新疆琼河坝铁、铜矿集区典型矿床矿床成因与成矿预测

摘要

研究区位于新疆准噶尔盆地东北缘,大地构造位置为准噶尔微板块(Ⅱ级)谢米斯台-琼河坝岛弧带东段,该岛弧带是著名的中亚成矿带的一部分,具有巨大的铁、铜矿找矿潜力。目前该区域内已经找到一定数量的铁、铜矿,但总体上规模小、数量少,与找矿潜力不成正比。为了实现找矿突破,本论文详细剖析区域内具有代表性的宝山铁矿和蒙西铜矿,依据典型矿床特征建立铁、铜矿的综合信息找矿模型,最终圈定找矿靶区。
　　宝山铁矿赋矿地层为中泥盆世北塔山组。北塔山组为一套火山碎屑岩,岩石组合为玄武岩、玄武质安山岩、玄武质凝灰岩、蚀变凝灰岩、晶屑凝灰岩、英安斑岩和火山集块岩等。根据火山岩主、微量元素的地球化学特征,认为北塔山组形成于火山弧环境,母岩浆为玄武质洋壳俯冲到地幔岩石圈区域,在俯冲流体的作用下楔形地幔中的石榴子石橄榄岩-尖晶石橄榄岩发生部分熔融而形成。矽卡岩作为矿体的围岩在矿区内发育较广泛。通过对矽卡岩的空间展布,矿物组成和主、微量元素特征等方面的研究,认为矿区矽卡岩为大范围的火山后期高温气液与火山岩交代的产物。火山岩的矽卡岩化与热液期磁铁矿关系密切。通过对矿体的产状、围岩、矿石的矿物组成、矿石的地球化学特征等方面的综合研究,认为宝山铁矿为火山岩型磁铁矿床。成矿阶段可以分为岩浆成矿期和热液成矿期。岩浆成矿期,玄武质岩浆在深部岩浆房中发生分异作用,磁铁矿与岩浆分离形成矿浆或富含 Fe的岩浆,并随火山喷发作用喷出地表或侵位于断层、地层岩性变化接触带和火山机构等部位。该成矿期为宝山铁矿主成矿期。热液成矿期,在火山喷发晚期(或喷发期后)与火山侵入岩有关的气液,沿断层上侵,通过交代作用,从富铁的围岩中萃取了一定的成矿物质,形成叠加矿化。
　　蒙西铜矿的赋矿地层为中-晚奥陶世荒草坡群的一套中酸性火山碎屑岩。矿区内发育以斜长花岗斑岩体为中心的钾化带、黄绢岩化带、青磐岩化带,矿体分布于钾化带和黄绢岩花带。蒙西铜矿斜长花岗斑岩的主、微量元素和 Sr-Nd-Pb同位素特征,指示斑岩体为壳幔混合成因,形成于岛弧环境。对斜长花岗斑岩进行了 LA-ICP-MS锆石 U-Pb测年,得到成岩年龄为410±11Ma(与辉钼矿 Re-Os年龄相同)。对研究区地层和岩体中与黄铜矿伴生的黄铁矿进行 S、Pb同位素测试,二者 S、Pb同位素组成相似,表明具有同源性。δ34S(-2.1‰~0.3‰)的组成稳定,来源较为单一,具幔源 S的特征。Pb同位素特征与斜长花岗斑岩相似,指示矿石铅来自壳幔混合源区。H-O同位素特征也指示成矿流体为原始岩浆水。因此认为成矿物质为与斜长花岗斑岩有关的岩浆热液从深部所带来。另外结合矿体分布于以斜长花岗岩为中心的钾化带和黄绢岩化带上的特征,岩体与矿体形成的时间相同,认为蒙西铜矿为斑岩型铜矿。
　　通过对宝山铁矿和蒙西铜矿的矿床成因和找矿标志等方面的研究,结合矿区地球物理和地球化学特征,分别建立了铜、铁矿综合信息找矿模型。应用研究区地质、地球物理和地球化学等方面资料结合已建立的综合信息找矿模型,利用相似类比法,圈定铁矿找矿靶区11个、铜矿找矿靶区15个。再利用特征值分析法,对铁、铜矿成矿潜力进行预测。通过研究获得铁矿 A级找矿靶区3个,B级找矿靶区5个,C级找矿靶区3个;铜矿 A级找矿靶区6个,B级找矿靶区6个,C级找矿靶区2个。

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第一章 绪论

1.1 论文选题依据及选题意义

1.2 国内外研究现状

1.3 琼河坝矿集区铁、铜矿研究现状及存在问题

1.4 研究内容与技术路线

1.5 完成工作量

1.6 取得主要成果与创新点

第二章 区域地质背景

2.1 区域地层

2.2 区域岩浆岩

2.3 区域构造及构造演化

2.4 区域矿产

第三章 宝山铁矿矿床地质特征及成因分析

3.1 矿区地质特征

3.2 矿床地质和矿体特征

3.3 矿区火山岩地球化学特征

3.4 矿床地球化学特征

3.5 矿床成因和成矿类型分析

第四章 蒙西铜矿矿床地质特征及成因分析

4.1 矿区地质特征

4.2 矿床地质和矿体特征

4.3 斑岩体地球化学特征

4.4 矿床地球化学特征

4.5 矿床成因和成矿类型分析

第五章 综合信息找矿模型及成矿预测

5.1 宝山铁矿铁矿模型

5.2 蒙西铜矿找矿信息提取

5.3 成矿预测

结 论

图版及图版说明

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢