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安徽新桥矿床黄铁矿研究及其对矿床成因的指示

作 者: 谢杰
导 师: 范裕
学 校: 合肥工业大学
专 业: 矿物学、岩石学、矿床学
关键词: 铜陵矿集区 新桥矿床 黄铁矿 地球化学 矿物成因 成矿模式
分类号: P618.31
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


长江中下游成矿带内九瑞矿集区和铜陵矿集区中产出一系列层控铜金硫多金属矿床。这些矿床的主矿体受石炭系层位控制,顺层产出,具有同生矿床的某些特征,这类矿床的形成过程是否存在石炭纪海底喷流沉积期成矿作用一直存在较大争议。新桥矿床是铜陵矿集区这类矿床的典型代表,该矿床的成因一直存在海底喷流-沉积成矿、热液成矿和叠加改造成矿三种不同的观点,矿床中产出的自形-半自形黄铁矿为岩浆热液成因已得到共识,但矿床中顺层产出胶状黄铁矿是岩浆热液还是沉积成因仍存在较大争议。因此对矿床中地质特征显著差别的两类黄铁矿开展系统的地质地球化学研究,对比分析确定胶状黄铁矿的成因,将对确定矿床成矿作用过程,建立成矿模式提供重要证据。研究结果将深化长江中下游成矿带层控铜金硫多金属矿床研究程度,为区内同类矿床的勘探提供线索,具有重要的科学研究价值和生产实践意义。本文以新桥矿床中产出的胶状黄铁矿和自形半自形黄铁矿为研究对象,在细致的野外矿床地质观察基础上,系统开展两类黄铁矿矿相学、形貌学、地球化学及同位素地球化学研究,查明了新桥矿床中两类黄铁矿地质地球化学特征,分析了两类黄铁矿的形成条件和成因类型,阐明了新桥矿床的矿床成因并初步建立矿床的成矿模式。通过详细的野外地质观察和室内矿相学研究将新桥矿床中产出的黄铁矿按结晶程度不同划分为胶状黄铁矿和自形-半自形黄铁矿两类。胶状黄铁矿主要与石英、方解石等矿物共生,部分被磁铁矿、自形-半自形黄铁矿、磁黄铁矿等穿切交代。自形-半自形黄铁矿主要与黄铜矿、石榴子石、透辉石、石英、方解石等矿物共生,部分被磁黄铁矿穿切交代。系统的黄铁矿实验矿物学研究显示两类不同类型的黄铁矿在形貌学、矿物地球化学及同位素地球化学方面都存在着明显的差异。胶状黄铁矿的粒度范围为:0.3μm2.0μm,自形-半自形黄铁矿的粒度范围主要集中在0.1cm1.0cm,粗晶者粒径可达2.05.0cm,胶状黄铁矿中未发现细菌残留痕迹。胶状黄铁矿晶胞参数a0值比自形-半自形黄铁矿a0值大,均大于标准黄铁矿的a0值。黄铁矿Co和Ni含量的差异是导致不同结晶程度黄铁矿a0值明显差异的主要原因。胶状黄铁矿导电类型全部为P型,自形-半自形黄铁矿导电类型几乎都是P+N型。根据戈尔巴乔夫的温度标尺计算公式计算得到胶状黄铁矿为低温条件下形成;自形-半自形黄铁矿是在中温条件下形成。胶状黄铁矿和自形-半自形黄铁矿主量元素和微量元素特征均存在明显差异。黄铁矿中Fe和S的含量与结晶程度成正比。胶状黄铁矿以富含Bi以及Cu、Pb、Au、Ag、Mn、Mg、Al、Sb等微量元素为特征,自形-半自形黄铁矿以富含Co、Ni、As、Te、Se等微量元素为特征。不同类型黄铁矿中Co、Ni、Se、Se/S等微量元素特征值及特征比值特征显示胶状黄铁矿成矿流体主要是海水,自形-半自形黄铁矿为热液成因。矿床中产出的胶状黄铁矿矿石中有机质生物标志物特征显示新桥矿床黄铁矿矿石中有机质为海相来源并且指示胶状黄铁矿是由高盐度、还原性质成矿流体形成的,硫同位素研究表明,矿床中硫化物硫同位素特征与石炭世形成的世界典型块状硫化物矿床既有相似的硫同位素特征。通过上述新桥矿床中黄铁矿地质地球化学特征研究确定了矿床中产出的胶状黄铁矿为海底热水沉积成因,而自形-半自形黄铁矿为燕山期岩浆热液成因,并据此建立新桥矿床两期成矿模式:晚古生代海底热水沉积期主要形成胶状黄铁矿,大量的Cu、Pb、Au、Ag、Mn、Mg、Al、Sb等金属元素以铋矿物包体及自然Au、自然Ag沉淀下来,赋存在胶状黄铁矿中;燕山期岩浆热液系统叠加于早期形成的胶状黄铁矿,使之发生重结晶和交代作用,胶状黄铁矿中赋存的Cu、Pb、Au、Ag、Mn、Mg、Al、Sb等金属元素进入热液系统,为新桥矿床提供了部分成矿物质,同时燕山期岩浆热液沿石炭系碳酸盐地层顺层交代,形成了铜硫金矿体。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
致谢  10-13
插图清单  13-14
表格清单  14-15
第一章 绪论  15-27
  1.1 研究现状  15-23
    1.1.1 长江中下游成矿带层控铜金硫多金属矿床研究现状  15-17
    1.1.2 铜陵矿集区研究现状  17-18
    1.1.3 块状硫化物矿床研究现状  18-19
    1.1.4 黄铁矿研究现状  19-22
    1.1.5 新桥矿床研究现状  22-23
  1.2 选题依据与选题意义  23-24
    1.2.1 选题依据  23-24
    1.2.2 选题意义  24
  1.3 研究思路与论文开展的工作  24-26
    1.3.1 研究思路  24
    1.3.2 论文开展的工作  24-26
  1.4 论文取得的新进展  26-27
第二章 铜陵矿集区地质概况  27-32
  2.1 区域地层  27-28
  2.2 区域构造  28-30
  2.3 区域岩浆岩  30-31
  2.4 区域矿产  31-32
第三章 矿床地质特征  32-53
  3.1 矿区地层  33-35
  3.2 矿区构造  35-36
    3.2.1 褶皱  35
    3.2.2 断裂  35-36
  3.3 矿区岩浆岩特征  36
  3.4 围岩蚀变  36-39
  3.5 矿化特征  39-52
    3.5.1 矿体特征  39-41
    3.5.2 矿石特征  41-47
    3.5.3 矿石结构构造  47-52
  3.6 成矿阶段划分  52-53
第四章 样品采集及分析方法  53-56
第五章 实验分析结果  56-80
  5.1 黄铁矿形态学研究  56-58
    5.1.1 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究  56-57
    5.1.2 X 射线衍射研究(XRD)  57-58
  5.2 黄铁矿成分特征及同位素研究  58-80
    5.2.1 热电性研究  58-60
    5.2.2 电子探针研究  60-63
    5.2.3 单矿物微量元素分析  63-66
    5.2.4 微量元素 LA-ICP-MS 原位测定  66-69
    5.2.5 有机质研究  69-76
    5.2.6 硫同位素研究  76-80
第六章 不同种类黄铁矿成因探讨  80-83
  6.1 不同种类黄铁矿的形成条件  80-81
  6.2 矿床成因模式  81-83
第七章 结论  83-84
附表  84-88
参考文献  88-97
攻读硕士学位期间发表论文  97-98

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 矿床学 > 矿床分类 > 黑色金属 >
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