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北祁连山塞浦路斯型铜矿床成矿特征及找矿潜力研究

郭周平  
【摘要】:北祁连山是中国重要的铜多金属成矿带之一,与海相火山作用有关的块状硫化物(VHMS)矿床是主要成矿类型。按成矿环境、赋矿岩石和成矿元素组合可划分为两类:一类是与大陆裂谷和岛弧环境长英质火山岩有关的Cu(Pb、Zn)VHMS矿床;另一类是与洋壳环境基性火山岩有关的Cu(Zn)VHMS矿床。前者研究较为详细,以白银厂大型铜矿床为典型代表;后者研究薄弱,近年来石居里沟(雪泉铜矿)中型矿床的发现,显示了该类矿床的找矿意义和研究价值。 北祁连山与洋壳环境基性火山岩有关的Cu(Zn)VHMS矿床具有典型塞浦路斯型矿床的特征,对这类矿床的成矿构造环境、成矿地质特征、矿床地球化学和流体包裹体的系统研究,表明该类矿床形成于中晚奥陶世北祁连洋盆向北俯冲消减造就的弧后扩张脊环境,是伴随大量洋底拉斑质基性火山岩喷发作用,在喷发间歇岩浆流体与海水混合形成的成矿热液体系循环而成的,矿化或成矿部位受海底火山机构制约的裂隙系统和火山地表局部凹地控制,并遭受后期造山作用改造叠加形成富铜矿体。北祁连山目前残存的中晚奥陶世蛇绿岩套的基性火山岩系,是寻找塞浦路斯型富铜矿的有利地质体,具有极大的找矿潜力。 北祁连山塞浦路斯型铜矿化总体可划分为东西两段,西段以石居里、九个泉和错沟等矿床为典型代表,东段主要为猪嘴哑吧和银硐沟等矿点。矿床(点)整体表现出:矿体多呈不规则柱状和透镜状产出,并具成层特点,主要表现为上部块状矿石、下部网脉状和浸染状矿石分带特征,围岩蚀变普遍发育;矿石以铜锌为主,少铅而富微量元素;黄铁矿中微量元素显示受热液影响。西段矿体顶部多发育有红色碧玉岩,而东段矿体则上覆有黑色磁铁矿层,显示了东西段成矿环境上的差异。西段石居里流体包裹体分析结果显示气相成分中水的含量较大,液相成分以SO_4~(2-)和Cl~-为主,并且SO_4~(2-)>Cl~-,反映了海水特征;东段猪嘴哑吧流体包裹体气相成分中CO_2含量较高,显示该区成矿流体为火山热液流体与海水混合特征。东段石居里矿区黄铜矿、黄铁矿中δ ~(34)S变化范围为+4.95‰~+8.88‰,九个泉δ ~(34)S平均值为+6.69‰,西段猪嘴哑吧和银硐沟矿区δ ~(34)S变化范围为-1.55‰~+5.22‰,猪嘴哑吧δ ~(34)S平均值为+3.63‰,银硐沟δ ~(34)S平均值为+2.45‰,表明硫主要来自海水,并有岩浆硫的参与,其中东段有较多的岩浆硫。矿体中Pb同位素研究显示,Pb主要来自幔源,表明成矿金属主要为幔源。来自幔源的成矿物质在火山作用下进入成矿区域附近,并在热水循环作用机制下由深部运移至成矿区域,在原生裂隙系统或局部凹地发生成矿。成矿的主元素在围岩中明显亏损,表明围岩受热液淋滤作用,致使成矿元素在成矿热液中富集而成矿。


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