發(fā)布時間：2015-01-06 08:50

 

【摘要】 萊歷斯高爾礦區(qū)位于哈薩克斯坦-伊利板塊北緣博羅科努古生代的復合島弧帶西段，是西天山重要的銅鉬礦集區(qū)。本文在研究萊歷斯高爾鉬礦礦床的區(qū)域地質(zhì)、礦床地質(zhì)的基礎上，通過研究礦石組構(gòu)特征、主要成礦階段礦物共生組合，利用冷熱臺技術(shù)開展流體包裹體研究，結(jié)合同位素的研究結(jié)果，找出流體與成礦之間的關(guān)系和成礦物質(zhì)的來源，以期能對礦床有一個初步的認識。萊歷斯高爾鉬礦主要產(chǎn)于花崗閃長斑巖體的頂部、邊部及其接觸帶和周邊的圍巖中，其礦體主要呈脈狀、板狀和透鏡狀。自巖體中心向外，熱液蝕變具有一定的分帶性：從鉀化到絹云母化，再到青磐巖化，偶見泥化帶。金屬硫化物礦物主要表現(xiàn)為浸染狀（細脈浸染狀）、細脈狀、網(wǎng)脈狀等不同構(gòu)造變化；輝鉬礦、斑銅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等是礦石中的主要金屬礦物。整體上看萊歷斯高爾銅鉬礦屬于斑巖型銅鉬礦化。結(jié)合礦石組構(gòu)、礦物之間的組合特點以及脈體相互穿插的關(guān)系，對成礦期次進行劃分：巖漿早期階段、巖漿晚期階段、中高溫石英硫化物階段和中低溫石英碳酸巖階段。其中中高溫石英硫化物階段是輝鉬礦主要的產(chǎn)出階段。包裹體顯微測溫的測試結(jié)果表明，鉀化石英脈中W型包裹體均一溫度整體集中在220～400℃。含礦石英脈中W型流體包裹體介于160～380℃。石英-方解石脈中W型流體包裹體變化于110～280℃。鹽度變化范圍分別為4.65～11.13%NaCl.eqv，4.03～10.24%NaCl.eqv，3.06～8.28%NaCl.eqv。成礦主階段流體的特征為中高溫、低密度和低鹽度，礦床形成深度在1.5km～3.5km之間。氫、氧同位素結(jié)果指示成礦流體的氫、氧同位素組成有巖漿水與大氣降水混合的特點，成礦階段主體為巖漿水，后期混入了少量的大氣降水。根據(jù)硫、鉛同位素結(jié)果推測硫來自深源的巖漿硫并且混有地層硫，成礦過程可能與洋殼俯沖所產(chǎn)生的熔融巖漿有關(guān)，成礦的金屬元素具有殼�；旌蟻碓吹奶攸c，可能來自此熔融的巖漿中。綜上所述，萊歷斯高爾鉬礦床成礦是典型的斑巖型銅鉬礦床。 

第1章 引言

 

1.1 選題依據(jù)和意義

（1）斑巖型銅鉬礦床研究進展

斑巖型礦床產(chǎn)生的環(huán)境一般有兩種：島弧和陸緣弧環(huán)境。但在近期的研究中發(fā)現(xiàn)，在大陸碰撞造山帶也發(fā)現(xiàn)了斑巖型礦床，比如岡底斯斑巖和藏東玉龍斑巖銅礦帶。斑巖型礦床一般成礦深度較淺，低于4km，礦床規(guī)模較小，具侵位多期性特征。最新研究認為埃達克質(zhì)巖漿與斑巖銅鉬礦關(guān)系密切，可能由于其含水量，氧逸度和硫含量比較高，所以可作為含礦母巖和金屬硫的重要載體。有些學者認為，泥化帶也許與斑巖型系統(tǒng)無關(guān)，是屬于淺層低溫熱液系統(tǒng)發(fā)育而成。在國內(nèi)，人們通常把矽卡巖礦床和斑巖型礦床分開。但是在國外都稱其為斑巖型礦床。

（2）近年來新疆西天山的找礦突破

新疆西天山位于塔里木板塊西北部，屬于中亞構(gòu)造成礦域，地質(zhì)構(gòu)造演化復雜，利于斑巖型礦床發(fā)育，是我國重要的金屬成礦帶之一。

近年來新疆西天山成礦帶內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了規(guī)模不等的一系列斑巖（矽卡巖）型銅鉬礦，包括達巴特、喇嘛蘇、冬吐勁、哈勒尕提、木祖克、群吉、肯登高爾、3571、萊歷斯高爾等礦床，找礦潛力大，尤以萊歷斯高爾鉬礦床最為突出。

 

1.2 萊歷斯高爾研究現(xiàn)狀

新疆西天山礦區(qū)地處博羅霍洛山東段奈楞格勒一帶，位于精河縣縣城南部，直距約58公里（圖1-1）。 

以博羅霍洛山主脊為界，南部屬尼勒縣管轄，北部屬精河縣管轄。地理坐標為東經(jīng)82°55′00″～83°02′00″，北緯44°03′30″～44°07′00″。

萊歷斯高爾礦區(qū)位于高山高寒區(qū)博羅科努山主脊一帶，地形切割較強烈，地勢呈東南高、西北低的傾斜向，發(fā)育陡崖。

萊歷斯高爾鉬礦區(qū)海拔 3070～3529 米，萊歷斯高爾工區(qū)內(nèi)主要常年性水系為奈楞格勒河，最低侵蝕基準面約 2820 米，河面一般寬僅 2.5 米，水深在 0.2米左右，流速約 1 米/秒。莫合爾薩拉工區(qū)內(nèi)主要常年性水系為冬吐勁河，最低侵蝕基準面約 2150 米，河面一般寬約 10 米，水深在 1.0 米左右，流速約 2 米/秒。

工作區(qū)地處大陸性北疆溫帶氣候亞帶，氣溫隨季節(jié)變化而變化。受氣候垂直分帶的影響，工區(qū)夏季涼爽、陰濕，氣溫一般在 5℃～30℃；冬季嚴寒，氣溫一般在‐10℃～‐25℃。年降水量約 1160 毫米，年蒸發(fā)量約 180 毫米。工區(qū)在天氣變化時常伴有大風，主要為西北風，風力最大可達 7 級。降水量分布極不均勻，6 月～8 月雨雪頻繁，并多有冰雹、雷電。10 月～3 月為冰凍期，萊歷斯高爾工區(qū)凍土層深度在 30 米以上。萊歷斯高爾工區(qū) 4 月～5 月積雪開始融化，5 月底可進入工作區(qū)，9 月下旬大雪封山，積雪量最大可達 3 米以上，最佳工作時間有100天左右。莫合爾薩拉工區(qū)4月積雪開始融化，5月初可進入工作區(qū)，10 月下旬開始下雪，積雪量最大可達 2 米以上，最佳工作時間有 150 天左右。

工作區(qū)植被較發(fā)育，主要為牧草、爬山松等。野生動物主要為草原鼠、旱獺，偶見有野山羊。

 

 

 

第2章 區(qū)域地質(zhì)背景

 

本研究區(qū)位于哈薩克斯坦-伊利板塊北緣博羅科努古生代的復合島弧帶西段（圖2-1）。本區(qū)構(gòu)造演化過程復雜，先后經(jīng)歷了元古代時期古克拉通的形成、震旦紀-寒武紀時期沉積穩(wěn)定并使蓋層形成、奧陶紀-志留紀時期古克拉通開始解體、志留紀-石炭紀時期俯沖消減、二疊紀時期陸內(nèi)造山和前陸盆地過程。本區(qū)經(jīng)歷了漫長且復雜的歷史演化過程，其沉積蓋層以古生代地層為代表，特殊的沉積建造和巖漿活動導致區(qū)內(nèi)有大規(guī)模花崗巖類侵入，并伴生區(qū)域性構(gòu)造斷裂的多次變動，這些地質(zhì)事件既是研究區(qū)成礦的熱動力條件，也為成礦提供了豐富的物質(zhì)來源。

 

 

2.1 地層

地層具體描述如下：

1、奧陶系

奈楞格勒達坂組：巖性為灰黑色鈣質(zhì)粉砂巖，灰白色大理化灰?guī)r，灰色結(jié)晶灰?guī)r，中厚層狀。局部見灰黑色玄武巖。該地層以微角度不整合于上覆地層。

呼獨克達坂組：主要發(fā)育深灰色、灰色及淺灰色的白云質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r，筆耕文化推薦期刊，塊狀構(gòu)造。偶見巖屑長石砂巖，粒度中等。該地層與上覆地層斷層接觸。

2、志留系

尼勒克河組：主要發(fā)育于研究區(qū)西南部，巖性主要為灰黑色絹云母鈣質(zhì)粉砂巖，局部見有少量深灰色、灰色的泥質(zhì)粉砂巖，屬于淺海相沉積，與上覆地層為斷層接觸關(guān)系。

 

2.2  構(gòu)造

（1）斷裂

本區(qū)區(qū)域主要發(fā)育逆斷層與平移斷層，構(gòu)造線整體呈北西向。博羅霍洛山北坡大斷裂為區(qū)域性大斷裂，控制區(qū)內(nèi)其它次級斷裂的發(fā)育。大斷裂位于本區(qū)中東部，NWW 向展布，沿冬吐勁河展布，屬于逆沖推覆斷裂，產(chǎn)狀：190～2200∠60～850。

（2）褶皺

本研究區(qū)的褶皺構(gòu)造大多為復式背斜，主要位于博羅科努古生代島弧帶，褶皺軸向與區(qū)域構(gòu)造線一致，均為NWW向。

 

第 3 章  礦床地質(zhì)特征 ............. 13

3.1  地質(zhì)........ 13

3.2  構(gòu)造.......... 14

3.3  巖漿巖.......... 15

第 4 章  流體包裹體地球化學........... 27

4.1 流體包裹體的研究意義.......... 27

4.2  流體包裹體測試方法............ 29

第 5 章  穩(wěn)定同位素地球化學.............. 35

5.1 硫同位素............ 35

5.2 鉛同位素....... 37

 

第6章 礦床成因探討

 

6.1  成礦流體性質(zhì)及來源

通過對萊歷斯高爾鉬礦流體包裹體地球化學研究表明，該礦床的成礦流體大概可以分為三個階段：鉀化石英脈中 W型包裹體溫度介于 220～400℃，鹽度變化區(qū)間為4.65～11.13% NaCl.eqv；含礦石英脈中  W 型流體包裹體共均一溫度介于 160～380℃，鹽度介于4.03～10.24% NaCl.eqv；石英-方解石脈中  W 型流體包裹體均一溫度變化于  116～280℃之間，鹽度變化范圍為 3.06～8.28% NaCl.eqv。該三階段的溫度與鹽度變化范圍表明：萊歷斯高爾鉬礦成礦流體早階段表現(xiàn)為中高溫、中低鹽度，隨后演化為中高溫、低鹽度，晚階段該體系演化為中低溫、低鹽度。

在斑巖型礦床中，巖漿水和大氣降水是成礦流體中水的重要來源。通過對該礦床氫、氧同位素分析可以得出該礦床成礦流體中水的來源�？傮w來說，該礦床成礦流體中水的來源具有大氣降水和巖漿水混合的特點。成礦主階段，巖漿水占有主體地位，但在成礦晚階段，大氣降水作用逐漸增強。

綜上所述，萊歷斯高爾鉬礦成礦流體在成礦主要階段為中高溫、中低鹽度特征，成礦流體中的水主要來源于巖漿水。晚階段為中低溫、低鹽度特征，水的主要來源則為大氣降水。

 

第7章 結(jié)論

 

本論文在野外地質(zhì)踏勘觀察的基礎上，結(jié)合了前人的研究成果，并通過巖相學、礦相學、礦床地球化學等手段從礦床地質(zhì)特征、成礦流體性質(zhì)及來源、成礦物質(zhì)來源等方面探討萊歷斯高爾鉬礦成礦特點，取得以下成果和認識：

1.  礦石中的金屬礦物主要有輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦。自巖體中心向外，熱液蝕變具有一定的分帶性：從鉀化到絹云母化、再到青磐巖化，偶見泥化帶。礦化主要發(fā)生在巖體的頂部、邊部以及與圍巖的接觸帶中。具有典型的斑巖型銅鉬礦化的特征。

2.  結(jié)合礦石組構(gòu)、礦物之間的組合特點以及脈體相互穿插的關(guān)系，對成礦期次進行劃分：巖漿早期階段、巖漿晚期階段、中高溫石英硫化物階段和中低溫石英碳酸巖階段。其中中高溫石英硫化物階段是輝鉬礦主要的產(chǎn)出階段。

3.  通過流體包裹體研究表明，萊歷斯高爾鉬礦成礦早階段表現(xiàn)為高中溫、中低鹽度，隨后演化為中高溫、低鹽度，晚階段為中低溫、低鹽度。萊歷斯高爾鉬礦成礦深度為 1.5km～3.5km。氫、氧同位素研究表明，成礦流體的水具有大氣降水和巖漿水混合的特點。成礦主階段，巖漿水占有主體地位，但在成礦晚階段，大氣降水作用逐漸增強。 

4.  通過對硫、鉛同位素的研究表明，萊歷斯高爾鉬礦石中硫同位素組成的δ34S  平均值為 3.8‰，礦床硫的來源應該主要來自地幔巖漿硫，可能在成礦晚階段混入了少量的地層硫。鉛同位素比值穩(wěn)定，206Pb/204Pb  在 18.190～18.516 之間；207Pb/204Pb  在 15.545～15.627 之間；208Pb/204Pb 在 37.974～38.199 之間。成礦過程可能與洋殼俯沖所產(chǎn)生的熔融巖漿有關(guān)，成礦的金屬元素具有殼�；旌蟻碓吹奶攸c，可能來自此熔融的巖漿中。

參考文獻:

[1] 張壽庭,趙鵬大.  斑巖型礦床——非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源研究的重要對象[J]. 地球科學(中國地質(zhì)大學學報). 2011(02)
[2] 朱志新,李錦軼,董連慧,王克卓,張曉帆,徐仕琪.  新疆西天山古生代侵入巖的地質(zhì)特征及構(gòu)造意義[J]. 地學前緣. 2011(02)
[3] 薛春紀,陳波,賈志業(yè),張兵,萬閾.  新疆西天山萊歷斯高爾-3571斑巖銅鉬礦田地質(zhì)地球化學和成礦年代[J]. 地學前緣. 2011(01)
[4] 萬閾,袁永江,張兵,馮成貴,袁鵬.  萊歷斯高爾鉬銅多金屬礦田地質(zhì)特征及找礦方向[J]. 新疆地質(zhì). 2010(04)
[5] 朱明田,武廣,解洪晶,萬閾,鐘偉,糜梅,劉軍.  新疆西天山萊歷斯高爾斑巖型銅鉬礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡及流體包裹體研究[J]. 巖石學報. 2010(12)
[6] 薛春紀,趙戰(zhàn)鋒,吳淦國,董連慧,馮京,張招崇,周剛,池國祥,高景崗.  中亞構(gòu)造域多期疊加斑巖銅礦化:以阿爾泰東南緣哈臘蘇銅礦床地質(zhì)、地球化學和成巖成礦時代研究為例[J]. 地學前緣. 2010(02)
[7] 張志欣,楊富全,閆升好,張銳,柴鳳梅,劉鋒,耿新霞.  新疆包古圖斑巖銅礦床成礦流體及成礦物質(zhì)來源——來自硫、氫和氧同位素證據(jù)[J]. 巖石學報. 2010(03)
[8] 程松林,馮京,涂其軍,薛春紀,王曉剛,張兵,萬閾.  新疆萊歷斯高爾銅鉬礦地質(zhì)特征及找礦前景[J]. 新疆地質(zhì). 2009(03)
[9] 張東陽,張招崇,艾羽,蘇慧敏.  西天山萊歷斯高爾-帶銅(鉬)礦成礦斑巖年代學、地球化學及其意義[J]. 巖石學報. 2009(06)
[10] 劉敏,王志良,張作衡,陳偉十,楊丹.  新疆東天山土屋斑巖銅礦床流體包裹體地球化學特征[J]. 巖石學報. 2009(06)



本文編號：11020