广西河池五圩矿田成因研究

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五圩矿田是丹池成矿带内的三大矿田之一,因其富集铅、锌、锑、银、汞等多金属矿产而著名。然而在过去三十多年的地质勘探中,其发现的矿石储量远不及大厂矿田和芒厂矿田,导致五圩矿田成因方面上的研究未引起地质学家的重视,但是该区成矿元素和矿床特征与大厂和芒厂矿田相比具有一定的差异,显示其独特的成矿特征。箭猪坡矿床是该矿田内成矿地质条件最好、成矿规模最大的铅锌锑多金属矿床,故选择其为研究对象。在充分结合前人研究成果的基础上,对其展开系统的矿床地质、硫同位素、闪锌矿微量元素和流体包裹体特征研究,试图约束该矿床成因,为五圩矿田的成因与成矿理论提供依据,进而更好地服务于矿区深部和外围找矿工作。此次研究取得的主要成果和认识如下:(1)基于详细的野外地质和手标本矿物共生组合特征,以及镜下显微综合观察,将箭猪坡矿床成矿作用划分为热液成矿期和表生期。其中,热液成矿期分为三个成矿阶段:(I)矿化初期的石英-黄铁矿阶段,以石英和黄铁矿为主,含少量闪锌矿;(II)主成矿阶段的石英-硫盐-硫化物阶段,石英、黄铁矿沿脉壁出现,中部主要为闪锌矿和脆硫锑铅矿,同时有少量方铅矿、辉锑矿和碳酸盐矿物;(III)矿化晚期的石英-闪锌矿-碳酸盐-辉锑矿阶段,该阶段出现大量的含铁锰碳酸盐和辉锑矿。(2)箭猪坡矿床内主成矿阶段闪锌矿中的微量元素相对富集Fe、Cd、Mn、Cu、In等元素,而亏损Ga、Ag、Sn、Pb等元素,各微量元素间含量与岩浆热液矿床中闪锌矿微量元素组成相似。根据闪锌矿中Zn、Fe含量与矿石构造,显示该矿床成矿深度为中浅成环境。Ga与In的相对含量关系在lnGa-lnIn关系判别图解中,显示成矿流体来自于岩浆热液,且其Zn/Cd、Cd/Fe、Cd/Mn、Ga/In比值与岩浆热液矿床相似。(3)箭猪坡矿床内δ34SVCDT值变化范围为3.9‰~8.0‰,且矿物间硫同位素已达平衡,根据共生矿物对(Δ34SPy-Sp值),估算矿床的总硫δ34S-fluids为+5.9‰,属于均一的岩浆硫,与深部隐伏的花岗岩密切相关,但是不排除少量地层硫的加入。该结论与前人研究的碳氧同位素结论一致,故箭猪坡矿床的成矿物质主要来自于岩浆,但有少量的围岩混入。(4)主成矿阶段矿物中的包裹体类型有H2O-NaCl(A型)、H2O-NaCl-CO2型(B型)以及纯CO2型(C型)。其中,气液两相的H2O-NaCl型包裹体(A2型)均一温度在150~358℃之间,主要集中于160~200℃,盐度(Wt%NaCl)为0.87~9.86%,集中于4.00~6.00%;H2O-NaCl-CO2型包裹体(B型)的均一温度在151~436℃之间,主要集中于230~350℃,盐度(Wt%NaCl)为0.01~15.62%,主要集中于1.00~6.00%。尽管箭猪坡矿床的均一温度最高可达436℃,盐度最高可达15.62%,但温度和盐度的均值和集中范围分别小于358℃和6.00%,且根据硫同位素地质温度计获得的成矿流体温度(114~377℃),也显示该矿床成矿流体性质应为中低温、低盐度的流体。另外CO2包裹体中含有CH4、N2和沥青有机质。(5)基于以上综合分析,本研究认为箭猪坡矿床属于中低温、低盐度、中浅成的岩浆热液充填型矿床,并结合五圩矿田内构造地质背景,赋矿层位等,初步得出五圩矿田成因与岩浆作用有关,其成矿作用过程为“深部来源-沿NNW向断裂垂向运移-脉状充填成矿”,即中酸性岩浆为其提供成矿物质、成矿流体和热源,当深部岩浆沿NNW向的断裂通道向上运移时,由于泥盆系地层为化学性质不活泼的黑色条带泥岩、粉砂质泥岩和含碳质的泥岩,其起到物理阻隔作用封闭了岩浆矿液,矿液得以在地壳浅部NNW向的断裂带、层间破碎带中运移,随着温度和流体压力降低导致硫化物沉淀并成矿。此外,硅化、碳酸盐化等围岩蚀变,可作为矿田内的找矿标志。
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