發(fā)布時(shí)間：2015-01-01 11:51

 

【摘要】 達(dá)布斑巖銅鉬礦床位于岡底斯斑巖銅礦帶中部。本文通過手標(biāo)本及光薄片觀察、流體包裹體測溫、H-O同位素組成和激光拉曼分析研究，確定了礦床主要蝕變及礦化類型，約束了熱液流體的物理化學(xué)條件，查明了成礦流體演化過程以及成礦物質(zhì)遷移沉淀機(jī)制。通過野外地質(zhì)觀察和室內(nèi)顯微鏡下研究，根據(jù)礦物蝕變特征，達(dá)布斑巖銅礦具有斑巖型礦床典型的圍巖蝕變：鉀硅酸鹽化、絹云母化、青磐巖化、粘土化。成礦過程大致可分為三個(gè)階段：早階段發(fā)育石英-鉀長石-黃銅礦、石英-黑云母-黃銅礦等脈體；中階段發(fā)育石英-輝鉬礦-黃鐵礦-黃銅礦等脈體，是主成礦階段；晚階段主要是石英-黃鐵礦脈。脈體中發(fā)育不同類型的包裹體。根據(jù)氣泡充填度的不同，將包裹體主要分為三類：富氣相包裹體（VL）、富液相包裹體（LV）和含子晶多相包裹體（S），且發(fā)現(xiàn)三種類型包裹體共存，顯示出了沸騰包裹體的特征。經(jīng)激光拉曼（LRM）測定分析達(dá)布礦床從早階段到晚階段的流體包裹體的氣相成分中普遍含有CO2，高鹽度流體包裹體中除含有石鹽、鉀鹽、磷灰石等透明子礦物外，還有黃銅礦、赤鐵礦等不透明子礦物的存在。流體包裹體H2O的δOV-SMOW值為5.8~7.0‰,δDV-SMOW值為-87~-122‰，顯示達(dá)布礦床成礦各階段流體以巖漿熱液為主。達(dá)布礦床早階段脈體中的VL型包裹體是成礦流體最早記錄，其均一溫度高達(dá)474℃，鹽度均值約為9.2w%NaCleqv，成礦流體的鹽度與驅(qū)龍?jiān)缙诿}體中的富氣相包裹體的鹽度相似，成礦流體是從巖漿房中出溶出來的一種高溫、中等鹽度且富含CO2的超臨界流體，流體為NaCl-CO2-H2O體系。流體通過減壓，開始發(fā)生分離，分離成低鹽度的富氣相流體和高鹽度富液相流體，且高鹽度富液相流體比低鹽度的富氣相流體的金屬攜帶能力強(qiáng)。成礦元素的沉淀可能并非是溫度降低的結(jié)果，而是壓力降低，發(fā)生的流體沸騰導(dǎo)致的。

第 1章 引言

 

1.1 選題依據(jù)

本文以教育部長江學(xué)者與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目《西藏高原地質(zhì)作用與找礦評價(jià)》及中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目《岡底斯達(dá)布斑巖銅礦賦礦建造與成礦動力學(xué)背景》為依托，意在研究達(dá)布礦床巖漿出溶流體的物理化學(xué)條件，通過測定流體包裹體的均一溫度，獲得鹽度和壓力，依此來精確的厘定流體性質(zhì)和蝕變礦化的關(guān)系，了解銅鉬以及金等成礦元素的遷移沉淀機(jī)制。

岡底斯成礦帶是我國最重要的斑巖銅礦帶，是在陸-陸碰撞機(jī)制下形成的。該帶上的斑巖型銅礦的不僅在深部巖漿活動過程以及地球動力學(xué)背景方面有獨(dú)特的標(biāo)志，在成礦流體方面也是相對特別的。前人對其開展過大量的研究工作，也取得了一些豐碩的成果（莫宣學(xué)，2005；鄭有業(yè)2004；侯增謙，2003a；2004a；2005；Hou Z Q，2004；曲曉明，2001；2002；李光明，2004）。岡底斯成礦帶上發(fā)育了很多巖漿-熱液成因的礦床，當(dāng)然關(guān)于礦床巖漿-熱液階段的特征及演化方面也取得了一定相應(yīng)的進(jìn)展（張綺玲等，2003；李光明等，2007；謝玉玲等，2009；楊志明，2008；周云等，2011；羅茂澄，2012）。有些學(xué)者在達(dá)布礦床已經(jīng)做過一些相應(yīng)的研究，如地質(zhì)特征、流體性質(zhì)及成礦時(shí)代等（張綺玲，2003；連玉，2008；鄭高峰，2011），但是在礦床成礦流體成分、出溶及成礦機(jī)制方面仍存在不足。

因此，本文通過研究達(dá)布斑巖銅鉬礦床中承載著大量流體信息的脈體及流體包裹體進(jìn)行了詳細(xì)的研究。研究達(dá)布斑巖銅鉬礦床的成礦流體演化及運(yùn)移、金屬沉淀機(jī)制，不僅為岡底斯其他斑巖礦床還有其他相似地區(qū)的相同類型礦床的流體研究提供新的思路和想法，同時(shí)進(jìn)一步加深對陸陸碰撞環(huán)境下形成的斑巖礦床成礦作用的認(rèn)識。

 

1.2 斑巖銅礦研究現(xiàn)狀

成礦流體是成礦過程中最重要的地質(zhì)因素，是研究斑巖型礦床不可或缺的部分。成礦流體是成礦物質(zhì)儲存和運(yùn)移的載體，更是溝通的橋梁，將礦源場、運(yùn)移場和儲礦場聯(lián)系在一起 (翟裕生，1999)。成礦流體在巖漿房出溶后，隨著溫度、壓力等因素的變化，在各個(gè)階段形成不同的脈體類型。脈體形成于整個(gè)熱液演化過程，因此脈體是成礦流體演化的證據(jù)，是研究蝕變與礦化流體的最好載體和切入點(diǎn)（楊志明，2009）。世界范圍內(nèi)，斑巖銅礦主要產(chǎn)出在兩種構(gòu)造背景下，即洋殼俯沖環(huán)境和陸-陸碰撞環(huán)境。對于斑巖型礦床脈體期次的劃分，還沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識，不同學(xué)者提出了不同的劃分方法。

前人在研究俯沖環(huán)境下產(chǎn)出的斑巖銅礦的成礦階段時(shí)，將成礦階段的脈體按照脈體的特征，劃分為三個(gè)階段。智利的 EI Salvador 礦床的成礦階段分為三個(gè)階段，按照時(shí)間演化從早到晚分劃為 A、B、D 脈。A 脈主要為石英-鉀長石-硫化物±硬石膏脈，有些脈體并含有少量的黑云母（Gustafs，1975），石英脈體周圍會發(fā)育鉀長石蝕變暈，常為條紋長石，蝕變暈比較窄且不太連續(xù)；B脈主要為石英-硬石膏-硫化物，英粒度相對較粗并且表現(xiàn)出細(xì)長的垂直脈壁生長的趨勢，缺乏蝕變暈，硫化物大量沉淀，主要為輝鉬礦，黃銅礦；D 脈主要為硫化物-硬石膏以及少量的石英，硫化物黃鐵礦占主要優(yōu)勢，發(fā)育長石分解蝕變暈。美國的bingham  Cu-Mo-Au 礦床，脈體的劃分也大致分為三個(gè)階段，大致發(fā)育了三類脈體，主要為早期的石英網(wǎng)狀脈，鉀長石化和周圍的黑云母化蝕變強(qiáng)烈，中期的石英-輝鉬礦脈，筆耕文化推薦期刊，晚期的黃鐵礦-石英脈，脈體兩側(cè)的絹云母化蝕變強(qiáng)烈（Marianne，2010）。最早期的包裹體代表著初始成礦流體的性質(zhì)，早期無礦石英脈中發(fā)育的流體包裹體捕獲了含CO2單一相流體，鹽度在2-12wt% NaCleqv。初始流體是攜帶相當(dāng)數(shù)量 Cu 等成礦元素的含 CO2單一相流體(Landtwing，2002) 從深部巖漿房出溶并且上升（Redmond，2004）。

 

第 2章 區(qū)域地質(zhì)

 

達(dá)布礦區(qū)位于岡底斯陸緣火山島弧構(gòu)造帶中部，雅魯藏布江縫合帶的北緣，其一級大地構(gòu)造單元屬岡底斯-念青唐古拉褶皺系（圖2-1）。岡底斯經(jīng)歷了多個(gè)演化階段，從特提斯弧盆系統(tǒng)、歐亞大陸與印度大陸碰撞到青藏高原隆升等多個(gè)構(gòu)造體制后，形成于拉薩地體南緣的中新世構(gòu)造-巖漿成礦帶。尤其是大量的中新世含礦斑巖侵入到較古老的岡底斯花崗巖基以及二疊紀(jì)－新近紀(jì)地層中，在岡底斯帶的中東段形成了長達(dá)400km的斑巖銅礦帶，形成于碰撞后地殼局部伸展環(huán)境。

 

 

 

2.1 地層

岡底斯成礦帶的地層從下到上主要分為兩個(gè)部分，即下伏的結(jié)晶基底和上覆的沉積蓋層�；仔纬稍谥性糯�-早寒武世，奧陶紀(jì)以后的地層為沉積蓋層。岡底斯帶的地層可劃分為三個(gè)地層單元，即前奧陶系構(gòu)造地層、石炭系-古近系沉積構(gòu)造地層、第四系構(gòu)造地層。

前寒武系的地層主要為念青唐古拉群，該群的厚度最大可達(dá)5000m，主要為沉積帶的復(fù)理石變質(zhì)形成等。奧陶系地層是綠片巖相-角閃巖相的一套變質(zhì)巖，出露不全。其下部地層的巖性主要為綠簾綠泥鈉長石片巖、角閃綠簾石片巖、綠泥石片巖夾薄層大理巖透鏡體，中部主要的為石英片巖和陽起石片巖，上部主要以塊狀石英巖為主。

石炭系-古近系構(gòu)造地層單元主要為濱海-淺海沉積。岡底斯出露的最老地層為下石炭統(tǒng)，與下伏地層的接觸關(guān)系為斷層接觸，下石炭統(tǒng)的巖性主要為變質(zhì)長石石英砂巖（謝國剛，2004）。二疊系的地層主要是陸源碎屑巖。下二疊統(tǒng)的地層主要為洛巴堆組，該組下部為灰?guī)r夾砂巖，上部主要為火山巖夾雜著板巖等，厚約1200m。上二疊統(tǒng)地層出露較少，主要為細(xì)砂巖和粉砂巖。上三疊統(tǒng)地層大多分布在拉薩地塊的東南緣，主要是含基性火山巖的火山碎屑沉積組成。中侏羅統(tǒng)的地層為葉巴組，主要分布在拉薩-墨竹工卡之間，該時(shí)期的地層巖性主要為玄武質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、淺變質(zhì)玄武巖等（耿全如，2005）。上侏羅統(tǒng)的地層，其下部為砂礫巖、砂巖夾火山巖的一套沉積巖組合，上部是中厚層狀泥灰?guī)r，局部夾砂巖或粉砂巖。白堊紀(jì)的地層在區(qū)域內(nèi)分布廣泛。古近系主要是由中酸性和偏堿性火山巖組成。

第四系分布廣泛，基本上由湖相沉積、冰水沉積、沖積物等組成。

 

2.2 巖漿巖

岡底斯帶巖漿巖主要由新近紀(jì)、古近紀(jì)、白堊紀(jì)、侏羅紀(jì)、三疊紀(jì)等的中酸性侵入巖組成，其中發(fā)生的巖漿事件主要包括印度洋板塊向亞洲板塊下俯沖、印度-歐亞板塊碰撞以及后碰撞時(shí)期的基性-超基性巖漿侵入活動。

岡底斯的火山巖主要分布于石炭紀(jì)-第三紀(jì)地層之中。中晚侏羅世-早白堊世火山巖遍布整個(gè)岡底斯帶。從西到東，西部以玄武巖夾少量熔巖為主，東部以安山巖、玄武安山巖為主。

岡底斯帶的侵入巖多樣，且較復(fù)雜，呈東西向的帶狀分布。侵入巖從基性到酸性均有發(fā)育，其出露面積約為11萬平方米。較早的為晚侏羅世-白堊紀(jì)巖漿活動。此次的巖漿活動較劇烈，巖石組合復(fù)雜，主要石英閃長巖、鉀長花崗巖，與雅魯藏布江蛇綠巖帶近平行展布。印度-亞洲陸陸碰撞在岡底斯形成一條長約1000km的林子宗火山巖系，由安山巖和熔結(jié)凝灰?guī)r組成，年齡在60~40Ma之間，總體屬鈣堿性巖石系列，是一套殼源白云母花崗巖-鉀質(zhì)鈣堿性花崗巖、花崗巖-輝長巖和幔源玄武質(zhì)次火山巖-輝綠巖脈組合。在晚碰撞造山時(shí)期，由于遭受陸內(nèi)造山、地殼變形的作用，岡底斯南部的地區(qū)巖漿活動出現(xiàn)間斷。在后碰撞的較早的時(shí)期，拉薩地塊發(fā)育了逆沖斷裂帶，在較晚的階段，地殼發(fā)生伸展并發(fā)育裂陷。巖漿作用集中在岡底斯巖漿巖帶，形成一些較小的侵入巖體。巖石類型主要為二長花崗斑巖，其次是花崗閃長斑巖，年齡介于20~10Ma。

 

第3章 礦床地質(zhì)........ 11

3.1  地層............ 11

3.2  巖漿巖.................. 11

3.3  構(gòu)造........... 12

第4章 流體包裹體研究........... 22

4.1  樣品采集和研究方法......... 22

4.2  流體包裹體類型............... 22

4.3  流體包裹體的分布及顯微測溫結(jié)果......... 23

第5章 同位素研究............. 37

5.1  樣品采集及測試方法.... 37

5.2  氫、氧同位素組成............. 37

 

第 6章 流體來源、性質(zhì)及沉淀機(jī)制

 

6.1 巖漿-熱液流體的性質(zhì)及來源

石英達(dá)布礦床石英斑晶包裹體中呈負(fù)晶形狀氣相包裹體，其均一溫度變化介于 359~404℃，鹽度 4.18~14.18  w%NaCl，早期的成礦流體均一溫度變化334~474℃，鹽度范圍  4.49~14.87  w%NaCl，可能代表著從巖漿中出溶流體的特征。達(dá)布礦床早期與鉀硅酸鹽化的脈體中的VL型包裹體是成礦流體最早記錄，其均一溫度高達(dá)474℃，鹽度均值約為9.2 w%NaCleqv，成礦流體的鹽度與驅(qū)龍?jiān)缙诿}體中的富氣相包裹體的鹽度相似，從表4-2中的測溫?cái)?shù)據(jù)和4-3中的鹽度、壓力數(shù)據(jù)可以推測，成礦流體是從巖漿中出溶出來的一種高溫、中等鹽度且富含CO2的超臨界流體，成礦流體隨著壓力的降低，從巖漿中出溶出來的流體開始分離，分離成低鹽度的富氣相流體和高鹽度的富液相流體。

根據(jù)達(dá)布斑巖銅礦床的富氣相包裹體（VL）、富液相包裹體（LV）、含子晶多相包裹體（S）密切共生（圖4-1），且各類包裹體均一溫度非常接近（表3），表明成礦流體發(fā)生過沸騰。在其他礦床如沖江、廳宮、玉龍、德興等斑巖銅鉬礦床，沸騰現(xiàn)象也是廣泛存在的（芮宗瑤，1984；2003；楊志明，2005；謝玉玲，2006），在所測的達(dá)布礦床包裹體范圍內(nèi)，有些包裹體的冰點(diǎn)最低可達(dá)-21.2℃（表4），要低于 NaCl-H2O 體系的共結(jié)點(diǎn)溫度（-20.8℃），這可能是因?yàn)樵摿黧w體系中存在K-。

 

第 7章 結(jié)論

（1）達(dá)布斑巖銅礦具有斑巖型礦床典型的圍巖蝕變，從早到晚依次是鉀硅酸鹽化-青磐巖化-絹云母化-粘土化。成礦過程從早到晚三個(gè)階段：早階段發(fā)育與鉀硅酸鹽化有關(guān)的石英-鉀長石-黃銅礦、石英-黑云母-黃銅礦等脈體；中階段發(fā)育石英-輝鉬礦-黃鐵礦-黃銅礦等脈體，是主成礦階段；晚階段石英-黃鐵礦等脈。

（2）礦床發(fā)育VL、LV、S三種類型包裹體，且發(fā)現(xiàn)共存的現(xiàn)象，顯示了沸騰包裹體的特征。達(dá)布礦床早期與鉀硅酸鹽化的脈體中的VL型包裹體是成礦流體最早記錄，其均一溫度高達(dá)474℃，鹽度均值約為9.2 w%NaCleqv，成礦流體的鹽度與驅(qū)龍?jiān)缙诿}體中的富氣相包裹體的鹽度相似，是從巖漿房中出溶出來的一種高溫、中等鹽度且富含CO2的超臨界流體，流體為NaCl-CO2-H2O 體系。流體通過減壓沸騰，流體開始分離，分離成低鹽度的富氣相流體和高鹽度的富液相流體，且高鹽度的富液相流體的金屬攜帶能力要強(qiáng)于低鹽度富液相流體,通過持續(xù)的減壓沸騰，成礦物質(zhì)發(fā)生沉淀。

（3）達(dá)布礦床的從早期到晚期的流體包裹體的氣相成分中普遍含有 CO2，高鹽度流體包裹體中除含有石鹽、鉀鹽、磷灰石等透明子礦物外，還有黃銅礦、赤鐵礦等不透明子礦物的存在。

（4）達(dá)布礦床流體H2O 的 δOV-SMOW值5.8~7.0‰,δDV-SMOW值為-87~-122‰，顯示達(dá)布礦床成礦流體從早期到晚期以巖漿熱液為主，晚期幾乎沒受大氣降水影響或者影響較小。

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