康滇地轴东缘典型铅锌矿床分散元素镉锗镓的富集规律及富集机制

论文摘要

康滇地轴东缘位于环太平洋构造域与特提斯构造域的结合部位,是松潘—甘孜印支褶皱带中的一个重要单元,自晚太古代以来,本区经历了长期、复杂的地质构造演化历史,形成了大量的金属矿产资源,其中包括富含分散元素镉、锗、镓的铅锌矿床。本文以康滇地轴东缘几个大（特大）型典型铅锌矿床（如四川天宝山矿床、大梁子矿床和云南会泽矿床）为解剖对象,在系统野外工作的基础上,详细描述了天宝山、大梁子和会泽三个典型铅锌矿床的地质、地球化学特征。室内研究在常规光片、薄片观测的基础上,综合运用化学分析、等离子质谱分析、电子探针等技术手段,对矿床的岩石（矿石）和硫化物单矿物的常量元素、微量元素及铅、硫、碳等的同位素地球化学、分散元素镉、锗、镓含量、分散元素镉、锗、镓的赋存状态和富集特征等方面进行了系统研究。结合区域地质构造演化,论文探讨了康滇地轴东缘铅锌矿床形成的地质构造条件和成矿作用,揭示了分散元素镉、锗、镓在铅锌矿床中的富集规律与富集机制。本论文取得如下新认识:1.康滇地轴东缘典型铅锌矿床赋矿围岩均为碳酸盐岩,其中天宝山和大梁子矿床为上震旦统灯影组白云岩,会泽矿床为下石炭统摆佐组白云岩（或灰质白云岩）,这些地层都富含成矿元素Zn和Pb以及分散元素Cd。未受蚀变的赋矿围岩中Zn含量显著高于地壳同类岩石的丰度,一些岩石可高出地壳丰度1～2个数量级;Pb在各类岩石中也有一定程度的富集,但富集程度低于Zn;分散元素Cd在岩石中的含量普遍高于地壳同类岩石丰度一个数量级以上,而Ga和Ge的含量与地壳同类岩石的丰度相近。由此可见,Zn、Pb和Cd等元素在区域岩石中的高背景值,为本区铅锌成矿及分散元素富集提供了物质基础。2.等离子质谱分析和电子探针分析表明,分散元素Cd、Ge、Ga主要以类质同象形式赋存于原生硫化物闪锌矿、方铅矿和黄铁矿中,少量可能以超显微独立矿物的形式存在。其中Cd主要赋存于闪锌矿中,Ge、Ga主要赋存于方铅矿中。3.根据矿体的产出特征,结合矿床的铅同位素模式年龄资料,认为康滇地轴东缘铅锌矿床的成矿时代晚于赋矿地层时代,属典型的后生矿床,铅同位素构造演化表明康滇地轴东缘铅锌矿床的矿石铅主要来自于上地壳,特别是造山带。4.赋矿围岩、矿石和闪锌矿具有相似的稀土元素地球化学特征,总体表现为轻稀土相对富集,Eu和Ce呈弱负异常,稀土元素分布曲线向右倾斜。说明矿石中的稀土元素组成特征继承了赋矿围岩稀土元素组成的特征,反映出矿石的稀土元素主要来自赋矿地层。5.康滇地轴东缘典型铅锌矿床硫化物的硫同位素组成总体上与赋矿地层形成时期的海相硫酸盐的硫同位素组成相近,说明矿床的硫主要来自赋矿地层。但天宝山矿床硫化物的δ34S值明显低于震旦纪时期海相硫酸盐的δ34S值,可能为细菌还原所致,成矿处于相对还原的环境。6.首次总结了康滇地轴东缘铅锌矿床分散元素的赋存状态和空间分布规律:分散元素Cd、Ge、Ga主要以类质同象和机械混入物形式赋存与硫化物矿物中,特别是闪锌矿和方铅矿中,但富集程度相对较低。自西向东,即由天宝山—大梁子—会泽矿床,分散元素富集有明显的空间分带现象,表现为矿床有富镉镓—富镉—富锗之变化趋势。7.Pb、Zn等金属元素主要呈氯化物络合物的形式活化迁移,Cd、Ge、Ga等分散元素也可能形成了部分氯化物络合物或者被Pb、Zn的络合物吸附而随之一起搬运;含矿热液带来的热能造成矿化围岩中有机质的热降解作用产生甲烷,从而导致硫酸盐的还原和金属硫化物的沉淀。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 康滇地轴东缘铅锌矿床研究现状
• 1.2 分散元素研究概况与选题依据
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.4 工作量和主要成果
• 第2章 矿床产出的区域地质背景
• 2.1 区域地层概况
• 2.2 区域地质构造演化
• 2.3 区域岩浆活动
• 2.4 区域矿产分布
• 第3章 典型铅锌矿床地质特征
• 3.1 天宝山（富镉镓）铅锌矿床
• 3.1.1 矿区地层
• 3.1.2 矿区构造及岩浆活动
• 3.1.3 矿区围岩蚀变
• 3.1.4 矿体产出特征
• 3.1.5 矿石结构和构造特征
• 3.1.6 矿石物质组分
• 3.1.7 矿物生成顺序
• 3.2 大梁子（富镉）铅锌矿床
• 3.2.1 矿区地层
• 3.2.2 矿区构造
• 3.2.3 矿区围岩蚀变
• 3.2.4 矿体产出特征
• 3.2.5 矿石结构和构造特征
• 3.2.6 矿石物质组分
• 3.2.7 矿物生成顺序
• 3.3 会泽（富锗）铅锌矿床
• 3.3.1 矿区地层
• 3.3.2 矿区构造及岩浆活动
• 3.3.3 矿床围岩蚀变
• 3.3.4 矿体产出特征
• 3.3.5 矿石结构和构造特征
• 3.3.6 矿石物质组分
• 3.3.7 矿物生成顺序
• 第4章 典型铅锌矿床地球化学特征
• 4.1 岩石/矿石地球化学特征
• 4.1.1 岩石常量元素地球化学特征
• 4.1.2 岩石/矿石微量元素地球化学特征
• 4.2 岩石/矿石稀土元素地球化学特征
• 4.2.1 岩石稀土元素地球化学特征
• 4.2.2 矿石（矿物）稀土元素地球化学特征
• 4.2.3 稀土元素地球化学特征小结
• 4.3 同位素地球化学特
• 4.3.1 铅同位素地球化学特征
• 4.3.2 硫同位素地球化学特征
• 4.3.3 碳氢氧同位素地球化学特征
• 第5章 典型铅锌矿床分散元素镉锗镓的富集规律及富集机制
• 5.1 分散元素镉锗镓的地球化学特征综述
• 5.1.1 镉的元素地球化学特征
• 5.1.2 锗的元素地球化学特征
• 5.1.3 镓的元素地球化学特征
• 5.2 典型铅锌矿床分散元素镉锗镓在矿石矿物中的分布特征
• 5.2.1 天宝山（富镉镓）铅锌矿床
• 5.2.2 大梁子（富镉）铅锌矿床
• 5.2.3 会泽（富锗）铅锌矿床
• 5.2.4 典型铅锌矿床分散元素分布特征小结
• 5.3 典型铅锌矿床分散元素镉锗镓在矿石中的赋存状态
• 5.3.1 光学显微镜下鉴定特征
• 5.3.2 电子显微镜下鉴定特征
• 5.4 典型铅锌矿床分散元素镉锗镓的富集规律
• 5.4.1 天宝山（富镉镓）铅锌矿床分散元素富集规律
• 5.4.2 大梁子（富镉）铅锌矿床分散元素富集规律
• 5.4.3 会泽（富锗）铅锌矿床分散元素富集规律
• 5.4.4 典型铅锌矿床分散元素富集规律小结
• 5.5 典型铅锌矿床分散元素镉锗镓的富集机制
• 5.5.1 铅锌成矿溶液的物理化学性质
• 5.5.2 铅锌成矿作用与分散元素的富集
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 图版Ⅰ
• 图版Ⅱ
• 图版Ⅲ
• 图版Ⅳ
• 图版Ⅴ
• 图版Ⅵ
• 图版Ⅶ
• 图版Ⅷ
• 图版Ⅸ