云南省红河州位于特提斯-喜马拉雅构造域和环太平洋构造域的交接部位,属于峨眉山地幔柱的影响区域,成矿地质条件好,矿产资源丰富。该州南部多地出露了大面积的二叠纪玄武岩,其中已发现大量产在玄武岩构造裂隙中的铜矿床(点)。对于此种类型铜矿,前人的研究程度还比较低。本论文系统地研究了建水水草冲铜矿成矿地质特征、成矿流体特征、成矿时代等,确定矿床成因机制,并建立成矿模式。
研究结果表明,云南建水水草冲铜矿位于滇东南哀牢山变质体北侧,容矿围岩为峨眉山玄武岩,矿体受NE向逆断层及其次级断裂控制,延深大于延长,形状不规则,矿体内多夹灰岩角砾及矿化玄武岩角砾,矿石矿物主要为黄铜矿,矿化蚀变以硅化、碳酸盐化、绿泥石化为主。矿区黄铜矿与黄铁矿具有相同的稀土元素组成与含量,ΣREE平均为1.901×10-6,富集轻稀土元素,轻重稀土元素比(LREE/HREE)平均为8.188,(La/Yb)N值平均为10.259;δEu值平均为0.977; Ce呈现弱负异常,δCe值平均为0.808。黄铁矿中的Co/Ni比值为0.835,显示水草冲铜矿床为中温热液矿床;黄铁矿的Y/Ho比值平均为38.23,表明成矿流体为混合来源。结合黄铁矿的稀土微量元素特征,推断成矿流体是Cl多于F的流体。S的来源复杂,黄铁矿δ34SCDT(‰)的变化范围(18.3~29.4)与海水硫酸盐(海相蒸发岩)的δ34S值接近或略低;黄铜矿δ34SCDT(‰)变化范围是-0.5~10.1,表明有深部硫的参与。δ13C V-PDB(0.9‰~2.6‰),δ18OV-SMOW(14.3‰~15.9‰)反映了方解石流体可能为热液循环萃取沉积岩地层混合形成。通过黄铁矿Rb-Sr等时线方法确定的成矿时代为186±20Ma,相当于早-中侏罗世。黄铜矿的87Sr/86Sr初始比值为0.71423,表明具有壳-幔混合来源性质。综上所述,成矿过程可分为矿源层形成和矿床形成两个阶段:在玄武岩大规模喷发的间歇期,含卤素、硫质、碳酸质的火山喷气为持久的活动因素,随着温度下降形成热液,同期形成浸染状铜矿。到了燕山期,地层中富S和Cl的热卤水沿构造裂隙下渗到玄武岩,将初步富集的铜元素大量萃取出来,在186±20Ma期间于玄武岩的构造裂隙及其附近玄武岩与个旧组灰岩接触带位置成矿。