湘西沃溪Au-Sb-W矿床矿石矿物的矿物学和地球化学研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 祝亚男 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 彭建堂 |
| 关键词 | 矿物学 微量元素 稳定同位素及稀有气体同位素 流体包裹体 沃溪Au-Sb-W矿床 |
| 学位专业 | 地球化学 |
| 中文摘要 | 湘西雪峰山一带，脉型金矿床广泛分布，与国外常见的单金石英脉型金矿床不同，该区金矿常与钨、锑共生。其中，沃溪矿床作为该区最大、也是唯一发育Au-Sb-W组合的金矿床，是研究此类独特元素组合脉型金矿的天然实验室。本论文主要以矿石矿物为研究对象，运用矿物学、矿物化学（EPMA）、微量元素地球化学、同位素地球化学（S、Pb及稀有气体同位素）以及流体包裹体地球化学等方法，对沃溪矿床的成矿物质来源、成矿流体性质与演化以及矿床成因等问题进行了系统研究。本论文主要获得以下几方面的重要认识： （1）沃溪矿区黑钨矿矿脉以顺层的含矿石英脉为主，同时发育各种节理脉；节理脉常相互错断，表现出多阶段成矿特征。矿脉中黑钨矿常与石英、碳酸盐及硫化物共生，矿石组构显示出热液充填特点。该矿黑钨矿的REE含量很低（1.62 ~4.58μg/g），明显低于南岭与花岗岩有关的黑钨矿；其HREE相对富集，并具有Eu、Sm、Gd、Tb异常及MW复合型四分组效应等特征，这可能与成矿流体的氧逸度及络合物的稳定性有关。同时，该矿黑钨矿的Y/Ho比值均小于28，指示其成矿流体中以CO32-（HCO3-）络合物为主；其高含量Sc可能与成矿流体对深部岩石的淋滤有关。这些特征明显有别于南岭石英脉型黑钨矿，暗示其成矿与岩浆作用无直接关系。 （2）沃溪矿区的黄铁矿与湘西区域马底驿组板岩、赋矿围岩以及深部岩石的REE分布特征均十分相似，可能反映围岩或/和深部岩石为其形成提供了物质。该矿金属硫化物的S同位素组成为-7.40~+0.92‰，与区域板岩中黄铁矿的d34S值（-5.50~+19.12‰）部分吻合但整体偏低，这可能与硫化物的形成机制（流体沸腾）有关；成矿流体总S同位素组成为-9.19~+3.09‰，其分布具有两个明显的峰，可能指示黄铁矿的形成受流体沸腾与水-岩反应的双重影响，而导致由其d34SPy计算的d34SH2S较由辉锑矿计算的偏低，或指示成矿流体中的S可能来自深部流体与围岩。硫化物的Pb同位素组成显示其主要来自于造山带，可能是围岩与含较高放射成因Pb的深部岩石的混合。 （3）利用红外显微技术，首次研究了该矿中矿石矿物（辉锑矿）的流体包裹体特征，并结合对白钨矿和石英中包裹体的研究，确定了沃溪矿床的成矿流体性质以及矿石的沉淀机制。白钨矿及共生石英（早阶段）与辉锑矿及共生石英（晚阶段）中的流体包裹主要有4种类型：I型，富液相的气液两相水溶液包裹体；II型，富CO2气液两相或三相包裹体；III型，富气相的气液两相水溶液包裹体；IV型，纯液相水溶液包裹体。矿石矿物与共生石英中的流体包裹体类型相似，且均一温度和盐度也大致相同。沃溪矿床的成矿流体为中低温（140~240°C）、低盐度（<7.0 wt.% NaCl equiv.）、富CO2并含N2的水溶液，与雪峰山地区其他脉型金矿的成矿流体特征相吻合。钨成矿阶段矿石形成机制以流体混合作用为主，而金锑成矿阶段则以流体沸腾作用为主；此外，水-岩反应也可能对该区金沉淀有影响。 （4）首次对沃溪矿床进行了稀有气体同位素研究。该矿的黄铁矿和辉锑矿中流体包裹体的3He/4He值为 0.002~0.281 Ra，40Ar/36Ar值为229.9~2585.9，幔源物质没有参与该矿的成矿作用，成矿流体为深部非岩浆成因的地壳流体，向浅部大气饱和水的贡献增加；成矿流体的He、Ar同位素组成受基底及赋矿围岩影响。 （5）沃溪矿床的地质地球化学特征与造山型金矿十分吻合，但其还具有W、Sb成矿，故其很可能是一个非典型的造山型金矿床。 （6）探讨了沃溪矿床的成矿机理。晚加里东时期，雪峰山地区处于陆内造山的构造背景下，发生了一系列的变形变质作用，使深部含矿质及CO2的流体沿断裂上涌，期间与围岩相互作用，并最终于层间断裂中与浅部流体混合而导致W矿的富集沉淀。W矿脉形成以后，晚阶段的深源含矿质流体再次上涌，由于其流体压力高于静岩压力，将迫使早阶段形成的W矿脉重新张开，或在围岩中产生新的破裂；进而该流体及一些围岩中的大气饱和水迁移至破裂带中，导致流体压力骤减，发生沸腾作用，从而沉淀黄铁矿、自然金及辉锑矿等矿物。此外，成矿过程中伴随的强烈水-岩反应也可能对Au的析出有一定贡献。 |
| 学科主题 | 矿床地球化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-12-28 |
| 源URL | [http://ir.gyig.ac.cn:8080/handle/352002/5923]  |
| 专题 | 地球化学研究所_研究生_研究生_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 祝亚男. 湘西沃溪Au-Sb-W矿床矿石矿物的矿物学和地球化学研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：地球化学研究所
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