广西热水沉积矿床成矿规律及找矿方向研究

摘要

在综合分析前人工作成果和野外地质调研基础上，运用先进的测试技术方法和热水沉积矿床地质地球化学研究方法，解剖了广西盘龙铅锌矿、下雷锰矿、高龙金矿和古潭重晶石矿等典型热水沉积矿床，重点研究热水沉积岩的常量元素、微量元素、稀土元素和矿床同位素组成特征，不同矿化类型与热水沉积岩宏观地质特征及微观地球化学特征的关系，矿化时空展布与大地构造环境演化的关系，以及成矿物质来源等，总结提出了广西热水沉积矿床的成矿规律和找矿标志，论文既可为广西热水沉积矿床勘查工作提供科学依据，同时也为丰富和发展热水沉积成矿理论作出了贡献。主要内容包括以下几个方面： (1)分析研究了广西区域成矿地质背景，探讨了在广西大地构造演化进程中，陆壳出现过多阶段的裂陷活动，同沉积期深大断裂发育，它们控制了广西热水沉积矿床的形成和时空演化。 (2) 以野外观察与室内研究相结合，详细研究了广西热水沉积岩中的硅质岩、重晶石岩、电气石岩及层状矽卡岩。硅质岩常产于矿体下盘及矿体中，重晶石岩主要产于矿体上盘，电气石岩及层状矽卡岩则常为矿化的直接围岩。岩石呈层状、似层状及透镜状产出，具纹层状、条带状及角砾状构造和细粒-显微晶质结构及球粒结构。 (3)通过对典型矿床的解剖，研究总结了广西热水沉积矿床的地质特征：矿床受一定层位控制；赋矿围岩岩性或为硅、灰、泥岩组合的台沟相沉积物，或为砂页岩为主的浊流沉积物，或为白云岩为主的碳酸盐岩沉积物，而各类热水沉积岩则与矿体密切伴生；矿体主要呈层状、似层状或透镜状产出，并具多层产出特征；矿石中矿物粒度较细，常具胶状、草莓状或鲕状、豆状结构及纹层状、条带状、角砾状构造；蚀变尤其是硅化表现出明显的底蚀构造特征。 (4)以最新的测试数据为基础，开展了热水沉积地球化学特征的研究，以岩石中MgO含量、Al/(Al+Fe+Mn)比值和Al-Fe-Mn三角图解、Al2O3-TiO2及Al2O3-(K2O+Na2O)二元图解等常量元素研究方法，As、Sb、Sr含量、Co/Ni比值、Fe-Mn-(Cu+Ni+Co)×10三角图解、U-Th及P2O5-Y关系图解等微量元素研究方法，以及稀土元素配分特征和图解方法，综合研究区内硅质岩、重晶石岩、电气石岩及层状矽卡岩的地球化学特征，并与现代洋脊和海底热水沉积作用最新研究成果进行对比研究，结果表明这些岩石主要为热水沉积作用形成，但有少量陆源物质混入或生物作用参与，同时硅氧同位素研究成果也证实了这一点。矿床硫同位素组成研究表明：盘龙铅锌矿床、下雷锰矿床和高龙金矿床的硫源为深源硫和海水硫的混合，古潭重晶石矿床的硫源为海水硫。 (5)研究总结了广西热水沉积矿床的成矿规律：①矿床成矿时代可分为中元古代、晚元古代、早古生代、晚古生代及中生代五个时代，以晚古生代、尤其是泥盆纪的成矿作用最强；②矿床在空间上分为桂北(丹池)晚古生代裂陷锡多金属成矿带，桂西南泥盆纪裂陷锰重晶石黄铁矿成矿带，桂东南早古生代裂陷铅锌多金属成矿带，桂中-桂北泥盆纪走滑断陷铅锌重晶石黄铁矿成矿带，桂西北早中三叠世裂陷金矿成矿带及桂北-桂东元古宙裂陷铁锡成矿带等六个成矿带；⑨矿床受裂陷槽、同沉积断裂及高的古地热场环境控制，有利的沉积环境为台沟相带、局限-半局限台地相带、生物礁相带和海槽相带；④矿化受层位控制，泥盆系为全区最主要的赋矿层位；⑤不同级别的同沉积断裂控制着矿带、矿田、矿床及矿体的分布，生长断裂拐弯处或交汇处、古隆起边缘及旁侧的次级洼地为矿化富集的有利构造部位；热水沉积岩是指示矿床成因、矿化富集部位的重要标志。 (6)根据大量实际工作及前人工作成果，论文总结提出了广西热水沉积矿床的找矿评价标志。指出广西除应继续加强锡多金属矿及锰矿的找矿外，还应注意和加强桂中-桂北地区铅锌重晶石矿、桂西金矿、桂东南热水沉积+岩浆热液叠加改造多因复成铅锌矿与钨矿的找矿工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2热水沉积型矿床概念的提出及其内涵

1.3热水沉积型矿床国内外研究现状

1.3.1成矿地质构造环境研究

1.3.2矿床研究

1.3.3矿床分类

1.3.4热水沉积岩

1.3.5热水沉积地球化学

1.3.6热水沉积矿床的时代分布

1.3.7成矿模式

1.4热水沉积成矿研究的发展趋势

1.4.1热水沉积成矿的地质环境和深部背景

1.4.2热水沉积成矿有机地球化学和分子古生物学

1.4.3热水沉积成矿系统和成矿作用动力学

1.4.4对热水沉积成矿系列进行研究

1.4.5加强现代海底热水成矿作用研究

1.5选题的科学意义及拟解决的主要问题

1.6研究思路、技术路线

1.7研究方法与技术途径

1.8论文工作量

第二章区域成矿地质背景

2.1区域构造岩相古地理

2.1.1区域构造的划分

2.1.2主要构造单元岩相古地理

2.1.3大地构造发展演化特征

2.1.4同沉积期基底断裂

2.2区域地层

2.3区域岩浆活动

第三章热水沉积岩特征

3.1硅质岩

3.1.1硅质岩的产出背景

3.1.2硅质岩的岩石学特征

3.2重晶石岩

3.2.1重晶石岩的产出背景

3.2.2重晶石岩的岩石学特征

3.3电气石岩

3.3.1电气石岩的产出背景

3.3.2电气石岩的岩石学特征

3.4层状矽卡岩

3.4.1层状矽卡岩的产出背景

3.4.2层状矽卡岩的岩石学特征

3.5 小结

第四章广西典型矿床地质特征

4.1桂中盘龙铅锌矿床

4.1.1成矿地质背景

4.1.2矿体特征

4.1.3矿石特征

4.1.4围岩蚀变

4.2桂西南下雷锰矿床

4.2.1成矿地质背景

4.2.2矿体特征

4.2.3矿石特征

4.2.4矿化分带特征

4.2.5围岩蚀变

4.3桂西北高龙金矿床

4.3.1成矿地质背景

4.3.2矿体特征

4.3.3矿石特征

4.3.4矿化作用分期

4.3.5围岩蚀变

4.4桂中古潭重晶石矿床

4.4.1成矿地质背景

4.4.2矿体特征

4.4.3矿石特征

4.4.4围岩蚀变

4.5小结

4.5.1盘龙铅锌矿床

4.5.2下雷锰矿床

4.5.3高龙金矿床

4.5.4古潭重晶石矿床

第五章热水沉积地球化学

5.1热水沉积岩常量元素地球化学

5.1.1硅质岩常量元素特征

5.1.2重晶石岩常量元素特征

5.1.3电气石岩常量元素特征

5.1.4层状矽卡岩常量元素特征

5.2热水沉积岩微量元素地球化学

5.2.1 元素As、Sb、Sr的含量特征

5.2.2 元素Fe、Mn、Cu、Co、Mi的关系

5.2.3 元素P与Y的关系

5.2.4 元素U与Th的关系

5.3热水沉积岩稀土元素地球化学

5.3.1硅质岩稀土元素组成特征

5.3.2电英岩(电气石岩)稀土元素组成特征

5.3.3重晶石岩稀土元素组成特征

5.4热水沉积岩硅氧同位素地球化学

5.4.1硅同位素组成

5.4.2氧同位素组成

5.5矿床硫同位素组成及其特征

5.5.1盘龙铅锌矿床硫同位素分布特征

5.5.2下雷锰矿床硫同位素分布特征

5.5.3高龙金矿床硫同位素分布特征

5.5.4古潭重晶石矿床硫同位素分布特征

5.6小结

第六章成矿作用及成矿规律

6.1矿化类型

6.1.1锡矿

6.1.2铅锌矿

6.1.3锑矿

6.1.4汞矿

6.1.5金矿

6.1.6铜矿

6.1.7钨矿

6.1.8铁矿

6.1.9锰矿

6.1.10钒矿

6.1.11磷矿

6.1.12黄铁矿

6.1.13重晶石矿

6.2成矿时代

6.2.1中元古代

6.2.2晚元古代

6.2.3早古生代

6.2.4晚古生代

6.2.5中生代

6.3空间分布

6.3.1桂北-桂东元古宙裂陷铁锡成矿带

6.3.2桂东南早古生代裂陷铅锌多金属成矿带

6.3.3桂中—桂北泥盆纪走滑断陷铅锌重晶石黄铁矿成矿带

6.3.4桂北(丹池)晚古生代裂陷锡多金属成矿带

6.3.5桂西南泥盆纪裂陷锰重晶石黄铁矿成矿带

6.3.6桂西北早中三叠世裂陷金矿成矿带

6.4成矿环境

6.4.1构造环境

6.4.2沉积环境

6.4.3古地热场环境

6.5矿化富集规律

6.5.1成矿环境与热水沉积矿化富集的关系

6.5.2地层与热水沉积矿化富集的关系

6.5.3同沉积断裂与热水沉积矿化富集的关系

6.5.4古隆起及次级坳陷与矿化富集的关系

6.5.5热水沉积岩与矿化富集的关系

6.6矿床成矿系列

6.6.1桂西北地区晚古生代—中三叠世热水沉积型金矿床成矿系列

6.6.2桂中—桂北地区泥盆纪热水沉积型铅锌重晶石黄铁矿矿床成矿系列

6.7广西与国内外热水沉积矿床对比

第七章找矿评价标志及找矿方向

7.1找矿评价标志

7.1.1拉张性构造环境标志

7.1.2沉积相变带及还原性地球化学障环境标志

7.1.3地热场环境标志

7.1.4古隆起边缘标志

7.1.5同沉积断裂标志

7.1.6地层层位及岩性标志

7.1.7热水沉积岩

7.1.8矿床学标志标志

7.1.9热液蚀变标志

7.1.10矿化组合标志

7.1.11矿物学标志

7.1.12地球化学标志

7.2找矿方向

第八章结论与展望

8.1主要结论与创新

8.1.1主要结论

8.1.2创新

8.2成果的科学意义与应用前景

8.3后续研究与工作展望

参考文献

附录

致谢

图版及其说明