伊朗Angouran超大型铅锌矿床类型与控矿角砾岩成因

论文摘要

伊朗Angouran矿床铅锌储量超过7百万吨,是伊朗的第二大铅锌矿床,也是世界级的超大型铅锌矿床。矿体主要就位于新元古代-早寒武世片岩和大理岩中的角砾岩筒内,铅锌赋存在硫化物和非硫化物中（主要是菱锌矿）。然而,关于矿床的成因类型,特别硫化物成矿是否与岩浆活动有关还存在争议,对控制硫化物产出的角砾岩的成因缺乏研究。本论文详细刻画了矿床的地质和矿化特征,通过岩相学和地球化学研究,探讨了硫化物胶结角砾岩的成因和矿床的成因类型。在Angouran矿床,新元古代-早寒武世的片岩和其上部的大理岩一起逆冲到中新世火山岩和含蒸发盐的地层上。矿床发育三类角砾岩:原生硫化物胶结角砾岩（B1）、碳酸盐胶结角砾岩（B2）和泥质胶结角砾岩（B3）。B1角砾岩形成最早,以筒状体形式出现在片岩顶部及大理岩内部;含锌碳酸盐矿物叠加在B1角砾岩筒上部上或者溶蚀完整的大理岩围岩形成B2角砾岩;泥质胶结角砾岩发育在片岩和大理岩之间的接触带上,局部也被碳酸盐矿物所交代。Angouran矿床成矿过程分为成矿前期,硫化物期和非硫化物期。成矿前矿物组合为硬石膏+石英±白铁矿;硫化物期出现早、晚两阶段的闪锌矿+方铅矿组合;非硫化物期包括早阶段的菱锌矿+方铅矿±毒砂±闪锌矿±硫镉矿组合,见少量水锌矿,晚阶段的菱锌矿+异极矿+砷酸盐±Fe-Mn氧化物组合,方解石普遍发育。前两期矿物出现在B1角砾岩中,非硫化物阶段矿物在3类角砾岩中均有不同程度的发育。Angouran矿床中硫化物胶结角砾岩呈直立的、切穿地层的筒状出现。角砾成分上除围岩（大理岩和片岩）角砾外,还含有赋矿围岩下方的中新世火山岩角砾。各种角砾均为棱角状、大小混杂、基质支撑、局部呈流动构造特征、无高温热液蚀变。这些特点难以用溶蚀垮塌、岩浆隐爆、水压制裂等机制解释,而与盐底辟成因角砾岩的特征一致。同时,角砾胶结物中见大量硬石膏假晶和硬石膏矿物包裹体,还常见双锥石英,其中含板柱状、球状的碳酸盐矿物包裹体,石英也具有高含量的Na、K、Mg、Ca等元素,均与形成在蒸发盐环境的石英特征一致。因此,结合区域普遍发育盐底辟构造的特点,反映这套赋矿角砾岩应为盐底辟成因,但蒸发盐已大量溶解消失或被后来的矿物所交代。中新世上红层组（URF）底部的石膏和石盐可能是盐的来源。过去研究通过流体包裹体研究揭示出矿床成矿流体具有低温、高盐度的盆地卤水特征。本文通过两期闪锌矿的微量元素和S-Pb同位素组成来探讨矿床的成因类型。研究显示,两期闪锌矿以高Ge（<464.7 ppm）和Cd（<8522ppm）、低In（<20ppm）、Mn（<100ppm）和低Zn/Cd比值（<200）为特征,与典型MVT矿床特征一致,而与岩浆作用有关矿床的特征不同。同时,由闪锌矿微量元素估计的闪锌矿的形成温度均小于200℃,也显示低温成矿的特点。并且,两阶段闪锌矿δ34S值为+5.1‰+10.9‰,不是典型的岩浆来源硫特征,可能硫酸盐的有机热还原作用（TSR）提供了还原硫;硫化物的铅同位素与区域变质岩基底的更为接近,而与区域岩浆岩及岩浆有关矿床的明显不同。这些特征显示Angouran矿床为密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床。本论文提出Angouran超大型铅锌矿床是受盐底辟构造控制的MVT铅锌矿床,再次凸显出盐底辟构造是MVT铅锌矿床非常重要的控矿构造,在勘查这类矿床过程中,应当倍加重视。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 引言
•   1.1 选题依据及意义
•   1.2 研究现状及存在问题
•     1.2.1 盐底辟构造与MVT铅锌矿的关系
•     1.2.2 蒸发盐矿物的溶解、改造和识别
•   1.3 伊朗铅锌矿研究现状
•     1.3.1 伊朗铅锌矿时空分布
•     1.3.2 Angouran超大型铅锌矿研究现状
•   1.4 研究内容和技术路线
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 技术路线
•     1.4.3 研究方案
•   1.5 完成工作量
•   1.6 室内试验方法介绍
• 2 区域地质背景
•   2.1 扎格罗斯造山带地质背景
•   2.2 Takab-Zanjan地质背景
•     2.2.1 地层
•     2.2.2 构造
•     2.2.3 岩浆岩
•     2.2.4 构造演化
• 3 矿床地质
•   3.1 矿区地质特征
•     3.1.1 矿区地层
•     3.1.2 矿区构造
•   3.2 矿体特征
•   3.3 角砾岩与矿化
•     3.3.1 原生硫化物胶结角砾岩（B1）
•     3.3.2 碳酸盐胶结角砾岩（B2）
•     3.3.3 红色泥质胶结角砾岩（B3）
•   3.4 矿物组合和成矿阶段划分
•   3.5 成矿时代
• 4 含矿角砾岩成因
•   4.1 Angouran矿床角砾岩特征
•     4.1.1 角砾岩的空间展布
•     4.1.2 角砾的成分、大小、形态
•   4.2 胶结物中特殊的矿物组合
•     4.2.1 硬石膏假晶和早期深色闪锌矿中的硬石膏包裹体
•     4.2.2 自形石英
•     4.2.3 自形石英的微量元素
•   4.3 角砾岩成因讨论
•     4.3.1 角砾岩成分和结构对角砾岩成因的约束
•     4.3.2 胶结物中的硬石膏及硬石膏假晶
•     4.3.3 自形双锥石英为蒸发盐成因
•     4.3.4 自形石英中发育板柱状、球状的碳酸盐包裹体
•   4.4 蒸发盐的可能来源
• 5 矿床成因类型
•   5.1 闪锌矿微量约束矿床成因
•     5.1.1 闪锌矿微量元素在矿床成因中的应用
•     5.1.2 Angouran两期闪锌矿微量元素研究
•     5.1.3 闪锌矿微量元素对成矿条件和成因的约束
•   5.2 硫同位素研究
•     5.2.1 硫同位素组成
•     5.2.2 还原硫的来源
•   5.3 铅同位素
•     5.3.1 铅同位素组成
•     5.3.2 成矿金属来源
•   5.4 成矿流体
• 6 成矿模型
•   6.1 成矿背景
•   6.2 矿床地质特征和成矿物质与流体的来源
•   6.3 成矿过程
•   6.4 成矿模型
•   6.5 与已有盐底辟构造相关的矿床对比
•   6.6 对区域成矿的启示
• 7 结论与存在问题
•   7.1 主要结论
•   7.2 存在问题
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介

文章来源

类型: 博士论文

作者: 庄亮亮

导师: 侯增谦,宋玉财

关键词: 铅锌矿床,盐底辟构造,角砾岩,伊朗

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 国家重点基础研究发展计划项目(2016YFC0600306),国家自然科学基金项目(41773043,41320104004,41773042,41772088),国土资源大调查项目(DD20160024-02)

分类号: P618.4;P588.21

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000179

总页数: 127

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