相山居隆庵矿床铀成矿流体特征及其识别标志研究

摘要

本论文以居隆庵矿床为研究对象,该矿床位于赣杭构造火山岩铀成矿带西南段-相山火山塌陷盆地的西部,是相山矿田内大型铀矿床之一。在野外地质调查的基础上,通过流体包裹体岩相学、显微测温学、单个流体包裹体激光拉曼成分及群体包裹体成分的对比研究,查明了居隆庵铀矿床成矿流体的基本性质(温度、盐度及成分等),并根据成矿流体的碳、氢、氧等稳定同位素特征结合矿床的地质-构造特征,探讨了成矿流体的来源和成矿机理,系统总结了成矿流体的识别标志。取得的创新型成果与认识有:
　　 (1)查明了居隆庵矿床成矿流体的性质。其成矿流体总体为Na+-Ca2+-K+-F—S2--Cr—CO2-H2O溶液,是富CO2、H2、CH4等挥发份,富含成矿物质、卤素(F、Cl)、硫、P及碱金属的中-高温、中-高盐度流体。
　　 (2)首次提出了居隆庵矿床为中-高温热液矿床,成矿期早阶段成矿温度为300～440℃,主成矿阶段成矿温度为220～400℃。
　　 (3)确定了居隆庵矿床的成矿压力与成矿深度。成矿压力为89 Mpa～188 Mpa,成矿深度约为3.3 km～6.9 km。
　　 (4)确定了居隆庵矿床成矿流体主要为深源(幔源)流体。成矿流体是富挥发份、富含成矿物质、卤素、硫、P及碱金属的中-高温、中-高盐度流体；其碳、氢、硫稳定同位素特征分别为δ13CV-PDB为-5.2‰～-1.9‰、δ D为-65.8‰～(-82.7)‰、黄铁矿平均δ34S值为1.06‰。成矿作用过程中以深源(地幔)流体作用为主,随着成矿作用的进行,成矿晚期不断有浅部流体的加入。
　　 (5)证实了居隆庵矿床在成矿作用过程中发生过流体沸腾作用,流体沸腾作用是导致居隆庵矿床成矿物质发生沉淀的主要机制。指出了居隆庵矿床铀成矿的关键是在热点作用下,富含成矿物质与矿化剂的高温高压深源流体迁移至特定的构造部位中发生流体沸腾作用,致使铀快速沉淀聚集成矿的结果。
　　 (6)系统总结了居隆庵矿床成矿流体的识别标志:
　　 ①构造标志:区域性深大断裂构造之上次级高角度(倾角>60°)张扭性构造与岩相岩性变异的复合部位,即有利于导通深源流体与流体减压沸腾和储矿的部位；
　　 ②岩石学标志:具有强烈碱交代或赤铁矿化的红化蚀变,随后充填了紫(黑)色萤石脉及其伴生的矿化蚀变；
　　 ③矿物学标志:围岩具有碱交代或赤铁矿化,岩脉充填物或构造岩胶结物富紫(黑)色萤石、黄铁矿、绿泥石、磷灰石等矿物；
　　 ④流体包裹体组合(FIA)标志:气体包裹体、CO2多相包裹体、含子矿物多相包裹体组合的沸腾包裹体标志；
　　 ⑤流体包裹体温度与成分标志:具有中-高温(220～440℃)、中-高盐度(16％～61.13％)、富CO2、H2、CH4、CO、卤素(F、Cl)、硫、P及碱金属的流体；
　　 ⑥稳定同位素标志:具有深源(幔源)碳、氢、氧、硫同位素组成的流体。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 选题的依据及意义

1.2 研究现状及存在的问题

1.2.1 研究现状

1.2.2 存在的问题

1.3 样品特征及测试方法与流程

1.3.1 样品特征

1.3.2 测试方法与流程

1.4 研究内容、研究思路与技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究思路及技术路线

1.5 完成的工作量及主要成果与认识

1.5.1 完成工作量

1.5.2 主要成果与认识

2 区域地质概况

2.1 大地构造位置

2.2 构造演化特征

2.3 地层

2.4 区域岩浆岩

2.4.1 火山岩

2.4.2 次火山岩

2.4.3 脉岩

2.5 区域构造

2.5.1 断裂构造

2.5.2 火山构造

2.5.3 成矿构造

3 居隆庵矿床地质特征

3.1 矿区地层

3.2 次火山岩

3.3 矿区构造

3.4 围岩蚀变特征

3.5 矿体特征

3.6 矿石主要特征

4 居隆庵矿床流体包裹体地球化学特征

4.1 流体包裹体分类

4.1.1 成因分类

4.1.2 物理状态分类

4.2 居隆庵矿床流体包裹体类型及岩相学特征

4.3 流体包裹体均一温度及盐度特征

4.3.1 均一温度特征

4.3.2 流体包裹体盐度与密度

4.4 成矿压力及深度

4.5 包裹体成分分析

4.5.1 包裹体显微激光拉曼成分分析

4.5.2 包裹体群体成分分析

5 居隆庵矿床同位素地球化学特征

5.1 碳、氧同位素特征及意义

5.2 氢、氧同位素特征及意义

5.3 硫同位素特征及意义

6 居隆庵矿床成矿流体的来源与识别标志及成矿机理探讨

6.1 成矿流体性质与来源

6.1.1 成矿流体的性质

6.1.2 成矿流体的来源

6.2 成矿流体的识别标志

6.2.1 宏观标志

6.2.2 微观标志

6.3 矿床的成矿机理

6.3.1 成矿时代

6.3.2 成矿物质的沉淀机理

6.3.3 矿床的成矿机理剖析

7 结论

致谢

主要参考文献

附录

附表1 流体包裹体冷冻法冰点温度与盐度关系表（据Bodnar,1993),

附表2 CO2 笼合物熔化温度和盐度关系表（据Collins,1979)