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    西藏甲瑪銅多金屬礦床磁黃鐵礦礦物學特征研究

    楊陽  
    【摘要】:甲瑪超大型銅多金屬礦床是岡底斯成礦帶東段典型斑巖成礦系統的產物,具有重大經濟社會效益和寶貴科學研究價值。目前該礦床探獲的銅資源量已近900萬噸,其他伴生金屬鉬、鉛、鋅、金等資源量均達到大型以上規模。該礦床成礦元素多、礦體類型復雜,主要包括矽卡巖型銅多金屬礦體、角巖型銅鉬礦體、斑巖型鉬(銅)礦體和獨立的金礦體四種類型。盡管甲瑪礦區研究程度較高,但對磁黃鐵礦典型礦物學研究較弱。磁黃鐵礦是甲瑪礦區重要的金屬硫化物,主要分布于礦區外圍,并且部分與金礦化密切共伴生,具有重要的成因礦物學、找礦礦物學等的研究意義和實踐價值?;诖?本文以甲瑪礦床磁黃鐵礦為研究對象,通過野外地質編錄、鏡下鑒定、X射線粉晶衍射、電子探針分析、LA-ICP-MS原位微區分析和穩定同位素分析等方法,查明礦區磁黃鐵礦的類型、結構、成分等特征,討論不同產狀磁黃鐵礦的形成環境、物質來源等,并探討與金的關系及礦床成因。文章取得的主要認識及成果如下:(1)查明了甲瑪礦床中磁黃鐵礦的產狀特征。甲瑪礦床的磁黃鐵礦產狀主要有兩種:1)產于遠離斑巖體的角巖中,主要為脈狀、細脈浸染狀產出,礦物組合為磁黃鐵礦±黃鐵礦±黃銅礦±石英±綠泥石;2)產于南坑礦段的遠端矽卡巖中,主要為塊狀或稠密浸染狀,礦物組合為單純的磁黃鐵礦±黃鐵礦±黃銅礦±閃鋅礦±方鉛礦±銀金礦。(2)厘定了不同產狀磁黃鐵礦的結構類型及主微量成分。矽卡巖中產出的磁黃鐵礦為單純的六方磁黃鐵礦,其Fe元素含量為60.09%~60.71%,平均為60.38%,S元素為38.18%~38.69%,平均為38.35%,化學式為Fe_8S_9~Fe_(10)S_(11),主要為富鈷貧鎳型磁黃鐵礦(Co/Ni1)。角巖中的磁黃鐵礦為單斜磁黃鐵礦和六方磁黃鐵礦的交生體,其Fe元素含量為59.05%~59.57%,平均為59.10%,S元素為39.28%~39.95%,平均為39.59%,化學式為Fe_5S_6~Fe_7S_8;主要為富鎳貧鈷型磁黃鐵礦(Co/Ni遠遠小于1)。通過Co/Ni比值對礦床成因判別圖投點顯示甲瑪礦床屬于與巖漿熱液有關的矽卡巖型礦床。(3)揭示了不同產狀磁黃鐵礦的成礦環境和成礦物質來源。矽卡巖中的磁黃鐵礦形成于富硫、中高溫(254℃)的還原環境,而角巖中的磁黃鐵礦形成于富硫、中低溫(254℃)的還原環境。硫、鉛同位素測試結果顯示,甲瑪磁黃鐵礦S、Pb同位素總體上類似于巖漿巖的同位素組成特征,指示磁黃鐵礦S、Pb物質來源主要為巖漿來源。但同時,部分磁黃鐵礦δ~(34)S顯示出較大負值,指示碳泥質圍巖(角巖)還原S有一定程度的加入。并且角巖中磁黃鐵礦(部分樣品顯示較大的δ~(34)S負值)受碳泥質圍巖(角巖)還原S改造程度大于矽卡巖中的磁黃鐵礦。(4)初步探討了遠端矽卡巖中金的富集機制。矽卡巖中較高溫的六方磁黃鐵礦(Co/Ni1)與金礦化密切相關,然而角巖中六方磁黃鐵礦與單斜磁黃鐵礦交生體(Co/Ni遠遠小于1)不發育金礦化,磁黃鐵礦中的Au礦化與礦物中Co/Ni值(或溫度)有一定正相關關系。同時,含金的六方磁黃鐵礦中Au元素的分布與Bi元素的分布關系密切,鉍礦物與自然金連生,并含有較高的Au、Ag、As、Te等元素,指示含金磁黃鐵礦中的金可能通過鉍-金熔體形式進行富集,Au礦化與鉍熔體捕獲機制密切相關。其可能的成礦機制如下:當流體溫度在271℃以上時,流體中的鉍不斷捕獲流體中的Au元素,形成鉍-金熔體。當流體溫度降低至271℃~254℃時,鉍金熔體出熔,形成自然金、自然鉍/鉍硫化物,并包裹于六方磁黃鐵礦中,形成矽卡巖中的鉍金礦化。在角巖中的流體溫度相對較低(254℃),此時鉍金熔體早已出熔,流體中Au元素含量較低,因此在角巖中形成的六方磁黃鐵礦和單斜磁黃鐵礦的交生體中不發育金礦化。


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