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世界首例碲独立矿床—大水沟碲矿床打破了碲元素不能形成独立矿床的传统认识。Te在某些条件下,不仅能形成伴生矿床,还能形成大型甚至是超大型独立碲矿床。大水沟碲矿床从偶然发现至今,一直受到众多地质学家的高度关注,并展开多角度研究。先后对其区域地质特征、矿床地质、矿床地球化学特征、同位素及矿床成因等作了大量研究,并取得了不少相应的研究成果。但在大水沟碲矿床之外的邻区还有没有可能存在类似碲矿床?值得我们深入展开碲成矿的区域地质背景尤其是区域地球化学找矿预测模型研究。目前,在大水沟碲矿床之外的邻区,类似碲矿床找矿方面的研究尚未开展,还没有一套科学、合理、可行的碲矿的地球化学找矿理论与方法。本文在碲成矿的区域地质背景、碲矿床地质地球化学特征研究的基础上,深入研究了大水沟碲矿区及整个石棉地区元素的地球化学特征、探讨了各时代地层与侵入岩碲及其共生元素的演化规律、划分出石棉地区地球化学子区,以及解析了元素与断裂构造关系。从众多碲共生元素中遴选出碲矿的水系沉积物找矿指示元素,运用指示元素比值提取出碲矿异常信息,同时建立碲矿床的地质地球化学模式。通过碲成矿地质背景、区域地球物理、地球化学等特征,建立碲矿的地球化学找矿预测模型。由此形成了一套碲的地质地球化学找矿理论,为类似大水沟碲矿床的找矿提供新的理论与方法。通过以上研究,得出如下认识:(1)石棉地区处于川西高原与四川盆地过渡带上。区域地质背景较为复杂,既有深部岩浆的多期次侵入活动,也有区域性深大断裂的继承性活动,断裂构造广泛发育。热事件与变质事件作用强烈,地层均发生有不同程度的变质。在地球物理学特征上,石棉地区处于主要环状剩余重力正异常区内部,航空磁测正负异常过渡区域,线性构造与环形构造发育,具有极好的区域成矿地质背景。(2)石棉地区主要富集与基性、超基性岩浆活动有关的亲铁元素Co、Cr、Cu、Ni、Fe。Te、Bi成矿元素的整体含量不高,Te为背景-强分异型元素,Bi为低背景-极强分异型元素。Te在二叠系、志留系通化岩组、奥陶系大河边组、震旦系及二叠纪-三叠纪侵入岩中有较好的局部富集和成矿潜力。将石棉地区划分为4个地球化学子区,各子区具有不同的地质-地球化学特征,足富—七龙洞地球化学子区是石棉地区寻找碲矿的最主要区域,具有潜在的碲矿找矿前景。(3)大水沟碲矿床处,水系沉积物Te、Bi、Au、Ag的含量均不高,Te、Bi、Au大致呈低缓正异常,Ag大致呈低缓的负异常。在通化岩组一段变基性火山岩地层中,Bi-Te含量较高,有可能为碲矿床的矿源层。事实上,大水沟碲矿床并没有产在Te-Bi较高背景值的地球化学区域,而是产于背景值或低背景值的地球化学区域,大面积Te、Bi含量趋于背景或低背景,局部富集成矿,并且Te、Bi主成矿元素均存在较明显的后期叠加富集。也就是说,碲矿床的形成是在后期发生成矿作用Te-Bi富集而成的。(4)水系沉积物As、Sb、Hg组合能指示断裂构造的空间位置。Co、Cr、Ni、Fe2O3组合反映断裂构造提供的成矿流体热液运移通道,是成矿流体沉淀富集的有利场所与部位。主成矿元素Te、Bi、Au、Ag明显受断裂构造控制。(5)碲矿石、矿物(磁黄铁矿、黄铁矿)铅同位素组成主要为异常铅,具有壳幔混合来源的特征,与岩浆活动密切相关。硫同位素的δ34S值大多为较小的正值,变化范围小,具有明显的岩浆硫同位素组成的特征,硫来源于深部,主要属于幔源硫,与岩浆作用密切相关。同位素显示碲与硫、碳等矿化剂可能同源,均来自于深部。(6)从水系沉积物元素中遴选出主成矿元素(Te、Bi)、伴生元素(Ag、Au)及中高温热液元素(Cd、Cu、Pb、Sn、W、Zn)作为大水沟式碲矿的指示元素,石棉地区的碲矿更趋向形成于中偏高温的热液环境。累乘元素比值(w(Te×Bi)/w(Pb×Zn))可初步判断碲矿异常强弱信息。以累加元素比值(w(Te+Bi)/w(Au+Ag))作为碲矿化异常的直接指示信息,能有效地凸显Te、Bi矿致异常,提取碲矿化异常信息,为碲矿的找矿预测提供新的地球化学理论方法与技术手段。(7)根据石棉地区及碲矿区碲成矿地质背景、区域地球物理特征、元素地球化学特征及碲矿床的地质-地球化学模式等地、物、化综合信息,建立碲矿的地球化学找矿预测模型,筛选出了大水沟、七龙洞东北、庙坪、七龙洞、江官山及江官山西北最具潜力的碲找矿靶区,部分靶区发现有碲矿体与矿化。