滇中郝家河砂岩型铜矿床成岩期和改造期热液蚀变作用--来自组分迁移计算的证据.pdf

卷( Volume)38,期( Number)4,总(SUM)143
页( Pages)866-878,2014,1l( November,2014)
大地构造与成矿学
Geotectonica et Metallogenia
滇中郝家河砂岩型铜矿床成岩期和改造期
热液蚀变作用来自组分迁移计算的证据
吴海枝,韩润生',吴鹏,和继圣2,冯兴杰2,梁徐文,孙晓栋
(1.昆明理工大学国土资源工程学院,有色金属矿产地质调查中心西南地质调查所,云南昆明65009
2.云南星焰有色金属殿份有服公司,云南楚雄675000
摘要:通过牟定郝家河砂岩型铜矿床两类典型矿化的围岩蚀变类型、空间分布、蚀变矿物组合特征的综合分析,识别
出该矿床存在成岩期与改造期两期热液蚀变。成岩期热液蚀变分布于浅紫交互带浅色砂岩一侧,呈现大范围面状硅化、
碳酸盐化、黄铁矿化,并具蚀变分带:全浅色砂岩中的强硅化、黄铁矿化亚带;浅紫过渡砂岩中的强碳酸盐化、绢云母化、
绿泥石化、弱硅化亚带,并具辉铜矿-斑铜矿ー黄铜矿-黄铁矿的金属矿物分带。改造期热液蚀变主要分布于断裂、节理旁
侧,表现为带状、网脉状的硅化、碳酸盐化。以1580m中段实测剖面为研究对象,采集各蚀变亚带的代表样品,以紫色
砂岩为原岩,进行主量元素、微量元素及稀土元素的组分迁入、迁出计算,结果显示各亚带组分的迁入、迁出特征与镜
下观察的蚀变矿物组合吻合。分析表明,蚀变矿物组合与组分迁移特征还间接指示了不同亚带的形成条件:成岩期紫色
砂岩(围岩)呈氧化一碱性条件,浅色砂岩呈还原-一酸性条件,浅紫过渡矿化带则处于氧化还原一酸碱转化面上;改造期构造
热液属还原一中偏碱性的中温构造流体。在此基础上,探讨了两期成矿流体分别形成层状矿体及脉状富矿体的机理,为深
化研究该类矿床的“矿源一构造一流体耦合成矿”机制提供了重要证据。
关键词:砂岩型铜矿床;蚀变作用;组分迁移计算;成岩期;改造期;郝家河;滇中
中图分类号:P618.41;P614文献标志码:A文章编号:1001-1552(2014)04-0866-013
0引言
有明显的受褶皱、断裂构造控制特点,形成沿成矿
期北西向断裂、含矿层层间断裂产出的脉状、囊状
楚雄中新生代陆相盆地是我国西南地区重要的富矿体,最高品位可达46%(吴鹏,2009;普传杰,
红色盆地(俗称滇中红层盆地),是集煤(天然气)、有1992)。
色金属、盐等重要矿产为一体的矿集区。牟定县郝
关于砂岩型铜矿床的成因,国内外学者在20世
家河铜矿床为该区第二大砂岩型铜矿床,其矿化明纪70、80年代通过大量的地质地球化学研究,基本
显受层位、岩性、沉积相及浅紫交瓦带控制,形成上摒弃了岩浆ー热液成矿论,而是强调沉积成岩作
以层状、似层状为主的铜矿体。此外部分矿体还具用及后生作用( Renfro,1974; Gustafson and Williams,
收稿日期:2013-05-08;改回目期:2014-05-25
项目资助:教育部博导基金项目(编号:2011531411001)、全国危机矿山重大专项(编号:20089943,1212011220725)、国家自然科学基金项目(批
准号:U1133602,41102049)、云南省矿产预测评价工程实验室及省创新团队、云南省科技计划(编号:2010CC005)和中国科学院矿
床地球化学国家重点实验室开放研究基金(编号:201109)联合资助。
第一作者简介:吴海枝(1982-),男,博士研究生,矿产普査与勘探专业。Esai: haizhu64126,com
通信作者:韩润生(1964-),男,教授,博士生导师,主要从事矿床学及隐伏矿预测研究。Emai:554670042qq.com
第4期
吴海枝等:滇中郝家河砂岩型铜矿床成岩期和改造期热液蚀变作用
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1981; Sweeney et al,1991; Heitzman et al,2005)。目域性朵基背斜为主构造,加上由其派生的东部
前主流观点认为:砂岩型铜矿床形成于成岩期,铜NW-SE向狮子山背斜及中部近EW向温家坟背斜和
等金属物质来源于含矿岩系本身,成矿流体为杀人阱向斜组成(图1),并发育NE向、NW向及近
Nat'tCa2t+CI+So2型的低温、中低盐度热卤水溶液,EW向断裂。狮子山背斜控制郝家河铜矿床的分布
与氧化还原界面中硫酸盐的细菌还原作用有关,盆矿体主要沿狮子山背斜核部及两翼呈NW-SE向大
地应具“封闭循环”的水文构造及氧化、还原两种地致顺层展布。赋矿层(上白垩统马头山组,K2m)为ー
层建造组合。何毅特(1990)、冉崇英和庄汉平(1998)、套河流相碎屑沉积至湖泊相沉积的韵律沉积层。其
陈根文等(2000、谭凯旋(1998)通过楚雄盆地地质地下伏地层(下白垩统普昌河组,Kの)、上覆地层(上白
球化学、流体性质、成矿物质来源等硏究,提出该垩统江底河组,K2)均为以紫红为主色的泥岩层。
区砂岩型铜矿床属“成岩作用为主,后期改造为辅”
矿体主要产出于上白垩统马头山组郝家河中亚
的成因认识。冉崇英等(1990,2010)、秦德先等段(K2mx2)紫色砂岩中的浅色夹层内靠浅紫界线处,
(1993)、张可清和熊鹏飞(1995)在改造成矿作用理论主要有两种矿化类型:一是产于浅紫过渡带中呈层
(涂光炽等,1988)的指导下,提出楚雄盆地砂岩型铜状、似层状、透镜状产出的中低品位矿体,构造以
矿床的改造成矿机制。韩润生等(2010)结合矿田构造浸染状、纹层状为主;二是产于背斜轴部及两翼的
的综合研究,提出砂岩型铜矿床经历沉积ー成岩作层间断裂、成矿期断裂(NE向为主)或断裂交汇处的
用、主改造作用、次改造作用,并建立了构造一流体脉状、囊状或不规则状富矿体,矿石构造以条带状
耦合成矿模型,认为该类矿床是褶皱构造圈闭盆地和网脉状为主。二者分别为成岩ー成矿期与改造成矿
流体、含矿岩相和构造裂隙封闭成矿流体定位成矿的期成矿流体作用产物。
产物,是铜矿源、构造与流体三者耦合作用的结果;
并进一步总结成矿规律为:岩性岩相组合、成矿褶皱2热液蚀变分布及其特点
断裂、浅紫交互带、矿物组合分带(韩润生等,2012)
上述观点显示出一个共同点:砂岩型铜矿床的
砂岩型铜矿床的形成是还原性与氧化性两种流
成岩-成矿作用、改造成矿作用都是不同性质流体
体在特定透水空间相遇时发生水-岩相互作用的结
岩石相互作用的产物。这些特殊性质的成矿流体迁果( Hitzman et al,2010)。当流体或热液作用于岩石
移必然会在围岩中形成独特的流体蚀变作用标志,时,两者之间必然趋于化学平衡和发生物质交换作
这些标志反映在矿物、元素、流体包裏体及同位素用,其结果导致岩石中部分或全部原始矿物的消失
组成等方面。在沉积成岩类矿床中流体一岩石相互作和新矿物的形成,即发生原岩中某些物质部分或全
用所形成的蚀变作用标志方面,尽管不少学者进行部的带出和新物质带人的交代作用。在矿床学上这
过砂岩型铀矿床蚀变与矿化关系的研究(吴柏林等,种交代作用通常称为蚀变作用(胡受奚等,2004)。普
200祝民强等,20肖新建等,200李荣西等,传杰和秦德先(199)、冉崇英和庄汉平(998、吴海
201),但砂岩型铜矿床在蚀变作用标志方面的研究枝等(2011)通过成矿流体研究,认为该矿床两期成
则鲜见报道。本文借鉴砂岩型铀矿床蚀变作用的研矿流体均属盆地热卤水,成岩期成矿流体(温度:
究(刘德正,2009),将岩浆期后热液蚀变的涵义扩展
84~162℃;盐度:3.