南秦岭夏家店金矿床成因与成矿机制探讨 ——来自矿床元素地球化学与流体包裹体的研究

论文摘要

夏家店金矿床是位于南秦岭造山带的一例产于下寒武统黑色岩系中的大型金矿床,本文在对夏家店金矿床的矿床地质特征进行进一步研究的基础上,开展了对赋矿黑色岩系的岩石学及元素地球化学特征的研究,对比了黑色岩系与矿区地层岩石的元素地球化学组成,探讨了黑色岩系的对成矿的可能贡献及其形成环境。此外,通过对夏家店金矿床流体包裹体地球化学研究,观测了流体包裹体的岩相学特征,确定了成矿流体的物理化学性状及其演化规律。最终在对矿床地质特征进一步研究基础上,结合以上研究工作,探讨了夏家店金矿床的成因类型及其成矿机制。夏家店金矿床位于扬子板块早古生代被动陆缘北部裂陷的深水-半深水滞留缺氧盆地内,矿体主要呈透镜状、层状同时受地层及北东向与近东西向断裂控制。矿石中金属矿物主要包括黄铁矿、毒砂、黄铜矿和褐铁矿等,非金属矿物以石英和方解石为主,同时有少量重晶石及萤石,围岩蚀变类型主要有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化和褐铁矿化等。热液改造期成矿作用可划分为三个阶段:Ⅰ-硅化石英-少黄铁矿阶段、Ⅱ-石英多金属硫化物阶段和Ⅲ-碳酸盐-少硫化物阶段。夏家店金矿床赋矿黑色岩系主要由硅质岩、蚀变硅泥质岩、碳硅质板岩、泥质板岩和碳硅泥质岩组成,超常富集Au、Ag、Ni、Cu、Zn、V和Ba等元素,可达地壳丰度的几倍到几十倍,而矿区其他地层岩石的元素富集程度较低,提供成矿物质的可能性不大。黑色岩系中的硅质岩总体呈弱负Ce异常、弱负异常或正Eu异常,泥质岩类显示Ce、Eu负异常,而少数碳硅质岩样品则表现出Eu的正异常,它们的北美页岩标准化稀土配分模式曲线均为向左缓倾。矿石的稀土元素分布特征与黑色岩系样品有明显的继承关系,而矿区其他地层的稀土元素分布特征与矿石差异较大,因此推断水沟口组黑色岩系可能是夏家店金矿床的重要矿源层。从黑色岩系的岩石学特征、产出大地构造环境及特征元素地球化学参数及综合判别图解分析认为,夏家店黑色岩系的成岩物质来源具有多样性,其下部的硅质岩为热水沉积的产物,随着海水及陆源物质的逐渐加入,在热水沉积逐渐向正常沉积所转化的过程中,形成碳硅质岩与泥质岩。夏家店金矿床赋矿黑色岩系形成于大陆边缘深水-半深水滞留缺氧盆地环境,属扬子板块被动陆缘裂陷沉积区。流体包裹体地球化学研究表明,夏家店金矿床热液改造期的成矿流体总体属于低温、中低盐度的NaCl-H2O体系,流体包裹体类型分为单相A型和气-液两相B型两类,其中以B型富液相水溶液包裹体（LV型）为主要类型。主成矿阶段的均一温度峰值在160°C240°C（平均193°C）,盐度峰值在2 wt.%5wt.%NaCleqv(平均为4.53 wt.%NaCleqv),密度为0.710 g/cm30.984 g/cm3（平均为0.893 g/cm3）。热液改造期成矿流体特征与卡林型金矿床类似,可能为以大气降水为主的多来源的非岩浆流体。夏家店金矿床的成矿大地构造背景、控矿构造、矿石类型、矿物组合和流体性质等特征与典型的卡林型金矿床类似。夏家店金矿床的形成经历了沉积预富集以及后期构造-热液改造作用过程,早期过程黑色岩系中Au、Ag、Ni、Mo、Cu、Pb、Zn、V、U、As、Sb和Hg等元素在沉积时明显富集,并为成矿提供了充分的物质来源,并经过后期的构造-热液改造最终形成夏家店金矿床。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 选题依据及研究意义

1.1.1 秦岭造山带金属矿床研究意义

1.1.2 黑色岩系型金属矿床的研究意义和现状

1.2 南秦岭黑色岩系中金矿床的研究现状和存在问题

1.2.1 南秦岭黑色岩系中金属矿床的研究现状

1.2.2 夏家店金矿床研究现状和存在问题

1.2.3 存在的问题

1.3 主要研究思路与方法

1.4 完成工作量

1.5 主要成果和认识

第二章区域成矿地质背景

2.1 成矿大地构造单元属性

2.2 区域地层

2.3 区域构造与岩浆活动

2.4 区域矿产分布

第三章矿床地质特征

3.1 矿区地层与赋矿黑色岩系

3.1.1 矿区地层

3.1.2 赋矿黑色岩系岩石学与岩相学特征

3.2 矿体特征

3.3 控矿构造

3.4 矿石特征与成矿阶段

3.4.1 矿石类型及结构构造特征

3.4.2 成矿阶段

第四章赋矿黑色岩系元素地球化学

4.1 样品特征及分析测试方法

4.2 主微量元素地球化学特征

4.2.1 黑色岩系元素地球化学特征

4.2.2 矿区其他地层岩石与赋矿黑色岩系元素地球化学组成对比

4.3 稀土元素地球化学特征

4.4 矿床元素地球化学组成对矿床成因的指示

4.4.1 黑色岩系与成矿物质来源

4.4.2 赋矿黑色岩系的形成环境

第五章流体包裹体与成矿流体特征

5.1 包裹体岩相学特征

5.2 成矿流体物理化学特征

5.2.1 温度特征

5.2.2 盐度特征

5.2.3 密度特征

5.2.4 压力及成矿深度预测

5.3 流体包裹体对矿床成因的指示

第六章矿床成因与成矿机制初探

6.1 成矿物质来源与成矿元素初始富集

6.1.1 地层元素富集特征与成矿意义

6.1.2 成矿流体演化与成矿元素再沉淀富集

6.2 矿床成因与成矿过程

结论与认识

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

发表学术论文

参与的科研项目

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李声浩

导师: 朱赖民

关键词: 南秦岭,夏家店金矿床,黑色岩系,元素地球化学,流体包裹体,成矿机制

来源: 西北大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 西北大学

分类号: P618.51

总页数: 84

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