西藏措勤尼雄矿田夕卡岩型铁—铜矿床成矿作用研究

论文摘要

尼雄矿田位于冈底斯成矿带西段中部隆格尔-南木林复合岩浆岩带的北侧。本文以尼雄矿田滚纠铁矿床和日阿铜矿床为研究对象,在前人研究成果的基础上,通过对矿床成矿地质背景、矿床特征、矿体特征、矿石类型、矿石结构构造及矿物生成顺序研究,分析探讨了典型夕卡岩矿物学特征,成矿岩体的地球化学特征、岩石成因以及地球动力学背景,查明了成矿流体性质和来源,初步确定了矿床形成机制,建立了矿床可能的成矿模型。滚纠铁矿体主要产于早白垩世晚期花岗闪长岩、二长花岗岩与二叠纪下拉组、敌布错组的接触带以及下拉组和敌布错组的层间破碎带中。矿体受NW-NWW断裂构造控制,表现形式有：挤压推覆构造带、层间滑动面、层内滑动面及侵入接触界面等。主要夕卡岩矿物有钙铁榴石、钙铝榴石、透辉石、次透辉石、铁次透辉石、蛇纹石、金云母、阳起石、绿帘石、绿泥石等,属钙镁质夕卡岩。日阿铜矿体主要产于晚白垩世早期黑云母花岗岩和二长花岗岩与二叠纪下拉组接触带的夕卡岩或夕卡岩化大理岩中,矿区NW-NWW断裂构造发育,矿体主要受侵入接触界面控制。主要夕卡岩矿物有钙铁榴石、钙铝榴石、透辉石、蛇纹石、金云母、硅镁石、阳起石、绿帘石、绿泥石、绢云母等,属镁质夕卡岩。滚纠铁矿区与成矿相关的二长花岗岩、花岗闪长岩富Si（Si02平均分别70.98%和66.76%）、富碱（Alk平均为6.28%和7.70%）,铝饱和指数均小于1.1,属中高K钙碱性I型花岗岩。两者具有相似的稀土元素球粒陨石标配分模式图和微量元素原始地幔蜘蛛网图,∑REE较低,弱Eu负异常,轻重稀土分馏明显,（La/Yb）N分别平均6.72和8.07,微量元素Rb、K、Pb、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素富集,Ba和U、Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的亏损,显示弧火山岩特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示花岗闪长岩和二长花岗岩分别形成于113.16±1.2Ma和112.6±1.6Ma。岩石形成于伸展环境下,岩浆源区具壳幔混源的特征。日阿铜矿区黑云母花岗岩与辉绿玢岩脉呈双峰式产出,黑云母花岗岩高硅（72.91%-79.47%）、贫镁（平均0.35%）、富碱（Alk平均为8.57%）,辉绿玢岩Si02介于49.56%-54.9%,均属高K钙碱性和钾玄岩系列。两者球粒陨石标准化REE配分模式图右倾,LREE相对富集,HREE相对亏损。黑云母花岗岩明显负Eu异常（8Eu=0.6）,富集Rb、K、Th、Sr、Pb等大离子亲石元素,亏损Ba和Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,反映弧岩浆特点；辉绿玢岩弱负Eu异常（δEu=0.93）,富集Rb、K、Th、Pb等大离子亲石元素,亏损Ba和Nb、Ta等高场强元素,同样反映弧岩浆作用特点。辉绿玢岩Th、U含量较细粒斑状黑云母花岗岩低,无或弱Ti和P的亏损,说明两者Fe、Ti氧化物的结晶分离和岩浆源区存在差异。黑云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为89.9±1.6 Ma,与辉绿玢岩形成年龄（87.2±1.6 Ma）相当。日阿铜矿双峰岩系同时具岛弧花岗岩和同碰撞花岗岩特征,岩浆源区亦属壳幔混源。流体包裹体分析显示,滚纠铁矿成矿流体在早期夕卡岩阶段呈高温（488-558℃）、高盐度（39.8～44.3wt%NaCl）,石英硫化物阶段为中温（256～328℃）、中高盐度（35.3～39.8wt%NaCl）碳酸盐阶段为中低温（188～251℃）、中低盐度（4.0～20.0wt%NaCl）;日阿铜矿成矿流体在干夕卡岩阶段呈高温（>570℃）高盐度（40.61～48.54wt%NaCl）超临界状态,石英硫化物阶段降为中温（238～316℃）、低盐度（0.9～19.7wt%NaCl）,碳酸盐阶段进一步降低为中低温（184～236℃）低盐度（0.9～6.7wt%NaCl）。根据滚纠铁矿和日阿铜矿夕卡岩矿物组合、矿物流体包裹体特征和激光拉曼分析结果,大致推断成矿流体含Na+、Ca2+、K+、CO32-、SO42-、Cl-、F-等。H、O同位素指示成矿流体来源于岩浆水,并有大气降水的加入,滚纠铁矿石榴子石δDV-SMOW‰=-121‰,δ18OV-SMOW=8.5‰,磁铁矿δDV-SMOW介于-129‰～-107‰之间,δDV-SMOW为4.7‰～6.79‰,绿帘石δDV-SMOW=-90‰,δ18OV-SMOW=5.7‰;石英δDV-SMOW值变化范围为-124‰～-105‰,δ18OV-SMOW为15.9%o～17.1‰。日阿铜矿石榴子石δDV-SMOW介于-128‰～-97‰,δ18OV-SMOW为6.3‰～8.49‰；磁铁矿δDV-SMOW=-107‰,δ18OV-SMOW=1.0‰;金云母δDV-SMOW=-84‰ δ18OV-SMOW=7.4‰;蛇纹石δDV-SMOW介于-181‰～-172‰,δ18OV-SMOW为5.7‰～6.5‰：绿帘石δDV-SMOW=-110‰,δ18OV-SMOW=6.4‰;石英δDV-SMOW值变化范围为-82‰～-62‰,δ18OV-SMOW为12.0‰～12.9‰。成矿流体中的C主要来源于岩浆热液,滚纠铁矿方解石δ13CV-PDB为-2.4‰～-0.5‰,平均-1.47%o：日阿铜矿方解石δ13CV-PDB为-4.3‰。成矿物质来源于花岗质岩浆,滚纠铁矿δ34S值为4.2‰～11.1‰,平均8.4‰,日阿铜矿δ34S值为2.1‰～5.8‰,平均4.9‰。滚纠铁矿和日阿铜矿具有相似的稳定同位素（C、H、O、S）特征,均源白花岗质岩浆,与滚纠铁矿相比,地幔物质对日阿铜矿成矿物质影响大。控制滚纠铁矿形成的壳幔混源岩浆于早白垩世晚期（113Ma）上升侵位,侵位结晶过程中分异出大量高温高盐度并富含成矿物质的流体,成矿流体和与其接触的灰岩、白云岩等发生双交代变质作用,形成大规模夕卡岩矿物。由于流体和围岩的接触,成矿流体温度降低,成矿流体中的酸性组分与CaCO3、MgCO3发生反应,同时大气降水的持续混入,流体沸腾所导致的大量SO2、H2S、HCl等从液相分离,使得成矿流体pH值增大,诱发成矿流体中Fe沉淀,并形成滚纠铁矿；控制日阿铜矿形成的壳幔混源岩浆于晚白垩世早期（90Ma）上升侵位,经历了和滚纠铁矿相似的早期演化,在Fe质沉淀之后,随着成矿流体温度、压力的骤降,pH值增大,氧化还原条件改变,发生大规模Cu沉淀。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 选题依据
• 1.2 夕卡岩研究进展
• 1.3 工作区研究现状
• 1.4 研究内容、技术路线
• 1.5 工作安排及工作量
• 1.6 相关实验测试
• 第二章 区域地质背景
• 2.1 区域地质概况
• 2.2 区域地层
• 2.3 区域构造
• 2.4 岩浆岩
• 2.5 区域矿产
• 第三章 矿床地质特征
• 3.1 滚纠铁矿矿床地质特征
• 3.2 日阿铜矿矿床地质特征
• 第四章 矿物学、岩石学特征
• 4.1 矿物学特征
• 4.2 岩石学
• 第五章 矿床地球化学特征
• 5.1 流体包裹体研究
• 5.2 稳定同位素特征
• 5.3 流体来源与性质
• 第六章 矿床成因模型
• 6.1 成矿地质条件
• 6.2 成矿流体来源及演化
• 6.3 矿质运移沉淀机制
• 6.4 成矿模型
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历