论文部分内容阅读
甘肃省白银厂矿田是北祁连火山块状硫化物矿床成矿带中最为典型、规模最大的VHMS矿床产地。近年来,随着矿产资源开采殆尽,在白银厂矿田深部及外围寻找新的矿床或矿体具有重要的意义。本文针对现阶段影响找矿突破的关键问题,研究矿田内双峰式火山岩岩浆作用及地球动力学演化特征,探讨火山岩与VHMS矿床之间的关系;厘定典型矿床不同类型矿石中金属矿物的生成顺序,分析硫化物的微量元素地球化学特征;利用蚀变矿物组合进行蚀变分带,分析各蚀变带中元素迁移规律;基于前人研究的基础上,探讨火山岩的成岩环境和VHMS矿床的成矿环境,总结成岩-成矿过程,提出找矿方向。本文获得的主要认识和成果如下:根据区内火山岩地球化学特征显示,矿田内火山岩均属于钙碱系列。其中,折腰山细碧岩稀土配分曲线右倾,LILE(Rb、Sr、Ba、Th、U、K)和LREE相对富集,HFSE(Nb、Ta、Ti)和HREE相对亏损,地球化学性质与岛弧玄武岩类似;铜厂沟火山岩稀土元素配分曲线相对比较平坦,类似BABB玄武岩的地球化学特征。区内火山岩的地球化学成分显示出逐渐变化的特征,具有类似BABB和OIB玄武岩的双重地球化学特征,其构造环境具有从岛弧环境向弧后盆地环境过渡的特点。本文在结合前人研究成果及区域地质背景的基础上,将区内火山岩浆作用分为两个阶段:岛弧型岩浆作用阶段和弧后盆地型火山岩浆作用阶段。在岛弧型岩浆作用阶段形成了矿田西部的岛弧型火山岩组合,随着大洋扩张的加速,弧后拉张变宽,弧后盆地之下底辟上隆的软流圈地幔在绝热降压和消减带流体作用的双重效应下发生部分重熔,上升的地幔熔融物质和上地壳组分发生混染,形成了矿田东部的弧后盆地型火山岩组合。通过厘定不同类型矿石中金属矿物的生成顺序,对比分析金属矿物的微量元素特征发现,矿田内闪锌矿中In、In/Ga比值和In/Ge比值,指示该类型闪锌矿的形成均与高温的岩浆热液活动密切相关。黄铁矿中的S/Se比值和Co/Ni比值也指示出矿田内不同类型的黄铁矿既有岩浆热液型矿床成因,也有沉积改造型矿床成因。从折腰山到小铁山、铜厂沟矿床致密块状矿石中,闪锌矿结晶温度具有降低的趋势,表明该矿床成矿热液的温度相对较低。东部矿床中主要金属矿物的Au、Ag、Pb及相关元素相对富集,这可能与东部火山岩浆作用阶段岩浆的成分、物理化学条件以及成矿热液中成矿元素的富集程度和种类发生改变有关。此外,折腰山后期叠加的黄铁矿细脉中硫化物的Au元素含量较高,在部分金属矿物中已达到工业品位,可能是主成矿期之后的流体热液沿裂隙充填交代所形成的,反映出西部矿床深部可能会有含金矿体存在的可能。矿田内各矿床的围岩蚀变主要呈筒状产出,蚀变矿物和矿物组合种类繁多。通过元素迁移规律研究发现,在绢云母化带、绿泥石化带及矿化带中蚀变程度和元素的迁移变化依次增大;Be、U、Sr和Na等元素随着斜长石的分解而流失,K元素随着绢云母的形成而相对富集;在绿泥石化阶段随着绿泥石和黄铁矿等矿物的形成,Fe和Mg等元素强烈富集。Ca、Ba和Mn元素主要以硅质岩类、重晶石或硬石膏的形式存在,在VHMS矿床中这些沉积物可以充当隔离层将海水与高温的热液隔开,促使其在围岩中沉淀。此外,在绢云母化阶段,折腰山矿床中Ag、Cu、As和Bi开始富集,Zn、Pb和Sb等元素迁出,小铁山矿床中这些元素均表现为迁入。相对于小铁山矿床,折腰山矿床的流体热液中Zn、Pb和Sb相对亏损。也暗示两个矿床的成矿热液中成矿元素富集的程度和种类有一定的差异。本文对区内VHMS矿床的成矿因素进行分析,总结区内火山岩的岩浆演化规律及VHMS矿床的成矿过程。认为矿田内火山岩浆作用经历了岛弧型岩浆作用阶段和弧后盆地型火山岩浆作用阶段,东西部火山岩应来源于不同性质的岩浆体系。在岩浆作用后期产生的岩浆热液成分及物理化学条件也不尽相同,使得东西部VHMS矿床在成矿元素种类、矿石种类、矿化蚀变的空间特征及蚀变带中元素迁移规律等方面体现出明显的差异。针对区内优势矿产的成矿潜力及找矿前景,确定找矿标志。在深入了解区内成矿地质条件的基础上,依据白银厂矿田火山机构的空间位置、含矿地层、矿区原生晕地球化学特征、矿化蚀变的空间展布特征及东部和西部VHMS矿床的成矿条件差异性,进行靶区优选。根据找矿远景的优劣、进一步工作的价值以及验证的优先程度,将找矿靶区划分为3类。其中,A类找矿靶区2处,B类找矿靶区2处,C类找矿靶区1处,以期为白银厂矿田下一步的找矿工作提供资料参考。