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扬子地块西南缘的前寒武纪地层中赋存的铜-铁矿床以矿床数量多、规模大、伴生多种金属等为特征,其中拉拉、大红山等矿床的成矿地质特征具有代表性,且铜铁金属资源量丰富,并伴生有Au-Mo-U-Ag-Co-REE等组分,因而具有重要的研究意义。本文选题来源于由导师负责的中国地质调查局综合研究项目“西南地区主要成矿带铜铁金多金属找矿模型与勘查方法技术综合研究项目(12120113095500)”和中核集团委托的“西南地区深部地质过程与铀成矿作用研究”项目。论文以扬子地块西南缘前寒武纪铜-铁-金-铀多金属矿床——拉拉、大红山、迤纳厂、岔河等铁铜多金属矿床作为研究重点,开展野外地质调研、室内分析测试及综合研究,深入系统地研究矿床成矿地质背景和成矿地质条件,研究区内岩浆岩成因及年代学、矿床地质特征、流体来源、成矿时代、矿床形成的区域构造演化等主要地质学及矿床学问题,探讨矿床的形成机理及成矿模式,总结了区域铜多金属矿的成矿规律及成矿作用。通过本文研究工作,主要有以下几点认识:(1)系统总结了研究区区域地质背景、地层、构造、岩浆岩与区域地质演化;通过岩石学、地球化学、年代学的系统研究,提出拉拉矿区A型花岗岩形成于1657±15Ma的非造山伸展环境——板内裂谷构造环境,可能与地壳-岩石圈减薄及软流圈地幔上涌有关;元素地球化学指示辉长辉绿岩主要源于富集地幔,在上升过程中可能受到陆壳岩石圈的混染;随着具有富集地幔特征的岩浆通过底侵、上涌和强烈的结晶分异,形成本区A型花岗岩,认为本区存在辉长辉绿岩及A型花岗斑岩为代表的“双峰式”岩浆组合。(2)研究了矿床多金属组合特征及规律、矿物的共生组合关系,在此基础上,根据微量元素、电子探针分析,研究拉拉矿床Cu-Au-Mo-Co-Fe-U等多金属共生组合规律及成矿元素的赋存形态;将拉拉铜矿区的成矿过程划分为三个成矿期:火山沉积-岩浆热液期、热液流体成矿期、表生氧化期,对拉拉铜矿Cu-Fe-Au-Mo-U-Co等多金属成矿期次进行划分:Fe①-P(1期);Fe②-Co-Cu①(2期);Mo-Au-Cu②-U(3期)。(3)通过与典型IOCG矿床对比研究认为有较多相似之处。拉拉铜矿床、大红山铁铜矿床不仅规模大、意义重要,而且是研究区典型的两个IOCG矿床,且二者具有很强的相似性,从成矿与Fe-Cu多金属组合、Au-U-REE、岩浆岩、磁铁矿、断裂构造、褶皱、角砾岩、萤石化及矿体产状的关系可以总结出,拉拉、大红山、迤纳厂等矿床具有较为明显铁氧化物铜金(IOCG)矿床的特征。(4)通过矿石矿物硫同位素、磁铁矿元素地球化学显示矿床具有IOCG矿床的特征;磁铁矿元素地球化学特征表明成矿物质具有多种来源,可能局部为沉积来源-沉积改造成因,是后期热液交代叠加而形成。黄铁矿元素地球化学特征表明,矿床具有火山喷发沉积叠加后期热液的成矿特征,深部流体和浅部流体均对成矿有贡献,早期以火山-沉积作用为主,通过后期热液叠加作用而成矿。(5)根据硫-碳-氧同位素及稀土元素示踪研究、黄铜矿包裹体稀有气体同位素研究,结合Re-Os体系对成矿物质来源的探讨,表明地幔流体对拉拉、大红山矿床等矿床成矿具有重要意义,拉拉、大红山等矿床的成矿流体为浅部与深源岩浆水-地幔流体有关的混合来源;地幔流体在成矿过程中的参与,是本区形成(超)大型铜-铁-金-铀多金属矿床的重要条件。(6)通过黄铜矿Re-Os等时线年龄测得拉拉矿床、大红山矿床、岔河矿床等成矿年龄,拉拉矿床的成矿年龄为1085±27Ma、大红山1083±45Ma、岔河矿床为1082±46Ma,三者成矿时代具有较好的一致性,表明矿床的成矿可能属于中元古代末同一地质事件的产物。磁铁矿Re-Os同位素获得大红山矿床铁成矿年龄1325±170Ma,该年龄误差较大,可能代表了本区热液成因磁铁矿年龄,表明磁铁矿、磷灰石等主要在这一阶段富集成矿。通过对拉拉矿床内晶质铀矿较为系统的电子探针化学测年,确定铀的成矿年龄为824±15Ma,表明铀的形成晚于铁铜钼金等多金属的成矿作用,为新元古代的一期规模小但较为普遍的富集事件。(7)建立了典型矿床的成矿模式。本区矿床成因较复杂,一般经历了原始矿源层形成以后各种作用下复杂的叠加改(再)造,矿床是多期次、多阶段、多种成矿作用相互叠加后在有利空间富集成矿;从区域演化特征来看,早元古代是拉拉式铜铁多金属成矿作用的预富集阶段,形成重要的矿源层,经过其后多次构造运动的叠加改造而成矿,其中1.4~1.2Ga和1.1~1.0Ga是两次重要的铜多金属成矿作用,~0.8Ga是区内IOCG矿床中的铀成矿阶段,多期次叠加成矿作用形成了铁-铜-金-铀-钼-钴-稀土多金属组合。(8)研究了成矿作用与重大地质事件的响应。对研究区Columbia超大陆裂解、格林威尔运动及Rodinia超大陆拼合裂解事件进行了总结和研究。认为成矿作用至少可以分为前期预富集作用及两次大的成矿作用,以及若干小的成矿作用,其中两次大的成矿作用主要为早元古代成矿作用和中元古代成矿作用。在此基础上建立了区域成矿过程及成矿模式。提出早元古代末和中元古代是研究区IOCG矿床的主要成矿时代,铁铜矿的形成与Columbia超大陆的裂解有关,而多金属矿床还与后期Rodinia超大陆的拼合和Grenville运动有密切关系。认为早元古代是本区铜铁等多金属成矿作用的预富集阶段,在早元古代末海相火山喷发沉积形成了矿床的赋矿层位和矿源层,经过中元古代多次构造作用和热液叠加改造,形成了研究区主要的IOCG矿床,如大红山、拉拉等矿床。