黔东南地虎—九星铜多金属矿床热液石英地球化学及其成因指示

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地虎-九星铜多金属矿床位于贵州省黔东南从江地区,在大地构造上属于江南造山带西南端,是从江地区Cu-Au-Ag-Pb-Zn-Fe多金属成矿区重要成矿代表。本文在对地虎和九星铜多金属矿床野外地质观察和样品采集的基础上,对样品进行岩石学、矿相学观察,划定成矿阶段。并对石英流体包裹体进行显微测温,激光拉曼、H-O同位素组成以及石英原位元素地球化学分析,从流体包裹体及原位元素地球化学方面进行研究,为明确矿床成因研究提供依据,取得以下认识:(1)根据矿体、矿石构造和矿物共生组合关系,将地虎和九星铜多金属矿床的成矿过程都划分为四个成矿阶段:石英-磁铁矿黄铁矿阶段(S1阶段)、石英-铜硫化物阶段(S2阶段)、石英-多金属硫化物阶段(S3阶段)和石英-少量磁铁矿或黄铁矿阶段(S4阶段)。(2)岩相学特征显示流体包裹体有纯液体包裹体(Ⅰ型)、富液体包裹体(Ⅱa型)、富气体包裹体(Ⅱb型)和纯气体包裹体(Ⅲ型)四种类型,其中富液体包裹体(Ⅱa型)在两个矿床中都最为发育,在各阶段可达总数的50%以上。测温结果显示,地虎铜多金属矿床流体S1-S4阶段平均温度从244℃、229℃、209℃到208℃有降低的趋势,整个阶段温度为126℃~370℃,平均225℃;九星铜多金属矿床流体S1-S4阶段平均温度从218℃、230℃、209℃到208℃有先升高后降低的趋势,整个阶段温度为113℃~380℃,平均217℃。两个矿床的大多数流体包裹体落在160℃~260℃温度区间内,显示中低温的成矿特征,且地虎铜多金属矿床成矿温度(225℃)略高于九星铜多金属矿床(217℃)。地虎铜多金属矿床流体S1-S4阶段平均盐度分别为9.57%Na Cleqv、9.61%Na Cleqv、9.48%Na Cleqv和8.02%Na Cleqv,整个阶段盐度为3.71%~20.67%Na Cleqv,平均9.23%Na Cleqv;九星铜多金属矿床流体S1-S4阶段平均盐度分别为10.35%Na Cleqv、9.33%Na Cleqv、9.98%Na Cleqv和8.45%Na Cleqv,整个阶段盐度为2.90%~19.45%Na Cleqv,平均9.55%Na Cleqv。两个矿床流体均为中低盐度流体,且九星铜多金属矿床的盐度略高,并且都在S4阶段盐度降低(均值降到9%Na Cleqv以下)。地虎铜多金属矿床流体密度平均为0.905g/cm~3,压力平均为222bar,成矿深度平均为837m;九星铜多金属矿床流体密度平均为0.913g/cm~3,压力平均为217bar,成矿深度平均为821m,显示两个矿床均属于中等密度流体的浅成矿床。(3)激光拉曼分析结果显示,地虎铜多金属矿床各阶段流体包裹体成分均含有H2O、CO2和N2,在S1-S3阶段出现CH4;九星铜多金属矿床各阶段流体包裹体成分均含有H2O、CO2和N2,CH4仅在S1阶段发现,且信号强度极其微弱。因此,地虎和九星铜多金属矿床成矿流体体系均为Na Cl+H2O+CO2+N2±CH4体系,并且流体可能是从地虎矿区向九星矿区发生迁移演化。(4)H-O同位素分析结果显示,两个矿床成矿流体中的水均主要来自于变质水。在H-O同位素判别图解中,地虎铜多金属矿床S3-S4阶段和九星铜多金属矿床S4阶段的水稍微偏离了变质水范围,可能是变质热液与围岩发生了水岩反应,使流体的δ18O值略微降低,且地虎铜多金属矿床的水岩反应可能比九星铜多金属矿床相对更强烈。(5)原位元素地球化学分析结果显示,地虎和九星铜多金属矿床石英Ti含量均小于10ppm,表示形成温度小于350℃。Al含量变化范围小(1.9ppm~24.9ppm),表示成矿过程中流体的p H值较为稳定,且地虎铜多金属矿床石英Al含量无论是各阶段还是整个S1-S4阶段,都略低于九星铜多金属矿床,说明九星铜多金属矿床p H略高。据脉体形成温度和Al含量变化,表示地虎-九星铜多金属矿床有和浅成低温热液矿床相似的地球化学特征。(6)综上所述,地虎和九星铜多金属矿床的成矿流体具有中低温(160℃~260℃),中低盐度(均值<10%Na Cleqv)的特点,成矿深度浅(<1000m),且流体中的水主要来自变质水,矿床成因类型为浅成中低温变质热液矿床。
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