义敦岛弧德格—乡城主弧带晚三叠世火山碎屑岩中的铅锌成矿作用研究

摘要

义敦岛弧由甘孜-理塘洋在晚三叠世开始向西俯冲而形成，伴随洋壳俯冲义敦岛弧发生了强烈的火山岩浆活动，与之相伴的是多种类型的金属矿产的形成。在德格-乡城主弧带内，形成了大量的铅锌矿床（点），其中包括超大型的VMS型矿床-呷村矿床。近年来的地质勘探工作表明，义敦岛弧德格-乡城主弧带内的铅锌矿床多赋存于晚三叠世火山碎屑岩、火山碎屑-沉积岩中，但成因上并非全属于火山成因块状硫化物(VMS)型。为弄清这些具有相似成矿环境的铅锌矿床各自的矿床地质特征及成矿过程，进而探讨各种铅锌成矿作用之间的内在联系，为该区域内的铅锌找矿工作提出科学合理的建议，本文选择了德格-乡城主弧带中段和北段具有代表性的呷村、嘎衣穷、额地、如金沟四个铅锌矿床进行了细致地矿床学研究。
　　通过野外地质调查，室内镜下研究，主量元素测试分析、矿体及围岩成矿元素测试分析，赋矿围岩及方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、方解石等单矿物的微量元素测试分析，矿石硫化物硫、铅同位素测试分析，次火山岩体锆石U-Pb年龄测试分析等方法对各个矿床的综合研究。通过研究，对各个矿床的成矿过程有了客观深入的理解:①呷村矿床是在弧后裂谷盆地中的深海环境下由火山多次间隙式喷发形成的典型的VMS型矿床，当成矿热液流体喷溢出火山喷口时发生沉淀形成层状矿体，而在火山喷口之下时则发生充填交代作用而形成脉状-网脉状矿体。矿区范围内长时间的岩浆活动及其矿床形成时的深水环境奠定了呷村超大型矿床形成的基础:长时间的岩浆活动为矿床的形成提供必须的成矿物质、成矿物质搬运介质、成矿动力（能量）;而深水环境有效防止了成矿物质大范围地扩散。此外，呷村矿床存在Cu元素分带现象（选择性地富集于上层层状矿体），该现象是在裂谷盆地中的深水环境下，Cu元素在成矿热液流体能力聚集过程中选择性地富集于汽相流体，而汽相流体聚集于整个成矿热液流体系统最前端而优先喷溢出地表而形成Cu元素含量显著富集的层状矿体。②嘎衣穷矿床并非前人研究后认为的典型的VMS型矿床，而是先发生热液喷流沉积成矿作用，后发生次火山热液充填交代成矿作用而形成的铅锌铜多金属矿床;两种成矿作用为同一火山作用在不同阶段发生的，且以稍晚的次火山热液充填交代成矿作用为主要成矿阶段形成的矿床。③通过对额地矿床地质特征的细致研究，基本确定了额地矿床的形成经历了浅海环境发生火山喷发沉积形成矿源层，并在后期深部热液流体的改造下使矿质富集于热液流体后发生充填交代成矿作用而形成的后期热液脉型矿床。④如金沟矿床地质特征研究表明其为陆相火山爆发晚期，含矿的岩浆热液流体伴随岩浆的超浅层侵位而形成的次火山岩（热液）型矿床，在火山机构内的次火山岩体中及其与火山岩接触部位主要形成铜矿体，而在火山机构外围和矿区主断裂的次级构造破碎带内则主要形成铅锌（银）矿体。
　　通过对国内外学者关于VMS型矿床的研究成果的认真学习与总结，对VMS型矿床的矿床地质特征有了深入透彻的理解;并在此基础上结合口甲村矿床的地质特征和矿床所在区域火山岩及其西侧侵入岩体年代学的研究，对呷村矿床的形成环境-弧后裂谷盆地的形成机制有了新的认识:深度俯冲的洋壳板片早期发生少量的硅铝质物质的部分熔融，当俯冲至呷村矿床所在区域之下发生大量的铁镁质物质部分熔融而形成基性岩浆房。基性岩浆房上涌过程中对两侧地壳物质产生向外的推力，弧后裂谷盆地开始发育;同时基性岩浆所蕴涵的巨大热量会使地壳物质发生重熔而形成酸性岩浆房，地壳物质重熔成酸性岩浆，体积显著增大，因而进一步促进了弧后裂谷盆地的生长发育;此外，随裂谷的生长，酸性和基性岩浆沿裂谷发育所形成的空间上侵，在裂谷盆地内形成了大量的双峰式火山岩。
　　额地矿床野外地质调查过程中在矿区范围内多处发现的火山角砾岩并在室内镜下研究中识别出其赋矿围岩为岩屑凝灰岩;同时，如今沟矿区地表出现的具石泡构造的流纹岩及镜下观察所识别的晶屑、晶屑-玻屑、晶屑-岩屑凝灰岩表明了额地矿床和如金沟矿床的赋矿围岩为火山作用所形成，进而说明了义敦岛弧德格-乡城主弧带中的昌台盆地和乡城盆地间存在一火山岩盆地。
　　通过对呷村、嘎衣穷、额地、如金沟矿床的研究，识别出义敦岛弧德格-乡城主弧带存在三种类型的铅锌成矿作用:①热液喷流沉积成矿作用，②次火山岩（热液）成矿作用，③后期热液充填交代成矿作用;三种成矿作用均与区域内晚三叠世的火山岩浆活动紧密相关，前两者发生于火山喷发作用的同时和稍晚于火山喷发作用的次火山岩侵位活动，并可在同一个矿床中发生叠加（如嘎衣穷矿床);后者在火山喷发时形成矿源层并在后期的热液流体作用下使矿质发生迁移富集而形成充填交代型的热液脉型矿体。
　　通过对义敦岛弧德格-乡城主弧带中的铅锌成矿作用的研究，总结出了该区域内今后铅锌矿找矿的方向:在北段的昌台盆地至赠科盆地间应以寻找热液喷流沉积型和喷流沉积+次火山热液充填型矿床为主;在中段理塘西侧区域的曲登地区应重点寻找构造破碎带及岩性界面控矿的后期热液脉型矿床，而在如金沟地区及以南地区则应注意寻找次火山岩（热液）型铜铅锌矿床。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．1．1 立题依据

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状及存在的问题

1．2．1 VMS型矿床的研究现状

1．2．2 研究区内研究现状及存在问题

1．3 研究思路及方法

1．4 完成工作量统计

1．5 取得的主要成果

第2章 区域地质背景

2．1 地层

2．2 岩浆岩

2．3 区域构造

第3章 典型矿床地质地球化学特征

3．1 呷村矿床

3．1．1 矿床地质特征

3．1．2 矿石学特征

3．1．3 矿石成矿元素含量分析

3．1．4 石英单矿物成矿元素含量分析

3．1．5 分析与讨论

3．1．6 成矿模式探讨

3．2 嘎衣穷矿床

3．2．1 矿床地质特征

3．2．2 矿石组构特征

3．2．3 单矿物微量元素特征

3．2．4 矿石硫同位素分析

3．2．5 矿区次火山岩体特征及其指示意义

3．2．6 成矿模式探讨

3．3 额地矿床

3．3．1 矿床地质特征

3．3．2 矿体及矿石特征

3．3．3 稀土元素地球化学特征

3．3．4 赋矿围岩含矿性分析

3．3．5 硫、铅同位素测试分析

3．3．6 成矿模式探讨

3．4 如金沟矿床

3．4．1 矿床地质特征

3．4．2 矿体特征及矿石特征

3．4．3 赋矿围岩含矿性分析

3．4．4 矿区地球化学异常特征

3．4．5 成矿模式探讨

第4章 讨论与认识

4．1 理塘地区火山岩盆地存在与否的探讨

4．2 嘎衣穷石英钠长斑岩脉锆石年龄的指示意义

4．3 额地矿区铅锌找矿潜力探讨

4．4 区域铅锌成矿作用及找矿方向

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果