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安徽铜陵姚家岭锌金多金属矿床地质和地球化学特征及成矿模式

吴迪  
【摘要】:姚家岭锌金多金属矿床是近年来在铜陵矿集区内新发现的由斑岩型、矽卡岩型、脉型三种类型矿体共同组成的矿床,矿体多赋存在花岗闪长斑岩侵入体内的石炭-三叠系灰岩捕掳体及其与岩体的接触带中,其矿体独特的产出元素和赋存位置在以发育层控矽卡岩型铜金矿床为主的铜陵矿集区内十分具有研究意义。本文在前人的研究基础上,通过对姚家岭矿床的赋矿岩体以及三种不同矿体类型的矿石进行了岩石学、矿物学以及流体包裹体地球化学等方面的研究,从而对其地质特征、成岩机制、成矿控制因素及成矿模式进行探讨,取得了以下几点主要认识。1.通过对姚家岭岩体的主微量及稀土元素的研究,表明其赋矿花岗闪长斑岩属于高钾钙碱性壳幔混合花岗岩,较低的铝饱和指数和较高的Na/K比值为典型的准铝质“Ⅰ”型花岗岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为138.6±2.9Ma,属于早白垩世燕山晚期中酸性岩浆上侵定位的产物。对岩浆物质来源和成岩过程的分析,认为姚家岭岩体起源于富集地幔,形成于活动大陆边缘岩浆弧的内陆环境,并在碰撞挤压向伸展过渡的过程中底侵下地壳形成壳幔混源岩浆,在成岩演化过程中经历了结晶分异作用和与中浅部地壳物质的同化混染作用,最终形成本区高钾钙碱性侵入岩。2.通过对三种类型矿体的地质特征、矿石特征等方面的研究,发现斑岩型矿体多发育铜金矿化,赋存位置多在中深部花岗闪长斑岩体中;矽卡岩型和脉型矿体则多发育铅锌矿化,前者赋存位置多在中浅部的灰岩捕掳体与岩体的接触带中,后者则多赋存在大理岩的层间裂隙中。三种类型矿体的矿石均具有浸染状、块状和细脉-网脉状构造,根据矿物的共生组合和穿插关系,本文将成矿阶段划分为早期矽卡岩阶段、中期氧化物阶段、主成矿期石英-硫化物阶段和晚期碳酸盐阶段四个阶段。3.姚家岭花岗闪长斑岩侵入体内发育有筒状隐爆角砾岩体,在垂直方向上向北西侧倾伏,大部分矿体均分布在隐爆角砾岩筒中。根据隐爆角砾岩的形成机制和环境将姚家岭隐爆角砾岩大致分为中下部的隐爆浆屑角砾岩、中上部的隐爆热液角砾岩和边缘部位的隐爆破裂岩三种类型。而根据隐爆角砾岩筒在垂向上明显的分带性将其划分为顶部的裂隙相、中上部的爆破相、中下部的震碎相和底部的震裂相。由此揭示了隐爆角砾岩筒的形成机制,成矿金属元素多在深部以及边缘部位富集并沉淀形成各种矿体。4.对成矿母岩中锆石、磷灰石等副矿物的微量元素地球化学的分析,发现锆石较为明显的Ce正异常(δCe=5.54~69.3,平均19.8)以及Eu负异常(δEu=0.38~0.80,平均0.60)和磷灰石中等的Eu负异常(δEu平均为0.63),基本没有Ce异常(δCe平均为1.04)均指示母岩浆形成于氧化环境,对成矿金属元素随成矿流体出溶后的最终富集和沉淀提供了有利条件。5.流体包裹体地球化学等方面的研究表明,成矿流体经历了高温、中等盐度、低密度向低温、低盐度、中低密度的持续演化过程,基本对应了成矿过程的各个阶段。氢氧同位素组成显示早期含矿流体以岩浆水为主,与斑岩型矿体的形成密切相关,后期则混入了少量大气降水,有利于矽卡岩型矿体和脉型矿体的形成,温度的降低和流体混合作用可能是成矿金属元素沉淀的关键所在。6.总结了地层、构造、岩浆岩与成矿的关系,对姚家岭锌金多金属矿床的成因进行了探讨并建立了成矿模式。燕山晚期强烈的岩浆活动为姚家岭矿床的形成提供了主要的成矿物质、含矿流体和热源;黄龙-船山组地层和栖霞组地层以捕掳体的形式参与成矿;北东东向、南东东向两组次级断裂、倒转的戴公山背斜、灰岩捕掳体内的层间滑脱及接触带等构造对矿体的定位起到了重要的控制作用。综上认为姚家岭锌金多金属矿床属于受地层岩性、岩浆活动和各种构造联合控制的同一岩浆热液成矿系统在不同构造部位形成的斑岩型-矽卡岩-脉型矿床。


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