云南绿春大马尖山钨多金属矿床成矿规律与动力学背景研究

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作者张磊
来源中国科学院大学
出版年2016
摘要
大马尖山钨多金属矿床位于云南省红河州绿春县境内,属三江特提斯构造域的重要组成部分。三江特提斯构造-成矿域,地处青藏高原东侧,是全球特提斯喜马拉雅成矿域的重要组成部分,是原、古、新特提斯洋-陆演变、多期复合造山及新生代陆内再造作用的产物。域内发生了多幕次的大规模成矿作用,孕育了金、银、铜、铅、锌等优势矿产,矿产资源潜力巨大,显示极佳的成矿地质条件和巨大找矿潜力。在地质演化过程中,形成了包括VMS型Cu-Pb-Zn矿床、斑岩型Cu-Mo矿床、岩浆热液型Cu-Ag-Pb-Zn矿床、沉积型Fe矿床、构造-深源热液型Au矿床、夕卡岩型Cu-Mo-Pb-Zn矿床等多套成矿系统,但是有关钨矿床产出鲜有报道,仅在三江中北部地区泸水、中甸、江达、玉龙等地有零星矿化(点)。由此,三江南段绿春县境内与印支期石英斑岩有关的大马尖山钨多金属矿床的发现,丰富了该地区的矿床学及矿物学的研究内容,对了解三江成矿带南段成矿规律具有十分重要的战略意义及工业价值。本论文通过野外地质观察、样品采集、室内岩矿及地球化学分析手段,进行了系统的成矿规律研究。重点开展了矿床地质特征、微区矿物学、矿床地球化学、稳定同位素研究及成岩成矿年代学,剖析了成矿物质来源、矿床成因、成矿期次及成矿动力学背景,初步建立了该矿区的成矿年代学格架及较为合理的区域地质找矿模型。本论文主要的研究成果见以下几个方面:1. 大马尖山钨多金属矿床属于云南三江特提斯构造-成矿域,构造位置上属于江达-维西-绿春弧火山岩带仰冲相。赋矿地层为一套下志留系区域浅变质岩,,原岩为一套浅海-海湾相泥质碎屑岩。区内岩浆活动主要表现为一套印支期石英斑岩侵入和少量的煌斑岩贯入。矿区内断层、节理发育,总体构造线为NWW向。2. 对大马尖山钨多金属矿床石英斑岩及煌斑岩开展了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年、主微量、Sr-Nd-Pb-Hf同位素及岩石学等方面的研究。石英斑岩及煌斑岩的锆石U-Pb年龄分别为228.7±3.8Ma、230.0±1.3Ma和221.6±0.9Ma。大马尖山钨多金属矿床石英斑岩的岩石地球化学特征为强过铝质、富碱,铝饱和指数A/CNK为1.03~2.8,反映岩浆源自陆壳物质的部分熔融;稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,富集轻稀土,且具有明显的 Eu负异常;Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征显示其原岩来源于地壳物质。煌斑岩铝饱和指数ACNK介于0.62~0.82,反映岩浆源自火成物质,可能有地幔物质成分的加入;煌斑岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,较弱的Eu负异常,Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征显示其原岩主要来源于下地壳,可能有幔源物质的加入。3. 通过流体包裹体分析,发现大马尖山钨多金属矿床包裹体以气液两相为主,气液比约5~10%,包裹体颗粒4~12μm,属中高温热液矿床(190~330℃),盐度w(NaCleq)高于一般钨矿床,主要集中在(12~16%)。拉曼分析表明,流体包裹体气相成分主要为甲烷并含有少量的氮气和CO2;子晶矿物主要为方解石,说明成矿流体中富含Ca离子。4. 石英中δ18OH2O值介于 -5.5‰ ~ +7.5‰,δD值为-81.7‰ ~ -50.2‰,说明成矿流体主要为岩浆水,并在后期有大气降水的加入;δ34S变化范围集中在-6.17‰~+0.02‰,表明硫源主要来自深部岩浆;矿石矿物He-Ar同位素研究结果显示,其3He/4He值为0.02-0.05 Ra,40Ar/36Ar 值介于562.47~4159.15,表明成矿流体主要为壳源;方铅矿、黄铜矿等矿石矿物的Pb同位素组成较为一致,206Pb/204Pb变化范围为17.203~18.245,207Pb/204Pb变化范围介于15.402~15.726,208Pb/204Pb变化范围为37.541~38.422,表明成矿物质来源于地壳深部,或有地幔重熔物质的加入。5. 选取大马尖山钨多金属矿床中辉钼矿,运用Re-Os同位素进行成矿年代测定,研究表明,辉钼矿Re-Mo年龄为229.9±2.3Ma,表明大马尖山钨多金属矿床成矿事件发生在印支期,并在误差范围内与其成矿母岩石英斑岩形成年代一致。6. 根据以上研究成果,总结了大马尖山钨多金属矿床成矿规律和找矿模式,即:大马尖山W-Cu多金属矿床在成因上与大马尖山石英斑岩岩浆-热液成矿系统密切相关,是该成矿系统在不同部位以及距岩体不同距离处发生不同类型金属矿化的产物;成矿元素分布特征表现为石英斑岩岩体内外接触带主要形成白钨矿矿体,沿着断层及构造裂隙向周围及上部,随着温度降低等物理化学条件的改变,依次形成Cu-As及Pb-Zn矿体。

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