江苏梅山铁矿外围铜金矿体成矿流体和成矿物质来源研究

摘要

宁芜盆地地处扬了陆块北缘，是“玢岩铁矿”成矿模式理论的发祥地，梅山铁矿床是“玢岩铁矿”中典型的大型铁矿床，具有品位高、储量大等特点，该地区具有较好的成矿空间。2009年，围绕梅山铁矿外围的找矿工作取得了较大突破，又发现了一个金储量达中型规模的铜金多金属矿床，为该区内的找矿工作提供了新的找矿方向。
　　成矿物质来源是矿床学研究的重要组成部分，特别是对梅山矿床铜金矿体的物质来源及其与铁矿体之间关系的研究，对梅山矿床的综合认识具有重要价值，同时对进一步完善“玢岩铁矿”成矿模式具有一定的指导意义。
　　本文就该铜金矿床的成矿流体和成矿物质来源进行了研究。在对梅山铁矿细致野外地质调查基础上，开展了岩相学、流体包裹体、元素地球化学、同位素地球化学等工作，对梅山铜金多金属矿床地质地球化学特征及成因进行了综合研究，取得了一些新的认识。
　　通过手标本和镜下观察，将铜金多金属矿体的矿石分为三类:硅质岩型矿石、黄铁矿型矿石、闪长质角砾岩型矿石。其中，硅质岩型和黄铁矿型矿石的金含量较高，多在1～2g/t，而在闪长质角砾岩型矿石中，金主要富集在角砾间的黄铁矿化胶结物中。三种类型的矿石中均未见可见金，电子探针测试显示，金以超显微金或晶格金的形式存在于黄铁矿、黄铜矿的微裂隙或晶格中。
　　流体包裹体主要选取与铜金多金属矿体共生的方解石脉，其包裹体均为气液H2O两相包裹体，结构简单，呈星点状、星散状分布，形态以似椭圆状、长条状、不规则状为主，包裹体整体较小，可见大小多在5～10um，所得均一温度主要集中在200℃和250℃左右。结合前人的研究成果，认为铜金矿体可能经历了两期热液活动，其成矿的流体主要为中低温流体。
　　铅同位素研究表明，与金矿化密切相关的黄铁矿的铅全部落在造山带附近，赋矿围岩闪长玢岩的铅则分布于造山带的两侧，与宁芜地区的岩体铅的整体特征相一致。梅山铜金多金属硫化物矿体的铅应为壳幔混源，磁铁矿的铅则更靠近上地壳，有较多壳源铅的混入。
　　铜金矿体中碳酸岩脉的C、O同位素研究表明:梅山铜金矿体、铁矿以及宁芜北部地区的铜金矿体的δ13CCO2和δ18OSMOW值均介于岩浆岩和碳酸盐岩之间，显示陆海相沉积岩和岩浆岩均为成岩成矿提供了物质来源。梅山铜金矿体的δ13CCO2和δ18OSMOW与梅山铁矿的δ13CCO2和δ18OSMOW相比，更偏向陆相沉积岩，其δ13CCO2值与安山质围岩的值相当，与铁矿体中的δ13CCO2存在较明显差异，认为铜金矿体的碳主要来源于下部三叠系的陆相沉积碳酸盐层。
　　硫同位素组成特征显示:梅山铁矿体和铜金矿体的硫同位素组成具有明显差异。铁矿体的黄铁矿δ34S值为8.9‰-14.3‰，平均值为11.9‰，石膏中δ34S值为18.5‰-23.3‰，平均值为21.43‰;围岩及蚀变带的δ34S值为8.7‰-10.7‰，平均值为10.0‰，与磁铁矿体中的黄铁矿δ34S值相似，表明在岩体和铁矿的含矿流体上升过程中，有地层硫的加入。而铜金多金属矿床中的黄铁矿的δ34S值为-1.4‰-2.1‰，平均值为0.73‰，暗示其硫主要为深源硫。
　　稀土元素测试显示:围岩中的闪长玢岩其稀土元素总量变化范围较大，岩体的∑REE值在55.75×10-6～270.93×10-6，平均值为126.45×10-6;LREE/HREE为4.94～19.67，平均值为10.1;δEu=0.84～1.25，平均值为1.06;围岩中轻稀土富集，Eu异常不明显，显示是在一个比较稳定的环境下形成的，受岩浆分馏作用的影响较小;铜金矿体的∑REE值在26.01×10-6～3222.20×10-6，变化范围很大，平均值为126.45×10-6; LREE/HREE为15.81～218.98;δEu=1.79～5.44，平均值为2.89，显示明显的轻稀土富集和Eu正异常，说明其是在还原条件下形成的。而梅山铁矿体则显示明显的Eu负异常，显示其是在氧化条件下形成的，与铜金矿体的还原环境差别较大，两者应为不同的成矿流体作用的结果。
　　综合分析以上特征可知，梅山铜金多金属矿体的成矿物质主要来源辉石闪长玢岩体，与成矿有关的流体可分为两个期次，其矿化过程应为:先前形成的安山质岩石形成之后，在铁矿体形成时，发生硅化蚀变，形成含金硅质岩，之后含金硅质层的下部层位又被后期的幔源热液破坏，金元素重新进入热液，在重新冷却时以晶格金和超显微金的形式进入黄铁矿晶体中，形成含火山角砾硫化物矿石和含金黄铁矿体。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 玢岩铁矿

1．2．2 浅成低温热液型金矿

1．3 梅山地区前人研究程度

1．4 研究思路及技术方案

1．5 工作量完成情况

第2章 研究区地质概况

2．1 工作区地理概况

2．2 区域地质概况

2．3 区域地层

2．4 构造

2．4．1 褶皱

2．4．2 断裂

2．5 岩浆岩

2．5．1 火山岩

2．5．2 次火山岩

2．5．3 侵入岩

2．5．4 成矿母岩

2．6 矿产

第3章 矿区地质

3．1 矿区地质概况

3．1．1 矿区地层

3．1．2 矿区构造

3．1．3 矿区岩浆岩

3．2 矿床特征

3．2．1 矿体地质特征

3．2．2 围岩蚀变与矿化

3．2．3 矿石特征

第4章 矿床地球化学特征

4．1 包裹体测温

4．2 成矿时代

4．3 铅同位素

4．4 碳氧同位素

4．5 硫同位素

4．6 稀土元素特征

第5章 成矿物质和成矿流体来源分析

5．1 成矿流体来源分析

5．2 成矿物质来源分析

5．3 成矿过程分析

结论

致谢

参考文献

读研期间的学术成果