| 云南个旧锡铜多金属矿床成矿年代学及层间氧化矿成因 |
| 钱志宽
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| 导师 | 黄智龙
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| 2012
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| 学位授予单位 | 中国科学院研究生院
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| 学位授予地点 | 北京
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| 学位名称 | 博士
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| 学位专业 | 矿物学、岩石学、矿床学
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| 关键词 | 个旧锡多金属矿床
“层间氧化矿”
成矿年代学
热水沉积岩
成矿模式
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| 摘要 | 个旧超大型锡多金属矿床在大地构造位置上处于扬子陆块、华南褶皱系及三江褶皱带三者的复合部位，位于扬子板块与华夏地块过渡带的右江褶皱带西缘。区内火山活动和岩浆侵入活动均非常强烈，广泛发育有印支晚期基性火山岩和燕山晚期中酸性侵入岩。本文在详细的野外地质工作基础上，通过系统的显微鉴定以及微量元素、稀土元素、同位素组成和同位素年代学研究，探讨了个旧锡矿及其中的“层间氧化矿”的成矿机理，并建立了成矿模式。论文取得的主要成果有： 1、系统划分了个旧锡多金属矿床的矿石类型。个旧锡矿的成因长期存在着争议，即花岗岩浆热液成因和热水喷流沉积成因之间的分歧，实际上，世界上很多超大型矿床都不是单一成矿体系，多数是多期次多成因叠加的复合矿床。对个旧锡矿矿石类型的系统划分，有助于研究其复杂的成因机制。 2、精确测定了个旧锡矿的成岩成矿时代。采用SIMS锆石U-Pb定年方法对个旧矿区新山花岗岩体进行了年代学测试，获得了83.56±0.76Ma的锆石结晶年龄，通过对个旧东区花岗岩的地质地球化学特征的研究分析，结合前人资料，认为矿区花岗岩可能起源于中元古代大陆地壳的部分熔融，并受到一定程度的幔源物质的混染。利用LA-MC-ICP-MS及TIMS U-Pb法分别对采自个旧矽卡岩型矿体和层状矿体这两种矿体中的锡石进行定年，定年结果显示，矽卡岩型矿体中的锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb等时线年龄为78.3±3.2Ma（MSWD=2.3），层状硫化物型矿体中的锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb等时线年龄为77.5±2.9Ma（MSWD=24），同时采用ID-TIMS U-Pb法对该层状矿体中的锡石进行定年，获得加权平均年龄为85.2±1.0Ma（MSWD=0.14），两种类型矿床中锡石的形成时代相同，且与花岗岩体的形成时代高度一致，这为个旧锡矿床中锡矿的花岗岩浆气液成因提供了新的年代学证据。 3、论证了个旧新山层状透辉石岩的热水沉积成因。新山层状、似层状透辉石岩与矿区基性火山岩产状一致，多以夹层或透镜体存在于基性火山岩中，严格受基性火山岩产状的控制，继承了基性火山岩的高Mg、Ti、P，富集Sr和大离子亲石元素（Rb、Th、U），相对亏损Ba、K以及右倾型稀土分配模式等特征。采用SIMS U-Pb定年法对选自该层状透辉石岩中的锆石进行了年代学测试，获得了241.5±3.6Ma（MSWD=1.8）的锆石U-Pb谐和年龄，与同层位基性火山岩年龄一致。表明新山层状透辉石岩的原岩很可能就是同层位的基性火山岩，而同生沉积组构的发育，显示基性火山岩向透辉石岩的转变很可能是与同期的热水交代蚀变作用密切相关，应为热水交代蚀变岩，属于热水沉积岩的范畴。 4、重新审视了“层间氧化矿”的成因机制。通过对比分析“层间氧化矿”和与之呈互层产出的层状、块状硫化矿的地质及地球化学特征，发现“层间氧化矿”并不具备硫化矿经地下水风化氧化的基础，层间氧化矿的围岩是个旧组的碳酸盐组合，且并未发生硅化蚀变，硫化矿的氧化将会产生大量的硫酸，并与围岩反应，将形成大量的层间坍塌、化学反应溶洞、围岩角砾岩化等脱碳酸盐化现象。但地质观察表明，大部分开采的矿体与顶底板碳酸盐岩平整接触，且矿体上部和下部存在明显的纹层及层理构造。同时，通过对“层间氧化矿”所在剖面进行微量元素、稀土元素以及Fe、O同位素等测试分析，分析结果显示“层间氧化矿”与硫化矿氧化成因观点相悖，表明“层间氧化矿”可能是原生沉积成因。 5、提出了“层间氧化矿”的红海型热水沉积作用的成矿模式。通过与现代红海海底多金属沉积物的对比分析，认为个旧锡矿的“层间氧化矿”与红海海底热水沉积物可以充分对比，其很可能是红海型热水沉积作用“登陆”的实例。个旧“层间氧化矿”之上经常存在的土黄色粘土层由伊利石（高岭石）、褐铁矿、水针铁矿等组成，相当于红海热水沉积物类型的铁蒙脱石相在后期的成岩过程中粘土矿物分离出来形成的粘土层；“层间氧化矿”中的致密土状赤铁矿型和褐铁矿型矿石相当于红海中的非晶质铁氧化物相，同时个旧“层间氧化矿”中保留的原生块状硫化物矿石相当于红海中的硫化物相。已经证实红海Atlantis II海渊的卤水是由另外一个与其相通的热水喷流盆地迁移而来，迁移过程中卤水层发生分异。个旧锡矿也可能存在同样的情况，因而在同一层位中可以发现块状硫化物型、褐铁矿型和赤铁矿型矿石的共存。个旧锡矿复层型“层间氧化矿”的存在，表明当时个旧处于拉张作用下振荡环境，海水环境的还原到氧化的周期性变化致使“层间氧化矿”中硫化矿与氧化矿交替出现。 6、建立了个旧锡矿的两期复合型成矿模式。即印支晚期伴随碱性玄武岩浆喷发的热水喷流沉积成矿（Cu的主成矿期），和燕山晚期花岗岩浆热液叠加改造（Sn的主成矿期）成矿模式。 |
| 学科领域 | 矿床地球化学
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| 语种 | 中文
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| 文献类型 | 学位论文
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| 条目标识符 | http://ir.gyig.ac.cn/handle/352002/6669
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| 专题 | 研究生_研究生_学位论文
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
钱志宽. 云南个旧锡铜多金属矿床成矿年代学及层间氧化矿成因[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2012.
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