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《中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)》 2007年
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南天山造山带主要铅锌矿床的地质、地球化学特征及成矿作用研究

张志斌  
【摘要】: 南天山造山带是我国重要的铅锌成矿带之一,具有良好的成矿背景。但由于研究程度较低,制约了对该地区铅锌矿床成矿规律的认识和找矿工作。对该成矿带内主要铅锌矿床的成因类型和成矿作用的研究对提高区域成矿规律认识和区域找矿具有重要意义。因此,选取了霍什布拉克、马鞍桥和萨里塔什三个主要铅锌矿床为研究对象,通过研究矿床的地质、地球化学特征,探讨其成因类型、成矿作用及成矿与大地构造之间的关系,并建立南天山造山带主要铅锌矿床的成矿模式。 研究显示这区内主要铅锌矿床都为热水喷流—沉积—改造型矿床,其中霍什布拉克和马鞍桥矿床的主要成矿作用为热水喷流—沉积作用,改造成矿作用较弱,萨里塔什矿床的热水喷流—沉积特征较明显,经历了强烈的改造作用,并最终由改造作用成矿。 地球化学分析显示马鞍桥和霍什布拉克矿床主矿体的矿石和部分含矿围岩的稀土元素分布模式具有轻稀土富集,负Ce异常和强的正Eu异常的特征,为热水喷口附近由高温热水溶液沉积形成。萨里塔什矿床的矿石和碳酸盐岩围岩具有中稀土富集,负Ce、Eu异常,与生物沉积碳酸盐岩的稀土分布模式相似。马鞍桥矿床的矿石和围岩中强烈富集成矿金属元素Pb、Zn、伴生微量元素As、Ba、Sb、Cd和亲岩浆元素Co、Fe、Cu。矿石和围岩的形成与岩浆气液关系密切,可能受到了火山喷发间歇期岩浆气液的影响。霍什布拉克矿床主矿体的矿石中强烈富集微量元素Cd、Sb、As和Hg,亏损Mn,和围岩相比矿石的形成过程中获得了Pb、Zn、As、Cd、Sb、Ag,丢失了Ba、B、Cr、Co和Ni等元素,下层矿体的围岩泥质、钙质粉砂岩中富集Ba、Sn、As、Cd、Mo、F及Cr、Co、Ni,矿床为多次喷流—沉积形成。萨里塔什矿床的碎屑岩和蚀变石英砂岩中富集Co、Ni、Fe和Cd、As、Ba、Sb和Ag等元素,和未蚀变的石英粉砂岩相比石英砂岩在蚀变过程中获得了Pb、Zn、Cd、Ag和Co元素,丢失了Mn、Zr、Ba、V和Cr。矿石中强烈富集Ag、Cd、As和过渡族元素V、Cr、Co、Ni、Cu,且Cr、Co、Ni在矿石中的富集程度远远高于矿区碎屑岩,近矿白云质灰岩具有和矿石相近的元素富集特征,该矿床的早期矿化和后期的改造成矿作用都与深部岩浆去气有关。多种地球化学判别显示三个主要矿床的早期形成的矿化和碳酸盐岩围岩为热水沉积的产物。 霍什布拉克和马鞍桥矿床的石英—闪锌矿脉和萤石—闪锌矿脉中气液流体包裹体的均一温度呈双峰式分布。前者在150~250℃和270~370℃之间;后者在130~250℃和270~390℃之间,两个矿床都有少量高于410℃,甚至500℃以上的流体包裹体存在。成矿的流体的盐度分别在11.93~21.82%Wt%NaCl和2.90~7.71 Wt%NaCl之间。激光Raman光谱分析显示成矿流体的气相成分主要为CH_4、C_2H_6、C_3H_8等低分子烷烃及少量的H_2S、N_2和CO_2、CO。指示形成后期脉状矿石的热液由高温岩浆气液与低温、高盐度的油田热卤水混合而成,盆地流体中富含有机质。 在造山作用前的伸展—挤压的转换阶段形成了萨里塔什矿床早期的矿化,在伸展—挤压期的相对静止阶段稳定大陆边缘的陆缘盆地内形成了霍什布拉克矿床的层状矿体和萨里塔什矿床的另一期矿化。在造山作用后碰撞期的伸展裂谷盆地内的火山喷发的间歇期,混合了岩浆气液和盆地油田热卤水的成矿热液喷出海底后,形成了马鞍桥矿床。改造成矿作用主要发生在造山作用后伸展期的岩浆活动阶段,岩浆气液和盆地油田热卤水的混合形成改造热液,形成了马鞍桥和霍什布拉克矿床的脉状矿化。在造山作用结束后的中生代的构造、岩浆作用下,混合了深部岩浆气液的热液淋滤早期矿化层中的成矿物质,在构造有利部位富集而形成了萨里塔什矿床。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P618.4

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