黔东南苗龙金锑矿床地球化学研究

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苗龙金锑矿床是黔东南地区重要的金锑共生矿床,矿体主要赋存于上寒武统三都组海相碳酸盐岩中。本论文在前人研究基础上,运用岩石学、电子探针分析、流体包裹体研究、元素地球化学、同位素(Sr、Nd、C、O、S)地球化学等方法手段,对苗龙金锑矿床的金的赋存状态、成矿流体演化、成矿物质来源和矿物沉淀机制等方面进行了深入系统的研究,揭示了金锑矿化过程,探讨了成矿机理。本论文获得的主要结论如下:  (1)含砷黄铁矿环带中Au含量最高可达0.12%,Au在含砷环带中分布不均匀,部分测点未检测到Au。Au与As没有明显的线性关系,暗示Au在含砷黄铁矿环带中可能以亚显微颗粒形式存在。毒砂中金含量较均匀,表明金主要以晶格金形式存在于毒砂中。  (2)成矿流体演化:流体包裹体研究表明,苗龙金锑矿床锑矿化阶段存在两种盐度差异较大的成矿流体。该阶段低盐度(3.9~7.6 wt.%NaCl equiv.)成矿流体发生明显的冷却降温(270℃~80℃),成矿流体演化的晚阶段可能与少量高盐度(16.4~20.2 wt.%NaCl equiv.)的卤水发生了流体混合。少量脆硫锑铅矿的出现反映辉锑矿大量沉淀后成矿流体硫逸度降低,自然锑结晶沉淀暗示成矿流体演化的最后阶段具有低氧逸度的特征。  (3)成矿流体、物质来源:方解石氧同位素研究结果表明,成矿流体以天水为主;方解石锶同位素组成(0.7108~0.7144)表明成矿流体相对富放射成因锶,其不可能主要由赋矿的三都组灰岩(0.7090)提供,而可能来自富放射成因锶的前寒武纪基底(0.7127~0.7261);方解石εNd(145Ma)(-9.64~4.63)小于0,指示成矿流体中的Sm、Nd来源于陆壳;方解石碳同位素组成(-3.99‰~-1.18‰)表明,成矿流体中的碳可能是赋矿寒武纪碳酸盐岩(-1.0‰~0)与幔源碳(-7.0‰~-5.0‰)的混合。辉锑矿硫同位素组成(+15.31‰~+20.38‰)表明,成矿流体的硫来源于围岩中的沉积期黄铁矿;电子探针分析表明,沉积期黄铁矿基本不含Au、As、Sb等成矿元素,苗龙金锑矿床的成矿元素不可能由赋矿围岩提供。  (4)金锑矿化过程:金矿化主要发生在热液期As-Au阶段,毒砂和含砷黄铁矿是该阶段形成的主要矿物。根据毒砂原子百分比估算出其形成温度在350℃~300℃,含砷黄铁矿的形成同时或略晚于毒砂,含砷黄铁矿形成的晚期,成矿流体温度降低到250℃左右。350℃到250℃温度降低过程中成矿流体中析出的金进入正在结晶的毒砂晶格或以亚显微颗粒形式被含砷黄铁矿包裹。辉锑矿是该矿床最主要的锑矿物,流体包裹体研究表明辉锑矿阶段成矿流体存在明显降温,温度降低是辉锑矿沉淀的主要因素。  (5)成矿机理探讨:由于燕山期区域深大断裂的活化,区域内形成有利于天水下渗到前寒武纪基底的通道。由于构造-热事件,天水到达深部时具有较高温度,使前寒武级基底中的Au、Sb等成矿元素活化(可能有深部物质的加入)。在地热驱动下,富含Au、Sb等成矿物质的弱酸性成矿流体沿断裂上升到浅部,与碳酸盐岩发生水岩反应,围岩发生强烈硅化。成矿流体溶解碳酸盐岩中草莓状黄铁矿和重结晶黄铁矿,成矿流体中Fe2+含量增加。成矿流体温度和pH降低,使毒砂、含砷黄铁矿沉淀。由于温度降低,金溶解度降低,成矿流体中金以晶格金形式进入结晶的毒砂中或以亚显微颗粒形式进入含砷黄铁矿中。而后成矿流体温度继续降低,石英-萤石-方解石-辉锑矿发生沉淀,同时在晚期有盆地卤水加入。由于黄铁矿、毒砂、辉锑矿等大量硫化物沉淀,成矿流体硫逸度降低,形成脆硫锑铅矿,温度和氧逸度继续降低,使自然锑发生沉淀。
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