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冀西石湖金矿床地球化学特征、矿床成因及成矿预测研究

作　者: 刘伟
导　师: 戴塔根
学　校: 中南大学
专　业: 国土资源信息工程
关键词: 地洼成矿理论矿床地球化学矿床成因成矿规律成矿预测石湖金矿
分类号: P618.51
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

论文以地洼学说成矿学理论为指导，从石湖金矿区域成矿地质背景分析入手，应用岩石学、构造地质学、矿床学、同位素地球化学、矿床地球化学等多学科知识对石湖金矿床地质特征、矿床地球化学特征、矿床成因进行了系统和深入的研究，并在全面总结成矿规律的基础上，开展了成矿预测研究工作。首次论证了石湖金矿区经历了前地槽、地台及地洼三个大的构造发展演化阶段。前地槽主要为沉积期，构成了阜平群的原岩地层；吕梁期，区域上升成为地台；燕山期，地台活化，进入地洼阶段，区域发生大规模构造、岩浆活动，为石湖金矿床的重要形成时期。对矿床的近矿围岩、岩浆岩、以及矿石的微量元素、稀土元素地球化学特征进行了系统的研究，揭示了微量元素和稀土元素在成岩、成矿过程中所反映的地球化学行为特征，表明成矿元素金主要来源于矿源层(阜平群团泊口组)。硫、铅、碳同位素分析显示硫、铅、碳来源于地幔，矿石中石英包裹体气液相成分和氢氧同位素分析显示成矿流体为岩浆水和大气降水的混合流体。成矿物理化学特征表明矿床形成于超浅成、相对偏氧化的弱碱性中温成矿环境。运用爆裂法测温在石湖金矿进行成矿流体运移方向的研究。通过测定101-4主矿体各部位的爆裂温度、编制矿体垂直等温线图(纵投影图)，判断出石湖金矿成矿流体是自矿区南端深部流向矿区北端浅部。对成矿流体运移方向的研究，从微观上解释了石湖金矿101-4矿体向南侧伏的形成机制。将矿床成矿作用与大地构造演化阶段联系起来，详细地阐述了石湖金矿床的成矿机理，认为矿床的形成具多大地构造演化阶段，多成矿物质来源、多控矿因素、多成矿作用和多成因类型的特点，提出石湖金矿床属产于太古代中级变质岩系、受断裂破碎带控制的燕山期岩浆改造混合热液型多因复成金矿床，并建立了与之相适应的成矿模式图。通过对控矿因素分析，总结出石湖金矿区断裂破碎带赋存工业矿体的条件为：①发育于阜平群团泊口组，因团泊口组为矿区的矿源层；②具有一定的规模，沿走向一般应在1000m以上；倾向延伸应大于400m；③须经历多期次多阶段的活动，活动次数多易形成多阶段矿化叠加；④伴有石英闪长玢岩脉的侵入，岩脉的侵入使断裂破碎带成为构造薄弱带，有利于成矿流体的进入和沉淀；⑤位于岩体外接触带的放射状断裂系统中，断裂破碎带走向为NW或NNW至SN向时最有利成矿。通过编制矿体厚度、品位等值线图，发现金矿化富集部位的连线同矿体的侧伏方向一致；研究发现石英矿物爆裂法测温的α—β相转变峰的出现率在矿体中具有一定的分布规律，从矿体浅部到深部α—β相转变峰出现率由高到低变化，据此规律预测矿床180m中段以下深部还具有很好的找矿前景。通过对成矿规律的研究，以矿体的侧伏规律、成矿流体的运移方向以及矿化在空间上所表现的各种富集变化规律为主要预测依据，提出了在101矿带的深部和南部具有良好的找矿前景，并经EH-4电导率成像系统勘查，圈出了101矿带南部和沿现有矿体侧伏方向的深部两个预测靶区，找矿潜力巨大。矿山近期对南部预测区进行了坑道工程验证，在180m、220m、260m三个中段均揭露到了厚度大、品位富的工业矿体。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-29
  1.1 论文选题依据及研究意义  12-13
  1.2 矿床学理论及成矿预测研究综述  13-23
    1.2.1 矿床地球化学  13-14
    1.2.2 矿床模式及多因复成矿床  14-16
    1.2.3 成矿预测理论  16-18
    1.2.4 勘查方法、技术研究进展  18-21
    1.2.5 生产矿山扩大接替资源的对策  21-23
  1.3 石湖金矿床研究现状评述  23-25
    1.3.1 石湖金矿床勘查历史及研究现状  23-24
    1.3.2 以往研究中存在的主要问题  24-25
  1.4 研究内容及工作量  25-26
    1.4.1 主要研究内容  25-26
    1.4.2 完成的工作量  26
  1.5 主要研究成果与创新  26-29
第二章区域成矿地质背景  29-39
  2.1 区域大地构造背景  29-30
  2.2 区域地质  30-34
    2.2.1 区域地层  30-31
    2.2.2 区域构造  31-33
    2.2.3 区域岩浆岩  33-34
  2.3 区域大地构造演化  34-36
    2.3.1 华北地洼区的大地构造演化过程  34-35
    2.3.2 区域大地构造演化  35-36
  2.4 区域地球物理及地球化学特征  36-38
    2.4.1 区域磁场特征  37
    2.4.2 区域重力场特征  37
    2.4.3 区域地球化学特征  37-38
  2.5 区域矿产  38-39
第三章石湖金矿矿床地质特征  39-62
  3.1 赋矿地层  39-43
    3.1.1 地层岩性组合及岩石学特征  39-40
    3.1.2 变质岩原岩恢复  40-43
  3.2 矿区构造特征  43-46
    3.2.1 褶皱构造特征  43-44
    3.2.2 断裂构造特征  44-46
  3.3 矿区岩浆岩  46-51
    3.3.1 麻棚岩体特征  46-50
    3.3.2 石英闪长玢岩特征  50-51
  3.4 矿体地质特征  51-59
    3.4.1 矿体在断裂破碎带内的分布特征  51-53
    3.4.2 矿体形态特征  53-54
    3.4.3 矿石特征  54-57
    3.4.4 围岩蚀变  57-59
  3.5 金的赋存状态  59
  3.6 成矿阶段划分  59-62
第四章石湖金矿矿床地球化学特征  62-86
  4.1 微量元素地球化学  62-69
    4.1.1 近矿围岩微量元素特征  62-63
    4.1.2 矿石微量元素特征  63-64
    4.1.3 麻棚岩体微量元素特征  64
    4.1.4 石英闪长玢岩微量元素特征  64-69
  4.2 稀土元素地球化学  69-76
    4.2.1 岩浆岩稀土元素特征  70
    4.2.2 近矿围岩稀土元素特征  70-71
    4.2.3 矿石稀土元素特征  71-76
  4.3 稳定同位素特征  76-81
    4.3.1 硫同位素  76-78
    4.3.2 铅同位素  78-79
    4.3.3 氢、氧同位素  79-80
    4.3.4 碳、氧同位素  80-81
  4.4 成矿流体特征  81-86
    4.4.1 包裹体特征  81
    4.4.2 成矿流体的性质和来源  81-82
    4.4.3 成矿流体的运移方向  82-83
    4.4.4 成矿物理化学环境  83-86
第五章石湖金矿矿床成因  86-94
  5.1 成矿物质来源  86-88
    5.1.1 地层含矿性分析  86-87
    5.1.2 岩浆岩含矿性分析  87-88
  5.2 金的迁移与沉淀机制  88
  5.3 矿区的成岩成矿时代  88-89
  5.4 成矿机理  89-91
  5.5 矿床成因及成矿模式  91-94
第六章石湖金矿区成矿预测  94-115
  6.1 控矿因素分析  94-96
    6.1.1 矿区地层与金成矿的关系  94
    6.1.2 构造与金成矿的关系  94
    6.1.3 岩浆岩与成矿的关系  94-95
    6.1.4 混合岩化与金成矿的关系  95
    6.1.5 物化条件变化与成矿的关系  95-96
  6.2 成矿规律  96-105
    6.2.1 矿床、矿体定位的构造条件  96
    6.2.2 矿体赋存规律特征  96-99
    6.2.3 矿化富集规律特征  99-104
    6.2.4 找矿标志  104-105
  6.3 成矿预测  105-111
    6.3.1 成矿预测的基本思路和步骤  106-107
    6.3.2 预测区的提出和依据  107-108
    6.3.3 预测区的初步勘查  108-110
    6.3.4 预测靶区定位  110-111
  6.4 成矿预测结果  111-115
    6.4.1 预测资源量估算  111-112
    6.4.2 预测区验证设计方案  112-114
    6.4.3 探矿工程初步验证效果  114-115
结束语  115-117
参考文献  117-129
攻博期间科研及发表的学术论文  129-130
致谢  130-131
图版说明及图版  131-135

冀西石湖金矿床地球化学特征、矿床成因及成矿预测研究

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