硫化物,整体上龙旂热液区硫化物相对富集Zn、Au、Ag、Cd、Sn,断桥热液区硫化物相对富集Cu、Pb、Si、Ca。矿物地球化学研究表明,龙旂热液区黄铁矿相对富集Co、Ag,而断桥热液区黄铁矿相对富集Cu、Zn;此外,研究区自形黄铁矿相对富集Se、Co,胶状、他形黄铁矿富集Tl、V、Mn、As。龙旂热液区闪锌矿相对富集Mn、Co、Se、Cd、Ga、In、Sn,断桥热液区闪锌矿相对富集Cu、Ge、As、Ag、Sb。两区黄铜矿中主要微量元素为Zn、Se、Ag。对比分析不同成矿背景、矿床成因类型的黄铁矿、闪锌矿矿物地球化学特征结果表明,热液黄铁矿、闪锌矿矿物中Co、Ni、Sn、Ga、Ag、Sb、As、Ge等多种微量元素分布特征,明显受控于成矿构造背景和矿床成因类型。综合分析表明,龙旂热液区流体比断桥热液区流体具有更高的温度和相对低的?O2、?S2条件;两区硫化物中Zn、Pb分布特征可能与带状提纯作用和热液淋滤围岩过程有关。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 引言
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 现代海底块状硫化物矿床研究现状
•     1.2.1 现代海底块状硫化物矿床分布及成矿环境
•     1.2.2 热液流体性质
•     1.2.3 现代海底热液成矿过程
•     1.2.4 经典地质模型实例——北大西洋中脊TAG热液区
•   1.3 西南印度洋中脊热液成矿研究现状及存在问题
•   1.4 研究内容、技术路线与研究意义
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 技术路线
•     1.4.3 研究意义
•   1.5 样品采集信息
•   1.6 完成工作量
• 2 区域地质背景
•   2.1 西南印度洋中脊构造背景
•   2.2 龙旂、断桥热液区地质特征
• 3 热液区基底岩石特征
•   3.1 岩相学特征
•   3.2 岩石地球化学特征
•     3.2.1 主量元素特征
•     3.2.2 微量元素特征
•     3.2.3 稀土元素特征
•   3.3 橄榄石斑晶化学特征
• 4 研究区硫化物矿物学特征
•   4.1 分析测试方法
•   4.2 龙旂热液区
•     4.2.1 矿物组合和典型结构
•     4.2.2 矿物生成顺序
•   4.3 断桥热液区
•     4.3.1 矿物组合和典型结构
•     4.3.2 矿物生成顺序
•   4.4 微粒黄铜矿成因探讨
•   4.5 本章小结
• 5 硫化物块体地球化学特征
•   5.1 分析测试方法
•   5.2 主微量元素地球化学特征
•   5.3 稀土元素地球化学特征
•   5.4 本章小结
• 6 硫化物矿物地球化学特征
•   6.1 分析测试方法
•   6.2 黄铁矿地球化学
•     6.2.1 黄铁矿原位分析结果
•     6.2.2 黄铁矿中微量元素赋存形式
•     6.2.3 黄铁矿晶型与微量元素的耦合关系
•   6.3 闪锌矿地球化学
•     6.3.1 闪锌矿原位分析结果
•     6.3.2 闪锌矿中微量元素赋存形式及置换机制
•   6.4 黄铜矿地球化学
•     6.4.1 黄铜矿原位分析结果
•     6.4.2 黄铜矿中微量元素赋存形式
•   6.5 成矿构造背景、矿床成因对硫化物地球化学的制约
•     6.5.1 统计数据来源
•     6.5.2 分析对比结果
•   6.6 本章小结
• 7 成矿作用探讨
•   7.1 热液演化、物理化学条件
•   7.2 重要成矿过程
•   7.3 龙旂、断桥热液区矿化特征差异启示
•   7.4 本章小结
• 8 结论、创新点
• 参考文献
• 致谢
• 附表
•   附表1 全球不同构造背景、基底岩石环境现代海底硫化物块体化学成分特征
•   附表2 不同成因类型闪锌矿微量元素数据及PCA计算结果
• 附录
•   1 个人简历
•   2 科研项目
•   3 发表文章

文章来源

类型: 博士论文

作者: 张柏松

导师: 侯增谦,李振清

关键词: 西南印度洋中脊,龙旂,断桥,硫化物

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学,地质学

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P736.3

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001588

总页数: 238

文件大小: 19187K

下载量: 195