滇中地區(qū)震源機(jī)制一致性參數(shù)時(shí)空分布與強(qiáng)震活動(dòng)

1、滇中郝家河砂巖型銅礦床成礦作用過(guò)程的流體包裹體證據(jù)吳海枝 ,韓潤(rùn)生 ,吳鵬 ,唐果 ,梁徐文昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院 ,有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心西南地質(zhì)調(diào)查所 ,云南 昆明650093【摘 要】 通過(guò)對(duì)牟定郝家河砂巖型銅礦床的不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦化類型巖石中礦物包裹體特征的研究及對(duì)比 ,認(rèn)為不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦化類型巖石的形成與不同成巖2成礦階段流 體的演化特點(diǎn)密切相關(guān) 。流體包裹體測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)表明其成礦作用主要經(jīng)歷 3 個(gè)成礦流體演化階段 :成巖期 (均一溫度 :84 162 ) 、主改造期 ( 均一溫度 : 145 227 ) 及次改造期 (均一溫度 :129 177 ) 。3 期流體的鹽度變化不

2、大 ,多處于 4 %10 %之間 ,而 它們的氣相成分主要為 H2 O ,其次為 C H4 和 CO2 。成巖期流體演化形成了砂巖銅礦的初始礦源層及貧礦體 ,礦化程度高的地方甚至形成浸染狀或紋層狀礦石 ;改造2成礦期的流體則在原來(lái)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演化形成現(xiàn)今受構(gòu)造控制的條帶狀 、脈狀富礦體 ?！娟P(guān)鍵詞】 砂巖型銅礦床 ;流體包裹體 ;流體演化 ;成礦過(guò)程 ;郝家河 ;滇中中圖分類號(hào) : P618 . 41 ; P611 . 2 + 2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : A文章編號(hào) :1001 - 6872 (2011) 01 - 0027 - 09金屬 、鹽等重要礦產(chǎn)為一體的礦集區(qū) ,為揚(yáng)子地臺(tái)西南緣受到印度板塊與歐

3、亞板塊碰撞及后期的構(gòu)造活 動(dòng)影響所形成大陸盆地 。牟定縣郝家河銅礦床為該區(qū)第 二 大 砂 巖 型 銅 礦 床 , 位 于 盆 地 東 側(cè) 的 牟 定 斜坡 中 ,該斜坡由北到南依次集中了團(tuán)山 、大村 、凹地0引言楚雄中新生代盆地是我國(guó)西南地區(qū)一個(gè)重要紅色盆地 (俗稱滇中紅層盆地) ,是集煤 、天然氣 、有色收稿日期 :2010 - 11 - 16 ; 改回日期 :2011 - 02 - 24基金項(xiàng)目 :全國(guó)危機(jī)礦 山 重 大 專 項(xiàng) ( 20089943 ) ; 云 南 省 高 校 成 礦 動(dòng) 力 學(xué) 與 隱 伏 礦 預(yù) 測(cè) 創(chuàng) 新 團(tuán) 隊(duì) 項(xiàng) 目 ( 2010 ) ; 云 南 省 應(yīng) 用 基

4、 礎(chǔ) 研 究 項(xiàng) 目( 2010 ZC013)作者簡(jiǎn)介 :吳海枝 ,男 ,28 歲 ,碩士生 ,地球化學(xué)專業(yè) ,研究方向 :巖石地球化學(xué). E2mail : haizhiwu664 126 . co m通訊作者 :韓潤(rùn)生 ,男 ,46 歲 ,研究員 ( 博士導(dǎo)師) , E2mail : hr s661 ya hoo . co m. cn以及后期石英2方解石脈中包裹體的分類明確流體活動(dòng)的期次 ,結(jié)合其巖相分析 、世代 、均一溫度 、鹽度 及成分等特征 ,嘗試?yán)貌煌蓭r2成礦階段的流體 演化特點(diǎn)探討成礦流體形成 、演化并最終厘清形成礦床的機(jī)理 。銅礦床 ,形成了著名的滇中紅盆砂巖銅礦帶 。這一銅

5、礦帶位于銅背景值較高的康滇古陸邊緣 ,并且銅 建造下部三疊系地層多出現(xiàn)含煤建造 ,而上部第三系則為含膏鹽建造 。前人認(rèn)為該礦床為古風(fēng)化殼蝕變疊生成礦 1 ;成巖分異成礦 , 后期熱液疊加 2 ; 其 成礦模式為 3 類建造 ,斷褶摻合 ,滲濾對(duì)流 3 ; 對(duì)楚雄盆地的構(gòu)造演化 、沉積特征 4 、礦床地球化學(xué) 、成 礦機(jī)理 5 等 方面 的 研究 , 建 立了 沉積2成 巖2改 造 成礦模式 ,認(rèn)為自早白堊世晚期 晚白堊世早期 ,來(lái)自東部元謀古陸的富銅巖石和銅礦床長(zhǎng)期風(fēng)化形成的 富銅風(fēng)化產(chǎn)物 ,在高能氧化性辮狀河環(huán)境形成富銅的紫色礦源層 ;而到了早喜山期的造山運(yùn)動(dòng) ,形成了盆地內(nèi)部一系列北西2北

6、北西向褶皺構(gòu)造帶帶 ,包括 郝家河地區(qū)的朵基背斜 、獅子山背斜 ,在褶皺構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)下 ,構(gòu)造流體將礦源層的 Cu 活化遷移到背斜 鞍部附近的低壓空間及淺色層中沉淀 ,形成工業(yè)礦體 。無(wú)論是何種觀點(diǎn)或模式 ,成礦過(guò)程中礦質(zhì)的加 載 、遷移 、卸載沉淀 、成礦都離不開流體的參與 。因此 ,從流體包裹體的角度研究當(dāng)時(shí)的成礦流體性質(zhì)并進(jìn)行相應(yīng)的探討是很有必要的 。普傳杰 7 等曾對(duì) 郝家河銅礦床不同礦石類型的流體包裹體進(jìn)行過(guò)均1礦床地質(zhì)概況郝家河銅礦區(qū)東部呈 N W2S E 向分布 , 位于獅子山背斜的西側(cè) ,西部呈 N N W 向位于朵基背斜的東側(cè) , 中 部 緊 鄰 殺 人 阱 向 斜 及 EW

7、向 溫 家 墳 背 斜(圖 1) 。獅子山背斜控制郝家河銅礦床的分布 , 礦 體主要沿 獅 子 山 背 斜 核 部 及 兩 翼 呈 N W2S E 向 展布 。在主構(gòu)造格架控制下 ,發(fā)育 N W 向 ,N E 向及近EW 向斷裂 。伴隨楚雄盆地構(gòu)造演化過(guò)程 , 礦區(qū)內(nèi) 構(gòu)造活動(dòng)呈現(xiàn)多期性 ,形成復(fù)雜的構(gòu)造格局 ,對(duì)該區(qū)銅礦床的空間分布 、富集規(guī)律 、就位變形起到至關(guān)重 要的作用 。郝家河銅礦床的礦體主要產(chǎn)出于上白堊統(tǒng)馬頭山組 ( K2 m) 的淺色砂礫巖中 ,沉積特征顯示其為一 套河流相碎屑與湖泊相粘土的韻律沉積 。下伏地層下白堊統(tǒng)普昌河組 ( K1 p) , 巖性為紫紅色為主的砂圖 1 郝家

8、河銅礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Q . 第四系沉積物 ; K2 mc4 . 馬頭山組清水河段等四亞段 ; K2 mc3 . 馬頭山組清水河段第三亞段 ; K2 mc2 . 馬頭山組清水河段第二亞段 ;K2 mc1 . 馬頭山組清水河段第一亞段 ; K2 m x 3 . 馬頭山組郝家河上亞段 ; K2 m x 2 . 馬頭山組郝家河中亞段 ; K2 m x 1 . 馬頭山組郝家河下亞段 ; K1 p. 普昌河組 ; 1 . 向斜 ; 2 . 背斜 ; 3 . 實(shí)測(cè)及推測(cè)正斷層 ; 4 . 實(shí)測(cè)及推測(cè)逆斷層 ; 5 . 實(shí)測(cè)及推測(cè)性質(zhì)不明斷層 ; 6 . 礦床地表投影范圍 ; 7 . 礦體地表露頭Fig. 1 G

9、eolo gical sketch map of t he Haojia he copp er depo sit質(zhì)泥巖 。上覆地層為紫紅色泥巖為主的上白堊統(tǒng)江底河組 ( K2 j) 。該礦床的礦體呈層狀 、似層狀 、透鏡 狀產(chǎn)出 ,主要集中分布于 3 個(gè)部位 : 礦化帶西側(cè)靠近全紫界線附近的淺色砂巖中 ; 郝家河段中亞段( K2 m x2 ) 中上部淺紫界面之上緊靠淺2紫界面的淺 色砂巖中以及淺紫界面之下紫色砂巖所夾的淺色體中 ; 斷裂發(fā)育或斷裂交叉部位常出現(xiàn)富厚礦體 ; 背斜軸部與兩翼的附近以及地 層產(chǎn) 狀相 對(duì)穩(wěn) 定 地段 7 。礦石中礦物以硫化物為主 ,如輝銅礦 、斑銅礦 、 黃銅礦 、

10、銅藍(lán) 、黃鐵礦等 ,其中硫化物又以輝銅礦為 主要含銅礦物 ;近地表及斷裂帶附近則以孔雀石等 氧化礦為主 。金屬礦物具有明顯的分帶現(xiàn)象 : 即垂向分帶 (由上至下) :黃鐵礦 黃銅礦 、斑銅礦 斑銅 礦 、輝銅礦 輝銅礦 赤鐵礦 ; 水平分帶 ( 由淺色砂 巖到紫色砂巖) :黃鐵礦 黃銅礦 、斑銅礦 斑銅礦 、 輝銅礦 輝銅礦 赤鐵礦 8 。勢(shì)是因?yàn)榈V石經(jīng)歷了不同期次和性質(zhì)的地質(zhì)作用導(dǎo)致的 ,如復(fù)合構(gòu)造礦石不僅經(jīng)歷成巖期作用 ,還經(jīng)歷 了改造期的作用 ,這一過(guò)程中使得礦石發(fā)生加富 (照片 1) 。3包裹體研究研究共采集 13 件樣品 ,采樣層位除了主含礦層郝家河中亞段 ( K2 m x2 ) 1

11、1 件外 , 還有 2 件采于上 、下不含礦的泥巖層 : 下白堊統(tǒng)普昌河組 ( K1 p) 1 件 、郝家河上亞段 ( K2 m x3 ) 1 件 。另外 , 主含礦層郝家河中亞段 ( K2 m x2 ) 的 11 件樣品中 ,8 件采集于淺紫 色過(guò)渡帶的礦體中 ,2 件采于全淺色無(wú)礦帶中 ,1 件采于全紫色無(wú)礦帶中 。所采集樣品類型涉及紫色砂 巖 、淺色砂巖 、浸染狀砂巖礦石 、條帶狀砂巖礦石 、脈 狀礦石等具有一定代表性 (照片 1) 。樣品加工 、包裹體測(cè)試過(guò)程如下 : 對(duì)挑選出來(lái) 的樣品標(biāo)上切片位置 ,送往云南省地礦局中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行切片及磨片 ; 利用雙目高倍顯微鏡進(jìn)行鏡 下包裹體巖相

12、學(xué)特征研究 ,對(duì)包裹體鏡下特征進(jìn)行 詳細(xì)觀察 、描述 、統(tǒng)計(jì) 、拍照 ,并標(biāo)記好待測(cè)溫度 、鹽 度及成分的包裹體所在區(qū)域 ; 用丙酮將薄片泡下 , 把樹膠洗干凈 ,將標(biāo)記區(qū)域切下并編號(hào) ; 將編好號(hào)的包裹體樣片放進(jìn)冷熱臺(tái) ( T H M S G600) 進(jìn)行均一 溫度 、冰點(diǎn)溫度的測(cè)試 ; 對(duì)巖相學(xué)觀察及測(cè)溫過(guò)程 中標(biāo)記 的 典 型 包 裹 體 用 激 光 拉 曼 光 譜 ( Re ni shaw RM1000) 進(jìn)行成分分析 。3 . 1 流體包裹體的類型及特征顯微觀察 13 個(gè)包裹體樣品中發(fā)現(xiàn)的包裹體類 型以純液相包裹體 、氣液包裹體占大多數(shù) ,并有少量含 CO2 的三相包裹體 、油氣包裹

13、體 ,未發(fā)現(xiàn)含子礦 物包裹體 。由于占主要部分的純液相包裹體 、氣液包裹體在各種巖類的石英 、方解石中均有發(fā)現(xiàn) ,并且鏡下特征都大同小異 ,現(xiàn)根據(jù)包裹體不同的宿主巖 石 、礦物及產(chǎn)狀 ,結(jié)合包裹體特征 ,將包裹體分成以 下 8 種類型 (照片 2) :A :存在于不含礦的淺色砂巖及紫色砂巖中的 石英次生加大邊 、方解石膠結(jié)物 、膠結(jié)狀的重結(jié)晶石英中 ,大都呈圓形 、橢圓形 , 大小普遍 5 m , 呈環(huán) 帶狀沿石英次生加大邊分布 。這類包裹體中純液相 約占 80 % ;氣液二相占 20 % ,氣液比 15 % 。B : 存在于浸染狀砂巖礦石中金屬礦物附近的 次 生加大部分或重結(jié)晶的石英中 ,有

14、的石英次生加 大 邊與金屬礦物為溶蝕交代結(jié)構(gòu) ,屬于含銅流體蝕變作用產(chǎn)物 ,有的則為共邊結(jié)構(gòu) ,表示次生加大石2礦石組構(gòu)分析郝家河銅礦床的礦石主要結(jié)構(gòu)類型為結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu) ; 構(gòu)造類型主要為浸染狀 、條帶狀 、 脈狀構(gòu)造 ;其中在成巖期礦石主要為浸染狀 、層紋狀構(gòu)造 ,改造期礦石主要為條帶狀 、脈狀構(gòu)造 。 經(jīng)顯微鏡鑒定 ,砂巖礦石中的礦物主要以半自形2他形粒狀 、結(jié)晶粒狀 、交代結(jié)構(gòu)為主 ,可見(jiàn)石英次 生加大及石英2方解石顆粒相互鑲嵌結(jié)構(gòu) 。砂巖礦 石中長(zhǎng)石2石英接觸縫隙是礦質(zhì)沉淀的有利場(chǎng)所 ,碎屑顆粒之間見(jiàn)不透明金屬礦物 ,局部見(jiàn)金屬礦化交 代石英而形成的溶蝕邊 (反應(yīng)邊) 結(jié)構(gòu)和

15、假象交代結(jié) 構(gòu) ,其邊緣被金屬礦物交代 ,見(jiàn)大量斑點(diǎn)狀 、不規(guī)則 狀不透明礦物 ;同時(shí)還可見(jiàn)石英加大現(xiàn)象 ,即硅化蝕 變 ,可在原來(lái)碎屑石英外部形成次生加大邊 ,次生加大部分與金屬礦物共生 ,表明為同期產(chǎn)物 。通過(guò)鏡 下觀察還見(jiàn)淺色砂巖及礦石中裂隙發(fā)育 ,部分裂隙 充填金屬礦物 ,呈脈狀構(gòu)造 ,或發(fā)育含斑銅礦 ( 黃銅 礦) 石英2方解石細(xì)脈 , 銅礦物與石英或方解石為共 邊結(jié)構(gòu) ,為后期熱液 (流體) 的改造作用的產(chǎn)物 。礦床的礦石構(gòu)造類型除浸染狀 、條帶狀 、脈狀及 角礫狀等的獨(dú)立構(gòu)造類型外 ,一般多為幾種構(gòu)造并 存的復(fù)合構(gòu)造型式 ,如浸染狀2條帶狀構(gòu)造 、浸染狀2 脈狀構(gòu)造 、浸染狀2條

16、 帶狀2脈 狀構(gòu) 造 。含 銅砂 巖 以 稀疏星點(diǎn) 、散點(diǎn)浸染狀構(gòu)造為基本特征 ,隨礦化增強(qiáng) 向稠密浸染狀 、紋層狀浸染 、條帶狀或復(fù)合構(gòu)造型式的趨勢(shì)演化 。所以說(shuō) ,從形成過(guò)程來(lái)看這種演化趨照片 1 不同期次作用下形成的礦石構(gòu)造 ( 部分樣品照片)a . 散點(diǎn)狀浸染構(gòu)造礦石 ,成巖期 ( 樣品號(hào) MB14 ,位置 Z K15101 ,581 m/K2 m x 2 ) ; b . 條帶狀礦石 ,成巖 + 改造期 ( 樣品號(hào) MB16 ,位置Z K15102 ,618 m/K2 m x 2 ) ; c . 稠密浸染條帶狀礦石 ,成巖 + 改造期 ( 樣品號(hào) MB28 , 位置 1785 w 坑道

17、) ; d. 含輝銅礦顆粒的脈狀礦石 ,改造期 ( 樣品號(hào) MB27 ,位置 Z K21503 ,788 m/K2 m x 2 )Pho to 1Pict ure s of o res wit h diff erent st r uct ure s fo r mi ng i n diff erent st age s of diagenesi s a nd mi neralizatio n照片 2 不同類型及期次的包裹體顯微照片a . 紫色砂巖中次生加大石英 ( Q2) 中的液相包裹體 ( 成巖期)( MB09 , 位置 Z K21502 , 714 m/ K2 m x 2 ) ; b . 淺

18、色砂巖中次生加大石英( Q2) 中的液相包裹體 ( 成巖期) ( MB12 ,位置 Z K18302 ,685 m/K2 m x 2 ) ; c . 砂巖礦石中次生加大石英 ( Q2) 中金屬礦物 ( 黑色部分) 附近的次生包裹體 ( 成巖期) ( MB15 ,位置 :坑道) ; d. 砂巖礦石中穿過(guò)次生加大石英 ( Q2) 的次生氣液包裹體 ( 主改造期) ( MB10 , 位置Z K21503 ,782 m/ K2 m x 2 ) ; e . 砂巖礦石中沿石英裂隙分布的黑褐色原油包裹體 ( 主改造期) ( MB04 ,位置 Z K21503 ,781 m/ K2 m x 2 ) ;f .

19、含礦石英脈中含液態(tài) CO2 的三相包裹體 ( 主改造期) ( MB14 ,位置 Z K15101 ,581 m/ K2 m x 2 )Pho to 2 Pho to micro grap h s of diff erent t yp e s of fl uid i ncl u sio n s of diff erent st ages英 、金屬礦物同期形成 ,都屬于成巖2成礦期形成的 。包裹體形態(tài)為橢圓形 、圓形 、不規(guī)則狀 ,沿石英次生加大邊呈環(huán)帶狀分布 ,大小 2 m8 m ,純液相約占 60 % ,氣液二相占 40 % ,氣液比 3 %20 % 。C :存在于條帶狀構(gòu)造的砂巖礦石 、石英

20、方解石脈附近的砂巖礦石中石英內(nèi)部 ,沿裂紋常呈串珠狀 定向排布 ,包裹體串穿過(guò)次生加大部分的石英 ,有的裂紋穿過(guò)兩顆石英 ,為成巖期后的次生包裹體 。形 態(tài)多為 橢 圓 或 長(zhǎng) 條 狀 , 個(gè) 體 較 小 , 約 為 1 m 10 m ,純液相約占 40 % ,氣液二相占 60 % ,氣液比 5 %30 % 。D :存在于含礦 ( 輝銅礦 、斑銅礦 、黃銅礦) 石英2方解石脈的石英及方解石中 ,這類包裹體大都呈孤 立狀或散點(diǎn)狀 ,為原生或假次生包裹體 ,形態(tài)多為圓 形 、橢圓形 、條形或負(fù)晶形 ,個(gè)別形態(tài)不規(guī)則 ;大小 3 m15 m 不等 ;純液相與氣液二相包裹體大約各 占一半 ,氣液包裹體

21、的氣液比為 5 %25 % 。E :存在于含礦 ( 輝銅礦 、斑銅礦 、黃銅礦) 石英 脈的石英中 ,呈串珠狀定向排布 ,屬于次生包裹體 , 為該石英脈形成后又一次流體活動(dòng)的產(chǎn)物 。這類包 裹體多為橢圓形 、長(zhǎng)條形 ,大小約為 2 m10 m , 純液相 占 70 % , 氣 液 二 相 占 30 % , 氣 液 比 3 % 20 % 。F :存在于不含金屬礦物的石英2方解石脈的石英 、方解石中 ,呈孤立狀分布 ,大都呈橢圓形 、不規(guī)則狀 ,為原生包裹體 ,1 m7 m ,純液相占 75 % ,氣 液二相占 25 % ,氣液比 Na + K+ M g2 +, 陰離子濃度 : SO4 2 -Cl

22、 - F - , 說(shuō) 明 包 裹 體 液 相 類 型 為 SO4 2 - 2 Ca2 + 2Na + 型 。而 K+ , Ca2 + , M g2 + , SO4 2 - 含 量 均 比 海 水 同和河水中濃度高 , Na + , Cl - 比河水高 ,比海水低 ,stages of f luid inclusions( 19 個(gè)測(cè)試點(diǎn))也說(shuō)明礦區(qū)流體具有陸相沉積環(huán)境的特點(diǎn) 。碳 、氫 、從不同期次包裹體均一溫度 、鹽度分布直方圖(圖 2) 可以看出 ,郝家河銅礦床 80 %以上的包裹體 均一溫度低于 200 ,鹽度也低于 10 % , 說(shuō)明該礦 床成礦環(huán)境屬于中低溫2中低鹽度環(huán)境 。并且其流

23、體演化有一個(gè)明顯的趨勢(shì) ,即從成巖期到主改造期再到次改造期 ,流體主要性質(zhì)如溫度 、鹽度 、壓力均 有由低變高 ,再由高變低的演化趨勢(shì) 。只是流體密圖 2 不同期次流體包裹體均一溫度 、鹽度直方圖Fig. 2 Hi sto grams sho wing ho mo geneo us temperat ure a nd salinit y ( NaCl) in diff erent stages of f l uid incl usio ns測(cè)試參數(shù)成巖期 A + B ( 43 個(gè)測(cè)試點(diǎn))主改造期 C + D( 34 個(gè)測(cè)試點(diǎn))次改造期 E + F均一溫度/ 范圍 84 . 1162 . 3 1

24、45 . 5227 . 2 129 . 6177 . 4 均值135 . 9 197 . 2 148 . 15 范圍3 . 313 . 99 4 . 0515 . 23 2 . 7712 . 53 均值 7 . 05 7 . 97 5 . 95范圍 0 . 9651 . 02 0 . 940 . 96 0 . 950 . 97均值0 . 975 0 . 95 0 . 955 范圍211433 385625 340488 均值 355 557 390鹽度/ %流體密度/ ( g cm - 3 )流體壓力/ 105 Pa圖 3 典型包裹體氣相成分的激光拉曼譜圖a . 鹽水溶液包裹體 , 氣態(tài)成分為

25、 H2 O , SO 2 ; b . 烴類包裹體 , 氣態(tài)成分為 C H4 , C2 H6 , C3 H8 , C4 H6 ; c . 氣態(tài)烴包裹體 , 氣態(tài)成分為C H4 ; d . 含液態(tài) CO 2 三相包裹體 ,氣體成分為 CO 2Fig. 3 L a ser Ra man spect ro gra m of ga seo us p ha se co mpo sitio ns in so me t ypical f l uid incl usio ns氧位素測(cè)試也進(jìn)一步證實(shí)了成礦熱液具有大氣降水5流體演化及礦質(zhì)沉淀機(jī)制與深循環(huán)地下水混合的特征 。郝家河銅礦床的形成及演化主要經(jīng)歷兩大時(shí)期

26、,即沉積2成巖期 、改造2成礦期 。每一個(gè)時(shí)期中流 體都扮演著極其重要的角色 ,控制著礦質(zhì)的沉淀及 礦體的形成和定位 。5 . 1 沉積2成巖期的沉積階段位于陸相坳陷盆地內(nèi)的銅礦區(qū) ,沉積階段可接 受周圍含銅背景值高的古陸剝蝕下來(lái)的富銅物質(zhì) , 形成主色調(diào)為紫紅色的碎屑巖富銅建造 。同時(shí) ,作為賦礦層位的馬頭山組主要為碎屑巖 ,滲透性好 ,而 其上的普昌河組 、其下的江底河組地層巖性均為泥 巖 ,可作為隔水層 ,這樣一種粘土巖2碎屑巖2粘土巖 特定巖性組合非常有利于富含礦物質(zhì)的流體在其中 運(yùn)移或沉淀 ,為銅礦的形成奠定了環(huán)境基礎(chǔ) 。5 . 2 沉積2成巖期的成巖階段隨著埋藏加深 ,溫度不斷升高

27、 ,并且上覆巖層逐 漸加厚 ,尤其是形成透水性差的上下泥巖層之后 ,在不斷固結(jié)過(guò)程中 ,含銅質(zhì)的孔隙水不斷被排出 ,最后逐漸在有儲(chǔ)運(yùn)空間的砂巖體內(nèi)形成含銅溶液 ,這種 流體同時(shí)還富含一定量的硫酸鹽 、鹵化物 、有機(jī)質(zhì)及 細(xì)菌 。從流體中有機(jī)質(zhì)裂解并逸離出來(lái)的具有還原性的烴類氣體會(huì)與 Cu2 + , Fe3 + 發(fā)生氧化還原反應(yīng) ,除將 Cu2 + 還原成 Cu + 或自然銅 , 還使 Fe3 + 還原成4成礦流體特征郝家河礦床可以觀察到以下 3 類包裹體 : 第一類以純液相為主 ,僅在浸染狀砂巖礦石中次生加大 石英及方解石膠結(jié)物中出現(xiàn) ,個(gè)體較小 。第二類包 裹體發(fā)現(xiàn)于條帶狀 、脈狀礦石的脈石

28、石英中 ,此類型 最為發(fā)育 ,個(gè)體較大 ,氣液包裹體增多 ,且氣液比增大 ,而且還發(fā)現(xiàn)有機(jī)包裹體及含 CO2 三相包裹體 ,表明該期流體性質(zhì)比其他期次都復(fù)雜得多 。第 3 類 包裹體主要分布在無(wú)礦的方解石和石英脈中 。通過(guò)對(duì)這 3 類流體包裹體均一溫度 、鹽度測(cè)試 結(jié)果的分析 ,再結(jié)合流體包裹體類型及世代特點(diǎn) ,與 郝家河礦床流體的 3 個(gè)期次 。對(duì)應(yīng)的均一溫度為 : 成巖期 841 1 1621 3 ,均值 1351 9 ,鹽度則 為 31 3 % 131 99 % , 均 值 71 05 % ; 主 改 造 期 1451 52271 2 , 均 值 1971 2 , 鹽 度則 為 41 0

29、5 %151 23 % ,均值 71 97 % ; 次改造 期 1291 6 1771 4,均值 1481 15 ,鹽度則為 21 77 %121 53 % ,均 值 51 95 % 。其中成巖期包裹體氣相成分主要含 H2 O , SO2等氣體 ,反映了一個(gè)相對(duì)氧化的環(huán)境 ;而改造成礦期 主要有 H2 O , C H4 , C2 H6 , C3 H8 及 CO2 等 , 成 分 復(fù)雜 ,代表了一個(gè)相對(duì)還原性環(huán)境 。另外紫色砂巖中包裹體發(fā)育較少 ,主要存在于 膠結(jié)物及石英次生加大邊中 ,且類型單一 ,均一溫度較低 ,主要為成巖期包裹體 ;而淺色砂巖包裹體則較 為發(fā)育 ,類型較多而且復(fù)雜 ,部分包

30、裹體溫度較高 , 表明淺色砂巖經(jīng)歷改造期流體作用更明顯 。Fe2 +,同時(shí)生成 CO2 及 H +,使得流體 p H 值逐漸降低 16 。新生成 CO2 與 H + 會(huì)發(fā)生碳酸化的作用使得砂巖中碳酸鹽膠結(jié)物溶解 ,增加砂巖中孔隙度及 滲透率 ,即發(fā)生溶蝕交代作用 ,為后一步礦質(zhì)沉淀留下空間 17 。砂巖隨著埋深的增加 ,到了成巖期后階 段 ,壓力和溫度也隨之升高 ,粘土礦物開始結(jié)晶 ,砂性強(qiáng)的物質(zhì)充填進(jìn)入砂巖空隙中后 ,改造期流體演化到了后期 ,溫度降低 ,剩余的硅質(zhì)及鈣質(zhì)成分便在 裂隙中結(jié)晶形成石英方解石脈 ,并保存下原生改造期包裹體 。值得注意的是 ,上部下滲而來(lái)的氧化性流體與下部上升的還

31、原性流體在砂巖中相遇時(shí) ,不 同區(qū)域中流體的氧化還原電位 、酸堿度是不同的 ,在中離子濃度 、p H 值及還原性都提高 ,將發(fā)生以下作用 :一方面具有強(qiáng)還原性成巖期流體繼續(xù)作用使紫 紅色巖石慢慢退色變?yōu)闇\色巖石 ,同時(shí)發(fā)生固結(jié)成 巖作用 ,溶液中的硅質(zhì)在石英碎屑周圍發(fā)生次生加大或重結(jié)晶作用 ,鈣質(zhì)則與 CO3 2 - 發(fā)生反應(yīng)沉淀析 出 ,充填于砂巖孔隙中 ,這一過(guò)程保存了成巖期包裹體 18 ;另一方面揮發(fā)組分 、有機(jī)質(zhì)和細(xì)菌等繼續(xù)作用 ,將溶液中的 SO4 2 - 變成還原性硫 ,與銅離子 、鐵 離子等結(jié)晶形成 銅 、鐵的 硫 化物 , 充 填于 砂巖 孔 隙中 ,成為砂巖膠結(jié)物 ,從而形成

32、浸染狀礦石 ,代表了 成巖期礦石 。這些充填在巖石的孔隙與裂隙中的銅 便在此淺色層中形成初步富集 ,有的甚至是最終富集 ,形成貧礦體或礦源層 。5 . 3 改造2成礦期銅在淺色層的有利地段初步富集后 ,區(qū)域上發(fā) 生了盆地上升及多期次多階段構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 。這些構(gòu)造 活動(dòng)一方面改變了含礦層的容礦空間 ,另一方面帶來(lái)了深部的新鮮流體 : 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量可以使 淺色層中的銅礦物重新活化溶 解進(jìn) 入改 造期 流 體 內(nèi) ,另外經(jīng)過(guò)深循環(huán)的流體除含有銅質(zhì)外還帶來(lái)了 下部三疊系含煤建造地層中的 裂解 產(chǎn)生 的大 量 甲 烷 、乙烷 、丙烷等有機(jī)氣體及其他離子 ,具有高溫 、高 鹽度 、高還原性的特點(diǎn) 。這種

33、流體向上運(yùn)移到含礦的透水性好的馬頭山組砂巖層時(shí) ,遇到了由地表下 滲而至的氧化性流體 。這一下滲的流體流經(jīng)第三系含膏鹽地層 ,帶來(lái)了大量硫酸根離子 , SO4 2 - 與上行 含銅還 原 性 流 體 又 一 次 發(fā) 生 氧 化 還 原 反 應(yīng) 生 成2 -其中發(fā)生的 S 與 Cu , Fe 的離子的反應(yīng)將生成不同的金屬硫化物 ,從而形成了由紫色層到淺色層的赤 鐵礦 輝銅礦 斑銅礦 黃銅礦 黃鐵礦的金屬礦 19 物分帶特征。另外隨著成巖期形成的初始礦源層的成礦物質(zhì)被改造期流體帶進(jìn)和帶出 ,就會(huì)相應(yīng) 在某些部位出現(xiàn)的“富集”和“貧化”現(xiàn)象 。同時(shí)也產(chǎn)生了極為明顯的構(gòu)造控礦特征 ,使得礦體在幾組不

34、同方向構(gòu)造的交互部位多有富厚礦體產(chǎn)出 。6 結(jié)論6 . 1郝 家 河 礦 床 成 礦 流 體 具 有 中 低 溫 ( 2271 2) 、中低鹽 度 ( 151 2 %) 、中 低 流 體 壓 力 ( 621 5M Pa) 、中高流體密度 ( 01 94 g/ cm3 ) 的特點(diǎn) ,具有 典型的地下熱鹵水成礦特點(diǎn) 。6 . 2該礦床成礦流體演化經(jīng)歷 了成 巖 期 、主改 造期 、次改造期 ,這三期流體演化具有由弱變強(qiáng)再逐漸 回落 的 趨 勢(shì) 。成 巖 期 流 體 具 有 低 溫 ( 841 1 1621 3 ) 、低 鹽 度 ( 31 3 % 131 9 %) 、相 對(duì) 氧 化 性(含 H2 O

35、 , SO2 等氣體) 的特點(diǎn) , 而改造成礦期流體 則是 溫 度 更 高 ( 1451 5 2271 2 ) 、鹽 度 更 高(41 05 %151 23 %) ,包裹體類型更復(fù)雜 (水溶液包裹體 、有機(jī)包裹體及含 CO2 三相包裹體) 、相對(duì)還原性(含 H2 O ,C H4 ,C2 H6 ,C3 H8 及 CO2 等氣體) 流體 。6 . 3該礦床的形成經(jīng)歷了兩個(gè)時(shí)期的演變 ,即沉積S2 -。這種含銅含硫的還原性流體一起沿裂隙向更有利于成礦的位置運(yùn)移 ,遇到適當(dāng)?shù)牡厍蚧瘜W(xué)障時(shí)發(fā)生沉淀 ,在原有成巖期礦層中 發(fā)生 礦 物質(zhì) 的“疊 加”,形成新的具有復(fù)雜構(gòu)造的礦石類型 。有時(shí)在斷 裂系統(tǒng)附近

36、揮發(fā)份氣體大量溢出引起壓力突然降低 而發(fā)生沸騰作用 ,使得大量輝銅礦迅速結(jié)晶沉淀 ,形成塊狀構(gòu)造的富銅礦石 。在這些構(gòu)造作用強(qiáng)烈的地 方 ,礦物常因應(yīng)力作用產(chǎn)生內(nèi)裂紋而保留了當(dāng)時(shí)改 造期流體 ,如果后期構(gòu)造活動(dòng)使得裂紋愈合 ,便在礦成巖期的預(yù)富集作用和后期的構(gòu)造改造加富作用 。成巖期流體演化形成了砂巖銅礦的初始礦源層及貧礦體 ,礦化程度高的地方甚至形成浸染狀或紋層狀 礦石 ;改造2成礦期的流體則在原來(lái)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演 化形成現(xiàn)今受構(gòu)造控制的條帶狀 、脈狀富礦體 。參考文獻(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 劉昌輝. 砂巖銅礦地質(zhì) M . 北京 :冶金工業(yè)出版社 ,1977 .何毅特. 滇中楚雄盆地砂巖

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42、THE EVID ENCE FROM FL UID I NCL USIO NS FO R O RE FO RM I NGP ROCESS I N HAOJ IA HE SA NDSTO NE2TY PE COPPER D EPOSIT , CENTRAL Y UNNA N P RO VI NCEWU Hai2zhi ,H A N Run2she ng ,WU Pe ngTA N G Guo ,L IA N G Xu2we nFac u l t y o f L a n d R eso u rces E n g i nee ri n g , K u n m i n g U ni v e rs i

43、t y o f S ci e nce a n dT ec h nol o g y ; S o ut h w es t I ns t i t ut e o f Geol o g i c a l S u rv e y , C hi n a N on2f e r rousM et als R eso u rce Geol o g i c a l S u rv e y , K u n m i n g650093 , C hi n aAb stra ct :The st udy a nd co mp a ri so n of f l ui d i ncl u sio n s wit h diff e r

44、e nt t e xt ure , st r uct ure a ndmi ne ralizatio n i nt e n sitie s i n t he Haojia he copp er depo sit i n Yu nna n Pro vi nce revealed t hat t hei rfo r matio n i s clo sel y relat e d to t he evol utio n of o re2fo r mi ng f l ui ds i n diff ere nt rock fo r mi ng a nd o re fo r mi ng st a ge s. Three st a ge s of o re2fo r mi ng f l ui d