论文摘要
高砷煤主要产于黔西南的兴义、安龙、兴仁等县市,位于滇、黔、桂“金三角”卡林型金矿分布区。研究区内高砷煤赋存于上二叠统龙潭组,区内地层主要为二叠系茅口组灰岩,龙潭组粘土岩、砂岩,夹有煤层及灰岩,长兴组燧石灰岩,大隆组硅质页岩和三叠系夜郎组细砂岩,区内大量的卡林型金矿也赋存于龙潭组。在黔西南高砷煤矿区及附近经常可见卡林型金矿床（点）的产出,甚至可见高砷煤与金矿体共存,形成外生矿床与内生矿床共存的独特地质现象。本论文从黔西南高砷煤与卡林型金矿的区域地质背景、高砷煤与卡林型金矿的地质特征、高砷煤与卡林型金矿的关联特征、典型高砷煤与卡林型金矿的成矿地球化学特征、高砷煤与卡林型金矿的共存成因研究等方面对黔西南高砷煤与卡林型金矿的成因关系进行深入研究,得出以下结论:1、黔西南高砷煤及大量的卡林型金矿的富集严格受沉积层位控制。含煤岩系及卡林型金矿含矿岩系位于峨眉山玄武岩（“大厂层”）与下三叠统之间,为龙潭阶沉积。2、外观上,高砷煤与非高砷煤无法区别。As含量高的样品黄铁矿含量高,黄铁矿脉发育,黄铁矿结晶较粗大;相反,As含量相对较低的样品,黄铁矿含量较少,多呈星散状分布,黄铁矿晶粒细小。显示出As矿化与后生黄铁矿关系更密切。3、贵州西部并非所有的煤都是高砷煤,即使同一个高砷煤矿床,也并非所有的煤层含As量都高,而只是其中的一层或数层是高砷煤。4、各种形态的黄铁矿（草莓状、星散状、条带状、自形一半自形粒状、填隙浸染状、具环边结构的黄铁矿及其他形状）及其他矿物、有机质中未检测到砷,而且没有发现毒砂等含砷矿物,砷不以独立矿物形式存在。5、砷与金密切共生,高砷煤矿床附近总有金及其它金属矿床（点）;高砷煤含煤岩系下伏的峨眉山玄武岩砷、金含量与世界玄武岩中平均砷、金的含量相比较,其值明显偏高,它们能够为以后高砷煤、卡林型金矿形成提供丰富的砷、金矿源。6、稀土元素、矿物包裹体、稳定同位素地球化学研究揭示:金、汞、铊矿石与龙潭煤系中的砷具有同源性,龙潭煤系页岩与峨眉山玄武岩在稀土元素组成上具有继承性。7、峨眉地幔热柱活动是黔西南高砷煤、卡林型金矿形成的先决条件,是它提供了形成高砷煤、卡林型金矿的物质来源,在晚二叠世-中三叠世的地幔热柱岩浆活动,大规模喷发的岩浆物质通过热水沉积作用直接沉淀或经过海解作用而沉积形成含砷、金等成矿物质的矿源层。8、峨眉地幔热柱活动改造了黔西南地区沉积环境。峨眉山玄武岩浆的多次间歇性喷发产生的成矿动力作用成就了黔西南高砷煤、金矿等矿床的形成。高砷煤、金矿的形成过程,实际上是As、Au的活化→迁移→聚集的过程。9、燕山期峨眉地幔热柱活动改变了黔西南的宏观构造条件,使含矿热水体系从相对封闭到半封闭-开放体系转变,导致砷、金等成矿物质的富集沉淀形成高砷煤和卡林型金矿床。通过研究推测高砷煤、金矿的形成过程如下:黔西南地处濒临特提斯-喜马拉雅构造域与濒太平洋构造域的结合部位的特殊大地构造位置,峨眉地幔热柱活动持续时间漫长,在海西期东吴运动作用下,贵州最为强烈、规模较大的一次峨眉地幔热柱活动形成黔西南兴义、安龙、兴仁、贞丰一带的环境较为闭塞、台地相与台地边缘斜坡相的过渡地带的沉积环境;同时,峨眉地幔热柱活动产生的晚二叠世早期峨眉山玄武岩浆喷发,为基性岩浆活动的高峰期,伴随着海底火山热液活动,大量的As、Au及其它微量元素呈极分散均一状态进入这一特殊的沉积盆地环境,随着古海平面的变化,沉积形成龙潭组煤系地层。处于成岩期的煤层、地层中的As、Au及其它微量元素呈极分散均一状态;但在燕山期峨眉地幔热柱再次活动作用下,由于峨眉地幔热柱活动形成区域热异常,地下水深渗循环不断从峨眉山玄武岩、煤系地层中萃取大量的As、Au等成矿物质形成热水,由于强烈的构造运动,使相对封闭的平衡体系遭到破坏,当这些热水活化沿褶皱、断裂等构造薄弱带运移,在通过煤层时发生热水沉积作用,在局部地段黄铁矿中大量富集As、Au等成矿物质,结果形成高砷煤及周围的金矿床（点）和其它元素异常、矿化。本论文总结出高砷煤、卡林型金矿成矿模式。总之,峨眉地幔热柱活动喷发的峨眉山玄武岩浆提供了贵州西部高砷煤、卡林型金矿等形成的成矿物质来源和异常地热背景,促进了含矿热水的循环和运移,加之后期峨眉地幔热柱再次活动产生的成矿动力作用成就了黔西南高砷煤、金矿等矿床的形成。
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