大陆地壳断裂坳陷带中块状硫化物矿床成矿机制研究——以粤东玉水铜多金属矿床为例

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作者黄毅
来源中山大学
出版年2015
摘要
玉水矿床位于粤东北地区,大地构造上处于永(安)—梅(县)晚古生代海西坳陷区的中段。该矿床是以铜为主的中型铜多金属矿床,伴生有银铅锌等多种矿产,其中银矿产达中型储量,具有小范围成巨富矿的特点,其中的铜品位平均为3.25%,富矿段的铜品位甚至可达50 ~ 60%,玉水铜多金属矿床的发现与研究,为我国寻找该类富铜矿床提供了依据。但是经过二十多年的研究,该矿床仍然存在许多问题没有得到解决,特别是矿床的成矿时代一直没有定论,矿床成因众说纷纭,需要我们进一步系统深入的探究。通过详细的对矿床的区域地质、流体包裹体显微测温、同位素地球化学和地质年代学的研究,主要取得如下进展:1、矿石微量元素分析显示其稀土总量变化极大,ΣREE为3.07 ~ 23223 ppm。根据其含矿种类和稀土总量,可分为4类:(1)高含量稀土铜矿石样品;(2)中等含量稀土铜矿石样品;(3)低含量稀土铜矿石样品;(4)铅锌矿石样品。从稀土元素参数以及元素相关性等方面都证明了玉水矿床受到过后期热液蚀变的影响。2、对样品进行元素相关性分析显示Ag仅与Cu呈正相关,而与其它元素不相关,表明Ag与Cu同源。其中银的赋存状态有三:独立矿物、类质同象和超显微包体。矿床中的银主要是以类质同象的形式存在,而超显微包体形式的银经透射电镜分析,显示其为含银的硫盐矿物。3、通过对闪锌矿中流体包裹体进行显微测温,结果显示玉水铜多金属矿床成矿流体具有富含CO2、中等盐度(平均值为11.6wt%NaCleq)、中高等密度(平均值为1.000 g/cm3)、中等温度(略大于闪锌矿测温所得的平均温度154℃)的特征。而闪锌矿包裹体中CO2固相最后熔化温度均低于-56.6℃,说明成矿流体中可能含有微量的CH4、N2。根据测温结果,计算可得玉水矿床成矿流体的压力平均为163.89×105 Pa,成矿深度约为0.55 km,表明玉水铜多金属矿床形成于浅部低压环境。此外,玉水矿床硫化物包裹体中的微量气体和液相成分研究发现,其成矿流体来源于建造水,F-/Cl-比值小于1, 且具有较多的碳氢化合物也从侧面证实了这一观点,表明成矿过程中基本无岩浆作用参与。4、系统测定了玉水矿床硫化物包裹体He-Ar同位素组成,结合C-H-O-S同位素共同示踪成矿流体来源。硫化物流体包裹体中的C-H-O同位素分析结果显示,包裹体水的δDH2O为-96.8 ~ -117.5‰,δ18OH2O为5.9 ~ 8.9‰,表明成矿流体来源于有机建造水;δ13CCO2变化于-6.2 ~ -17.7‰之间,平均为-12.2‰,表明成矿流体中的C主要来自于地层之中。硫化物包裹体的He-Ar同位素结果显示3He/4He值为0.006 ~ 0.056 Ra,40Ar/36Ar比值为333.76 ~ 501.68,表明玉水铜多金属矿的成矿流体为地壳流体,基本无地幔流体混入。δ34S值主要集中在-5.10 ~ +3.30‰之间,平均-1.79‰;代表主成矿阶段的黄铜矿、斑铜矿δ34S值-10.4 ~ -0....

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