思茅盆地大平掌铜多金属矿床成矿模式研究

【摘要】大平掌矿床是三江构造-成矿带中的重要矿床之一,也是滇西目前发现的最重要的原特提斯期VHMS型铜多金属矿床。本文以板块理论、区域成矿学、岩石学、矿床学、矿床地球化学等理论为指导,综合野外勘察、室内镜下鉴定、收集和分析前人研究成果,系统的对矿床地质、矿床成因、成矿条件和成矿构造环境、喷流中心等问题进行总结性分析,深入研究大平掌矿区成矿规律、建立大平掌矿床“上层-下脉”及“上黑-下黄”的空间矿化结构的成矿模式。从而对完善和丰富原特提斯期的铜多金属成矿作用及其类型、提升“三江”成矿带典型矿床研究水平、认识思茅盆地早古生代基底中的优势成矿类型、找矿潜力和找矿思路等有重要的启示作用。本文取得的主要成果有以下方面。1、根据岩浆热事件年代学研究新成果、区域地层岩性对比和成岩成矿环境的分析,证实思茅盆地西侧的早古生代(原特提斯)活动陆缘火山岛弧的存在,提出兰坪-思茅微板块西侧的活动陆缘火山岛弧于早古生代(原特提斯期)就存在的新认识。同时指出,该火山岛弧一直延续到晚古生代-三叠纪,是古生代多弧盆系统的重要组成部分。普洱大平掌铜多金属矿床是志留纪末南澜沧江洋洋壳向东俯冲过程中,是弧后裂陷带内火山-喷流沉积成矿作用的产物。预示原特提斯期火山-喷流成矿作用是红层基底中的一种重要成矿类型,对分析研究区域构造及成矿演化等也提供了新的启示。2、对矿区与成矿有关的主要地质体的地质特征、岩石学、微量元素、稀土元素等进行全面研究,取得多方面进展：①赞同将矿区火山岩系分4个岩性段和三个火山活动亚旋回。其中,大凹子组第一段(S2+3g/)为主要的含矿层位,S2+3g/中上部的富钠流纹质火山岩(石英角斑岩)为V2型细脉浸染状铜矿体的主要赋矿围岩,顶部含碳质凝灰岩-钙质沉凝灰岩夹硅质岩的岩性段是V1型块状铜多金属硫化物矿体的产出层位。矿体上、下的火山岩总体均属中酸性-酸性火山岩类,但层状矿体之下的火山岩除爆发相-喷溢相-沉积相发育完整外,经历强烈蚀变,具有火山喷流-沉积矿床的蚀变岩筒特点。②认为原地质图上所谓的印支期流纹斑岩体(λπ),实际应属大凹子组第一段(S2+3d1)的组成部分,其中的残留火山岩结构构造清楚。但由于靠近火山-喷流口,以硅化为主的蚀变十分强烈,被改造成具蚀变岩筒特征的火山地质体。③岩石化学研究表明,大凹子组火山岩总体属钙碱性系列。其中,细碧岩、英安岩、角斑岩、石英角斑岩属低钾高钠质岩类,部分流纹岩具钾、钠均较低的特点。由外围未蚀变流纹岩→近矿弱蚀变流纹岩→矿体内强蚀变流纹岩,Si02量明显增加,Na2O+K2O减少,说明矿体下部火山岩存在低钠晕。④不同火山岩微量元素、稀土元素组成显示,从(蚀变)细碧岩→(蚀变)角斑岩→英安岩→流纹岩→(蚀变)石英角斑岩,微量元素和稀土元素配分曲线基本一致,具同源同期火山岩的地球化学特征。3、在分析两类矿体地质特征和相互关系的基础上,阐明了上部块状硫化物矿体(V1型矿体)与下部细脉浸染状矿体(V2型矿体)在物质组成、结构构造及成因等方面的关系,建立了典型的矿化结构剖面,分析了矿床地球化学特点,确认大平掌矿床具典型的VMS矿床的地质及地球化学标志。4、应用锆石U-Pb法和Re-Os同位素测年法对矿区火山岩、侵入岩及硫化物进行了较系统的年代学研究,重新厘定了大凹子组地层时代、花岗闪长斑岩成岩时代和矿体的成矿时代,取得重要进展：①大凹子组是矿区内主要含矿火山岩系,过去由于缺乏充分的年代学研究依据,对其时代认识分歧较大,多作为晚泥盆世至-石炭纪产物。本文获得一批大凹子组含矿火山岩系中主要岩石类型的年龄数据(英安岩428.28+6Ma和422+2.4Ma,流纹岩417+1.5Ma,流纹质凝灰岩420.8±1.6Ma),结合宏观地质特征的综合分析,赞同将其作为独立的地层单位-大凹子组(S2+3d),但将其时代重新确定为中-晚志留世。②对矿区侵入于大凹子组火山岩中的花岗闪长斑岩进行锆石精确测年(LA-ICP-MS方法),获得401.0±1.7Ma年龄值,指出花岗闪长斑岩形成于志留纪末,是加里东末期岩体,与大凹子组火山岩共同构成典型的由喷发→侵入的岛弧型岩浆活动序列,而非过去认为的印支期岩体。③获得V1型矿体中黄铜矿Re-Os同位素模式平均年龄为437.35±11.2Ma,V2型矿体中黄铜矿Re-Os同位素模式年龄为410.9+6.0Ma,与前人获得的辉钼矿Re-Os同位素年龄(428.8±6.1Ma和442.4±5.6Ma)相近。结合的矿体与火山岩的成因关系,确认大平掌矿床形成时代与火山岩同期,均在中-晚志留世,但早于花岗闪长斑岩。5、通过对矿化蚀变分带、爆破角砾岩分布、成矿元素分带、成矿流体均一温度分布、矿体三维数字模型和物探EH4异常等方面分析,指出10线附近为火山-喷流中心,其周缘为热水喷流成矿主要区域。主要依据包括：①蚀变分带特征分析表明,由2-10线向外,依次为强硅化-黄铁矿化-角砾岩带→硅化-绢云母-黄铁矿化带→绢云母-碳酸盐化带→碳酸盐-绿泥石-绿帘石化带的蚀变分带,构成一个完整的矿化-蚀变岩筒。其中,以强硅化和多世代黄铁矿化为代表的强蚀变中心区主要在7-16线间,呈不规则长椭圆状。尤其在2-10线间,出现较多的爆破角砾岩及大量的石英岩(火山岩硅化结果),含矿石英脉相对密集,与V2矿体中心区总体一致,应为喷流热液活动中心。②矿体中成矿元素的分布在水平及垂直方向上均具有不规则的分带性：中心区及下部相对富铜,上部和边缘相对富Pb+Zm在平面上形成长轴为北西向的中部相对富铜、边部相对富Pb+Zn不规则纺锤形的矿化分带；在垂直方向上则形成上为富Cu-Zn(-Pb)、下部以Cu为主的扇形矿化分带。其中0-10线区间是整个火山喷流-沉积成矿系统的中心地段,也是高强度矿化分布区。③成矿流体温度分布特征表明,上部V1型矿体中的流体包裹体最高温度为221℃,最低温度78℃,成矿温度范围较窄,具典型的低温成矿特点；下部V2型矿体中的流体包裹体最高均一温度可达298℃,绝大部分大于200℃,具有中温热液性质。成矿温度高值区位于6-10线之间,呈北西向延伸的长椭圆形,与强矿化区重合,等温线总体走向与矿体及北西向断层的走向基本一致。无论在剖面上还是在平面上,均一温度高值区与强矿化区在空间上吻合较好,等温线高值区及其附近,矿体厚度大,品位较高,远离等温线高值区,矿化强度降低。显示成矿流体以中心式喷流为主,6-10线之间为主要中心区。④矿体三维数字模型研究表明,V1型矿体与V2型矿体矿化富集区基本一致,其中V2型矿体分布受典型的环状构造与放射状构造控制,环状构造区中部是主矿体分布区,喷流管道特征明显。⑤成矿中心区物探EH4异常表明,深部低阻异常与成矿中心区-喷流管道系统中的矿化作用有关,可能是喷流管道系统中矿化延深带的体现。矿体露头区、成矿温度高值区、环状-放射状裂隙和深部EH4低阻异常区位置叠加,三者的重叠性总体较好。6、系统分析了大平掌铜矿形成的基本条件,指出火山岛弧盆地过渡带的区域性酒房断裂控制了大平掌式火山-喷流沉积型矿床的总体分布,证明了大平掌矿床在成因上主要是海底火山喷流-沉积成矿的结果,具VMS型矿床的典型特征。基于地质、矿床地球化学及成矿机制的分析研究,建立了大平掌矿床成矿模式和保存模式。与国内外典型大型-超大型海相火山岩块状硫化物矿床作比较,认为大平掌矿床与“黑矿型”矿床相似。
【作者】汝珊珊；
【导师】李峰；
【作者基本信息】昆明理工大学，矿产普查与勘探，2014，博士
【关键词】大平掌；铜多金属矿床；原特提斯；VMS；火山喷流；成矿中心；成矿模式；

【参考文献】
[1]朱雄飞.论我国公民个人信息的刑法保护[D].上海大学,法律,2013,硕士.
[2]亓鹏.李长之美学思想研究[D].山东师范大学,文艺学,2013,硕士.
[3]史晓波.贝氏体钢辙叉与U75V钢轨焊接工艺及焊接接头组织性能研究[D].燕山大学,材料工程,2013,硕士.
[4]张洪瑞.我国企业海外并购内部控制机制研究[D].北京交通大学,会计学,2013,硕士.
[5]于海会.某药厂营销人员代理招聘体系研究[D].天津大学,工商管理,2004,硕士.
[6]杨淼.第三部门视角下的我国文化艺术类基金会发展模式探析[D].中国音乐学院,音乐学,2012,硕士.
[7]刘虹.白藜芦醇抑制人单核细胞迁移和高迁移率族蛋白B1的表达[D].湖南中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[8]李雅伦.英文汽车使用说明书的汉译[D].湖南师范大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[9]宁晓静.创业教育背景下英语实践教学模式的思考[J].中国教育学刊,2014,S4:49-50.
[10]王福德.一种新型六轮全地形移动机器人的设计与研究[D].沈阳理工大学,机械电子工程,2012,硕士.
[11]赵刚,杨节,史彩成,贺俊.单机架可逆式冷轧机计算机控制系统[J].冶金自动化,2003,04:58-60.
[12]张伟.政治关联方式、债权人类型与会计稳健性[D].新疆财经大学,会计学,2013,硕士.
[13]石琳.NH_3和NO_x在Cu/SAPO-34分子筛催化剂表面的吸附特性及在SCR反应过程中作用的研究[D].天津大学,化学工艺,2013,硕士.
[14]孙庆军.美国爱科农业机械公司中国区渠道建设研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[15]朱晓坡.多元统计分析的综合评价作用研究[D].贵州民族大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[16]陈鹤林,徐政,唐庚,薛英林.海上风电场MMC-HVDC并网系统暂态行为分析[J].电力系统自动化,2014,12:112-118.
[17]李贞玉,唐存国,胡爽,王成静.离子液体负载型分子筛的制备及对染料的吸附[J].环境工程学报,2014,09:3848-3852.
[18]段培永,邵惠鹤.一种基于模糊CMAC神经网络的自学习控制器[J].控制与决策,1999,01:78-81.
[19]丛伟,田崇稳,赵义术,路庆东.基于电压变化量幅值比较的智能配电网故障方向元件[J].电力系统自动化,2014,15:93-99.
[20]刘毅,张哲,尹项根,邓星,夏勇军,胡刚.同杆并架双回线自适应重合闸组合判据[J].电力系统自动化,2011,02:56-61.
[21]夏瑛.“98年二度梅”暴雨与非线性亚临界对称不稳定诊断分析和数值试验的初步研究[D].南京气象学院,气象学,2004,硕士.
[22]雍睿.基于物流车队应用SVM文本挖掘研究[D].天津财经大学,管理信息系统,2012,硕士.
[23]张成.双乌宣痹颗粒治疗类风湿关节炎临床观察及抗炎机理探讨[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[24]刘友琼.求解双曲型守恒律方程的高性能数值方法研究[D].长安大学,应用数学,2014,硕士.
[25]贺清碧,胡久永.数据挖掘技术综述[J].西南民族大学学报(自然科学版),2003,03:328-330.
[26]赵瑾,顾幸生,申忠宇.基于观测器的故障诊断技术的鲁棒性[J].控制与决策,2005,08:939-942.
[27]王健.乙基苯与对二氟苯的振动光谱及其应用的研究[D].中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）,光学,2012,硕士.
[28]刘丁.论我国精神病人强制医疗程序的完善[D].华中师范大学,诉讼法学,2014,硕士.
[29]胡明星,黄运生,陈学.烧结杯点火装置控制系统[J].冶金自动化,2011,03:47-50.
[30]周毅.毛乌素沙地几种灌木群落生物量及碳通量研究[D].内蒙古农业大学,水土保持与荒漠化治理,2013,硕士.
[31]朱天宇.台湾地区建设世界一流大学计划研究[D].吉林大学,高等教育学,2013,硕士.
[32]任海涛.基于案例的推理及其在农业专家系统中的应用[D].山西大学,2004.
[33]刘二恩.EPON网管故障管理模块的研究与实现[D].西安科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[34]宋万忠.光学三维传感中多视点距离像配准与复杂曲面展平[D].四川大学,2002.
[35]李思蒙.杨树炭疽病菌dsRNA介导基因沉默及CgMEK1功能分析[D].北京林业大学,森林保护学,2013,硕士.
[36]张凡.滇西南耿马地区弄巴剖面的晚古生代放射虫动物群及地层学研究[D].中国地质大学,古生物学及地层学,2003,硕士.
[37]周英强,吴化平,柴国钟,张征,鲍雨梅.残余应力对压头诱导的硬质薄膜/韧性基底材料体系界面分层机制的影响[J].工程力学,2013,01:69-75.
[38]刘耀和,胡宝清.模糊关联规则及其挖掘算法[J].应用科学学报,2003,04:373-376.
[39]朱云骅.智能商业无处不在[N].中国商报,2003-05-16.
[40]王安庆.一个无线订货管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[41]范昊宁.姜黄素对人鼻咽癌细胞放射增敏作用及其机制研究[D].南方医科大学,中药学,2014,博士.
[42]张仁.我国法官审判的心理学分析论纲[D].华东政法学院,诉讼法学,2003,硕士.
[43]杜林.载脂蛋白A-1模拟肽对颈总动脉结扎小鼠内膜增生影响的研究[D].扬州大学,内科学,2012,硕士.
[44]晁宁宁.信用证项下贸易融资方式风险及防范研究[D].天津财经大学,国际贸易学,2012,硕士.
[45]胡瑶.湖南省县域经济发展水平的空间计量经济学分析[D].湖南师范大学,人文地理,2013,硕士.
[46]金长川.袖珍计算器用于钢坯在线测宽仪[J].冶金自动化,1982,02:15-19.
[47]张楠.中国发电设备制造企业国际竞争力研究[D].北京交通大学,2014.
[48]张浩.泛在无线信号定位技术的优化研究[D].北京交通大学,2014.
[49]熊钰忠.医用高频电刀的性能测试与质量控制[D].南昌大学,电子与通信工程（专业学位）,2012,硕士.
[50]杨隽玮.我国建筑铝型材表面处理技术的开发[J].轻合金加工技术.1993(04)