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《兰州大学》 2017年
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甘肃北山花黑滩钼矿床成矿流体性质及成矿机制研究

霍永豪  
【摘要】:北山造山带构造演化具有多期次、多旋回、间歇性强的特征,经历过复杂的碰撞挤压和伸展拉张运动,形成了一系列近东西向且近乎平行的大断裂和韧性剪切带,控制了北山地区多金属成矿带的展布。甘肃省瓜州县柳园镇花黑滩钼矿床位于北山造山带南带,紧邻晚三叠系花牛山碱长花岗岩体。赋矿地层为蓟县系平头山组第二岩性段黑云母长英质角岩。本文在前人研究成果基础上,结合新开展的研究工作,对花黑滩钼矿床产出的区域地质特征和矿床地质特征提出新的认识,并通过成矿流体和矿床地球化学研究,探讨矿床成因,取得的主要认识有:花黑滩钼矿床矿石构造以浸染状为主,根据野外矿脉产出特征,穿插关系,可以把花黑滩钼矿床的成矿过程划分为两个期次:热液期和地表氧化期。热液期可细分为三个阶段:石英-辉钼矿-磁黄铁矿阶段(Ⅰ)、石英-辉钼矿-毒砂阶段(Ⅱ)、石英-黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿阶段(Ⅲ)。钼矿矿石中的金属矿物伴随含矿热液温度从高到低变化相继结晶析出。钼元素的主要结晶矿物为辉钼矿。地层和岩体含矿性分析表明:成矿物质与晚三叠系碱长花岗岩密切相关,同时矿区地层也提供少部分成矿物质。钼矿石中黄铁矿δ34S值变化2.6‰~4.6‰,均值3.72‰,全部落入紧邻矿体的晚三叠系花牛山碱长花岗岩δ34S变化范围内,指示钼矿石的硫同位素与晚三叠系花牛山碱长花岗岩具有相同的来源。成矿流体的δDH2O为-117.4‰~-103.9‰,平均为-110.8‰,δ18OH2O为1.4‰~13.4‰,平均为9.5‰,氢氧同位素分析表明含矿热液早期以原始岩浆水为主,晚期有大气降水的混入。根据流体包裹体均一温度和盐度数据进行投图,所得结论与氢氧同位素分析结果相似。本文认为,花黑滩钼矿床成矿物质主要来自于原始岩浆热液,富矿岩浆热液沿岩浆通道或大断裂向上运移,在富矿岩浆热液上侵过程中萃取了蓟县系平头山组第二岩性段地层的成矿元素,和岩浆中成矿物质一起提供了本矿床的成矿物质来源。测温结果显示,花黑滩钼矿床热液期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段流体包裹体均一温度分别为383℃~583℃、105℃~342℃、86℃~232℃,盐度分别为12.39%NaCleqv~17.26%NaCleqv、0.71%NaCleqv~20.22%NaCleqv、1.22%NaCleqv~17.61%NaCleqv,流体密度的变化范围分别为0.43g/cm3~1.02g/cm3、0.77g/cm3~1.09g/cm3、0.90g/cm3~1.06g/cm3。激光拉曼光谱分析表明,热液期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段包裹体液相和气相成分均主要为H2O,Ⅰ、Ⅱ阶段包裹体气相成分可检测到较多CO2,Ⅱ阶段包裹体气相成分可检测到CH4、SO2等成分;Ⅱ阶段包裹体中可见NaCl子晶。花黑滩钼矿床成矿流体演化特征:Ⅰ阶段温度为高温、盐度中等、密度中等偏高,含较多CO2成分,属于H2O-CO2-NaCl体系,且经历了成矿流体由超临界流体向非超临界流体转化的过程;Ⅱ阶段温度中等偏高、盐度低中高均有分布、密度中等偏高、CO2含量较多,同时可检测到较多的SO2、CH4等成分,属H2O-CO2-NaCl体系,且成矿流体在本阶段发生了沸腾作用;Ⅲ阶段由于不同来源流体的混合,温度中等偏低、盐度中等偏低、密度中等偏高、CO2含量较少,属H2O-NaCl体系。花黑滩钼矿主成矿阶段(石英-辉钼矿-磁黄铁矿阶段)均一温度在383℃~583℃之间,属于高温热液成矿;成矿深度分布范围为0.26km~2.40km,说明矿床成矿深度属于中浅成矿深度。花黑滩钼矿的成矿物质主要来源于原始岩浆热液,海西-印支期岩浆活动产生富矿的岩浆热液,沿岩浆通道上升,伴随温度和压力降低,富矿岩浆热液由超临界态流体向非超临界态流体转化过程中,钼元素大量卸载成矿,随后含矿岩浆热液萃取地层中钼元素,形成含矿热液继续沿着地层中微裂隙运移,与地下水、变质水和大气降水等流体混合发生沸腾作用,导致钼元素再次大量卸载,钼矿体主要赋存于岩体与地层的接触带部位。花黑滩钼矿床的成因类型属于中浅成岩浆-热液脉状矿床。
【关键词】:甘肃北山 钼矿床 流体包裹体 矿床成因
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P618.65
【目录】:
  • 中文摘要3-5
  • Abstract5-11
  • 第一章 绪论11-24
  • 1.1 矿区交通地理位置11-12
  • 1.2 选题来源、研究目的及意义12-13
  • 1.3 研究现状及存在问题13-20
  • 1.4 研究方法与技术路线20-21
  • 1.5 完成的实物工作量21
  • 1.6 本文创新点21-24
  • 第二章 区域地质背景24-36
  • 2.1 地层25-27
  • 2.1.1 太古宇25
  • 2.1.2 元古宇25-26
  • 2.1.3 古生界26-27
  • 2.1.4 中、新生界27
  • 2.2 构造27-30
  • 2.2.1 构造单元划分27-28
  • 2.2.2 断裂和古缝合带28-30
  • 2.3 岩浆岩30-32
  • 2.3.1 火山岩30
  • 2.3.2 侵入岩30-32
  • 2.4 构造演化史32-34
  • 2.5 区域矿产分布34-36
  • 第三章 矿床地质特征36-52
  • 3.1 矿区地质37-40
  • 3.1.1 地层37-39
  • 3.1.2 构造39
  • 3.1.3 岩浆岩39-40
  • 3.2 矿体特征40-48
  • 3.2.1 矿化带特征40-41
  • 3.2.2 矿体特征41-43
  • 3.2.3 矿石类型与矿物组合43-44
  • 3.2.4 矿石结构构造44-46
  • 3.2.5 钼的赋存状态46-48
  • 3.3 围岩蚀变48-49
  • 3.4 成矿期与成矿阶段49-52
  • 第四章 矿床成因研究52-89
  • 4.1 流体包裹体研究52-75
  • 4.1.1 实验方法介绍52
  • 4.1.2 流体包裹体岩相学特征52-56
  • 4.1.3 流体包裹体显微测温分析56-60
  • 4.1.4 流体包裹体激光拉曼特征60-69
  • 4.1.5 成矿温压计算69-71
  • 4.1.6 成矿流体性质及演化71-75
  • 4.2 成矿物质来源75-85
  • 4.2.1 地层和岩体含矿性分析75-79
  • 4.2.2 硫同位素特征79-80
  • 4.2.3 氢氧同位素特征80-85
  • 4.3 矿床成矿机制探讨85-87
  • 4.4 矿床成因类型探讨87-89
  • 第五章 结论89-91
  • 5.1 几点认识89-90
  • 5.2 存在的问题90-91
  • 参考文献91-100
  • 附表100-104
  • 在学期间的研究成果104-105
  • 致谢105-106

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