研究生知识库

新生代印度-亚洲板块陆陆碰撞造山运动，使三江地区形成了规模巨大的沉积岩容矿型Pb-Zn (-Cu-Ag)多金属矿床。这些沉积岩容矿型Pb-Zn矿床的分布受新生代逆冲推覆构造系统的控制，但不同地区矿床的成矿元素组合存在明显差异。三江成矿带中段的昌都地区的沉积岩容矿型Pb-Zn矿床的研究程度，相比于南段的兰坪盆地和北段的玉树地区要低得多。昌都地区该类铅锌矿床的赋矿围岩、矿物组合和矿石组构等特征不尽相同，并且与典型的Sedex型和MVT型矿床有所区别，是研究大陆碰撞造山背景下Pb-Zn成矿作用与矿床成因的理想对象。本论文选取昌都地区赋存于碳酸盐岩中的拉诺玛和赋存于碎屑岩中的错纳这两个典型的沉积岩容矿型Pb-Zn矿床作为研究对象，运用矿物学、矿物化学、微量元素地球化学、同位素地球化学（S、Pb、C、O、Hg、He、Ar同位素）以及流体包裹体地球化学等方法和手段，以期查明这两个矿床成矿流体的性质、来源、演化过程以及成矿物质的来源。在对比两个矿床成矿特征异同的基础上，并与区域上同类型铅锌矿床进行比较，建立起了昌都地区沉积岩容矿型Pb-Zn矿床的成矿模式。论文主要获得了以下认识：（1）流体包裹体研究表明，拉诺玛矿床主成矿期闪锌矿中发育富液相流体包裹体（I类包裹体）。包裹体的均一温度、盐度的峰值为165 ~ 205℃和12 ~ 16% NaCleq.，显示成矿流体总体为低温，中高盐度的盆地卤水。主成矿期包裹体盐度分布范围宽泛，从2%变化到20%，表明主成矿期流体可能为两种等温、不同盐度流体的混合。晚期雌黄化阶段以富液相流体包裹体（I类包裹体）和含CO2包裹体（II类包裹体）共存为特征，均一温度集中在240 ~ 260℃，表明晚期流体温度升高。晚期成矿流体盐度有2个区间，分别为2 ~ 4 wt % NaCleq.（II类包裹体）和12 ~ 18 wt % NaCleq.（I类包裹体），该阶段CO2发生逃逸导致流体发生不混溶现象。（2）拉诺玛矿床中的方解石微量元素特征显示，成矿从早到晚，不同阶段方解石的REE含量增高。方解石中的δCe和δEu值表明从早到晚成矿流体的还原性逐渐增强。方解石的C、O同位素显示，C、O主要来自赋矿围岩海相碳酸盐岩的溶解。Sr同位素组成与赋矿围岩波里拉组灰岩对应的同时期海水的Sr同位素组成相近，暗示方解石的Sr主要来自上三叠统碳酸盐岩地层。综上，推测拉诺玛矿床成矿流体主要来自上三叠统波里拉组地层中的层间水。（3）首次对拉诺玛和错纳矿床中的硫化物进行了稀有气体同位素研究。拉诺玛矿床闪锌矿和硫锑铅矿中的流体包裹体的3He/4He比值变化范围较小，介于0.09 ~ 0.29 Ra之间，平均值为0.17 Ra，成矿流体He主要来自地壳流体，只有少量幔源He（＜5%）的加入。40Ar/36Ar比值变化范围也很小，介于299 ~ 324之间，平均值为312，与大气40Ar/36Ar值（295.5）相当，表明成矿流体中的Ar主要来自大气降水或者地层中的古海水。错纳矿床闪锌矿和方铅矿中的流体包裹体3He/4He比值变化范围同样也很小，介于0.14 ~ 0.24 Ra之间，平均值为0.21 Ra，He主要来自地壳，有少量地幔来源的He（＜4%）。40Ar/36Ar比值变化范围也很小，介于304 ~ 346之间，平均值为317，也与大气40Ar/36Ar比值相当。He、Ar同位素特征显示，拉诺玛和错纳矿床成矿流体主要为地壳流体，流体来自上三叠统地层中封存的古海水或者是大气降水。区域逆冲推覆断层使得少量深部地幔流体加入并参与成矿。（4）对拉诺玛和错纳矿床中的硫化物进行硫同位素分析，确定了硫的来源以及还原硫的形成机制。拉诺玛矿床硫化物δ34S值介于-1.6 ~ 3.3‰之间，硫主要来自地层中封存的古海水，还原硫主要通过硫酸盐的热化学还原反应生成。错纳矿床硫化物34S值介于2.5 ~ 7.4 ‰之间。硫主要来自区域第三纪的膏岩层，通过大气降水的溶解作用，渗到赋矿地层，还原硫也是通过硫酸盐的热化学还原反应生成的。（5）拉诺玛和错纳矿床硫化物铅同位素组成都较为均一。拉诺玛矿床硫化物206Pb/204Pb= 18.927 ~ 19.156，207Pb/204Pb= 15.653 ~ 15.796，208Pb/204Pb= 38.924 ~ 39.526。错纳矿床206Pb/204Pb= 18.431 ~ 18.503，207Pb/204Pb= 15.631 ~ 15.726，208Pb/204Pb= 38.704 ~ 39.011。从这两个矿床的铅同位素组成推测，铅可能主要来自上地壳各个地层和区域变质基底。（6）本论文首次利用汞同位素示踪铅锌矿床的金属来源。地层以及拉诺玛、错纳矿床中的硫化物存在较大的汞同位素质量分馏（MDF，一般用δ202Hg值表示，δ202Hg差异值达3.3‰）和小的非质量分馏（MIF，一般用Δ199Hg值表示，Δ199Hg差异值达0.3‰）现象。两个矿床硫化物汞同位素组成相似，其中拉诺玛硫化物δ202Hg值介于-0.57 ~ 1.01‰之间，Δ199Hg值介于-0.23 to -0.05‰之间；错纳硫化物δ202Hg值介于-0.50 ~ 0.66‰之间，Δ199Hg值介于-0.30 ~ 0.07‰之间。拉诺玛和错纳矿床汞同位素特征与蚀变围岩（δ202Hg：-0.61 ~ 1.41 ‰，Δ199Hg：-0.17 ~ 0.04‰）以及区域变质基底（δ202Hg：-0.98 ~ 0.62‰，Δ199Hg：-0.19 ~ -0.08‰）相似，但是与未蚀变的矿区及区域地层（δ202Hg：-1.88 ~ -0.34 ‰，Δ199Hg：-0.06 ~ 0.02‰），即背景值相差较大。蚀变围岩δ202Hg和 Δ199Hg组成与硫化物相似，可解释为遭受了与同一成矿流体的蚀变。结合硫化物的MDF和MIF特征，推测两个矿床汞主要来自下伏的变质基底，围岩也提供了部分汞。（7）在综合分析拉诺玛和错纳矿床地质、地球化学特征的基础上，探讨了这两个矿床成因，并与区域上同类型铅锌矿床进行综合对比，从而建立了昌都地区沉积岩容矿型Pb-Zn矿床成矿模式，概括如下：在新生代印-亚板块陆陆碰撞的影响下，昌都地区东西两侧形成向盆地内部对冲的逆冲推覆构造系统。逆冲推覆构造系统下方的拆离滑脱带可以作为流体侧向迁移的主干通道。在碰撞造山作用强烈的构造挤压作用下，流体沿着深部拆离滑脱带萃取变质基底中的Pb、Zn、Hg等金属元素，随后顺着主逆冲断裂形成的通道垂向运移成矿流体，向上运移过程中流经不同的地层，萃取其中的金属物质，形成富金属的成矿流体，最后在浅部逆冲断层形成的破碎带中汇聚，与原地的富还原硫的流体发生混合，硫化物发生沉淀作用。