贵州烂泥沟金矿成矿流体的地球化学示踪最终稿

成都理工大学毕业设计（论文）I贵州烂泥沟金矿成矿流体的地球化学示踪姓名：廖芝华班级：2003010102指导教师：王国芝摘要烂泥沟金矿是在右江盆地区发现的超大型卡林型金矿床，其容矿岩石为中三叠统碎屑岩。Au、As、Sb、Hg低温矿床与古油气藏二者在空间上共生、在成因上密切相关。硫同位素特征、碳同位素特征、氢-氧同位素特征均暗示成矿流体为盆地流体；稀土元素地球化学特征表明，成矿流体可能主要来源于地层水，即属于盆地流体。锶同位素特征显示，成矿流体并非来自赋矿围岩，而是属于外源流体；采用生物标志化合物追踪流体源，金矿石英脉内有机包裹体中生物标志化合物与二叠系领好组生油岩中生物标志化合物特征相似，反映成矿流体来自下伏地层领好组。关键词：贵州；烂泥沟；卡林型金矿；盆地流体；有机包裹体；地球化学特征成都理工大学毕业设计（论文）IIGeochemicalTraceonOreFluidfromLannigouGoldDeposit,South-WesternGuizhouAbstract：TheLannigougolddepositisoneofsuperlargeCarlintypegolddepositintheYoujiang,hostrockofgolddepositwasmid-Triassicclasticrock.TheepithermaldepositsofAu,As,Sb,Hgandtheancientoilreservoiraccretedinspaceandhadconsanguineouscorrelation.ThecharacteristicsofS,CandH-Oisotopessuggestedthatorefluidswerebasinfluids.ThecharacteristicofREEgeochemistryindicatedthatorefluidsmaybecamefrommostlystratumwaterinthebasin.Srisotopeshowedthatorefluidswereintroducedfluids.Biomarkscanbeusedtotracesourceoffluids，thebiomarksoforganicinclusionsinthegolddepositquartzveinfromLannigougolddepositweresimilartothatofunderlyingLinhaoFormationfromPermian,itsuggestedthatorefluidscamefromunderlyingLinhaoFormation.Keywords:Guizhou;Lannigou;Carlin-typegolddeposit;Basinfluid;Organicinclusion;characteristicofgeochemistry成都理工大学毕业设计（论文）III目录第1章引言………………………………………………………………………1第2章矿床地质概况…………………………………………………………32.1区域地质背景………………………………………………………………32.2地层特征……………………………………………………………………42.3构造特征……………………………………………………………………52.4矿石特征……………………………………………………………………7第3章成矿流体性质………………………………………………………………83.1矿床与古油藏的关系………………………………………………………83.2流体包裹体特征……………………………………………………………93.3硫同位素特征………………………………………………………………113.4碳同位素特征………………………………………………………………123.5氢-氧同位特征……………………………………………………………133.6稀土元素地球化学特征……………………………………………………15第4章成矿流体来源……………………………………………………………174.1锶同位素的地球化学限定…………………………………………………174.2生物标志化合物示踪………………………………………………………18结论…………………………………………………………………………………25致谢…………………………………………………………………………………26参考文献……………………………………………………………………………27成都理工大学毕业设计（论文）第1页共29页第1章引言在传统矿床学上,按照流体产状和成因,将流体分为地幔流体、岩浆流体、变质流体、地层水或建造水、地热水、卤水、雨水和地下水,以及油田中的油气和油田水等。然而,成矿流体来源一直是困扰金矿成矿研究的主要问题，也是矿床成因研究的一个重要方面。在国外，在金矿床成矿流体的来源问题上大多研究者认为来源于地幔。70年代Tounet在挪威南部麻粒岩中发现大量富CO2的流体包裹体,促使人们相信地球深部存在流体。地幔流体是富含地球内部原始成分,同时包含地壳再循环物质的超临界挥发份系统（Shmulovich，1995）。地幔流体是一个C-H-O体系,主要成分为H2O和CO2。地幔流体体系的成分与其所处氧化还原状态有关,随着氧逸度fO2下降(水逸度fH2O升高),CO2饱和的地幔流体可以从CO2-H2O+CO系统变化为CO2-CH4+H2系统(MatveevS,1997)。地幔流体具有使溶质和各种微量元素活化和再沉淀的特性,使得它在交代作用中起着关键作用(Pasteris,1987)。俄罗斯赤塔州巴列依(Baley)金矿床在60多年的开采和研究过程中,被俄国地质学者公认为低温浅成(Epithermal)矿床,而近年研究资料对这一看法提出了质疑。梁浩夫(1984)获得的300～100℃成矿温度已经超出了低温浅成矿床的范围,而且低温浅成矿床所研究的气液包裹体的石英晶体不是成矿过程开始,而是成矿过程结束的产物,因为他所给出的气液包裹体资料表明溶液最大丰度为4%～8%,显然是成矿后的残余溶液成分。尤尔根琨(1984)研究了具有极细小气液包裹体的早世代石英,这种极细小气液包裹体爆裂并逸出H2O、CO2、N2组分的温度是从500～600℃开始的；溶液成分分析资料显示,成矿时溶液丰度可达51%,H2SiO3变化在23%～37%,溶液富含NaCl、KCl等。巴列依金矿床的成矿溶液为胶体状态,其矿石结构、构造从脉轴部各接触带呈韵律性变化的脉体,是主要由高浓度硅酸流体自组织演化的产物,成矿流体具有由地幔流体演化的部分特征。众所周知，右江盆地的微细浸染型金矿是属以浊积岩为容矿岩石（主要泥质砂岩、砂质泥岩）的中低温热液矿床（涂光炽，1989）。在国内对该区金矿成矿流体的研究显示，不同的学者对此有不同的看法和结论，主要有以下三方面：（1）成矿流体为深源流体（金景福，1998）。（2）是由岩浆演化分异而产生的(刘成都理工大学毕业设计（论文）第2页共29页显凡,1998)；有早期的建造水或沉积物中蚀变水,后期又有大量大气降水加入(翟裕生,1997)。（3）成矿热液具混合成因,可能为深源流体与建造水及大气降水混合而成(李文亢等,1994)、盆地流体（刘建明等，1997）；由油田卤水与下渗的大气降水混合而成(张志坚,1997)。成矿流体中有机质不是来源于三叠世围岩地层而是来自于下伏的上古生代油藏（庄汉平等，1997）。目前，金矿成矿热液、成矿物质来源问题始终是困扰矿床研究的关键问题，而国内在右江盆地区金矿成矿流体来源的问题上仍存在较大的争议。本文通过对矿床的地质特征、同位素（硫、碳、氢-氧）特征及稀土元素特征的研究认为，成矿流体为盆地流体；锶同位素特征显示，成矿流体并非来自赋矿地层，而是属于外源流体；生物标志化合物特征的表明，成矿流体来自下伏地层二叠系领好组。成都理工大学毕业设计（论文）第3页共29页第2章矿床地质概况2.1区域地质背景右江盆地发育于扬子地块西南缘，是在泥盆纪时期发育起来的一个菱形沉积盆地（曾允孚,1993）。盆地在东西两侧和北侧分别以罗甸一紫云一南丹断裂、那坡一龙洲断裂和弥勒一思宗一盘县断裂与上扬子碳酸盐台地相分隔(图2-1)。右江盆地总体呈北西向展布，发育了完整的泥盆系一三叠系地层。泥盆纪一早图2-1烂泥沟金矿床与右江盆地关系位置图（据王国芝等，2003）F1示弥勒－思宗－盘县断裂；F2示那坡－龙洲断裂；F3示罗甸－紫云－南丹断裂；F4示凭祥—余门断裂；T示三叠系；T-P示三叠系－二叠系；P示二叠系；P-D示二叠系－泥盆系；Pt-Z示元古界－震旦系；IP示孤立台地；1大厂锑矿；2戈塘金矿；3兴寨金矿；4林楼金矿；5烂泥沟金矿；6马雄锑矿；7丫他金矿；8板其金矿；9百地金矿；10高龙金矿；11金牙金矿；12独山锑矿；13丹寨汞金矿成都理工大学毕业设计（论文）第4页共29页三叠世时期，由于板内拉张裂陷，右江盆地内形成孤立台地与台间盆地(槽)相间的构造格局(秦建华，1998;陈洪德等,2000)。孤立台地上主要发育潮下一潮上带碳酸盐岩，台缘则发育生物礁灰岩。孤立台地间的台间盆地内主要为泥质、硅质岩和浊流沉积。右江盆地与其周缘碳酸盐台地间、右江盆地内孤立台地与台间盆地间常发育同沉积断裂。中叠三世一晚三叠世时期，右江盆地具有前陆盆地的特征，盆地内为海相复理石沉积（秦建华，1998;ToGuangzhi,1998）。右江盆地及其周缘地区存在大面积的金一汞一锑一砷低温成矿现象（ToGuangzhi,1998;涂光炽,2002）。锑、汞、砷常以单矿种矿床为主，而金与砷、锑、汞存在既共生又分异的双重地球化学特征（朱赖民等,1999）。这些低温矿床主要产于二叠纪一三叠纪地层中，具有层控特点，主期成矿温度一般在200℃。矿床的产出受沉积相控制，右江盆地内的矿床主要产于右江盆地与碳酸盐台地间的台地边缘斜坡相带、孤立台地边部或其外侧边缘斜坡相带(图2-1)。大多数矿体沿断层产出，含矿主岩为细碎屑岩，如盆地西侧孤立台地边缘的烂泥沟金矿。2.2地层特征贵州烂泥沟金矿是黔西南地区发现的超大型卡林型金矿，区域上位于右江盆地西侧孤立台地边缘，距贞丰县南东约40km处（图2-1）。在研究区数10km范围内,主要分布着早三叠世奥伦期,中三叠世安尼期、拉丁期的一套台地边缘斜坡至深水槽盆环境之类复理石建造；钙屑重力流沉积与深水陆源碎屑浊积岩,厚逾1000m,其地层序列包括三叠系下统罗楼组(T1ll)、中统许满组(T2xm)、尼罗组(T2nl)、及其上之边阳组第一段(T2by1)；而上二叠统吴家坪组(P2wj)生物灰岩、礁灰岩仅出露于矿区西侧的赖子山背斜周边,现将该区主要赋金层位岩石特征描述如下:边阳组第一段(T2by1):以薄至中厚层状、厚层状、少许块状细砂岩、粉砂岩为主,夹薄至中厚层状粘土岩、粉砂质粘土岩或砂岩、粘土岩构成韵律性互层。砂岩具细砂粒状、粉砂粒状结构,粘土岩具显微鳞片状、显微鳞片变晶结构。砂岩主要为钙质石英细砂岩、铁白云质石英细砂岩、钙质铁白云质石英细砂岩、钙质(或铁白云质)粉砂岩。细砂岩之碎屑粒径以0.1～0.25mm为主,并有粉砂粒成都理工大学毕业设计（论文）第5页共29页和中粒砂屑与之相混;粉砂岩的碎屑粒径以0.03～0.1mm为主,并有少量细砂颗粒与之相混。砂岩的碎屑成分以石英为主,其分选和磨圆度中等,含量在60%～80%之间,次有硅质岩屑(偶见粘土岩和浅变质岩岩屑)、长石、锐钛矿、金红石等副矿物,还偶见锆石、磷灰石、电气石等；杂基含量一般5%～10%,胶结物主要是他形微粒状方解石和铁白云石、水云母粘土矿物,含量一般10%～15%，具（基底)孔隙式胶结。该套地层中沉积组构造发育,常见鲍马序列之B-C段、B-D段、D-E段及A、D、E段,以及槽模、沟模、重荷模等底蚀构造,及水平层理、斜层理、包卷层理等沉积组构，粘土岩、粉砂质粘土岩中常见双壳类化石及植物碎片；边阳组在本区大部分已被剥蚀,残留厚度仅