卡林型金矿成矿物质来源、流体演化研究-以右江盆地两种沉积相金矿黄铁矿原位硫同位素及微量元素为例
文献类型:学位论文
作者 | 李金翔 |
答辩日期 | 2019 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 中国科学院地球化学研究所 |
导师 | 胡瑞忠 |
关键词 | 右江盆地 台地相金矿 盆地相金矿 成矿物质来源 成因模式 |
其他题名 | Study on the metallogenetic source and the fluid evolution of Carlin type gold deposits-a case study of in situ sulfur isotopes and trace elements of pyrites of gold deposits from two sedimentary facies in the Youjiang Basin |
英文摘要 | 处于扬子地块西南缘右江盆地中的诸多卡林型金矿床主要集中分布在云南、贵州和广西三省交界处,为我国重要的金矿产地、世界第二大卡林型金矿矿集区。右江盆地卡林金矿又可分为以不纯碳酸盐岩为主要容矿岩石的台地相金矿 (Platform-type CTGDs,简称P-CTGDs)和以陆源碎屑岩为主要容矿岩石的盆地相金矿(Basin-type CTGDs,简称B-CTGDs)。前者主要包括水银洞、紫木凼、太平洞、戈塘、泥堡等超大(中-大)型金矿,后者则主要包括金牙、烂泥沟、高龙等金矿。近些年研究表明,在盆地相区即右江盆地南缘发现了产于二叠纪辉绿岩体内或辉绿岩-沉积岩接触带的金矿类型(如广西龙川金矿和云南安那金矿等),也有一些矿床同时产在沉积岩和辉绿岩体中(广西八渡金矿和云南者桑金矿等)。整体而言,两沉积相区金矿矿体明显受断裂和地层双重控制,As、Sb、Hg、Tl、Cu、S等元素密切共生,均具有去碳酸盐化、硅化、粘土化、硫化和碳酸盐化等围岩蚀变特征,但又有很多细节上的差别。本文以近年来快速发展的激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)、纳米二次离子探针(NanoSIMS)、离子探针(SIMS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)等技术为主要研究手段,并以传统成熟的测试技术(EPMA-SEM)为辅助。拟选取台地相三个典型金矿(水银洞金矿、紫木凼金矿、泥堡金矿),盆地相三个金矿(金牙金矿、八渡金矿、者桑金矿)进行系统野外地质调查和矿相学对比研究。并对黄铁矿为主的硫化物进行微区原位S-Fe同位素-微量元素点分析或线/面扫描工作,以查明成矿元素组合的分布特征、含量组成以及内在联系;结合单矿物Pb-Hg同位素组成分析结果,探究两沉积相区金矿成矿物质来源有何异同,探讨包含金在内的成矿元素的赋存状态和富集机制。并结合前人流体包裹体岩相学、C-H-O传统同位素成果,讨论代表矿床成矿流体的来源和演化,进一步刻画反演成矿过程。以期丰富和完善两沉积相区矿床成因模式及成矿规律,为区域找矿提供有力支撑。取得的主要认识如下:(1)查明了两沉积相区各金矿的围岩蚀变和矿物组成特征。台地相金矿(P-CTGDs)赋矿岩性以碳酸盐岩、凝灰岩夹层和粘土岩组合为主,而盆地相金矿(B-CTGDs)主要以辉绿岩和砂泥岩等碎屑岩为主。围岩蚀变类型包括:脱碳酸盐化、硅化(±萤石化)、粘土化、硫化(以黄铁矿和毒砂为主)、碳酸盐化等。主要的矿物组合有黄铁矿、毒砂、雄黄(±雌黄)、辉锑矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、金红石、磷灰石、石英、方解石(白云石)、伊利石(±高岭石)、绢云母等。部分矿床发育次显微金、硫砷汞铜矿、硫汞锌矿、辉砷镍矿及(锑)黝铜矿等矿物,多以矿物包裹体或在黄铁矿/毒砂裂隙中的形式产出,代表了变质变形作用。(2)元素地球化学研究表明,6个矿床中矿石样品的 Au、Cu、Hg、As、S、Sb、Ag、Tl和少量Fe、K等元素都是由热液带入的,MnO、SiO2、TiO2和Al2O3的含量变化不大,Na2O、CaO等则相对亏损或略微富集,是热液交代围岩的结果,而Pb、Zn基本没有变化或略微亏损。Fe多由含铁碳酸盐矿物、钛铁矿、含Fe辉石-角闪石等矿物释放提供。Cu在八渡金矿辉绿岩矿体中含量变化不大,可能跟辉绿岩中含有较多黄铜矿有关。Al2O3和K2O的高含量通常与矿石样品粘土蚀变过程中出现的含Al、K的粘土矿物(如伊利石、高岭石或绢云母等)有紧密联系。较高含量的CaO和MgO也多与卡林型金矿碳酸盐化过程中大量出现的方解石等碳酸盐矿物有关。其他微量元素如W、Sn等在局部矿体中的略微富集及亏损,可能与成矿流体改造或扰动有关。(3)矿相学工作显示,两沉积相区黄铁矿均具有环带结构,即显示成岩和热液两种成因。相比较成岩期黄铁矿而言,热液期黄铁矿多富集As-Au-Cu元素组合,并亏损Fe和S。台地相金矿和右江断裂以北的金矿黄铁矿Au含量较高;而右江断裂以南的盆地相金矿黄铁矿Au含量较低,可能暗示有部分Au赋存在毒砂中。(4)各金矿各期次黄铁矿原位微量元素组成特征显示,热液期黄铁矿均富集As-Au-Cu-Sb(-Hg)-Tl等成矿元素组合。整体而言,台地相金矿比盆地相金矿Au含量高,而前者As含量则略低于后者。台地相金矿和盆地相金矿中的沉积岩矿体Au、As等元素富集特征比较相似,而盆地相辉绿岩矿体Au含量较低,但都略小于美国卡林型金矿Au含量;盆地相辉绿岩矿体As含量略高于沉积岩矿体。台地相金矿成矿期黄铁矿Au/As比值在1:100-1:100000之间,而盆地相金矿成矿期黄铁矿则在1:1000-1:10000000之间。(5)LA-ICP-MS及HRTEM结果显示,Au在含砷黄铁矿中以固溶体金(Au1+)和纳米金(Au0)两种形式存在;纳米金和次显微金的存在可能是脆性变形或晚期热液改造影响下的出溶结果。这一认识更新和完善了我们对右江盆地卡林型金矿Au赋存形态的认知。(6)NanoSIMS原位S同位素结果表明两沉积相区金矿的S可能主要来自元古代变质基底岩石。相对右江断裂以南的盆地相金矿而言,台地相和右江断裂以北金矿的S更有可能来源于岩浆,但与大厂层构造蚀变体的水岩反应和流体氧化对成矿期黄铁矿低硫同位素组成的影响不可忽视。泥堡金矿中重结晶草莓状黄铁矿的超重硫同位素组成,可能与深海沉积物的缺乏或者相对封闭系统下的瑞利分馏有关。单颗粒黄铁矿NanoSIMS面扫描和线扫描结果显示,As-Au-Cu元素间的耦合或失耦关系,可能与成矿流体在物理化学条件剧烈变化下的选择性分异和卸载沉淀有关。(7)各金矿硫化物Pb同位素结果显示,两沉积相区金矿中的Pb大部分来自于元古代基底。对台地相金矿和右江断裂以北的盆地相金矿而言,Pb更可能来自于深部岩浆;硫化物Hg同位素组成和微弱的同位素非质量分馏(MIF)可能暗示了Hg的基底来源,但不能排除岩浆来源的可能性。(8)SIMS原位Fe同位素结果显示,成岩期黄铁矿和成矿期黄铁矿的Fe同位素组成差异较大,可能暗示了不同的Fe质来源;也暗示成矿期黄铁矿中的Fe可能不全部来自于赋矿地层,还可能有其他来源。(9)C-H-O同位素结果显示,均有以变质流体为主的深源流体的参与,且同位素组成受赋矿地层岩性影响较大。变质流体可能与二叠纪右江盆地南侧越北逆冲推覆褶皱带的构造变质变形有关,这一认识也和镜下可见的次显微金、硫砷汞铜矿、硫汞锌矿、辉砷镍矿及(锑)黝铜矿等变质作用下的标型矿物吻合。右江盆地成矿流体可能主要是来自于深部基底变质流体(±大气降水),相比较右江断裂以南的盆地相矿床而言,台地相金矿和右江断裂以北的盆地相矿床更有可能有岩浆流体的参与;而盆地相金矿则可能有盆地卤水的混入。(10)台地相金矿和右江断裂以北的金矿成矿时代可能主要以燕山期(130~150Ma)为主,而右江断裂以南的卡林型金矿则以印支期(200~230Ma)为主,并有燕山期的叠加。 |
语种 | 中文 |
页码 | 293 |
源URL | [http://ir.gyig.ac.cn/handle/42920512-1/10742] ![]() |
专题 | 地球化学研究所_研究生 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 李金翔. 卡林型金矿成矿物质来源、流体演化研究-以右江盆地两种沉积相金矿黄铁矿原位硫同位素及微量元素为例[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学. 2019. |
入库方式: OAI收割
来源:地球化学研究所
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