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黔西南百地金、锑矿床成矿作用机制与区域成矿潜力评价

文献类型:学位论文

作者闫俊
答辩日期2024
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
导师夏勇
关键词百地金、锑矿床,卡林型金矿,金-锑共生,成矿机制,潜力评价
其他题名Metallogenic mechanism and regional metallogenic potential evaluation of Baidi gold and antimony deposit in southwest Guizhou
英文摘要

百地金、锑矿床是我国“滇-黔-桂”金三角的重要组成部分,是上世纪较早发现的卡林型金矿床,经历30 余年的研究,在区域背景调查、成矿地质特征、资源勘查评价等诸多方面取得了一定的成果,但未查明成矿流体和物质来源,且以往的研究多聚焦在卡林型金矿上,在金、锑共生规律、成矿过程等关键问题上未能进行深入研究。加之,伴随着黔西南卡林型金矿找矿工作的深入推进,如何加深对已开发中小型矿床的认识以及如何根据本地区特征开展共生矿床找矿勘查成为迫切关注的问题。本文选定百地金、锑矿床作为研究对象,就上述问题通过详实的镜下鉴定、原位微量元素及碳-氢-氧-铅同位素测试、流体包裹体分析等开展卡林型金矿及共生锑矿研究工作。力求查明成矿流体及物质来源、探讨含矿物质转移及沉淀过程,进一步总结成矿要素评估矿床成矿潜力。论文取得的主要认识如下:
百地金、锑矿床的含金矿物主要为毒砂,其次为黄铁矿。含锑矿物主要为辉锑矿,次为硫锑铜矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿等。脉石矿物主要有石英、方解石,次为云母、绿帘石、碳质等。依据矿物之间的相互穿插及交代关系等总结出矿物生成顺序。经历了成矿前期石英-黄铁矿阶段、成矿期金-石英-毒砂-黄铁矿-方解石阶段,石英-辉锑矿-锑硫盐矿物-方解石阶段以及成矿后期石英-方解石-毒砂-黄铁矿阶段,随后进入表生期,矿石经风化作用,形成锑华、褐铁矿等。岩矿石显示高Si 含量特征,指示陆源碎屑来源,并通过对岩石TiO2-SiO2 、Al2O3-TiO2 、Zr-TiO2 等的含量分析推断其母岩为中酸性火成岩。Ca、Mg、Fe、S 等的含量波动变化可指示成矿过程中经历了脱碳酸盐化和硫化作用过程。期间Au、As、Rb、Sb、Hg、Cd、Cs、Th、W、Se、Co、Cr、Eu、Te 等元素发生较为强烈的活化与转移,其中Au、As、Sb 强烈富集且具有一定的正相关性,Co、Cr、Eu 则亏损明显。
通过矿物共生组合、分布形态、穿插关系及矿物原位含量将毒砂进一步划分为成矿期(Apy1、Apy2)以及成矿后期(Apy3),黄铁矿划分为成矿前期(Py1)、成矿期(Py2~Py5)以及成矿后期(Py6~Py7)。其中金成矿期具较高Au、Sb、Tl、As 含量特征,并表现一定正相关性,Au 以晶格金的形式存在于毒砂、黄铁矿中。锑成矿期(金成矿后期)Sb、Cu、Pb 等元素含量持续升高。相比于区域相同背景下的其他矿床整体具有高As、低Co、Ni 等的特征。成矿流体可划分为成矿Ⅰ阶段(成矿期金、锑成矿阶段)和Ⅱ阶段(成矿后期),从Ⅰ阶段到Ⅱ阶段均一温度(220.53→193.65℃)、盐度(6.59→5.64%NaCleqv)等有下降的趋势,推测成矿流体经历了流体混合过程,整体为中低温、中等盐度、中等密度(0.90g/cm3)流体,属于浅成热液低温成矿。C-H-O-S-Pb 同位素分析结果显示,流体具有多源混合的特征。在δ13CPDB-δ18OV-SMOW 同位素比值图解中,δ18OV-SMOW 明显降低,向着碳酸盐溶解的方向推进,δ13CPDB 也表现为一定程度的下降,有向着混合方向推进的趋势,源区落于地幔多相体系和大气降水中间区域。在δDH2O-δ18OH2O 同位素比值图解中,样品落于变质流体、岩浆流体及有机流体围限的中间区域,指示了流体的三端元混合特征。硫同位素分析结果显示,成矿前期Py1 的δ34S 值较低(-15.74 ~ -5.5‰)。金成矿期黄铁矿(Py2~Py5)、毒砂(Apy1~Apy2)的δ34S 值变化范围窄,均在-5~5‰范围,显示深部岩浆硫特征,且80%以上集中在-3 ~ 3‰范围。金成矿后期黄铁矿(Py6~Py7)、毒砂(Apy3)的δ34S 值也集中在-5 ~ 5‰范围,但具有向着32S 富集的趋势。锑成矿期辉锑矿的δ34S 值小于-5‰(-5.73 ~ -5.48‰),显示沉积硫特征。辉锑矿Pb 同位素组成显示均落于上地壳,具有地层铅的特征。并进一步结合区域相同背景下临近矿床(丫他、板其、赖子山背斜)同位素组成特征,综合推测成矿流体来自深部岩浆,并有大气降水加入。通过包裹体显示的流体物化参数特征,推测百地金、锑矿床Au 以硫络合物、Sb 以氢氧络合物进行迁移,且Au 在本区背景值远低于成矿溶解下限,以及在金成矿期Au、Sb 正相关性特征显著,锑成矿期则表现为在Au含量锐减前提下,Sb 含量持续升高,推测Au 具有深部岩浆来源,Sb 则显示深部岩浆及沉积地层双来源。
鉴于上述研究,并结合区域动力学背景,阐明了百地金、锑矿床成矿模式。在三叠纪时期,黔西南南部地区沉降较为强烈,连接广西在册亨深断裂形成斜坡地带,构成陆源深水盆地相,含有Au、As、Sb 等元素的深部岩浆,沿深大断裂等以Au 硫络合物、Sb 氢氧络合物的形式进行迁移,并在迁移过程中混入大气降水等,进一步萃取了地层中的Sb,在构造活动后形成的浅层断裂构造、背斜轴部以及二者结合处等压力骤减部位,携带Au、Sb 等元素的物质与本地区碎屑岩发生脱碳酸盐化、硫化等系列作用,相继沉淀形成黄铁矿、毒砂、辉锑矿,沉淀部位有重叠,源自于构造的多期次性,时间上存在先金矿后锑矿的分异状态,最终形成金、锑共生矿床。
选取黔西南东南部古地理环境为台盆相的典型矿床(烂泥沟、丫他、板其)为类比研究对象,总结出本矿床预测变量应包含地质因素(含矿地层、岩性特征、断裂、褶皱)、矿体因素(容矿岩石、地表矿体特征、矿化蚀变、矿石特征)以及地球化学因素(主要是成矿元素及其相关元素的异常分布情况),通过地质信息叠加法最终圈定找矿靶区。中部找矿潜力大,与矿区①、③、④3 个较大矿体的位置是基本一致的,但彼此之间的界限并不明显,加之本矿床构造复杂,特别是断裂构造作为本矿床主要评价要素需做综合考虑,一方面一些较大断裂往往并非单一分布,而是一组断裂带,因此进一步查明断裂构造特征以及补充部分工程布置,此区域的金、锑资源量应会有所提升;另一方面断裂具有短而密的特征,这种展布方式对容矿空间具有一定程度的破坏,因此需综合判定断裂因素的有利程度。另外靶区远景图显示中上部以及右下部两个区域是有一定的找矿潜力的,但目前勘查程度较低,预测条件的依据不充分,未来可将这两部分作为潜力区域进一步深化研究。

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页码133
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专题地球化学研究所_研究生
推荐引用方式
GB/T 7714
闫俊. 黔西南百地金、锑矿床成矿作用机制与区域成矿潜力评价[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学. 2024.

入库方式: OAI收割

来源:地球化学研究所

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