西天山晚古生代浅成低温金矿成矿条件与成矿模式

摘要

与陆相火山作用有关的浅成低温热液系统金矿是近年来全球发现的大型、超大型金矿的主要类型之一。从全球角度来看，该类型金矿集中分布在环太平洋带内带的新生代岛弧区(日本菱刈、菲律宾碧瑶、巴布亚新吉内亚波尔盖拉和美国麦克劳林等)和外带的地盾区之上的中生代断陷盆地(中国东部二道沟、俄罗斯远东巴列依)。该类型金矿的这种区域性、时代性和成矿环境属性已被矿床界广为接受。 二十世纪九十年代初，我国西部找矿工作的重大突破之一，是在西天山的吐拉苏地区发现了阿希大型金矿和其外围的伊尔曼得、恰布坎卓它等金矿床(点)。笔者研究结果表明，阿希等金矿是在晚古生代裂谷环境下形成的浅成低温热液矿床，进一步划分为冰长石—绢云母型(以阿希金矿为代表)和硅化岩型(以伊尔曼得金矿为代表)。本论文以西天山吐拉苏早石炭世火山岩带内阿希、伊尔曼得金矿为研究对象，研究了成矿背景、成矿条件和典型矿床特征，进而建立成矿模式，指出区域找矿工作方向。 主要研究成果如下：1、论证了宏观控制阿希等金矿的吐拉苏早石炭世火山岩带是伊犁裂谷带的组成部分，形成于拉张背景下的裂谷环境，而非挤压环境下的岛弧带。集中表现在火山岩的时空分布特点、成分、组合和成因以及同期侵入岩成因类型等等方面。明确了吐拉苏火山岩带的构造归属，更为重要的是确定了裂谷环境下浅成低温系统金矿的成生意义； 2、对吐拉苏地区浅成低温热液金矿容矿围岩—下石炭统大哈拉军山组火山岩开展深入研究：划分为1个火山旋回、3个火山亚旋回和5个岩性段，很好反映其地层层序和演化过程；通过岩石学、岩石化学研究，确定其为一套陆相钙碱性—碱性系列中基性—中酸性火山岩和次火山岩组合；借助于火山岩常量元素、微量元素和铅同位素地球化学分析和研究，探讨了火山岩时空分布特点和岩石化学成分演变过程；结合阿希、伊尔曼得金矿容矿围岩条件分析，指出了火山作用及其产物对阿希等金矿的“广义层控性”控制意义； 3、强调研究区金矿的构造控矿属性，首次对研究区火山构造进行了界定和级序划分。进一步划分为火山岩区(Ⅰ级)、火山岩带(Ⅱ级)、火山构造隆起(坳陷)(Ⅲ级)、火山机构(Ⅳ级)和断裂构造(Ⅴ级)5个级别，确定了不同级别火山构造与金矿成矿作用的关系。火山构造是区内金矿的重要控矿条件，对金矿控制作用明显；4、提出和确认阿希等金矿的浅成低温热液成因，并进一步划分为冰长石—绢云母型和硅化岩型。重点讨论了两类金矿成矿特征，并通过典型矿床对比，实现了与经典成矿理论的接轨：以阿希金矿为代表的冰长石—绢云母型金矿完全可以与国内外典型的同类矿床对比；以伊尔曼得金矿为代表的硅化岩型金矿具备了某些浅成低温热液金矿的特征，但与冰长石—绢云母型金矿不同。其与日本南萨型金矿在矿体形态、矿石结构等方面可比，而在矿物组成等方面存在差异，为浅成低温热液金矿的研究提出了新的内容。 5、确认成矿与古构造背景和古构造环境界定的成矿条件(基底岩系、火山岩、火山构造等等)相关关系：前石炭纪陆壳基础上形成的基底岩系和下石炭统火山岩共同构成成矿物质场，早石炭世拉张背景下发生的大哈拉军山组火山活动，构成了成矿有利的热力场，大气降水是成矿流体的主要来源。 6、根据吐拉苏火山岩带内的浅成低温金矿控矿地质要素、矿床地质特征、成矿地球化学等研究成果，参考经典浅成低温金矿建模成果，建立了吐拉苏地区浅成低温热液成矿模型。并通过综合信息找矿模式的建立，提出找矿工作前景。 总之，基于吐拉苏地区主要控矿地质条件的讨论，本文揭示了成矿作用与容矿火山岩的内在联系，提出和论证了成矿的拉张机制的裂谷环境，确认了阿希等金矿的浅成低温热液金矿成因，建立了综合信息支持下的成矿模型和找矿模式。在成矿环境、成矿时代、矿床类型以及矿床特征等方面补充、完善了浅成低温成矿理论，拓展了研究内容和找矿区域，具有重要理论和实际意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪言

1.1选题依据和研究意义

1.2研究现状

1.3研究方案

1.4本论文创新点

第二章区域地质背景

2.1构造背景及构造单元划分

2.2区域地层与岩浆活动

2.3构造演化

第三章容矿、控矿地质条件

3.1容矿火山岩及其控矿特征

3.1.1容矿火山岩时代的初步界定

3.1.2火山岩形成环境

3.1.3火山岩组合及分布

3.1.4火山活动时空配置和控矿属性

3.1.5容矿火山岩地球化学特征

3.2火山构造及其控矿意义

3.2.1火山构造分类

3.2.2 Ⅰ级火山构造-伊犁晚古生代火山构造岩区

3.2.3 Ⅱ级火山构造

3.2.4 Ⅲ级火山构造

3.2.5 Ⅳ级火山构造

3.2.6断裂构造及其控矿作用

小结

第四章金矿类型和典型矿床

4.1金矿成因类型划分

4.2冰长石-绢云母型金矿

4.2.1阿希金矿矿区地质

4.2.2矿体形态、产状、品位

4.2.3围岩蚀变

4.2.4矿石类型

4.2.5矿石结构构造

4.2.6矿石矿物组合

4.2.7成矿阶段及矿物生成顺序

4.2.8成矿元素垂直分带特征

4.2.9金矿床成矿物理化学条件

4.3硅化岩型金矿

4.3.1金矿成矿条件和控矿因素

4.3.2金矿床地质特征

4.3.3流体包裹体地球化学

小结

第五章成矿作用相关问题讨论

5.1基底岩系与金矿成矿的关系

5.2成矿构造背景分析和探讨

5.2.1晚古生代火山岩时空分布信息

5.2.2大哈拉军山组火山岩地球化学信息

5.2.3伊犁火山岩区火山岩组成信息

5.2.4结论

5.3吐拉苏火山岩带构成与演化

5.4成矿“三源”问题讨论

5.4.1矿床成矿物质来源的讨论

5.4.2成矿流体来源

5.4.3成矿热源讨论

小结

第六章成矿规律、成矿模式和找矿模型

6.1成矿条件和成矿规律

6.2成矿模式

6.3找矿模型

6.3.1冰长石-绢云母型金矿找矿模型

6.3.2硅化岩型金矿找矿模型

6.4成矿预测

第七章结论和意义

7.1结论

7.2研究意义

致 谢

参考文献、资料

作者读博期间的主要成果

作者简介

图版说明