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四川会理拉拉铁氧化物—铜—金—铀（IOCG）矿床稳定同位素地球化学研究

作　者: 王赕
导　师: 李泽琴
学　校: 成都理工大学
专　业: 地球化学
关键词: 拉拉 IOCG矿床稳定同位素成矿流体
分类号: P597
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

IOCG矿床是一类在产出环境、地质特征、形成机制等方面具有独特性的热液铁氧化物铜多金属矿床。由于其具有巨大的经济价值,自1992年由Hitzman提出后引起了国际矿床学界的巨大反响和高度关注,是继斑岩铜矿、VMS型和SEDEX型矿床、浅成低温热液型金矿之后,矿床学领域与找矿勘查研究的又一个新高潮。然而国内关于IOCG矿床的研究处于起步阶段,需要不断的研究认识并积累经验。四川会理拉拉矿床构造上位于扬子地台西缘康滇地轴中段,是扬子地台西缘川滇南北向铜多金属成矿带内规模最大的铜矿床,也是我国重要的铜矿生产基地。前人对拉拉矿床进行了大量的研究,但在其成因问题上一直存在分歧,近年来部分学者通过研究将其重新厘定为铁氧化铜金(IOCG)矿床。本文以四川会理拉拉矿床为研究对象,进行了矿床稳定同位素地球化学的研究,探讨了成矿流体的主要来源,主要取得了以下认识和进展：(1)拉拉IOCG矿床成矿地质特征主要包括：矿床赋存于古元古界河口群落凼组,为一套火山-沉积变质岩系,赋矿岩石主要为片岩类和钠长岩类；矿床除Fe、Cu矿化外,还富集Au、Ag、Mo、REE、Co、P等元素,主要矿石矿物为磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、磷灰石,其中铁的氧化物含量要远远大于铁的硫化物含量,金属矿物组合以磁铁矿-黄铜矿-黄铁矿为主；矿石构造主要为条纹-条带状、脉状-网脉状和浸染状构造,矿石结构主要为自形-半自形-它形晶粒机构；区内及外围发育大规模钠长石化。并结合区域构造演化特征认为拉拉铜矿成矿分为区域变质成矿期和热液成矿期,其中又可以分为四个阶段：磁铁矿-磷灰石阶段,磁铁矿-多金属硫化物阶段,硫化物阶段,后期贫矿脉阶段。(2)拉拉IOCG矿床区域变质成矿期第Ⅰ阶段成矿温度在430-490℃,最佳温度在460℃-480℃,第Ⅱ阶段成矿温度在350℃-450℃。热液成矿期第Ⅲ阶段成矿温度确定在250℃-350之间,最佳成矿温度320℃；第Ⅳ阶段成矿温度为110℃-200℃。(3)矿床矿物δ34S值集中在0‰～3‰之间,成矿溶液总硫同位δ34S∑s=1.68‰～2.82‰。并通过与类似矿床的硫同位素组成比较,说明拉拉铜矿成矿作用的硫源主要为地幔硫,其次为海水硫酸盐。(4)矿床全岩与硫化物铅同位素组成放射性成因铅含量极高且变化范围大,暗示铅具有混合来源特征。通过全岩铅同位素校正以及铅同位素混合等时线模式分析,确定拉拉矿床铅来源于上地壳环境以及上地幔与下地壳混染环境。(4)H-O同位素研究表明,在区域变质成矿期成矿流体中介质水主要变质水,在热液成矿期成矿流体由岩浆热液向大气降水热液演化。(5)矿床方解石δ13C平均值-2.45‰,接近地幔来源碳范围。成矿流体中δ13C为-4.05‰-0.8‰,δ18O流体平均5.33‰,结合矿床成矿地质特征,说明碳主要来源为古元古代末期火山喷发所形成的具有地幔-岩浆碳源性质的火成碳酸盐岩,并且部分碳表现出受大气水影响而变化的特征。(6)通过上述分析认为矿床形成经历了以下过程：在古元古代末期2000～1680Ma,扬子地台西缘处于大陆裂谷盆地环境,起源于上地幔的岩浆喷发,并在喷发过程中受到了上地壳物质的混染,形成了河口群碱性火山岩。硫同位素、碳同位素、铅同位素也均指示岩浆-地幔来源性质,说明火山喷发作用携带出大量的成矿物质形成初始矿源层。在中元古代1000Ma左右,伴随着Rodinia超大陆的拼贴作用,扬子地台西缘康滇地轴基底岩石发生变质作用,即晋宁运动。同位素δ18O和δD值说明这期的成矿流体主要为变质流体。在变质作用早期,主要以磁铁矿化为主；随着变质作用的减弱,含矿岩石中部分REE和Fe、Cu、Mo、Au、Co开始活化迁移加入成矿流体中并在有利部分富集。变质作用使岩石和矿物发生片理化,成矿物质沿片理富集形成层纹状构造的矿石。850Ma左右,伴随着Rodinia超大陆的裂解事件,地幔柱成因的辉长岩侵入河口群,成矿流体提供了热驱动力,使成矿元素进一步富集。同位素δ12O、δD、δC指示在热液成矿期成矿流体由岩浆热液向大气降水热液演化过程。在早期岩浆热液为主导因素,形成网脉状构造,表现为了晚期片理叠加与早期片理之上的剪节理以及晚期片理垂直于早期片理。随着大气降水作用的加强,晚期形成了氧化含矿热液,使部分早期黄铜矿、黄铁矿发生重结晶,变成颗粒较粗大、自形程度较高的单个晶体颗粒,以方解石。硫化物脉形成产出。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章引言  11-19
  1.1 选题依据及研究意义  11-12
  1.2 研究现状与存在问题  12-17
    1.2.1 IOCG矿床研究现状  12-15
    1.2.2 拉拉矿床研究现状  15-16
    1.2.3 存在问题  16-17
  1.3 研究内容及研究思路  17
    1.3.1 成矿期次确定  17
    1.3.2 矿床成矿温度研究  17
    1.3.3 矿床稳定同位素地球化学研究  17
  1.4 完成工作量  17-19
第二章区域地质背景  19-24
  2.1 区域地层  20-21
  2.2 区域构造  21-22
    2.2.1 褶皱构造  21-22
    2.2.2 断裂构造  22
  2.3 区域岩浆活动  22-23
    2.3.1 会理期岩浆岩  22
    2.3.2 晋宁-澄江期岩浆岩  22-23
    2.3.3 海西期岩浆岩  23
    2.3.4 印支期岩浆岩  23
  2.4 区域变质作用  23-24
第三章矿床地质特征  24-35
  3.1 矿区地层  24-27
    3.1.1 下部火山喷发沉积旋回-大营山组  25
    3.1.2 中部火山喷发沉积旋回-落凼组  25-27
    3.1.3 上部火山喷发沉积旋回-长冲组  27
  3.2 矿区构造  27-28
    3.2.1 褶皱构造  27-28
    3.2.2 断裂构造  28
  3.3 矿区岩浆岩  28-29
    3.3.1 火山岩类  28-29
    3.3.2 侵入岩类  29
  3.4 矿体特征  29-30
  3.5 矿石特征  30-32
    3.5.1 矿石类型  30-31
    3.5.2 矿石组分  31
    3.5.3 矿石结构构造  31-32
    3.5.4 主要金属矿物特征  32
  3.6 矿化蚀变  32-33
  3.7 成矿期次  33-35
    3.7.1 区域变质成矿期  34
    3.7.2 热液成矿期  34-35
第四章拉拉矿床成矿温度研究  35-42
  4.1 石英-磁铁矿同位素测温  35-38
    4.1.1 石英-磁铁矿地质温度计基本原理  35-37
    4.1.2 测温结果及讨论  37-38
  4.2 矿物流体包裹体测温  38-40
  4.3 拉拉矿床成矿温度分析  40-42
第五章氢氧同位素地球化学  42-45
  5.1 成矿流体氢氧同位素组成特征  42
  5.2 讨论  42-45
第六章碳氧同位素地球化学  45-51
  6.1 矿物碳氧同位素组成特征  45
  6.2 成矿流体碳氧同位素组成特征  45-50
  6.3 讨论  50-51
第七章硫同位素地球化学  51-60
  7.1 矿物硫同位素特征  51-57
    7.1.1 金属硫化物硫同位素组成特征  51-56
    7.1.2 矿床硫化物组成对比  56-57
  7.2 成矿流体总硫同位素组成特征  57-58
  7.3 讨论  58-60
第八章铅同位素地球化学  60-65
  8.1 铅同位素组成特征  60-62
  8.2 全岩铅同位素校正  62-63
  8.3 铅同位素混合等时线模式  63-64
  8.4 讨论  64-65
结论  65-67
  一取得的主要认识和进展  65-66
  二成矿机制探讨  66
  三存在问题和下一步工作建议  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-74
攻读学位期间取得学术成果  74-75
图版及说明  75-81
  图版Ⅰ  75-76
  图版Ⅱ  76-79
  图版Ⅲ  79-81

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