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西秦岭泥盆系西成矿化集中区烃碱流体成矿系列研究

作　者: 孙省利
导　师: 曾允孚；何知礼
学　校: 成都理工大学
专　业: 古生物学与地层学
关键词: 矿化集中区 烃碱流体 泥盆系 西秦岭 热水沉积岩 系列研究 西成 成矿 铅同位素组成 岩浆热液矿床
分类号: P611
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


西成矿化集中区位于甘肃省西和县、成县和徽县一带，矿化集中区铅锌（银）矿床和金矿床类型多，规模大，是我国重要的铅锌基地之一。矿化集中区内主要的矿床类型是热水沉积型和热水沉积改造型，其中热水沉积成矿作用形成的厂坝-李家沟矿床为超大型矿床，热水沉积-改造型矿床有毕家山和邓家山等大型铅锌（银）矿床，矿床与中泥盆统地层整合产出，并同步褶曲。 对成矿区带或矿化集中区用系统论的观点进行分析研究，已成为矿床学研究的热门课题。论文应用现代海底热水沉积成矿研究成果、层序地层学、地幔热柱或热点理论及矿床成矿系列理论等，对本区热水沉积型铅锌（银）矿床、热水沉积-改造型铅锌（银）矿床和金矿床进行了详细的地质地球化学研究。从层序地层分析着手，分析热水沉积成矿时的沉积环境、海平面变化及陆源沉积输入对热水沉积成矿的影响，研究热水沉积岩的地质特征和地球化学特征、矿床地质特征对比、矿床地球化学、成矿物理化学条件等，最终建立了该区的成矿系列。 通过对该区矿床成矿作用的综合分析研究，取得了如下一些成果和认识： 1)应用层序地层学理论，首次系统论述了该区泥盆系层序地层的特征，识别出13个不完整的三级层序，并进行了区域对比。层序地层分析发现海底热水沉积型矿床和海底热水沉积-改造型矿床的赋矿部位是两个层序的过渡部位，既高水位体系域向海侵体系域过渡。厂坝式矿床主矿体产在碳酸盐台地相向盆地相过渡处，盆地水体相对较深；毕家山式矿床赋存在生物滩相向盆地相的过渡部位。在从高水位体系域向海侵体系域的盆地相迅速转化时，盆地内断裂构造活动强烈，断裂沟通不同部位的热水流体，使成矿烃碱流体沿断裂上升，在海底沉积成矿。 2)对热水沉积岩进行了系统的分类，研究了热水沉积岩的地质地球化学特征，提出了热水沉积岩的定义。区内的热水沉积岩主要有硅质岩、钠钾长石岩、重晶石岩、透闪石岩、碳酸盐岩、绿泥石岩和铁白云石斑点千枚岩，它们往往与热水沉积矿体紧密伴生。热水沉积岩化学组成复杂，以高含量的Si、Ba、U、Th为特征，个别岩类中K、Na、Mg的含量增高。从热水沉积岩的（SiO2／Al2O3）-[（CaO+Na2O）／K2O]和Si-Mg图解中可看出，它们的化学组成均位于正常沉积岩的过渡区或正常沉积岩与火成岩的过渡区，表明热水沉积岩有不同于正常沉积岩的物质来源。硅质岩的硅同位素δ30SiNRS-28分布于-0.1～－0.6‰之间，均为负值，表明其主要来源于下伏地层柱。硅质岩的87Sr ／86Sr比值变化于0.70985～-0.72812之间、热水沉积灰岩的87Sr ／86Sr比值分布在0.70994～0.71811内、绿泥石岩的87Sr ／86Sr比值较高，分布在0.71112～0.71242，均明显高于海洋锶的组成，分布在陆壳锶与海洋锶之间。热水沉积岩的地球化学研究结果认为，热水沉积岩的形成是在海底盆地中进行的，但它的物质来源不是陆源沉积物，而是来源于地壳的内部，即形成方式和环境具外生特征，物质来源具内生特点。 3)详细研究了矿床的分类、各类的特点。把铅锌（银）矿床分为热水沉积型、热水沉积-改造型、热液型和岩浆热液型4类，把金矿划分为热水沉积-改造型、热液型、氧化次生富集型和沙金矿4类。首次对厂坝式矿床按照矿床在海底沉积成矿距离热水流体喷口的远近进行了划分，分别为流体通道中的脉状矿化（黄厂、黑谭沟矿床），距离喷口较近、流体温度较高洼地中沉积矿化（硬碗沟矿床），以富含磁黄铁矿的似层状、浸染状矿化为特点，其次为厂坝-李家沟矿床，以中-厚层状、似层状矿化为特征，最远的是朱安沟矿床，以薄-纹层状矿化为主。同时，论述了金矿与铅锌（银）矿在空间上的伴生关系，热水沉积-改造型金矿无一例外的赋存在热水沉积-改造型铅锌银矿床的上部层位-海侵体系域沉积。 4)矿石铅同位素组成与地层铅同位素组成及火成岩铅同位素组成差异较大，但与基底 西寓岭坍笼戾西成 桑中MM泳冰磁矿系剜地层铅同位素组成相似。在铅同位素‘07PM“Ph‘06PbP“Ph构造模式图上，矿石铅同位素均位于地馒与上地壳之间的造山带铅演化曲线附近，斜切造山带铅同位素演化曲线。铅同位素研究结果表明，成矿物质主要来源于下伏基底地层，并有深源铅的加入，铅同位素组成系以壳源为主的壳慢混合铅。 矿石硫同位素组成以富集重硫为特征，与地层中硫化物硫同位素组成及火成岩的硫同位素组成有显著的差异。厂坝式矿床的 6’‘S值集中分布在 l(＞2％。间，毕家山式矿床在集中分布在 5—18％0之间，小沟里式金矿和小湾里岩浆热液矿床的6’‘S值比较低，分别为2．06－13．66％和－8．5～12．74％．矿床硫同位素组成 5’‘S值呈现从厂坝式到岩浆热液矿床逐渐变小之趋势。不同期矿石的5吨值不同，热水沉积期条带状矿石的 6’‘S值明显高于后期形成的矿石。硫主要来源于泥盆纪海水硫酸盐，次为深源硫。不同矿床类型深源硫参合比例不同，深源硫参与成矿比例从大到小的顺序是热水沉积型铅锌（银）矿床（厂坝式）－热水沉积－改造型铅锌（银）矿床（毕家山式）一热水沉积－改造型金矿床（小沟里式）。海水硫酸盐是?

全文目录


0 前言  10-14
  0．1 研究历史及现状  10-11
  0．2 选题依据及目的意义  11-12
  0．3 完成工作量  12-13
  0．4 取得的主要成果  13-14
1 区域地质背景概况  14-26
  1．1 区域沉积—构造演化特征  14-19
    1．1．1 早古生代沉积建造与构造运动  14-16
    1．1．2 晚古生代以来沉积建造与构造运动  16-17
    1．1．3 矿化集中区地质概况  17-19
  1．2 区域地球化学场  19-21
    1．2．1 区域地球化学异常分带  19-20
    1．2．2 西成矿化集中区地层中微量元素的分布特征  20-21
  1．3 区域地球物理场  21-22
  1．4 岩浆作用  22-23
    1．4．1 侵入时代  22
    1．4．2 侵入岩特征  22-23
  1．5 变质作用  23-24
  1．6 矿床地质  24-26
2 含矿岩系层序地层与热水沉积成矿的关系  26-38
  2．1 区域层序地层划分  26-33
    2．1．1 矿化集中区地层划分  26-30
    2．1．2 层序划分  30-33
  2．2 体系域特征  33
  2．3 赋矿地层沉积地球化学特征  33-35
  2．4 层序地层与热水沉积成矿的关系  35-38
3 热水沉积岩地质地球化学特征  38-57
  3．1 热水沉积岩的岩石学特征  38-44
    3．1．1 硅质岩的分类及特征  39-41
    3．1．2 钠钾长石岩类  41-42
    3．1．3 重晶石岩  42
    3．1．4 透闪石岩类  42-43
    3．1．5 灰岩及白云石岩类  43
    3．1．6 铁白云石千枚岩类  43
    3．1．7 绿泥石岩类  43-44
  3．2 热水沉积岩的地球化学  44-51
    3．2．1 主元素化学组成及微量元素特征  44-49
    3．2．2 稀土元素在热水沉积岩中的地球化学行为  49-51
  3．3 热水沉积岩的同位素特征  51-54
    3．3．1 硅同位素  51-52
    3．3．2 锶同位素  52-54
  3．4 热水沉积作用对碳酸盐岩碳氧同位素组成的影响  54-55
  3．5 热水沉积岩的成因与成矿的关系  55-57
4 典型矿床的对比研究  57-76
  4．1 矿床的时空分布与分类  57-58
  4．2 典型矿床地质特征  58-72
    4．2．1 厂坝式铅锌（银）矿床  58-63
    4．2．2 毕家山式铅锌（银）矿床  63-66
    4．2．3 焦沟式铅锌矿床  66-68
    4．2．4 小沟里式金矿  68-69
    4．2．5 三华嘴式金矿  69-71
    4．2．6 大沟里式金矿  71-72
  4．3 西区铅锌银矿床与金矿床的关系  72-75
  4．4 成矿热水蚀变岩  75-76
5 矿床地球化学特征  76-109
  5．1 铅同位素地球化学  76-81
    5．1．1 铅同位素的组成特征  76-77
    5．1．2 不同矿床类型铅同位素组成的差异  77
    5．1．3 铅同位素源区特征  77-80
    5．1．4 铅、硫同位素间的关系  80-81
  5．2 硫同位素地球化学  81-87
    5．2．1 硫同位素组成与变化  81-83
    5．2．2 硫的来源与成因  83-87
  5．3 碳、氧同位素地球化学  87
  5．4 包裹体特征及成矿流体地球化学  87-97
    5．4．1 包裹体特征  88-89
    5．4．2 包裹体测温结果及冷冻盐度  89-90
    5．4．3 裹体的成分  90-94
    5．4．4 氢、氧同位素  94-95
    5．4．5 成矿物理化学条件  95-97
  5．5 微量元素地球化学（矿物和矿床）  97-101
    5．5．1 黄铁矿  97-99
    5．5．2 闪锌矿  99-101
    5．5．3 方铅矿  101
  5．6 矿床原生晕地球化学特征  101-103
    5．6．1 厂坝式矿床原生晕特征  101
    5．6．2 毕家山式矿床原生晕  101-102
    5．6．3 小沟里式金矿床原生晕  102-103
  5．7 有机地球化学  103-109
    5．7．1 有机质的分布及赋存状态  104-105
    5．7．2 有机质的地球化学特征  105-107
    5．7．3 有机质在成矿过程中的作用  107-109
6 烃碱流体的地球化学特征与成矿系列  109-128
  6．1 烃碱流体的概念和性质  109-112
  6．2 烃碱流体的形成及可能来源  112-115
  6．3 烃碱流体的地球化学行为  115-116
  6．4 烃碱流体的就位机制  116-119
  6．5 烃碱流体的的成矿模式  119-123
  6．6 烃碱流体的的成矿系列  123-126
    6．6．1 矿床成矿系列和主要特征  123-125
    6．6．2 成矿系列的时空分布与成矿  125-126
  6．7 找矿方向  126-128
结语  128-130
致谢  130-131
参考文献  131-137
图版说明及图版  137-143

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 矿床学 > 矿床成因
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