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云南省金平县龙脖河铜矿火山成矿作用及综合信息成矿预测

作　者: 崔银亮
导　师: 秦德先；陈耀光
学　校: 昆明理工大学
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 找矿模型成矿预测火山成矿作用靶区优选云南省金平县龙脖河铜矿床
分类号: P618.41
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着经济建设的迅速发展,我国对矿产资源的需求量与日俱增,而目前我国主要矿种的资源保障程度低,矿产资源形势非常严峻。为了改变这种形势,我们必须依赖于科技进步,积极探索新的、更有效的现代成矿预测理论,提升我国矿产资源勘查水平和科学预测能力,以寻找和发现新的矿产资源品种和类型,增加矿产资源储备,为我国经济安全、高效、持续发展提供资源保证。铜长期被列为我国的紧缺矿产,国家对紧缺矿产的找矿开发成为了矿业的热点。我国实施西部大开发战略,矿业是云南省支柱产业之一,云南地质研究和矿产开发再次出现新热潮。龙脖河铜矿床位于滇东南地区,区域大地构造位置处于扬子板块与青藏滇板块之交接部位的红河缝合线上。矿区以红河断裂为界,可划分为东西两个矿带,东矿带矿化产在一套浅变质火山岩系中;西矿带矿化产于哀牢山群中深变质岩系中。本博士论文“云南省金平县龙脖河铜矿床火山成矿作用与综合信息成矿预测”是结合中国地质调查局国土资源大调查项目《云南景谷—金平地区铜矿评价》（项目编号:200010200112）及云南省有色地质局“十五”重点区带项目《云南省金平-元阳-绿春地区金铜多金属矿找矿评价》（项目编号:2002-011）的科研需要而选题的,它瞄准我国矿业和地质勘探行业发展的前沿,在龙脖河矿区应用火山成矿理论和综合信息成矿预测方法相结合,开展了成矿预测方面的找矿研究工作。笔者在对前人勘查和研究成果充分借鉴和吸收的前提下,开展了广泛的野外地质调查和室内综合研究工作,取得了以下主要成果:一、理论成果1、率先全面系统地对区域地质条件进行了总结,将该地区所产出的多种成因类型的矿床（点）联系起来,对成矿地质背景进行了综合性的整体研究,指出它们是在统一的大地构造背景下地质演化不同阶段的产物。2、龙脖河铜矿床东矿带浅变质火山岩系根据矿物组合可分为变安山岩、变次火山岩和变基性火山岩。在地球化学分类图解上,其样品主要位于碱性玄武岩区域,此套岩石绝大部分应为一套富钠质碱性玄武岩系列。不同构造环境玄武岩的判别图解显示其属于板内玄武岩环境。各种地球化学证据表明,它们为同源岩浆不同演化阶段的产物,其原始岩浆为大陆板内拉张构造环境交代富集地幔部分熔融的产物,结晶分异作用在岩浆演化过程中具有重要地位。它们的形成与板块俯冲岩浆上涌和拉张作用有关。同时,证实了此套浅变质火山岩系时代不是以往推定的三叠纪,而应为中晚元古代,初步确定其年龄为16亿年左右。3、本文详细地总结了矿床地质特征,对矿床进行了合理的、新的分类,研究了成矿类型,并建立了矿化模型。东矿带有四种矿化类型:变质基性火山岩型、变质火山—热液型、热水沉积型和构造破碎带型,它们具有“五楼一梯”的矿化模式。西矿带主要有3种矿化类型:含铜磁铁矿型、含铜黄铁矿沉积变质岩型、石英脉型。4、矿床稳定同位素研究表明:硫主要来源于火山岩;铅基本属正常铅范围;成矿物质来自上地壳与上地幔的混合源。成矿溶液是岩浆水、地下热卤水、变质水混合型。首次全面研究了矿床包裹体地球化学特征,认为成矿流体总体上具中温、中高盐度和中偏高密度特征,属高矿化度的Na⁺—Ca²⁺氯化物型。火山沉积成矿期的温度、盐度、压力高于热液改造成矿期的温度、盐度、压力。5、首次引入比较矿床学的概念,系统地开展了龙脖河铜矿床与国内外同类典型矿床的对比研究,不但丰富了成矿理论,拓展了找矿思路,而且对区域找矿和科研工作有重要的战略指导意义。①龙脖河铜矿东矿带与大红山铁铜矿的对比取得了显著的研究成果,拓宽了矿区及区域铁铜矿找矿思路。研究成果证明了大红山群含铁铜变钠质火山岩系在岩石组合特点、岩石学、岩石化学、地球化学特征基本一致;在形成时代、岩石组合和主微量元素以及同位素体系特征上十分相似,这一相似性使该区成为寻找大红山式铁铜矿床的极有利地区。两个矿床矿化类型和构造环境也十分相似,同属变质火山块状硫化物型矿床。②龙脖河铜矿西矿带地层岩性、构造、岩浆岩等地质特征与越南生权铜矿床地层岩性、构造、岩浆岩等地质特征具有诸多相似性,其矿化作用和特征相似,它们大致同时是异地同相产物。因此,在龙脖河铜矿西矿带具有寻找越南生权式大型铜矿的找矿前景,预测龙脖河铜矿西矿带深部有巨大隐伏矿体存在的可能性。6、通过近几年来的勘查和科研工作,详细分析了控矿因素,基本查明了主、富、大矿体的矿化规律和赋存部位,全面总结了各种找矿标志,建立了矿床控矿模式、成矿模式。东矿带控矿模式是“两断夹一背”,两断为红河断裂、阿龙古—龙山断裂;一背为龙达背斜（南部）或老新街背斜（北部）。西矿带控矿模式是“变质地体+两组断裂交汇+层间破碎带”。龙脖河铜矿床成矿模式可概括为“裂陷槽环境—喷溢（流）沉积—热液叠加—改造富化”。7、率先把火山成矿理论和热水喷流沉积成矿理论引入到该地区的矿床研究中,提出了该矿床成因理论的新认识,认为龙脖河铜矿床属受变质的火山喷流（溢）—沉积+热液叠加改造+后期构造富化再造的中温多因复成矿床。成矿时代从中晚元古代延续到中生代,原生铜矿床的形成时代大致为1650-1750Ma,之后经历了以晋宁运动为主以及印支运动、燕山运动和喜山运动的改造富化。成矿作用具长期性、多期次、多来源、多阶段、多成因特征。8、通过勘查实践,提出了新的找矿技术思路。建立的东矿带找矿技术思路概括为:“追索层位岩性—识别火山机构—辨认含矿构造—找寻围岩蚀变—查证物化异常—实施工程验证”。西矿带的找矿技术思路概括为:“寻找有利地层（哀牢山群乌都坑组）→辨别最佳容矿构造（北西向逆断层）→圈定长英质脉岩→观察蚀变矿化迹象→开展物化探扫面（磁法+电法）→进行有望异常查证→工程验证解剖”。9、明确提出了成矿预测区的确定原则与划分依据,系统地进行了矿区综合成矿预测,指明了找矿方向,优选了10个找矿靶区,其中Ⅰ级找矿靶区4个,Ⅱ级找矿靶区3个,Ⅲ级找矿靶区3个。最后,指出龙脖河铜矿是一个以铜为主,伴生铁、金的大型矿区,并给地质生产部门提出了下一步找矿工作部署建议。10、金矿体（化）和稀土矿化的发现是本文的创新点之一,应引起特别注意。二、方法成果通过综合运用各种方法与手段进行了系统研究,技术集成,取得了显著成果。率先建立了地质找矿模型、地质-地球化学找矿模型、地质-地球物理找矿模型、地质-遥感找矿模型,首次建立了地物化综合找矿模型,这些模型能为本区成矿预测提供科学依据,为寻找同类矿床提供方法指导。实践证明,地质、物探、化探、遥感、钻探等方法和手段有机组合是行之有效的找矿方法,可以找到工业矿体,同时,在组织和管理方面也积累了经验。三、应用效果及储量成果1、本次所优选出的3个找矿靶区提供给生产部门使用,经采用坑探和钻探验证后,新发现铜矿产地1处、铁矿点2处、金矿化点1处,本次新增铜334₁资源量20.08万吨,取得了很好的找矿效果。另外,估算整个矿区333+334类资源量已达100万吨。2、经中国地质调查局审查核实,龙脖河铜矿床东矿带共提交了333+334₁类铜资源量41.2838万吨,平均品位1.47%。该矿床潜在经济价值超过280亿元。

全文目录

摘要  5-9
Abstract  9-19
第一章前言  19-55
  1 论文选题及研究意义  19-21
  2 矿区勘查和研究现状综述  21-24
    2.1 矿区勘查和研究现状  21-23
    2.2 以往勘查和研究中存在的不足及主要问题  23-24
  3 火山岩型铜矿床研究综述  24-32
    3.1 铜矿床类型划分方案  24-27
    3.2 火山岩型铜矿床的主要特征  27-28
    3.3 火山岩型铜矿床成因  28-31
    3.4 滇东南火山岩型铜多金属矿研究现状  31-32
  4 喷流—沉积成矿研究综述  32-46
    4.1 现代喷流成矿作用  32-33
    4.2 喷流沉积成矿理论的形成  33
    4.3 喷流沉积成矿的研究意义  33-34
    4.4 喷流沉积成矿的研究现状  34-45
    4.5 喷流热水沉积成矿作用研究存在的问题及发展趋势  45-46
  5 成矿预测研究综述  46-51
    5.1 成矿预测研究现状  46-49
    5.2 成矿预测发展趋势  49-51
  6 论文完成时间及工作量  51-55
第二章区域地质  55-77
  1 地层  57-60
  2 构造  60-62
  3 岩浆岩  62-63
  4 变质作用  63
  5 地球物理  63-66
  6 地球化学  66-73
  7 遥感地质特征  73-75
  8 矿产  75-77
第三章矿区地质  77-99
  1 矿区地层  77-78
  2 矿区构造  78-82
  3 矿区岩浆岩  82-85
  4 矿床地质特征及矿化模式  85-99
第四章变火山岩地球化学及成因  99-160
  1 变火山岩基本特征及岩相学  99-106
  2 变火山岩岩石地球化学特征  106-138
  3 变火山岩及地层年代讨论  138-158
  4 变火山岩成因  158-160
第五章矿床地球化学  160-189
  1 矿物包裹体地球化学  160-171
    1.1 成矿流体包裹体特征  160-168
    1.2 成矿流体包裹体成分  168-170
    1.3 结论  170-171
  2 同位素地球化学  171-179
    2.1 硫同位素  171-172
    2.2 铅同位素  172-177
    2.3 氢氧同位素  177-179
  3 稀土元素地球化学  179-184
  4 微量元素地球化学  184-189
第六章矿床成因与成矿模式  189-244
  1 控矿因素特征  189-195
  2 成矿规律的新认识  195-200
  3 与国内外同类矿床的对比研究  200-218
    3.1 东矿带与云南新平大红山铁铜矿床对比研究  201-211
    3.2 西矿带与越南生权铜矿对比研究  211-217
    3.3 本节小结  217-218
  4 成矿时代讨论  218-220
  5 矿床成因  220-232
    5.1 成矿物质来源  222-223
    5.2 流体演化及成矿机理  223-226
    5.3 红河裂陷槽的演化与形成过程  226-227
    5.4 成矿作用  227-231
    5.5 成矿机制  231-232
  6 成矿模式  232-233
  7 找矿模式  233-236
  8 找矿标志  236-244
第七章矿床物、化、遥特征及异常模型  244-290
  1 矿床地球物理特征及模型  244-250
  2 矿床地球化学特征及异常模型  250-271
  3 矿床遥感影像特征及模型  271-284
  4 矿床综合信息模式  284-290
第八章成矿预测与靶区优选  290-318
  1 成矿预测方法  290-291
  2 预测区级别确定原则及预测依据  291-295
    2.1 预测区级别确定原则  291-292
    2.2 成矿预测依据  292-295
  3 靶区优选  295-318
    3.1 铜矿潜在远景和找矿方向分析  295-300
    3.2 靶区优选  300-318
第九章结论  318-332
  1 主要成果及存在的主要问题  318-328
  2 找矿工作建议  328-332
参考文献  332-359
致谢  359-360
附录A:图版及图版说明  360-378
附录B:攻读博士学位期间  378-379
附录C:攻读博士学位期间  379-380

云南省金平县龙脖河铜矿火山成矿作用及综合信息成矿预测

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