四川会理拉拉铜矿床流体包裹体特征研究

摘要

拉拉铜矿床位于四川省会理县绿水乡境内，是我国著名的川滇黔低温成矿域内的一个大型-超大型铜金多金属矿床。其大地构造属性为扬子陆块一级构造单元下的康滇基底杂岩带二级构造单元。康滇基底杂岩带(Pt1-2、 Pt3)相当于传统意义上的康滇地轴。西界以安宁河-绿汁江断裂与楚雄前陆盆地为邻，东界则是甘洛-石家-东川-澄江断裂（大致相当于小江断裂）。该带以大范围出露扬子陆块元古界基底变质岩系、上古生界及中-新生界沉积盖层广泛发育为特征。康滇基底杂岩变形强烈，往往出现糜棱岩（化），并发育一系列背斜、向斜构造，其构造形迹主要有三期:①早期顺层剪切形成的面理、糜棱岩在部分地区带状或零星出露;②近东西向面理（局部）及近东西向宽缓褶皱，同时发育近东西向的间隔性强劈理化带;③东西向的拉张、挤压形成南北向左行逆冲断裂带及一系列次级断层（如边坝、瓜大沟断裂带），并伴随大渡河金矿的形成等。在会理-东川-武定地区，有较多古元古代基性-超基性侵入岩体出露，其上被南华系不整合覆盖。前人已获变辉长岩Sm-Nd等时线年龄1151～857Ma和Rb～Sr法1954～1211Ma等时线年龄。其中非层状岩体以辉长岩、辉绿辉长岩、辉绿（玢）岩为主体，层状岩体可由辉长岩、苏长岩、辉石岩、橄榄辉长岩、辉橄岩等构成“韵律层”结构，具有较高镁铁比值（平均6.59）。中元古代侵入岩在扬子陆块西缘的米易垭口地区，岩性以花岗岩-英云闪长岩为主，属高Si富K特征的壳源型花岗岩，并获得SHRIMP锆石U-Pb年龄1014±8Ma，是扬子陆块与华夏陆块碰撞拼贴的产物。
　　上述区域地质、构造属性为拉拉铜金多金属矿床的形成奠定了十分有利的成矿地质、构造和岩石条件。
　　拉拉铜金多金属矿床赋存于古元古界河口群落凼组浅变质火山-沉积岩建造中。前人对拉拉铜金多金属矿床开展过大量地质勘探和科学研究，但在矿床成因类型问题上，长期存在分歧。有学者认为是SEDEX矿床（沉积-喷流），还有认为是沉积-变质改造铜金矿床，而近年来有学者提出拉拉铜金矿床是典型的IOCG矿床（铁氧化物铜金矿床）。有鉴于此，本论文以拉拉铜金矿床的流体包裹体研究为选题，力图从矿床宏观地质特征的深入观察和矿石的系统采样入手，重点观察和研究矿石中流体包裹体显微岩相学特征，通过包裹体均一温度、冰点测试，计算包裹体盐度、密度、压力、成矿深度，以揭示流体来源、成矿流体的性质、演化及其迁移机制，为深入了解和认识拉拉铜金矿床的成因提供更加丰富的流体包裹体数据，进而为矿床深部、外围找矿提供技术支持。本次论文研究工作主要取得了以下成果和创新认识。
　　(1)通过拉拉铜金矿床的矿石流体包裹体薄片显微镜下观察发现，流体包裹体类型包括:液体包裹体、纯液体包裹体、气体包裹体和含子矿物包裹体，纯气体包裹体少见。针对大量分布的气液两相水溶液包裹体进行了均一温度、冰点测定，并计算了包裹体盐度、密度、压力，大致推算了成矿深度。
　　(2)包裹体均一温度测定结果集中在110～403℃区间，平均温度161℃，显示了流体温度从低温-中温变化过程。前人运用爆裂法测得拉拉铜金矿床爆裂温度区间在250～480℃，变化范围较宽;其中黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、铁白云石都不同程度地显示出爆裂双峰，而含矿围岩的爆裂温度又与变质相的推算温度相吻合，可能显示了矿床形成与变质重结晶作用有关的爆裂特征。
　　(3)根据包裹体冰点换算的盐度W(NaCl)范围在2.07～27.86 wt％之间，多数集中在13～24wt％范围内。结果显示成矿流体的含盐度较高，具有高盐度成矿流体的性质。
　　(4)根据包裹体均一温度、盐度和密度关系方程式，计算获得拉拉铜金矿流体密度范围为:0.966～1.687g/cm3，均值为1.152g/cm3，显示出成矿流体密度变化范围较大。通过压力计算公式求得拉拉铜矿成矿压力为4.97～124.27MPa，如果仅考虑静岩压力，将成矿压力换算为成矿深度，拉拉铜金矿床成矿深度大致在3～4km范围内。
　　(5)深入分析发现包裹体温度主要集中在两个区间:110℃～200℃和200℃～374℃，可解释为矿床形成经历了两个主要的成矿期。温度从中温到低温演变，显示成矿流体具有多期多阶段形成演化的特点，原始高温高盐度流体伴随着新的流体加入，导致流体温度和盐度的下降，成矿环境从相对还原到相对氧化转变，推断矿床可能的主成矿期是区域变质流体成矿期，大致可以将该期划分出4个成矿阶段:第Ⅰ阶段成矿温度在430～490℃，最佳温度在460℃～480℃;第Ⅱ阶段成矿温度在350℃～450℃;第Ⅲ阶段成矿温度确定在250～350℃之间，峰期成矿温度320℃;第Ⅳ阶段成矿温度为110℃～200℃。盐度数据及其变化范围大，说明拉拉铜矿具有高盐度成矿流体的性质，同时反映成矿后期可能有新的流体加入，直接导致不同流体间以不同比例混合而引起盐度的较大变化，与矿床形成温度、压力范围宽泛的特点相吻合。
　　(6)综上所述，本论文研究认为拉拉铜金多金属矿床流体包裹体特征揭示了成矿流体具有多期多阶段形成演化的特点，可能有助于确定拉拉铜金矿床成因类型是铁氧化物铜-金矿床(IOCG)。

目录

声明

摘要

第1章 概述

1．1 研究区交通地理位置

1．2 研究区以往地质工作情况概述

1．3 全球铜矿床主要成因类型

1．4 国内外铁氧化物铜-金(IOCG)矿床研究现状

1．5 选题依据、研究意义

1．6 研究内容、研究方法及研究路线

1．7 论文完成实物工作量

第2章 区域地质背景

2．1 区域大地构造属性

2．2 区域地层

2．3 区域构造

2．3．1 断裂构造

2．3．2 褶皱构造

2．4 岩浆岩

2．5 区域变质作用

2．6 区域地球物理、地球化学特征

2．6．1 区域地球物理

2．6．2 地球化学特征

第3章 矿床地质特征

3．1 矿区地层

3．2 控矿构造

3．2．1 褶皱构造

3．2．2 断裂构造

3．3 矿区岩浆岩

3．4 矿体地质特征

3．4．1 赋矿层位及岩石

3．4．2 矿体产状、规模及数量

3．5 矿石特征

3．5．1 矿物组成

3．5．2 矿石化学成分

3．5．3 矿石结构、构造

3．5．4 矿石类型

3．5 围岩蚀变

3．6 成矿阶段及成矿期划分

3．7 结论

第4章 流体包裹体特征

4．1 样品采集与分析方法

4．2 包裹体显微岩相学特征

4．2．1 包裹体的类型

4．2．2 包裹体形态及大小

4．3 包裹体物理性质

4．3．1 包裹体均一温度

4．3．2 拉拉铜矿床成矿温度

4．4 包裹体盐度

4．5 包裹体密度和压力

4．6 氢氧同位素

4．7 结论

第5章 矿床成因讨论

5．1 成矿物质来源

5．1．1 硫同位素地球化学

5．1．2 铅同位素

5．2 成矿流体类型及其迁移机制

5．3 成矿时代

5．4 成因模式讨论

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录