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湖南香花岭锡多金属矿区地球化学及热力学特征研究

周涛  
【摘要】: 论文以成矿系列理论为指导,在对香花岭锡多金属矿区资料收集和综合分析前人研究成果的基础上,以野外地质调查为基础,以地质综合分析法、矿物学研究分析法、岩石学研究分析法、地球化学研究分析法、地质热力学研究法以及流体包裹体研究法为主要手段,针对前人研究较为薄弱的成矿物理化学条件、成矿物质来源、成岩机制、成矿机理、矿床成因及成矿模式进行了探索性的研究。通过研究,取得的主要成果如下: ①根据香花岭矿区岩浆岩岩石学和岩石化学特征、微量元素及稀土元素地球化学特征,得出本区花岗岩造岩元素K/Na+K和Al_2O_3/K_2O+Na_2O+CaO指标值分别为0.39~0.45和0.54~0.69,ACF为“S”型区域,初始锶同位素组成为0.7824,而Nd模式年龄为负值,显示区内花岗岩是壳幔混合作用的产物。岩体具有高硅、适度富碱、贫钙镁铁的特点,富含钨锡等成矿元素及锂和氟等挥发组分。 ②对香花岭矿区主要类型的岩石和金属矿物进行了微量元素测定,获得与锡矿化有关的硫化物都具有富砷、钨、锡和贫硫的特点。 ③首次通过对矽卡岩形成物理化学条件的研究,获得本区矽卡岩阶段成岩温度为430℃~570℃,成岩压力为1000×10~5Pa,Xco_2为0.22~0.02。由于流体温度下降和H_2O参与流动,使得晚期矽卡岩成岩流体温度下降,XCO_2下降。在温度为570℃时,logfo_2为-24.8~-20.2;在温度为430℃时,logfo_2为-26.0~-16.2。 ④首次通过对云英岩—锡石—硫化物、锡石—石英—硫化物、硫化物以及萤石—碳酸盐岩阶段的流体包裹体温度和盐度的测定,获得云英岩—锡石—硫化物和锡石-石英-硫化物阶段成矿温度为300℃~350℃,盐度为3.85~6.9wt%NaCl;硫化物阶段成矿温度为200℃~270℃,盐度为0.53~6.4wt%NaCl;萤石—碳酸盐岩阶段成矿温度为85℃~178℃,盐度为0.2~4.5 wt%NaCl。 ⑤首次通过热力学计算获得各个阶段氧逸度、硫逸度、pH值,并确定了锡、铜、铅、锌的迁移形式和能力。 ⑥对矿体硫化物进行硫和铅同位素测定,获得溶液的δ~(34)S_(∑S)与磁黄铁矿硫同位素组成相近约等于0±3‰,δ~(34)S_(∑S)值小,表明热液硫是岩浆来源,方铅矿铅同位素线性排列,暗示出铅可能是多来源的。 ⑦通过对矿区地质特征、成矿地质条件、地球化学特征、成矿物质来源、成矿作用、矿化型式以及成矿物理化学条件的分析,总结了香花岭矿区的矿床成因以及成矿模式,认为香花岭锡多金属矿成矿物质主要来源于岩浆,矿床成因类型包括花岗岩体内及其边部产出的与钠长岩化有关的高温气液型Nb、Ta矿床、花岗岩体与碳酸盐岩内接触带产出的与矽卡岩化有关的中高温矽卡岩型Sn、Be矿床、花岗岩体与碳酸盐岩外接触带产出的与矽卡岩化有关的中高温锡石硫化物矿床以及围岩中产出的与硅化、萤石化、青磐岩化有关的中低温热液型铅锌银矿床,整体构成与燕山期岩浆活动有关的广义岩浆热液型锡多金属成矿系列。


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