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《昆明理工大学》 2012年
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兰坪金顶铅锌矿床同位素地球化学特征及成矿流体演化

尹静  
【摘要】:本文在前人对兰坪金顶超大型铅锌矿床的研究成果综合的基础上,结合“兰坪盆地典型矿区精细构造-岩相填图”研究团队取得的新进展,以区域地质背景和矿床地质特征研究为基础,运用同位素地球化学、流体包裹体分析等方法,综合得出了金顶铅锌矿床同位素组成、成矿流体演化等方面的认识与结论。 (1)区内铅锌矿床(体)是受推覆构造与盐丘构造的复合作用控制下形成的,可划分为砂岩浸染型、灰岩角砾岩型和膏溶角砾岩型3种矿石类型(盐丘构造成矿与控矿是本课题首次正式提出)。 (2)系统对39件单矿物硫同位素示踪研究表明,矿床的硫有膏盐矿物硫、生物硫及地幔硫三种来源,并以沉积硫为主。其中,δ34S值组成具有以下变化特征,膏溶角砾岩型矿石灰岩角砾岩型矿石砂岩侵染状矿石,灰岩型矿石明显大于砂岩型矿石;天青石石膏方铅矿闪锌矿黄铁矿,天青石数值最大,与黄铁矿、闪锌矿、方铅矿构成两个族群,反应分馏不平衡;峰子山矿段兔子山矿段跑马坪矿段北厂-架崖山矿段,并显示出从峰子山到兔子山矿段,由深部到浅部,δ34S值总体呈现平缓增高,中温、高压时达到分馏平衡,浅部则相对分散的特点,且北厂-架崖山矿段变化频繁,反映主成矿地段受到多阶段成矿作用过程的叠加。 (3)矿石铅同位素组成源区跨度大,主体来源于地壳,显示地壳和地幔混合特性,表现为造山带铅的特点。 (4)成矿流体的δ180组成变化显示,成矿流体主要与大气降水有关,尚可能存在变质水的混入;δ13CCO2(PDB)分析显示,CO2来源沉积有机物的氧化与脱羧基作用,说明有机质在金顶矿床的形成过程中起着重要的作用。 (5)对14件方解石、石英以及天青石样品的流体包裹体研究表明,其包裹体类型主要为富液相气液两相、富气相气液两相以及纯液相包裹体;成矿流体特征可以划分为中-低温中盐度及中-低温高盐度两个端员;流体在流经盆地时接收了地层中的富H20-烃类流体,在主成矿阶段,热卤水又与来自深部的富CO2深源流体、不同盐度流体的等温混合。推测成矿流体压力为15×105Pa左右,成矿深度约为6-2385m。 (6)成矿流体的演化过程可概括为:自65Ma以来,受东侧边部逆冲-推覆构造的作用,兰坪盆地内中新生代地层以似“拧毛中效应”将大气降水、构造水或古建造水挤出,形成混合流体,其初始温度为80-200℃,属低盐、低矿化度的中性热水;在向盆地中部运移中,溶解了地层中的NaCl、HS等,成为络合物介质及输运成矿物质的载体,形成的金属硫化物、硫酸盐的阴离子,在向下、向盆地中部迁移时,并不断地淋滤、萃取地层中的矿化元素,形成含矿热卤水,可能还存在深部来源热水和矿质的混合,其温度可达240℃~350℃,盐度为12~18wt%NaClequ.之间。成矿流体经远距离的运移,其盐度、温度更高,含成矿物质更丰富,当到达盆地中部以新生代断陷盆地等碎屑岩为基底的推覆构造中部带及前锋带等强变形部位聚集,在有机质、H2S等还原剂及构造应力释放等作用下,促使金属矿质沉淀成矿。在此过程中,流体在流经盆地时接收了地层中的富H2O-烃类流体,同时萃取了大量成矿元素而汇聚至金顶矿区;在主成矿阶段,热卤水又与不同盐度的流体及深源富CO2幔源流体等温混合后,运移到浅部有利的部位沉淀成矿
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