湖南金船塘锡铋矿床地质地球化学特征及成因探讨

【摘要】湖南东坡矿田以千里山岩体为中心，发育一系列与燕山期花岗质岩浆作用有关的超大型-大型钨锡钼铋多金属矿床。前人研究主要集中在千里山岩体及柿竹园矿床，而对矿田内其他矿床的研究相对较少。金船塘锡铋矿床是东坡矿田内一以锡铋为主的大型矽卡岩型多金属矿床，且其成矿元素组合与柿竹园矿床有一定差异，是该区重要的产锡矿床。本文以该矿床为研究对象，在详细野外调查的基础上，系统进行了镜下观察、矿物电子探针及原位LA-ICP-MS分析、流体包裹体显微测温及激光拉曼分析、辉钼矿Re-Os同位素测年分析，从而对该矿床的矿床地质特征、流体演化及成矿时代有了初步的认识：（1）金船塘锡铋矿床的成矿阶段可以划分为矽卡岩阶段、云英岩阶段以及锡石硫化物阶段，其中矽卡岩阶段又包括原生矽卡岩阶段及退化蚀变阶段。电子探针分析结果表明，金船塘锡铋矿床的矽卡岩中的石榴子石主要为钙铝榴石-钙铁榴石系列，含少量的锰铝榴石，辉石为透辉石-钙铁辉石系列，角闪石主要为铁镁钙闪石，其次为钙镁闪石、阳起石和透闪石，表明该区的矽卡岩为钙质矽卡岩，含少量的锰质矽卡岩。同时，根据矽卡岩矿物学特征的研究，进一步探讨了该矿床锡石的沉淀机制：原生矽卡岩阶段的氧逸度较高，Sn主要以Sn4+的形式替代Fe3+存在于石榴子石中，而在退化蚀变阶段由于氧逸度的降低，Sn主要以Sn2+的形式呈氯的络合物在流体中迁移，由于流体的温度、盐度、pH和氧逸度的变化，Sn2+被氧化成Sn4+，导致锡石沉淀。（2）流体地球化学研究表明：该矿床成矿流体的成分以H2O为主，气相成分中含少量的CO2、CH4、SO2，子晶主要为NaCl，含有少量的KCl。成矿流体为H2O-NaCl(±KCl)-CO2(±CH4)体系。流体包裹体显微测温分析表明，从矽卡岩阶段-云英岩阶段-锡石硫化物阶段-成矿后阶段，成矿流体总体具有向低温、低盐度方向演化的趋势，成矿流体的总体密度分布在0.65-1.0g/cm3之间，矿床形成的压力约为120-200MPa，按静岩压力计算，推测的成矿深度约为4-7km。该矿床的成矿流体以岩浆水为主，在演化过程中有大气降水的加入，流体降压沸腾作用和流体混合作用可能是该矿床主要的成矿机制。（3）金船塘锡铋矿床的辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为158.8±6.6Ma，这些年龄数据与柿竹园矿床辉钼矿的Re-Os等时线年龄（151.0±3.5Ma)在误差范围内基本一致，亦与区内千里山岩体锆石U-Pb年龄（152±2Ma）接近，指示金船塘Sn-Bi矿床与区内花岗岩具有密切的时间和成因关系。结合区域上已有的研究成果，包括金船塘矿床在内的东坡矿田的成岩成矿作用主要集中在149-161Ma，与南岭地区大规模的钨锡多金属成矿作用时限（150-160Ma）一致；另外区域上的研究表明，幔源物质广泛参与了湘南钨锡矿集区晚中生代的成岩成矿作用，指示该区中-晚侏罗世爆发式的成岩成矿作用可能是区域地壳拉张-岩石圈伸展减薄背景下，强烈的壳幔相互作用的结果。
【作者】刘晓菲；
【导师】毛景文；袁顺达；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），矿物学、岩石学、矿床学，2014，硕士
【关键词】流体包裹体；地球化学特征；同位素年代学；金船塘锡铋矿床；湖南；

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