四川盐源平川铁矿床成矿规律研究

论文摘要

平川铁矿床在大地构造位置上位于扬子准地台西部的盐源-丽江台缘坳陷带东缘与康滇地轴中段西缘的结合部位,矿床分布于雅砻江断裂带西侧的金河-箐河深断裂西缘盐源东部平川地区,其与广泛分布在攀西地区的钒钛磁铁矿矿床一起构成了我国著名的攀西铁矿集中区。平川铁矿床是我国西部地区陆相次火山岩型铁矿床的典型代表,自1958年建成投产以来,迄今已开采50余年,探明资源渐趋枯竭而转入危机矿山行列。然而,对其科研工作则严重滞后,主要认识集中在上世纪80年代,属于典型的高勘查程度低研究程度危机矿山。针对平川铁矿床的研究现状及找矿勘探过程中遇到的一些关键地质问题,笔者在系统的野外地质调研的基础上,从矿化时空结构分析入手对平川铁矿床进行了成矿规律研究。通过对矿床地质-地球化学特征及矿化时空结构的研究,划分了平川铁矿床的成矿类型,阐明了成岩演化系列及其与成矿的关系,厘定了成矿演化的时间结构,剖析了矿化的空间结构,并在此基础上探讨了矿床成因,建立了矿床成矿模式。取得的主要认识及成果如下：（1）据成矿作用方式及赋矿建造的不同将平川铁矿床的成矿类型划分为次火山热液型成矿类型、火山喷发（溢）沉积型成矿类型和岩浆分异型成矿类型等3种成矿类型；（2）区内暗色岩为板内大陆裂谷环境的产物,属于富钠质大陆拉斑玄武岩与大陆碱性玄武岩过渡岩石系列,总体具有低钙、铝,富镁的特点,大杉树辉长岩具有向含钒钛磁铁矿太和辉长岩贫钙、高铝、富铁方向演化的特点,可能暗示了成矿类型的过渡。区内暗色岩具有向基性程度增高的趋势演化,黄草坪辉长岩、大坪子苏长辉长岩和南天沟二辉橄榄岩代表了区内暗色岩基性程度逐渐增高的3个基本岩石单元,二辉橄榄岩可能近似代表了源区地幔岩的组成。区内各种基性程度不同的暗色岩为幔源岩浆同源异相的产物,其构成了平川地区较为完整的成岩演化系列。地质-地球化学特征研究表明,研究区的成岩作用与成矿作用为同一地质过程的不同表现形式,暗色岩与矿床为同源岩浆经分异作用形成的同源异相产物,两者具有很好的地质-地球化学对应关系；（3）矿山梁子磁铁矿成分标型与火成碳酸岩型磁铁矿趋于一致,与热液型磁铁矿的成分标型相似而又有所区别,在成因判别图解上显示出热液成矿特征,并可能具有深成热液的特点。与磁铁矿关系最为密切的黄铁矿的Co、Ni含量及Co/Ni（?）匕值指示成矿作用与火山作用有关,成矿流体与深源基性、超基性岩有关。磁铁矿O同位素组成、菱铁矿和白云石碳同位素组成均指示成矿流体具深源岩浆来源特点。这些特征表明区内的磁铁矿可能为成矿流体来自深源岩浆的次火山热液型磁铁矿；（4）获得了黄草坪辉长岩锆石U-Pb年龄为255.9±1.2 Ma,其代表了区内黄草坪辉长岩侵位和峨眉山玄武岩喷发的时间,捕获锆石266.5±2.4 Ma的地质年龄可能代表了区内岩浆活动的孕育时间。近矿辉绿岩和苦橄岩获得了248Ma的参考成岩年龄,初步限定了成矿年龄。变质锆石65Ma左右的变质年龄及磷灰石58.2±5.3Ma的裂变径迹年龄,代表了区内喜马拉雅期陆内褶皱造山作用的时间;（5）研究区的成矿演化与攀西地区的海西-印支期构造热事件和喜马拉雅期陆内造山作用密切相关。平川铁矿床与攀西地区的钒钛磁铁矿矿床、铜镍矿床等均为海西-印支期构造热事件在同一深部地质过程中形成的具有内在成生联系的不同成矿系列的产物。平川铁矿床的成矿演化大致经历了岩浆分异期、火山喷发（溢）沉积期、热液期和后生改造期等成矿演化宏观结构。热液期是平川铁矿床的主成矿期,其成矿演化的微观结构又可分为磷灰石-磁铁矿阶段、细粒碳酸盐-磁铁矿阶段、菱铁矿-磁铁矿阶段和碳酸盐-硫化物阶段等4个阶段。多期多阶段的成矿演化形成了平川铁矿床岩浆分异型-火山喷发（溢）沉积型-次火山热液型的完整成矿演化系列；（6）矿床的空间展布受构造和岩浆活动联合控制。平川铁矿床表现出受复合构造分级控矿的特点,区域性金河-箐河断裂的派生分枝断裂与大板山-官房沟复背斜联合控制了矿床NE向的整体空间展布格局,铁矿化空间定位受制于矿山梁子断层和西潘沟断层,矿山梁子破火山口构造是矿床最重要的直接控矿构造和容矿空间。赋矿暗色岩与矿化类型表现出专属性特征,火山喷发（溢）沉积型、次火山热液型和岩浆分异型3种矿化类型分别与火山岩、次火山岩和侵入岩在空间上具有很好的对应关系。据成矿方式、矿化类型及矿体定位空间的不同将矿体的产出样式划分为了矿山梁子亚式、烂纸厂亚式和大杉树亚式,统称为平川式。次火山热液型矿化在空间上表现出分带性特点,在宏观上表现为矿山梁子矿浆充填型磁铁矿与道坪子高温气液接触充填-交代型磁铁矿的内外分带,在微观上表现为道坪子矿段明显的热液蚀变分带和矿山梁子矿段矿石构造类型的分带。矿山梁子矿段的矿体主要赋存于破火山口构造内,受控于火山口内的断裂带、层间破碎带以及发育的围岩裂隙带,充填成矿特征明显,与围岩建造呈突变接触关系,厚大矿体主要产于接触带的虚脱空间,而规模较小的矿体多沿围岩的层间破碎带构造、围岩裂隙系统充填。矿体对赋矿围岩无明显选择性,但就位空间往往与近矿辉绿岩关系密切,矿体或赋存于辉绿岩与地层接触带,或产于辉绿岩内部裂隙带构造空间,辉绿岩的顶部、凹部往往是矿体赋存的有利空间。道坪子接触充填-交代型铁矿主要赋存在岩体与地层的接触带构造,与围岩呈突变接触关系。火山喷发（溢）沉积矿化主要受矿山梁子破火山口构造和烂纸厂断裂控制,随成矿物质迁移距离的不同而形成了距火山口构造远近不同的苦荞地矿段和烂纸厂矿段。矿体主要赋存于峨眉山玄武岩组下段的致密块状玄武岩与玄武质角砾岩的接触带附近,与顶底板围岩多呈断层接触关系,在主矿体的两侧往往有多个近于平行排列的次要矿体分布,矿化具多层产出特点,自火山口构造向南磁铁矿含量占全铁比例随距离表现出消长关系,而自地表向深部则表现出正相关关系。岩浆分异型矿化赋存于辉长岩建造中,与围岩呈渐变过渡关系;（7）平川铁矿床为一个与海西-印支期陆相火山-次火山岩浆活动有关的火山喷发（溢）沉积-贯入型铁矿床,矿化具有“三层楼”成矿模式特点,火山喷发（溢）沉积型-次火山热液型-岩浆分异型成矿演化系列在时空上对应于火山岩→次火山岩→侵入岩成岩演化系列。平川铁矿床与国内外赋存于暗色岩建造中的铁矿床具有可对比性。

论文目录

• 作者简介
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究区交通地理位置
• 1.2 论文选题来源、研究目的及意义
• 1.2.1 选题来源
• 1.2.2 选题目的
• 1.2.3 选题意义
• 1.3 选题研究现状及存在问题
• 1.3.1 陆相次火山岩型铁矿研究现状
• 1.3.2 平川铁矿研究现状及存在的问题
• 1.4 主要实物工作量
• 第二章 成矿地质背景
• 2.1 区域地质背景
• 2.1.1 大地构造位置
• 2.1.2 区域地层
• 2.1.3 区域构造
• 2.1.4 区域岩浆岩
• 2.1.5 区域矿产
• 2.2 矿区地质概况
• 2.2.1 矿区地层
• 2.2.2 矿区构造
• 2.2.3 矿区岩浆岩
• 第三章 矿床地质特征
• 3.1 矿体的一般产出特征
• 3.1.1 次火山热液型成矿类型
• 3.1.2 火山喷发（溢）沉积型成矿类型
• 3.1.3 岩浆分异型成矿类型
• 3.2 矿石物质组成及矿石类型
• 3.2.1 次火山热液型成矿类型
• 3.2.2 火山喷发（溢）沉积型成矿类型
• 3.3
• 3.3.2 火山喷发（溢）沉积型成矿类型
• 3.3.3 岩浆分异型成矿类型
• 3.4 围岩蚀变
• 第四章 矿床地球化学特征
• 4.1 样品采集及测试分析
• 4.2 岩（矿）石元素地球化学特征
• 4.2.1 岩石元素地球化学特征
• 4.2.2 矿石元素地球化学特征
• 4.3 同位素地球化学特征
• 4.4 矿床成矿年代学研究
• 4.4.1 前人工作概述
• 4.4.2 年代学研究新进展
• 第五章 矿化时空结构特征研究
• 5.1 矿化的时间结构特征
• 5.1.1 构造热事件与成矿
• 5.1.2 成矿演化的时间结构特征
• 5.1.3 成矿演化与矿化富集关系分析
• 5.2 矿化的空间结构特征
• 5.2.1 矿床产出地质背景及整体结构
• 5.2.2 主要控矿要素分析
• 5.2.3 矿体的空间赋存特征分析
• 5.2.4 矿体的空间定位规律及产出样式
• 第六章 矿床成因及成矿模式
• 6.1 矿床成因探讨
• 6.2 成矿过程及成矿模式
• 6.3 与国内外类似含矿建造的对比研究
• 6.4 找矿勘查启示
• 6.4.1 研究区找矿方向
• 6.4.2 成矿模式对火成岩区铁矿勘查的启示
• 第七章 结论与建议
• 7.1 主要结论
• 7.2 存在的问题及进一步工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附图