兰坪盆地蒸发岩的地球化学特征及其与金属成矿关系探讨

摘要

兰坪盆地是我国重要的贱金属富集区，以金顶铅锌矿最为著名，也是目前认为时代最新的陆源超大型沉积岩容矿的新类型Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床。盆地内发育大量的蒸发岩，并且与Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床相伴生。本文主要着手从三个方面开展研究，第一是盆地内蒸发岩的成因研究；第二是盆地内Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床的物源探讨；第三是将蒸发岩地球化学特征与Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床的地球化学特征对比分析，探讨他们之间关系。研究结果表明：　　（1）盆地内蒸发岩经历了三叠纪三合洞组海相硫酸盐的稳定化学沉积，主要发育有黑色石膏、纹层石膏、含灰岩角砾石膏、灰绿色和紫红色膏泥等，之后经历上覆盐体的压实作用和复杂的构造运动，使其形成了盐底劈、盐丘、盐穿刺、盐珠、盐丘、盐背斜等盐构造体。这些盐构造围绕Pb-Zn-Ag-C u多金属矿体，以金顶和白洋厂最为典型，矿体位于膏盐岩周围，呈透镜状与铅锌矿交替产出；白洋厂的 Cu-Ag 多金属矿体周围发现大量紫红色、灰绿色膏泥。在白秧坪、无底厂、富隆厂虽然没有直接发现蒸发岩与贱金属矿伴生，但是前人对矿体硫化物同位素特征研究表明蒸发岩为成矿物质提供了硫源。　　（2）盆地内石膏和三叠纪三合洞组灰岩（含膏灰岩）微量元素主要以富集 U、Sr元素，亏损Nb、Zr元素的相似特征，而膏泥富集Th、U、Nd、Sm元素，亏损Pb、Nb、Sr、Zr 元素的特征，与古近系云龙组砂岩的相似。再结合微量元素特征值：石膏和灰岩（含膏灰岩）微量元素特征值的Sr/Ba平均值分别为901.69和311.28，均大于1，形成于海相咸水环境，而膏泥和砂岩平均值则为0.94和0.14 ，均小于1，形成于陆相淡水-半咸水环境；石膏和灰岩（含膏灰岩）Sr/Cu的平均值分别为 700.96和730.47，均大于10，形成于干热气候环境，而膏泥和砂岩平均值则为13.67和8.42，形成于湿润-干热气候环境；石膏和灰岩（含膏灰岩）的 V/Cr 平均值分别为 4.13和5.36，均大于2，形成于贫氧-缺氧条件下，而膏泥和砂岩平均值则为1.86和1.75，均小于 2，形成于含氧条件下；石膏和灰岩（含膏灰岩）的 V/（V+Cr）平均值分别为0.70和0.82均大于0.6，形成于缺氧环境，而膏泥和砂岩平均值则为0.65和0.64，虽然也属于缺氧环境，但是没有石膏和灰岩（含膏灰岩）缺氧程度高；石膏和灰岩（含膏灰岩）的Ni/Co平均值分别为12.60和12.17，均大于7，形成于次氧-缺氧环境，而膏泥和砂岩平均值则为2.45和1.7，均小于5，形成于氧化环境；石膏和灰岩（含膏灰岩）的U/Th平均值分别为10.63和9.34，均大于1.25，形成于缺氧环境，而膏泥和砂岩平均值则为0.23和0.25，均小于0.75，形成于氧化环境；石膏和灰岩（含膏灰岩）的δU平均值分别为1.70和1.77，均大于1，为正常海水沉积环境，而膏泥和砂岩平均值则为0.82和0.86，均小于1，为水体缺氧环境沉积。综上认为：厚层－块状石膏与三叠纪三合洞组灰岩应同源，灰绿色膏泥应与古近系云龙组砂岩同源。　　（3）蒸发岩的稀土元素球粒陨石标准化曲线显示出：石膏与三叠纪三合洞组灰岩的相一致，为Ce正常、Eu负异常的右倾“V”型模式特征；而膏泥和古近系云龙组砂岩的配分曲线相似。虽然膏泥和砂岩Eu和Ce以及右倾“V”型模式特征与石膏和灰岩（含膏灰岩）的特征相似，但是要比石膏和灰岩（含膏灰岩）模式曲线特征要整齐的多，显示出物源具有单一性，而石膏和灰岩（含灰膏岩）出现了异常复杂的特征，物质来源具有多源性。　　（4）盆地内蒸发岩的 S 同位素主要以重硫为主（+9.6‰~17‰），少数为轻硫；Sr同位素主要集中在0.707695~0.708629之间，与海相的S和Sr同位素特征比较接近，表明盆地内蒸发岩的成盐流体来自三叠纪古海洋，蒸发岩中轻硫的出现，是受到有机质和生物作用还原的结果。而盆地内Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床中S同位素轻重硫均有出现，这与蒸发岩中S同位素的特征相吻合，说明盆地发育巨厚的蒸发岩是成矿物质的主要硫源。　　（5）盆地内Pb-Zn-Ag-C u多金属矿床的成矿流体碳氧同位素研究表明；金顶矿区碳氧同位素的平均值分别为-9.81‰和22.05‰；白秧坪的碳氧同位素平均值分别为-1.23‰和15.45‰。揭示出盆地成矿流体来源具有大气降水、变质水、深部流体的多源流体特征。　　（6）盆地内Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床的硫化物矿石的Pb同位素和S同位素特征：1）矿石Pb同位素的来源主要以地壳造山带和沉积岩混合铅的特征为主；2）矿石S同位素特征：金顶和白洋厂矿区铅锌矿主要以轻硫为主，伴有大量有机质，而富隆厂、无底厂和白秧坪主要以重硫为主，同时黄铁矿中富集轻硫。与蒸发岩的S同位素特征对比，表明盆地内金属硫化物S同位素的来源主要是有机质和生物还原硫酸盐以及深部流体为成矿提供硫源。　　综上所述，认为兰坪盆地发育巨厚的蒸发岩形成于晚三叠纪三合洞期干热的海相缺氧环境，之后经历复杂的构造运动形成各式各样的盐构造体，这些蒸发岩体为Pb-Zn-Ag-Cu 多金属矿床提供了丰富的硫源，同时复杂地造山运动和深大断裂的发育，为成矿流体提供了大量的Pb-Zn-Ag-Cu等金属阳离子，从而为滇西兰坪盆地贱多金属成矿提供了物质基础。

目录

声明

1引言

1.1选题依据及研究意义

1.2蒸发岩的研究现状

1.3兰坪盆地蒸发岩系的研究进展

1.4主要研究内容

1.5研究方法及技术路线

1.6主要工作量

1.7创新点

2区域地质概况

2.1区域构造

2.2地层

2.3岩浆岩

3兰坪盆地蒸发岩发育特征

3.1蒸发岩分布特征

3.2蒸发岩盐体特征

3.3兰坪盆地蒸发岩盐构造剖面特征

3.4蒸发岩矿物组成

3.5蒸发岩类型

3.6小结

4兰坪盆地蒸发岩地球化学特征

4.1样品的采集及测试技术

4.2微量元素地球化学特征

4.3稀土元素地球化学特征

4.4兰坪盆地蒸发岩同位素

4.5蒸发岩的形成环境

4.6小结

5兰坪盆地蒸发岩与多金属矿成矿关系研究

5.1成矿物质的稀土元素特征研究

5.2同位素地球化学特征及成矿关系

5.3成矿物质来源

5.4小结

6结论

致谢

参考文献