澜沧江火山岩带官房铜矿区矿床地球化学与成矿模式

论文摘要

澜沧江火山岩带是“三江”构造岩浆带中一个重要的地质构造单元,也是十分重要的铜、铅、锌、银、金、钨、锡、钼多金属成矿带,资源潜力巨大。笔者在省院省校合作项目的支持下,以“官房铜矿地质地球化学与成矿模式”为题,开展了博士论文工作。首先对澜沧江火山岩带云县段岩浆岩的形成演化,弧火山岩的成矿机理及成矿规律进行了研究,接着重点探索了官房铜矿的矿床地质和地球化学特征及控矿因素,总结了关键找矿标志,建立了成矿模式。持续四年的矿床研究成果,及时地指导了云县江天公司的勘查与开发工作,使官房铜矿点,发展成为了一个中大型铜银矿床和中型矿山,取得了良好的经济与社会效益,实现了理论研究成果及时转化为现实生产力的目标。滇西云县官房铜矿定位于“三江”特提斯构造域澜沧江火山弧内,历经洋壳俯冲造山、碰撞造山、造山后伸展、走滑转换造山几个构造演化阶段;多期次构造岩浆活动和澜沧江深大断裂及与之相交的东西向隐伏断裂和次级构造,控制了官房铜矿田的产出。官房铜矿是近年来澜沧江火山岩带南段取得较大突破的铜矿床之一。矿床产在三叠系弧火山岩中,含矿围岩为晚三叠世小定西组中基性火山岩,为高钾钙碱性—钾玄岩系列,岩石地球化学具明显的活动大陆边缘弧火山岩的特征;微量元素和Sr、Nd同位素特征既表现出壳源岩石的特点,又具有幔源岩石的特征,显示其源区具有壳幔混源性质,这种源区的形成是特提斯澜沧江洋板块向东俯冲消减作用的结果。与弧火山岩毗邻的云县花岗岩体具有略贫硅、富钾、过铝、钙碱性“S”型花岗岩特征,地球化学特征显示成岩物质主要为壳源;锆石颗粒U-Pb同位素测年结果表明岩体为多期次复式岩体,主体形成于华力西晚期-印支期,系洋壳板块俯冲消减后兰坪-思茅陆块与保山陆块开始碰撞形成的同碰撞花岗岩;侵位于弧火山岩中的燕山早期老毛村花岗岩株（Rb-Sr等时线年龄为169Ma±5Ma）,具高硅、富钾、过铝、钙碱性“S”型花岗岩特征,在地球化学特征上,与中三叠世忙怀组“碰撞型”高钾流纹质火山岩十分相似,均为碰撞后陆壳重融的产物,反映了区内岩浆活动由碰撞前、同碰撞至碰撞后的演化特征;岩株富含成矿物质与挥发分,与官房铜矿关系密切。区内如此强烈的岩浆活动为成矿作用提供了动力源和部分物源。官房铜矿矿体严格受火山机构与三叠纪火山岩相控制,主要产于火山喷发旋回顶部的紫红色杏仁状玄武岩、安山玄武质角砾岩的断裂破碎带,呈似层状、透镜状、囊状、陡倾脉状产出,展现出似层状为楼,陡倾脉状为梯的“楼-梯”分布格局。矿体在平面和剖面上的蚀变矿化分带特征明显,主要蚀变类型有硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和沸石化等,其中以硅化和黄铁绢英岩化与成矿关系最为密切。矿石矿物类型较为复杂,以一套中低温热液矿物组合为特征,铜矿物中均含银,含金量微;银在矿石中的分布有较明显的选择性,多以类质同象的方式赋存在含铜硫化矿物中,而在方铅矿中不含银,这种现象是官房铜矿有别于其它金属矿床之处,反映了弧火山-岩浆侵入成矿的热液演化特征。矿床地球化学研究表明,官房铜矿床赋矿地层不足以提供全部成矿物质,成矿物质绝大部分来自于深部岩浆和热水对流循环过程中的陆壳基底及岩浆途经的围岩。含矿流体介质水为以大气降水为补给的岩浆水,属低—中盐度的H2O-NaCl-CO2体系,从早期到晚期由酸性向弱碱性演化,矿床形成于一个相对开放的环境。矿床成因研究结果显示,深大断裂、岩浆通道有利于深部物质上侵;火山喷发后期才真正涉及到成矿事件,有火山喷发期后火山热液,次火山岩浆侵入及燕山期岩浆侵入所带来的部分岩浆热液,大部分为加热的地下水溶液;成矿物质为深部物质及热水所经过的地层浸取出来的物质。因此,确定矿床成因类型为与火山-岩浆侵入有关的热液型铜多金属矿床。区内自上而下明显增强的硅化和扩大的黄铁绢英岩化晕圈,昭示了隐伏的中酸性岩株或次火山岩体的存在。由此建立了官房铜矿床成矿模式,同时总结出了构造、岩性、露头、矿化蚀变、地球物理和地球化学异常及遥感等6项关键找矿标志,肯定了研究区的找矿前景。推测深部可见有斑岩型和接触交代型铜矿。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 相关领域的研究现状
• 1.2.1 富钾火山岩研究现状
• 1.2.2 官房铜矿研究现状
• 1.3 研究思路、技术路线及研究内容
• 1.4 主要研究进展与成果
• 第二章 区域成矿地质背景
• 2.1 大地构造环境
• 2.2 区域地层
• 2.3 区域构造
• 2.4 岩浆活动及分布
• 2.5 特提斯演化
• 2.6 区域成矿作用
• 2.7 区域地球物理地球化学场
• 第三章 弧火山岩地质地球化学
• 3.1 弧火山岩时空分布
• 3.1.1 时间分布
• 3.1.2 空间分布
• 3.2 弧火山岩的地质学和岩石学特征
• 3.2.1 地质学特征
• 3.2.2 岩石学特征
• 3.3 岩石化学和地球化学特征
• 3.3.1 岩石化学特征
• 3.3.2 微量元素地球化学特征
• 3.3.3 REE地球化学特征
• 3.3.4 同位素地球化学特征
• 3.4 弧火山岩形成的构造环境
• 第四章 云县花岗岩体及老毛村岩株地质特征及形成环境
• 4.1 岩体地质特征
• 4.1.1 云县花岗岩体
• 4.1.2 老毛村岩株
• 4.2 地球化学特征
• 4.2.1 云县花岗岩体
• 4.2.2 老毛村岩株
• 4.3 花岗岩体的年代
• 4.3.1 云县花岗岩体
• 4.3.2 老毛村岩株
• 4.4 物质来源及形成环境
• 4.4.1 云县花岗岩体
• 4.4.2 老毛村岩株
• 第五章 矿床地质特征
• 5.1 矿区地质
• 5.2 矿床地质特征
• 5.2.1 矿体特征
• 5.2.2 矿石特征
• 5.2.3 围岩蚀变特征
• 5.2.4 银赋存状态研究
• 5.2.5 成矿阶段及矿物共生组合
• 5.2.6 矿化蚀变分带特征
• 第六章 矿床地球化学
• 6.1 成矿物质来源
• 6.1.1 铅同位素组成
• 6.1.2 硫同位素组成
• 6.1.3 氢、氧同位素组成
• 6.1.4 稀土元素地球化学特征
• 6.1.5 微量元素地球化学特征
• 6.2 含矿流体的物理化学特征
• 6.2.1 流体包裹体特征
• 6.2.2 含矿流体的温度和盐度
• 6.2.3 含矿流体的压力和成矿深度
• 6.2.4 含矿流体的成分
• 6.3 成矿元素的迁移形式
• 6.4 成矿元素的沉淀富集
• 第七章 矿床成因与成矿模式
• 7.1 控矿因素
• 7.1.1 构造因素
• 7.1.2 火山机构因素
• 7.1.3 岩浆岩因素
• 7.1.4 挥发组分因素
• 7.2 矿床成因
• 7.3 成矿模式
• 7.3.1 建立成矿模式的依据
• 7.3.2 成矿模型
• 7.4 找矿标志
• 7.5 成矿预测
• 第八章 结论
• 参考文献
• 图版说明
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果目录