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锂同位素对右江盆地卡林型金矿床成矿流体来源和成因的制约

文献类型:学位论文

作者胡宁宁
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
导师胡瑞忠、温汉捷
关键词卡林型金矿床,流体包裹体,锂,氧同位素,成矿流体来源
其他题名Constraints of lithium isotopes on the source and genesis of ore-forming fluids for Carlin-type gold deposits in the Youjiang Basin
英文摘要

右江盆地是我国最重要的金矿产出区之一,也是世界第二大卡林型金矿矿集区。盆地中的卡林型金矿集中分布在云南、贵州和广西三省的交界部位。本文分别选取了右江盆地三种容矿岩石的典型矿床,以盆地北部赋存于碳酸盐岩地层中的水银洞金矿床、北部赋存于碎屑岩地层中的烂泥沟金矿床和南部主要赋存于辉绿岩中的者桑金矿床作为对象,在矿床地质和矿物学特征的基础上,系统地开展了流体包裹体地球化学、元素地球化学和同位素地球化学研究,取得如下主要认识:(1)水银洞和者桑金矿床的包裹体具有相似的均一温度,其范围集中在170~250℃之间,盐度变化范围为2.5~5 wt%NaCl,成矿流体为低温、低盐度的流体。其中水银洞金矿床的成矿流体,从成矿早期到晚期,温度盐度均呈现逐渐降低的趋势,温度-盐度相关性表明可能存在不同流体的混合作用。流体包裹体组成的微量元素分析表明,成矿流体中As含量最高,平均含量为3398ppm,最高可达上万ppm。而Sb含量相对低很多,平均浓度为235ppm,As与Sb之间浓度的巨大差异,可能是由于主成矿期的成矿流体中含有的主成矿期的元素As会远远高于成矿后期的Sb。Ba、Sr元素浓度偏高,可能反应了有地层物质的加入。Fe作为主量元素,其平均浓度为384ppm,远远低于As的浓度,这种巨大的差异可能表明这两个元素的来源有差异,成矿过程中所需的Fe由循环大气水端元提供。(2)通过模拟水银洞金矿床围岩与大气降水水-岩反应过程中锂元素的变化,可以发现在大气降水向下渗并开始循环的过程中,初始元素浓度为10ppb的大气降水,经与水银洞地区围岩进行逐步的水-岩反应后,其元素的浓度在1.6km深处可以达到50~250ppm。模拟结果表明围岩中的金属元素会随着水-岩反应进入到流体中,使流体中的金属元素含量增高。(3)通过水银洞金矿床三个成矿阶段石英流体包裹体的Li-O同位素变化特征,指示有两种流体来源,成矿早期的流体δ7Li值为+5.1‰~+9.0‰,O同位素值为+6.3‰~+10.0‰,共同指示了早期的成矿流体以岩浆流体为主。成矿晚期流体的δ7Li值为+15.5‰~+22.8‰,δ18O值为-5.4‰至-2.8‰,结合流体包裹体显示的成矿流体低盐度的特征,表明成矿晚期以循环大气降水为主,大气降水通过水-岩反应从围岩中萃取晚期成矿所需的一些元素。主成矿期的流体Li-O同位素组成介于成矿早期流体和成矿晚期流体之间,δ7Li值为+9.3‰~+16.1‰,δ18O值为+0.1‰~+7.7‰;同时δ7Li值和Li/Cl的比值图呈明显负相关关系,指示了不同端元混合的特征,结合流体包裹体中的流体混合的指示,主成矿期的流体应为岩浆流体与循环大气降水两端元混合的产物。通过模拟水银洞金矿主成矿阶段的流体中Li-O同位素变化行为,精确厘定了成矿流体中岩浆水-循环大气降水的混合比例及演化过程,揭示了水银洞金矿床成矿流体在流体混合时,岩浆流体的贡献随时间推移逐渐变小,由混合开始时约占总成矿流体90%的质量,到结束时岩浆流体约只有20%的质量贡献。表明在混合作用成矿过程中,水银洞金矿床的成矿流体逐步由岩浆流体演化至循环大气水。确定水银洞卡林型金矿床的成因为岩浆流体和循环大气水混合作用。(4)者桑金矿床的δ7Li值为12.7‰~15.4‰,其变化范围与水银洞金矿床主成矿期的δ7Li值一致;而成矿流体δ18O值为7.5‰~9.9‰,δD值为-50‰~-62.9‰,指示了岩浆水的信号,这可能是由于成矿期流体包裹体样品记录了流体混合后δ7Li值信号,而H-O同位素则记录了岩浆水的信号,这种同一样品不同同位素指示不同流体来源的特征,表明者桑金矿床成矿流体可能为多来源的混合流体。烂泥沟金矿床的δ7Li值为10.6‰~12.1‰。可以发现者桑和烂泥沟金矿床成矿期的锂同位素组成均与水银洞主成矿期一致,结合三个矿床相似矿化特征的地质事实,表明这三个典型矿床具有相同的成矿流体来源。(5)基于前人成矿动力学背景及成矿时代的研究,综合本研究所揭示的成矿流体来源和演化过程,建立了卡林型金矿床的精细成矿过程和成矿模型。最开始岩石圈伸展导致地壳变薄,岩浆活动开始,从岩浆房出熔的岩浆水沿着区域大断裂上升,活化基底中的Au、As、Hg等元素继续上升,沿着导矿构造至合适的成矿空间,混合了冷的大气水,两种流体的温度及元素浓度差异,导致两端元的流体中的元素失去在流体中稳定的化学状态,开始大规模的沉淀。

语种中文
页码137
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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
胡宁宁. 锂同位素对右江盆地卡林型金矿床成矿流体来源和成因的制约[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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