沱沱河多才玛特大型铅锌矿床角砾岩矿化与地球化学研究

【摘要】多才玛铅锌矿床位于青海省南部的沱沱河地区，是近几年在该地区发现的一个具有代表性的特大型热液铅锌矿床。该矿床明确形成于印-亚大陆碰撞环境，就位于新生代褶皱-逆冲带内，其主要特征与MVT矿床特征十分类似。对其开展研究，有助于深入理解碰撞造山环境下逆冲带内沉积岩容矿铅锌矿床成矿作用过程。过去研究发现，矿床发育多种类型角砾岩，矿化显示多期特点，但对角砾岩特征、类型、与矿化的关系还不明确，对矿化流体过程也未开展过相关工作。本论文基于野外钻孔的构造-岩相与蚀变-矿化编录、矿石的显微构造分析，划分了该矿床角砾岩类型，详细剖析了其特征与矿化特点，并对其成因进行探讨；通过元素和同位素地球化学示踪等方法，分析该矿床C-O-Sr-S同位素地球化学特征及地质意义，最终总结其矿床类型及成矿作用过程。根据成分，多才玛矿床角砾岩分为3类：泥灰质胶结灰岩砾角砾岩、细粒灰质胶结灰岩砾角砾岩、热液方解石胶结灰岩砾角砾岩。其中，形成于中新世五道梁组泥灰岩和下伏二叠纪九十道班组灰岩之间的泥灰质胶结灰岩砾角砾岩为同沉积断层成因角砾岩，发育于九十道班组灰岩内部的泥灰质胶结灰岩砾角砾岩为溶洞垮塌成因角砾岩，两者都形成于中新世五道梁组沉积期；细粒灰质胶结灰岩砾角砾岩和热液方解石胶结灰岩砾角砾岩都发育于灰岩内部，两者密切伴生，空间分布总体比溶洞垮塌角砾岩的深度大，成因上归为热液溶蚀成因角砾岩。方解石胶结灰岩砾角砾岩很可能通过热液交代、改造灰质胶结灰岩砾角砾岩的胶结物形成。多才玛矿床的角砾岩式矿化是最重要的矿石类型，矿化包含多种热液矿物，从多到少有方解石、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、重晶石。金属硫化物主要出现在灰质胶结灰岩砾角砾岩和热液方解石胶结灰岩砾角砾岩中，前者为金属硫化物交代细粒灰质胶结物，后者为金属硫化物和方解石一起胶结灰岩角砾；泥灰质胶结灰岩砾角砾岩内多见热液方解石，少见矿化。热液矿物沉淀顺序从早至晚为：细粒方铅矿，细粒方解石，闪锌矿，黄铁矿，粗粒方铅矿，重晶石，粗粒方解石。方解石与硫化物交替出现的特点反映矿化过程中围岩溶解、再沉淀的特征。热液方解石的δ13CV-PDB值变化范围为4.3～7.1‰，δ18OV-SMOW值变化范围为14.9～20.1‰，87Sr/86Sr值变化范围为0.707494～0.708185；其围岩九十道班组灰岩的δ13CV-PDB值变化范围为3.6～5.3‰，δ18OV-SMOW值变化范围为18.0～20.5‰，87Sr/86Sr值变化范围为0.707372～0.707945。二者δ13CV-PDB值和87Sr/86Sr值相近，说明了多才玛矿床中的C与Sr来源比较单一，主要来自九十道班组灰岩，而略显分散的热液方解石δ18OV-SMOW值反映不同O同位素组成的流体与围岩发生了同位素交换作用；C-O-Sr同位素特征总体反映出伴随矿化过程，围岩发生了溶解、再沉淀，与方解石与硫化物交替出现的矿物沉淀特点所反映过程一致，这一过程有利于增加围岩的孔隙度和促进金属硫化物沉淀。硫化物δ34SV-CDT值变化范围为-30.4～12.6‰，偏负和变化范围大，反映该矿床硫源为可能有机热还原硫与细菌还原硫两种来源。其中脉状及浸染状硫化物δ34SV-CDT值变化范围为-11.8～12.6‰，数值相对较大，表明该较弱矿化形式主要为有机质热还原硫所致，并伴有少量的细菌还原硫；灰岩角砾岩状矿化形式中方铅矿δ34SV-CDT值变化范围为-0.3～-30.4‰，表现为较小负值的特点，表明该较强矿化形式中，较低负值的细菌还原硫提供了硫源。同时也反映细菌还原硫为该矿床提供了绝大部分的硫源，而有机热还原硫酸盐的作用相对较弱。总结多才玛矿床众多特征显示，该矿床为后生矿床，成矿过程与岩浆作用无关，其赋矿围岩为九十道班组灰岩，矿化形式以角砾岩矿化为主，矿物组合为方铅矿+闪锌矿+黄铁矿+方解石+重晶石，成矿流体为盆地流体，S同位素分布范围广且呈现较低负值，这些特征均符合典型MVT矿床特征，因此，可将该矿床归为MVT矿床。中新世五道梁组沉积期形成的角砾岩发生热液矿化表明多才玛矿床形成时代略晚于20～16Ma，系印-亚大陆碰撞后碰撞环境下形成，即在总体汇聚的大背景下，在受区域逆冲和整体隆升后的伸展环境中、盆地流体在唐古拉山逆冲系统的前缘排泄成矿形成，矿体产出形态受矿区内灰岩-碎屑岩的接触面以及热液溶蚀成因角砾岩的产出位置控制，金属矿物的沉淀是由不同性质流体或流体混合、围岩相互作用所致。
【作者】郝宏达；
【导师】侯增谦；宋玉财；
【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】角砾岩；碳氧锶硫同位素；MVT矿床；多才玛；沱沱河地区；

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