藏南硅質(zhì)巖及富SiO-,2-熱水流體成巖成礦作用研究.pdf

1、藏南地區(qū)硅質(zhì)巖出露相當(dāng)廣泛，富SiO<,2>熱水流體發(fā)育，并在空間上與特定的地質(zhì)構(gòu)架及金屬礦床密切共生。但在西藏地質(zhì)研究中，對(duì)硅質(zhì)巖與富SiO<,2>熱水流體的研究非常薄弱，制約著對(duì)西藏地質(zhì)和成礦體系的整體認(rèn)識(shí)。 本研究在實(shí)地野外考察的基礎(chǔ)上，分析西藏南部地區(qū)的硅質(zhì)巖建造和富SiO<,2>熱水流體分布與產(chǎn)狀，剖析它們的巖石學(xué)、沉積學(xué)和地球化學(xué)特征，探討它們的成因及可能的成礦作用等。 本研究取得如下重要結(jié)論和認(rèn)識(shí)：

2、 1.藏南地區(qū)中生代硅質(zhì)巖廣泛發(fā)育，呈東西向帶狀展布，自北向南可分為雅魯藏布江縫合帶北側(cè)早白堊世硅質(zhì)巖帶、雅魯藏布江縫合帶南側(cè)三疊至白堊紀(jì)硅質(zhì)巖帶和特提斯喜馬拉雅沉積區(qū)白堊紀(jì)硅質(zhì)巖帶。按照野外的沉積建造特征，可分為蛇綠巖—硅質(zhì)巖建造、火山巖—硅質(zhì)巖建造、改造型硅質(zhì)巖建造(構(gòu)造斷塊型和構(gòu)造混雜型)和濁積巖—硅質(zhì)巖建造等多種類型。按照巖石學(xué)特征，可分為塊狀硅質(zhì)巖、層狀硅質(zhì)巖、角礫狀硅質(zhì)巖和結(jié)核狀硅質(zhì)巖等四大類。 2.藏南硅質(zhì)巖表現(xiàn)出

3、明顯的熱水沉積巖石學(xué)屬性，可與華南典型熱水沉積硅質(zhì)巖相類比，以彭錯(cuò)林碧玉巖為典型代表。表現(xiàn)為呈紅、綠、黑等艷麗的巖石色調(diào)，塊狀、紋層狀、層狀或假角礫狀等典型巖石構(gòu)造特征，以及隱-微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)、孔洞—環(huán)帶結(jié)構(gòu)、“夾心”結(jié)構(gòu)等典型巖石結(jié)構(gòu)特征。夏魯硅質(zhì)巖表現(xiàn)出非典型熱水沉積巖石學(xué)特征，硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖互層發(fā)育，硅質(zhì)巖接近熱水沉積屬性，硅質(zhì)巖泥巖中生物骨架結(jié)構(gòu)非常普遍，接近正常沉積屬性。宗卓組硅質(zhì)巖表現(xiàn)出正常沉積屬性，表現(xiàn)

4、為大量的陸源碎屑礦物顆粒和碎屑結(jié)構(gòu)的發(fā)育。 3.藏南硅質(zhì)巖的地球化學(xué)特征具有明顯的成因指示意義。高Fe和Mn含量、低∑REE、重稀土富集、Ce負(fù)異?；蛘鼸u異常等特征指示彭錯(cuò)林和羅布莎硅質(zhì)巖具有親熱水沉積地球化學(xué)屬性；高Al和Ti等元素含量、高∑REE、輕稀土富集、無Ce異常或富Eu異常等特征指示宗卓組硅質(zhì)巖具有親正常沉積地球化學(xué)屬性；夏魯硅質(zhì)巖介于二者之間，屬于過渡類型。通過主微量元素因子分析可以從硅質(zhì)巖的地球化學(xué)特征中提取出

5、了三個(gè)主因子：陸源因子、自生因子和熱水源因子，它們分別指示正常沉積作用和熱水沉積作用對(duì)藏南硅質(zhì)巖的物源供應(yīng)。 4.X粉末衍射分析表明，不同硅質(zhì)巖樣品中石英的晶胞參數(shù)存在微小差別，宗卓組硅質(zhì)巖中石英的a.和c.值明顯大于彭錯(cuò)林、夏魯和羅布莎三個(gè)剖面，其原因是Al、Fe等雜質(zhì)元素對(duì)Si發(fā)生了類質(zhì)同象置換。67°～69°間的五指峰測(cè)量表明，硅質(zhì)巖中SiO<,2>礦物的平均結(jié)晶度不同，表現(xiàn)出羅布莎硅質(zhì)巖>彭錯(cuò)林硅質(zhì)巖>夏魯硅質(zhì)巖>宗卓組

6、硅質(zhì)巖的基本規(guī)律，它指示了由熱水沉積和重結(jié)晶作用所形成的SiO<,2>礦物的結(jié)晶度要高于正常沉積作用的產(chǎn)物。 5.硅質(zhì)巖中石英顆粒的微形貌特征表現(xiàn)出短柱狀、長柱狀、雙錐狀、菱面體等自形晶，不規(guī)則狀非自形晶，以及介于二者之間的半自形晶，顆粒大小多介于0.1-10μm。石英顆粒和雜質(zhì)礦物的微結(jié)構(gòu)類型多樣，具有成因指示意義。熱水沉積屬性的彭錯(cuò)林硅質(zhì)巖主要表現(xiàn)出粒狀緊密堆積結(jié)構(gòu)，正常沉積屬性的宗卓組硅質(zhì)巖表現(xiàn)出碎屑交雜結(jié)構(gòu)，而非典型熱水

7、沉積屬性的夏魯硅質(zhì)巖表現(xiàn)出粒狀充填結(jié)構(gòu)，變質(zhì)重結(jié)晶羅布莎硅質(zhì)巖則表現(xiàn)出斑狀拼接結(jié)構(gòu)。 6.硅質(zhì)巖的紅外譜圖主要由石英的特征譜帶以及少量雜質(zhì)礦物的譜帶(鈉長石)組成，一個(gè)特例是在宗卓組樣品中的3627cm<'-1>處出現(xiàn)高頻尖峰，它的基團(tuán)性質(zhì)屬于一種“結(jié)構(gòu)水”，指示了宗卓組硅質(zhì)巖中含有的低結(jié)構(gòu)成熟度的高含水SiO<,2>礦物相。顯微紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)，在硅質(zhì)巖中隨著石英顆粒從隱晶→微晶→細(xì)晶的粒度變化，雜質(zhì)含量逐漸降低，指示了石英晶

8、體在生長過程中具有“排異”效應(yīng)。 7.利用顯微激光拉曼光譜分析技術(shù)，在藏南夏魯和彭錯(cuò)林硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)了方英石，在宗卓組硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)了非晶質(zhì)蛋白石，這些非穩(wěn)定態(tài)SiO<,2>礦物相的存在指示了硅質(zhì)巖成巖過程的漫長性。 8.電子探針微區(qū)面掃描分析揭示，硅質(zhì)巖中元素分布具有不均一性，主要受載體礦物的類型所控制。Si元素的濃集區(qū)域和大顆粒石英以及重結(jié)晶石英集合體相對(duì)應(yīng)。Al元素濃度斑和碎屑礦物所在位置相對(duì)應(yīng)，并且多圍繞重結(jié)晶石英集

9、合體分布。Fe元素濃度斑呈浸染狀分散于基質(zhì)中，指示赤鐵礦和粘土礦物混雜發(fā)育。Ca元素濃度斑和分散基質(zhì)中的自生碳酸鈣以及后期熱液活動(dòng)所帶來的鈣鈦礦有關(guān)系。 9.藏南地區(qū)的古代硅質(zhì)巖可分為三種成因類型：熱水沉積型、正常沉積型和交互沉積型。彭錯(cuò)林硅質(zhì)巖代表了中生代特提斯洋底緩慢擴(kuò)張洋脊環(huán)境下的熱水沉積產(chǎn)物。夏魯硅質(zhì)巖屬特提斯洋擴(kuò)張期大洋盆地內(nèi)熱水沉積和正常沉積交互作用的產(chǎn)物。宗卓組硅質(zhì)巖代表了發(fā)育在特提斯洋消減期大陸邊緣深切谷環(huán)境中正

10、常沉積作用的產(chǎn)物。 10.藏南熱水沉積硅質(zhì)巖指示了區(qū)域內(nèi)古今富SiO<,2>熱水流體活動(dòng)。現(xiàn)代熱泉沉積硅質(zhì)巖(硅華)代表了陸相富SiO<,2>熱水流體活動(dòng)，SiO<,2>的溶解、遷移、沉淀由流體熱力學(xué)環(huán)境所約束，SiO<,2>的結(jié)晶沉淀可采用膠體結(jié)晶的模式來解釋，成巖期后的礦物轉(zhuǎn)化路徑為蛋白石-A→蛋白石-CT→石英。古代熱水沉積硅質(zhì)巖代表了區(qū)域古海底富SiO<,2>熱水流體活動(dòng)，彭錯(cuò)林硅質(zhì)巖屬熱水流體直接沉淀石英的產(chǎn)物，其晶體

11、生長與水熱系統(tǒng)中人工水晶的生長機(jī)理類似，它在成巖后無礦物相轉(zhuǎn)化。夏魯硅質(zhì)巖的初始沉淀物可能為非晶質(zhì)蛋白石，它經(jīng)歷了蛋白石-A→蛋白石-CT→石英的漫長礦物相轉(zhuǎn)化，粘土礦物可能是延緩SiO<,2>礦物相轉(zhuǎn)化速率的主要“巖石學(xué)因子”。 11.藏南地區(qū)的熱水沉積硅質(zhì)巖和區(qū)域Au-Sb-Cs成礦帶的發(fā)育具有密切的空間和成因聯(lián)系，它們常常構(gòu)成眾多礦床的賦礦圍巖和控礦要素，并對(duì)礦床成因具有重要的指示意義。塔格架銫礦、沙拉崗銻礦和彭錯(cuò)林鐵錳礦

12、化點(diǎn)的含礦硅質(zhì)巖建造是區(qū)域內(nèi)古代和現(xiàn)代富SiO<,2>熱水流體成巖成礦效應(yīng)的體現(xiàn)，它們的發(fā)育指示了熱水成礦作用是促成區(qū)域成礦帶發(fā)育的重要機(jī)制之一。 12.富SiO<,2>熱水流體活動(dòng)是一種高效的成礦方式，它的成礦機(jī)理體現(xiàn)在：富SiO<,2>熱水流體的發(fā)育背景有利于成礦要素耦合；富SiO<,2>熱水流體的對(duì)流循環(huán)有利于礦質(zhì)濃集和遷移；SiO<,2>沉淀有利于礦質(zhì)堆積定位；SiO<,2>沉積物類圍巖有利于礦體保存。 13.藏

13、南地區(qū)存在三個(gè)階段的熱水流體活動(dòng)及其成礦事件。特提斯洋演化期熱水活動(dòng)與成礦(>65Ma)發(fā)育在古海底洋中脊環(huán)境下的地?zé)嵯到y(tǒng)，表現(xiàn)出鐵錳礦化特征；陸陸碰撞期熱水活動(dòng)與成礦(<25Ma)發(fā)育在以變質(zhì)核雜巖為中心的地?zé)嵯到y(tǒng)，表現(xiàn)出金銻礦化特征；現(xiàn)代熱水活動(dòng)及成礦發(fā)育在以部分熔融層為深部背景的地?zé)嵯到y(tǒng)，表現(xiàn)出銫礦化特征。 本研究的創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在： 1.系統(tǒng)剖析西藏南部地區(qū)硅質(zhì)巖發(fā)育的巖石學(xué)、沉積學(xué)和地球化學(xué)特征，提出熱水沉積

14、、正常沉積和交互沉積三種不同成因的硅質(zhì)巖類型，并揭示其成因機(jī)制。 2.探索硅質(zhì)巖微組構(gòu)研究的測(cè)試方法和深入方向，提取并分析微組構(gòu)信息對(duì)巖石成因和成巖作用的指示意義。 3.揭示富SiO<,2>熱水流體活動(dòng)與藏南Au-Sb-Cs成礦帶之間具有密切的空間和成因聯(lián)系，熱水成礦作用是促成區(qū)域成礦帶發(fā)育的重要機(jī)制之一。展示特提斯洋演化期熱水活動(dòng)與成礦(>65Ma)發(fā)育在古海底洋中脊環(huán)境下的地?zé)嵯到y(tǒng)，表現(xiàn)出鐵錳礦化特征；陸陸碰撞期熱水