青海锡铁山铅锌矿床的矿床成因类型研究：LA-ICP-MS微量元素及硫同位素证据

论文摘要

锡铁山铅锌矿床位于我国西北部柴达木盆地北缘构造成矿带的中段,自1956年发现以来,累计探明的铅锌金属储量达640万吨,是我国三大铅锌矿床之一。自锡铁山矿床被发现并开采以来,关于该矿床的成因类型一直没有达成一致认识,存在着火山喷气-热液叠加改造型、热液交代型、SEDEX型、VMS型等诸多观点。针对锡铁山矿床的成因问题,本文结合前人研究成果及本研究所做工作,从锡铁山矿床基本地质特征,特别是成矿地质背景、赋矿层位、围岩岩性组合、矿体特征、矿石矿物组构等,以及黄铁矿微量元素组成及硫化物硫同位素特征研究入手,探讨该矿床成因类型,建立锡铁山矿床成矿模型。锡铁山矿床成矿于弧后盆地环境,围岩为上奥陶统滩间山群的浅海相中酸性-基性火山-沉积岩。含矿地层为O3tna火山-沉积岩组和O3tnb中基性火山碎屑岩组。矿石矿物主要为黄铁矿、闪锌矿和方铅矿,部分磁黄铁矿和少量胶黄铁矿,局部见少量黄铜矿,脉石矿物主要为石英和方解石。根据矿石宏观特征和显微组构,将锡铁山矿床中层状矿体的黄铁矿分为胶黄铁矿（Py-Ⅰ）、他形黄铁矿（Py-Ⅱ）和半自形-自形黄铁矿（Py-Ⅲ）3种类型,分别代表了原始沉积型黄铁矿、低程度重结晶黄铁矿和高度重结晶黄铁矿。Py-Ⅰ富含Cu、Pb、Zn、Co、Ni等元素,其中Ni、Co、As可能以固溶体形式赋存于Py-Ⅰ晶格之中,Cu、Pb、Zn等元素可能以纳米级矿物微粒存在于Py-Ⅰ晶格缺陷中,Co/Ni比值大于1;Py-Ⅱ微量元素含量变化较大,明显低于Py-Ⅰ,波动的LA-ICP-MS分析时间-空间信号曲线表明主要以微细包裹体形式存在。Py-Ⅲ中微量元素含量极低甚至低于检测限,除了个别元素外。Py-Ⅱ和Py-Ⅲ的Co/Ni比值大多>1。Co-Ni-As图解分析结果表明,锡铁山矿床黄铁矿属于岩浆或火山热液成因黄铁矿。根据这3类黄铁矿的微量元素特征和组构特征,我们认为Py-Ⅰ是火山活动海底喷流沉积过程中形成的,Py-Ⅱ和Py-Ⅲ则是由Py-Ⅰ经后期不同程度的变质重结晶作用而形成的产物。黄铁矿和闪锌矿硫同位素组成变化范围小,δ34SvcDT=+2.08～+5.81‰,平均为+4.15‰,呈现小的正值（略高于岩浆硫）,具有明显的塔式分布特征。这也表明锡铁山矿床成矿流体来源于深部岩浆流体,同时伴有少量海水硫的混入。黄铁矿微量元素组成研究结果表明锡铁山矿床原始成矿流体富含Fe、Cu、Pb、Zn等成矿元素,成矿流体沿着喷流管道上升至海底沉积成矿,后期受到早泥盆世绿片岩相强烈的区域变质作用使得原始沉积硫化物变质重结晶,变质过程中Au、Cu、Pb、Zn等低离子电位元素,具有强活动性随变质流体再活化迁移,由于活化迁移能力差异,导致了Au、Cu、Pb、Zn等元素存在迁移分异。结合近年来前人对锡铁山矿床的研究成果,锡铁山矿床微量元素和硫同位素研究结果,以及与经典VMS矿床（Bathurst矿床、Wolverine矿床与呷村多金属矿床）对比分析,本研究认为锡铁山矿床应属VMS型块状硫化物矿床。锡铁山矿床经历了一次成矿过程及两次成矿后改造过程,即450-440Ma弧后盆地扩张和火山热液喷流沉积成矿、399Ma绿片岩相变质元素再活化迁移、印支期和始新世两次左旋剪切作用叠加构造运移,最终形成了现如今鱼卡造山型金矿、绿梁山铜矿与锡铁山铅锌矿床较大的空间位置差异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题依据及意义
•     1.1.1 块状硫化物矿床类型及特点
•     1.1.2 锡铁山矿床存在的问题
•     1.1.3 研究目的及意义
•   1.2 锡铁山矿床研究现状
•   1.3 研究内容及研究路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究路线
•   1.4 完成工作量
• 第二章 区域地质背景
•   2.1 大地构造背景
•   2.2 区域地层
•   2.3 区域构造
•     2.3.1 区域构造层
•     2.3.2 构造演化
•     2.3.3 岩浆活动
• 第三章 矿床地质特征
•   3.1 含矿地层
•   3.2 矿区构造
•     3.2.1 褶皱构造
•     3.2.2 断裂构造
•   3.3 矿体特征
•   3.4 矿石组构
• 第四章 分析方法及结果
•   4.1 黄铁矿微量元素
•     4.1.1 样品选择
•     4.1.2 微量元素LA-ICP-MS分析
•     4.1.3 微量元素结果
•   4.2 硫同位素
•     4.2.1 样品选择
•     4.2.2 S同位素LA-ICP-MS分析
•     4.2.3 硫同位素结果
• 第五章 微量元素的赋存形式
•   5.1 黄铁矿微量元素常见赋存形式
•   5.2 锡铁山铅锌矿床微量元素的赋存形式
• 第六章 微量元素迁移及对矿床成因的制约
•   6.1 微量元素再活化迁移
•   6.2 金、铜的再活化迁移
•   6.3 特征元素对矿床成因的制约
•     6.3.1 Co/Ni比值
•     6.3.2 Co-Ni-As三角判别图
• 第七章 硫同位素特征及指示意义
•   7.1 原位硫同位素特征
•   7.2 硫的来源
• 第八章 锡铁山矿床成矿过程及成矿模型
•   8.1 锡铁山矿床成矿时代
•   8.2 锡铁山矿床成因类型
•   8.3 锡铁山矿床成矿模型
• 第九章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 硕士期间完成的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姚希柱

导师: 杨涛,吴昌志

关键词: 锡铁山铅锌矿床,微量元素,硫同位素,矿床成因

来源: 南京大学

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: 南京大学

基金: 国家重点研发计划(2018YFC0603703),国家自然科学基金(41573004)

分类号: P618.42;P618.43;P59

总页数: 81

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