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云南省德钦县羊拉铜矿地质地球化学特征与成因研究

朱俊  
【摘要】:云南省德钦县羊拉铜矿地处滇川西部古特提斯金沙江构造带中部,金沙江构造带作为古特提斯构造带中重要的一支,经历了复杂而漫长的弧-盆系演化历史,其成矿类型多样,成矿作用与造山带的形成演化密不可分,迄今为止已发现大型铜矿床一处,中型铜矿床两处,中型铅、锌矿床两处。对于规模最大的羊拉铜矿而言,其重要的经济价值和特殊产出背景引起了众多研究者的关注并取得了大量的研究成果,但关于矿床所处的构造环境、矿床成因类型、找矿方向等重大地质问题的认识至今还存在较大分歧。本文以羊拉铜矿所处的金沙江结合带的时空演化结构和成矿的多期多阶段性为立足点,在研究羊拉铜矿地层层序、岩浆岩特征和矿床地质特征的基础上力求通过典型矿段(里农矿段)的含矿岩系地球化学、矿床地球化学和成矿年代学研究探讨成矿条件、构造环境、矿床成因及成矿演化模式,论文主要的研究成果和创新性认识主要体现在以下方面: 1、运用构造岩块理论对羊拉铜矿地层进行了新的划分,基于23个岩性层的描述和新获取的牙形石结合已有年代学、岩相学资料将原定二叠系嘎金雪山群解离为泥盆系-二叠系各构造岩块,并推断羊拉铜矿区内的巨厚火山-沉积岩系的主体形成于中晚泥盆世至石炭纪,在时间上与金沙江洋的裂解-扩张有关。 2、羊拉矿区大面积出露的下石炭统贝吾组(C1b)玄武岩具准洋脊的特征,形成于扩张中心,对比白茫雪山-拱卡等地洋脊玄武岩表明它们具有一致的地球化学特征,微量元素特征指示二者可能来自于较富集的源区。 3、矿区印支期花岗岩类主要属于高钾钙碱性、准铝质花岗岩,与科迪勒拉岛弧Ⅰ型花岗岩类似,稀土元素和微量元素特征也表明该花岗岩具有俯冲带岩浆的一些特点,其岩浆来源于以地壳组分为主的壳幔混合源区。花岗闪长岩锆石原位U-Pb定年获得里农矿段和路农矿段岩体238~239Ma,江边矿段岩体228Ma,贝吾岩体214Ma,表明岩浆活动发生于洋盆已消亡并全面碰撞造山的构造背境,一定程度约束了与该期岩浆活有关的成矿事件的时代。 4、对代表性层状矿体及其围岩进行了岩石矿物以及稀土元素地球化学研究,结果表明矿体具同生沉积特征,含矿矽卡岩富铁,远高于正常接触交代矽卡岩,推断本区矽卡岩化应广泛作用于里农组和江边组中上段各类岩石,这样铁能够从原生矿层中的黄铁矿、胶黄铁矿得到补充。同时δEu与铜含量呈线性正相关可能说明矽卡岩化对矿体不同程度的叠加富集作用。稀土元素特征表明含矿岩系内的碎屑岩、硅质岩、变碎屑岩具有相同的成因。羊拉矿区硅质岩与大陆边缘-远洋盆地过渡环境沉积的硅质岩相近。研究表明羊拉铜矿含矿火山沉积建造可能形成于初始裂谷-扩张洋盆阶段的次深海环境。 5、层状矿体含矿矽卡岩矿物组合与Fe、Cu型矿化组合接近,与矿体关系密切的辉石和石榴子石均显示富铁的特征,矽卡岩与成矿关系密切,大量金属硫化物形成于石榴石、钙铁辉石等矽卡岩矿物之后,为热液阶段的产物,矽卡岩的形成与印支期岩浆活动有关。 6、羊拉里农层状矿体包裹体呈密集多方向分布,气液比在10%左右。均一温度165-302℃,平均232℃。矿体外围石英中包裹体均一温度125-212℃,平均193℃,矿体主成矿期成矿温度为中低温。矽卡岩矿石硫同位素组成表明成矿物质沉淀时并未完全达到同位素平衡,矿床频率最高的δ34S界于-0.75‰~0‰,具有幔源硫或岩浆硫的特点。层状矿体矿石铅具壳源成因。7、综合研究认为同生期喷流-沉积矿层形成于晚泥盆世-石炭纪。本次运用辉钼矿Re-Os法确定印支期叠加成矿年龄,获得年龄值228.3±3.8Ma,代表硫化物形成年龄,辉钼矿和里农岩体、加仁岩体形成于统一的构造-岩浆-流体事件。据此认为羊拉铜矿成矿主要经历了海西期与海底火山喷发有关的喷流沉积成矿、印支期岩浆热液交代叠加富化和岩浆期后热液交代充填成矿的复杂过程,为复合成因矿床。


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