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延边地区六道崴子铁铜矿床成因与矿化富集规律研究

侯鹤楠  
【摘要】:六道崴子铁铜矿床位于兴蒙造山带东段的延边成矿区(带)内。该区自古生代以来先后经历了古亚洲洋构造域和环太平洋构造域两大全球性构造域的叠置与转换,为包括接触交代型铁铜矿床在内的内生金属成矿作用提供了优越的成矿地质条件。 六道崴子矿区内出露地层主要为二叠系庙岭组(P1m)和柯岛组(P1k)。庙岭组(P1m)主要岩石类型为凝灰质砂岩、凝灰质板岩、大理岩等;柯岛组(P1k)主要岩石类型为黑色凝灰质砂岩。 区内岩浆岩主要为燕山早期侵入岩,岩石类型有辉长闪长岩、闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩和钾长花岗岩等;燕山晚期侵入岩主要分布于矿区南山及南部,包括花岗斑岩及花岗细晶岩。其中辉长闪长岩、闪长岩、石英闪长岩和钾长花岗岩与大理岩接触带常见矽卡岩化。区内构造行迹由北东向褶皱带、压性或者压扭性断裂及与其伴生的北西向张性或张扭性断裂组成。 矿石中金属矿物以黄铜矿、磁铁矿为主,其次为黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿、钛铁矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、毒砂、含银矿物等;非金属矿物以铁铝榴石、钙铝榴石、顽火辉石、紫苏辉石、透辉石、绿帘石、绿泥石、石英和方解石为主。矿石结构主要有他形粒状结构、自形-半自形晶结构、交代结构(残余结构、浸蚀结构、骸晶结构)、固溶体分离结构、环带结构等。主要构造为块状构造、细脉浸染状构造、条带状构造、蜂窝状构造、角砾状构造等。围岩蚀变主要有矽卡岩化、硅化、碳酸盐化、绿泥(帘)石化、绢云母化等。 根据矿床中不同脉体之间的穿切关系、矿石的结构和构造、矿物共生组合及交生关系以及围岩蚀变等特征,可将六道崴子矿床划分为两个成矿期五个成矿阶段,其中矽卡岩期包括早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段和氧化物阶段,石英硫化物期包括早期硫化物阶段及晚期硫化物阶段。该矿床属典型的接触交代型铁铜矿床。 六道崴子矿区石英多金属硫化物阶段流体包裹体的均一温度为148.8~266.1℃,众值为200~240℃,成矿流体盐度为4.17~14.42NaCl%,密度为0.83~1.02g/cm3,为中低温、低盐度、低密度流体。通过包裹体气相组分的激光拉曼光谱分析,成矿流体的气相成分主要以H2O为主,并含少量CO2,主成矿阶段成矿流体为NaCl-H2O-CO2体系,表明成矿流体以岩浆水为主。 与成矿相关的辉长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,岩体锆石的206Pb/238U年龄值集中于196±2Ma~213±1Ma,年龄加权平均值为204±2.3Ma,表明其形成于早侏罗世(燕山早期)。岩石的主量元素、微量元素及稀土元素地球化学研究表明,六道崴子辉长闪长岩属偏铝质富钠钙碱性系列;岩石REE总量较低,LREE相对富集,轻重稀土分馏较明显,具有较弱的负Eu异常,大离子亲石元素及轻稀土元素相对富集,高场强元素呈明显亏损,初步判断六道崴子成矿岩体具有壳幔混源的特征,符合东北地区I型花岗岩特征。结合区域构造演化,认为六道崴子辉长闪长岩及相关的铁铜矿化形成于大陆边缘或岛弧环境中,其形成与古太平洋板块的俯冲作用有关。 通过接触带构造及其与矿化关系、走向和垂向上矿体形态和产状的变化等方面研究,对矿床矿化富集规律进行初步研究。结果表明,矽卡岩化及铜铁矿化主要受断裂构造及接触带构造控制,矿体在走向与垂向上均表现出局部加厚或尖灭再现等现象;矿区北山Ⅰ号矿体向南西侧伏,侧伏角约60°,Ⅱ号矿体北东侧伏,侧伏角约30°;工业矿体沿走向呈脉状,富矿体与贫矿体间隔交替出现,在向下延伸方向上分段富集现象明显等。矿体在垂向上具有分段富集的特征,沿走向呈脉状,在接触带构造及其附近矿体明显加厚,部分出现无矿段,富矿体与贫矿体间隔交替出现,间隔约在70~100m。


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