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湖南祁东县清水塘铅锌矿床地质特征及形成机制

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湖南祁东县清水塘铅锌矿床地质特征及形成机制

作者：缪柏虎南京大学

学位级别：硕士

清水塘铅锌矿床位于湖南省祁东县城西北38.5km与邵阳县交界处,处于扬子陆块东缘中段,衡阳盆地西北侧,是一个中型铅锌矿床。在野外地质工作的基础上,本文运用岩相学、元素地球化学、流体地球化学、同位素地球化学等方法,通过矿区内周家... 详细信息

清水塘铅锌矿床位于湖南省祁东县城西北38.5km与邵阳县交界处,处于扬子陆块东缘中段,衡阳盆地西北侧,是一个中型铅锌矿床。在野外地质工作的基础上,本文运用岩相学、元素地球化学、流体地球化学、同位素地球化学等方法,通过矿区内周家岭花岗岩显微观察、岩石化学、锆石U-Pb定年、锆石原位Hf同位素分析;矿石矿物显微观察,闪锌矿和含矿石英、方解石、重晶石中的流体包裹体显微观察、显微测温,闪锌矿激光拉曼探针分析;矿石S、Pb同位素分析,含矿石英H-O同位素分析,含矿方解石和地层中灰岩全岩的C-O同位素分析;阐述周家岭花岗岩的岩石化学性质、形成时代和物质来源,清水塘铅锌矿床形成的物理化学条件,以及成矿物质来源等。在以上研究基础上,参照前人研究成果,深入探讨清水塘铅锌矿床的地质特征和形成机制。周家岭花岗岩岩石化学分析显示,岩石以高硅、富碱,轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Th、U、K)富集,重稀土元素、高场强元素(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr等元素亏损为特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为203.0±1.4Ma(MSWD=0.49,2σ,N=19),属于印支晚期产物。锆石原位Hf同位素初始比值εHf(t)=-10.69～-6.31,均值为-8.32;Hf同位素二阶段模式年龄TDCM=1.59～1.85Ga,均值为1.71 Ga,表明周家岭花岗岩成岩物质主要来自古元古界下地壳。流体包裹体显微观察表明不同矿物载体中流体包裹体发育程度不一,但以富液相两相水溶液包裹体为主。其中闪锌矿和方解石载体中的流体包裹体比较发育,数量较多;石英载体中包裹体不太发育,数量较少;重晶石载体中流体包裹体则更少。流体包裹体显微测温显示闪锌矿、石英、方解石和重晶石的均一温度分别为 109℃～188℃、122℃～239℃、144℃～326℃ 和 149℃～221℃ 之间,均值分别为 146℃、175℃、216℃和 171℃;盐度分别为 9.47%～20.97%NaCleq.、0.18%～16.62%NaCleq.、0.18%～7.31%NaCleq.和 0.18%～1.57%NaCleq.,均值分别为 16.39%NaCleq.、8.24%NaCleq.、2.71%NaCleq.和 0.79%NaCleq.,其中闪锌矿均一温度和盐度相对比较集中。计算获取闪锌矿、石英、方解石的包裹体的压力分别为 10.6MPa、9.4MPa、11.7MPa,深度分别为和 1.0km、0.9km、1.2km。闪锌矿中富气相两相水溶液包裹体的气相成分主要为水蒸汽。表明清水塘铅锌矿床形成于浅成低温环境下,流体演化相对比较单一,成矿主要以混合作用为主。黄铁矿、方铅矿和闪锌矿硫同位素δS介于-7.41‰～2.91‰之间,均值为-1.93‰,重晶石硫同位素δS介于11.49‰～12.34‰之间,均值为11.98‰,硫的来源相对比较均一,主要来源于深源岩浆,并受到上部地壳物质的混染。黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的Pb同位素总体比值206Pb/204Pb介于17.810～18.710之间,均值为 18.297;207Pb/204Pb 介于 15.497～15.726 之间,均值为 15.618;208Pb/204Pb介于37.858～38.834之间,均值为38.463,其中闪锌矿变化范围略偏大,表明矿石中的铅主要来源于地壳,可能混有少量地幔物质。含矿石英H-O同位素δDSMOW为-98.9‰～79.3‰,均值为-85.3‰,δ18OH2O为-4.00‰～0.63‰,均值为-2.30‰,表明成矿流体以岩浆水为主,晚期有大气降水的混入。矿石中的方解石δ13CPDB介于-5.3‰～-4.6 ‰之间,均值为-5.0‰,δ18 O SMOW 介于 12.30‰～13.48‰之间,均值为12.95‰,说明成矿流体可能来自深源;地层灰岩的δ13CPDB介于0.9‰～2.6‰之间,均值为 1.7‰，δ18 O SMOW 介于 21.86‰～23.39‰之间,均值为22.52‰,表明主要来自于海相碳酸盐岩。在中三叠世末-晚三叠世后期,随着挤压作用减弱,深部压力降低,应力减弱或挤压松弛体制之下,加厚的古元古界下地壳高温熔融形成的岩浆,沿着深大断裂上侵,最终形成周家岭花岗岩体。岩浆结晶晚期形成含有Pb、Zn、Cu、Au等成矿元素的流体,同时在与地层接触过程中,萃取部分寒武系上统和奥陶系下统地层中的成矿元素,在构造减压和大气降水混合作用下,使得流体中的成矿物质在适宜的构造部位富集沉淀形成了清水塘铅锌矿床。

关键词：岩石化学流体包裹体同位素地质矿床成因清水塘铅锌矿床湖南省祁东县

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地质勘查中铅锌矿找矿技术的应用

中国金属通报 2023年第11期 86-88页

作者：陈冬缪柏虎江苏省地质调查研究院

在现代科学技术高速发展之下,找矿技术不断的提高,很多先进技术与设备不断投入到实际中应用,虽然现代技术可以达到使用的需要,但是对于某些隐藏的矿藏来说,新技术的投入资金量比较大,而很多人员没有掌握先进技术与设备使用方法,使用不... 详细信息

在现代科学技术高速发展之下,找矿技术不断的提高,很多先进技术与设备不断投入到实际中应用,虽然现代技术可以达到使用的需要,但是对于某些隐藏的矿藏来说,新技术的投入资金量比较大,而很多人员没有掌握先进技术与设备使用方法,使用不熟练而引发较为严重的问题。基于此,在找矿工作开展前,必须进行地质勘查,结合地质条件选择合适的方法,以确定最佳的找矿技术,达到找矿要求。本文立足实际,在分析矿区成矿地质条件与地质勘查中铅锌矿找矿技术应用现状的同时,从找矿原则、铅锌矿找矿技术方面详细阐述技术应用要点。

关键词：铅锌矿地质勘查找矿技术

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湖南省常宁市水口山铅锌矿矿床成因探讨

矿物学报 2013年第S2期33卷 540-541页

作者：赵增霞路睿左昌虎缪柏虎徐兆文陆建军内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院江苏南京210093

水口山铅锌矿床是一座驰名中外的老矿山,迄今已有100多年的开采历史,以富产铅锌矿产资源而著称,很多地质科研机构和高校的专家学者都曾前往水口山矿区开展地质研究工作,并在地球化学特征、矿床地质特征、与成矿有关的花岗岩年龄以及成... 详细信息

水口山铅锌矿床是一座驰名中外的老矿山,迄今已有100多年的开采历史,以富产铅锌矿产资源而著称,很多地质科研机构和高校的专家学者都曾前往水口山矿区开展地质研究工作,并在地球化学特征、矿床地质特征、与成矿有关的花岗岩年龄以及成矿背景等方面取得了很多研究成果(胡志坚等,2005;马丽艳等,2006;刘省三,2007;谭建湘等,2008),但是这些工作大多局限于矿床地质基础方面的研究。

关键词：矿床成因水口山铅锌矿铅锌矿产成矿背景地球化学特征包裹体湖南省常宁市地质基础地质科研花岗闪长岩

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水口山铅锌矿成因探讨

南京大学学报（自然科学版） 2013年第6期49卷 732-746页

作者：路睿徐兆文陆建军王汝成左昌虎赵增霞缪柏虎内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210093

本文在详细的野外地质工作基础上,运用流体地球化学和同位素地球化学方法,通过流体包裹体和S、Pb、C-O同位素研究,探讨水口山铅锌矿床形成的物理化学条件和物质来源.显微测温表明:水口山铅锌矿床含矿方解石流体包裹体均一温度介于92℃~... 详细信息

本文在详细的野外地质工作基础上,运用流体地球化学和同位素地球化学方法,通过流体包裹体和S、Pb、C-O同位素研究,探讨水口山铅锌矿床形成的物理化学条件和物质来源.显微测温表明:水口山铅锌矿床含矿方解石流体包裹体均一温度介于92℃~345℃之间,盐度介于0.35%~19.84%NaCl eq.之间;流体密度介于0.668~1.083g/cm3之间,均值为0.929g/cm3;估算流体压力约18.3MPa,推测成矿深度约1.8km.矿石δ34S介于-2.42‰^-0.23‰之间,均值为-1.10‰,说明矿石中的硫主要来源于岩浆,并可能受到地壳物质混染.矿石206 Pb/204 Pb介于18.444~18.538之间,均值为18.150;207Pb/204Pb介于15.654~15.783之间,均值为15.726;208Pb/204Pb介于38.627~39.066之间,均值为38.872,表明矿石中的铅主要来源于地壳.地层中灰岩的δ13CVPDB介于-0.50‰~0.30‰之间,均值为0‰,δ18OSMOW介于14.10‰~16.80‰之间,均值为15.50‰;含矿方解石δ13CVPDB介于-1.80‰^-0.70‰之间,均值为-1.30‰,δ18OSMOW介于15.00‰~16.50‰之间,均值为16.00‰.矿石碳、氧同位素与地层灰岩中碳、氧同位素值大致相近,表明矿石中碳主要来源于上古生代的灰岩.综合流体包裹体研究和同位素示踪结果,并参照前人研究成果,认为水口山铅锌矿床形成于浅成低温环境,成矿物质主要来源于地壳.

关键词：流体包裹体稳定同位素矿床成因水口山铅锌矿湖南省常宁市

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江苏溧水卧龙山锶矿床地质特征及找矿方向

矿床地质 2016年第4期35卷 709-723页

作者：陈冬李鑫缪柏虎孙清钟蔡露明胡福培江苏省地质调查研究院江苏南京210018 吉林省地质调查院吉林长春130021

卧龙山锶矿床是江苏省溧水盆地内新发现的热液充填型锶矿床,目前控制规模为中型。矿床地质特征研究表明,卧龙山锶矿床矿体的赋存位置及产状均严格受NW向断裂构造的控制;矿石自然类型以致密块状矿石为主,矿石结构以自形板片状为主,矿石... 详细信息

卧龙山锶矿床是江苏省溧水盆地内新发现的热液充填型锶矿床,目前控制规模为中型。矿床地质特征研究表明,卧龙山锶矿床矿体的赋存位置及产状均严格受NW向断裂构造的控制;矿石自然类型以致密块状矿石为主,矿石结构以自形板片状为主,矿石构造以块状、角砾状和网脉状为主;围岩蚀变表现为中低温热液蚀变特征,且沿矿区NW向断裂呈线状分布。根据矿物的世代和穿插关系,将锶矿化划分为天青石-黄铁矿阶段、天青石阶段和方解石-天青石阶段。查明了矿区NW向构造是主要控矿因素,亦是主要找矿标志,而NE向构造是破矿构造。提出了矿区NW向构造是区域主干断裂右行扭动所派生的次级断裂构造;而NE向构造是区域主干断裂左行扭动所派生的次级断裂构造;认为矿区锶矿化发生在主干断裂右行扭动之后,左行扭动之前,并赋存在右行扭动派生的NW向断裂构造中。因此,溧水盆地锶矿勘查重点(找矿方向)应沿着开太-白马山主干断裂开展,找寻其右行扭动派生的NW向构造。

关键词：地质学锶矿床地质特征控矿因素找矿方向溧水盆地

湖南祁东清水塘铅锌矿床成矿物质来源同位素示踪

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地质学报 2017年第6期91卷 1285-1298页

作者：路睿缪柏虎徐兆文陆建军王汝成左昌虎屈金宝赵增霞青海省地质调查局西宁810001 内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210093 江苏省地质调查研究院南京210018 湖南水口山有色金属有限责任公司湖南衡阳421513

清水塘铅锌矿床位于湖南省祁东县北东部,是一个中型矿床。在详细的野外地质调查基础上,本文通过矿石硫、铅同位素,含矿石英氢、氧同位素和含矿方解石碳、氧同位素等综合研究,探讨清水塘铅锌矿床成矿物质来源和成因。硫同位素研究结果表... 详细信息

清水塘铅锌矿床位于湖南省祁东县北东部,是一个中型矿床。在详细的野外地质调查基础上,本文通过矿石硫、铅同位素,含矿石英氢、氧同位素和含矿方解石碳、氧同位素等综合研究,探讨清水塘铅锌矿床成矿物质来源和成因。硫同位素研究结果表明,清水塘铅锌矿床中黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的硫同位素δ^(34)S介于-7.41‰~2.91‰之间,重晶石的硫同位素δ^(34)S介于11.49‰~12.34‰之间,表明矿石中的硫主要来源于深源岩浆,并受到上部地壳物质的混染。黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的Pb同位素^(206)Pb/^(204)Pb介于17.810~18.710之间,^(207)Pb/^(204)Pb介于15.497~15.726之间,^(208)Pb/^(204)Pb介于37.858~38.834之间;其中闪锌矿变化范围略偏大,表明矿石中的铅主要来源于地壳,可能混有少量地幔物质。含矿石英的氢、氧同位素δD_(SMOW)介于-87.4‰^-79.3‰之间,δ^(18)O_(H_2O)介于-8.10‰~0.63‰之间,表明成矿流体以岩浆水为主,晚期有大气降水的混入。含矿方解石的碳、氧同位素δ^(13)C_(VPDB)介于-5.3‰^-4.6‰之间,δ^(18)O_(SMOW)介于12.30‰~13.48‰之间;与地层灰岩的δ^(13)C_(VPDB)(0.9‰~2.6‰),δ^(18)O_(SMOW)(21.86‰~23.39‰)不一致;说明成矿流体中的碳主要来自深源岩浆。以上研究表明,清水塘铅锌矿床的成矿物质主要来自地壳熔融形成的岩浆,混合作用是成矿的主要机制。

关键词：同位素示踪成矿物质来源矿床成因清水塘铅锌矿床湖南省祁东县

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湖南祁东清水塘铅锌矿床流体包裹体研究

地质论评 2017年第1期63卷 207-218页

作者：徐兆文缪柏虎左昌虎屈金宝赵增霞路睿王少华内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210093 江苏省地质调查研究院南京210018 湖南水口山有色金属有限责任公司湖南衡阳421513

在野外地质调查基础上,本文通过湖南祁东清水塘铅锌矿床流体包裹体显微测温和激光拉曼探针成分,以及氢、氧同位素等综合研究,并参照前人研究成果,探讨清水塘铅锌矿床形成的物理化学条件。流体包裹体显微观察表明,不同矿物载体中流体包... 详细信息

在野外地质调查基础上,本文通过湖南祁东清水塘铅锌矿床流体包裹体显微测温和激光拉曼探针成分,以及氢、氧同位素等综合研究,并参照前人研究成果,探讨清水塘铅锌矿床形成的物理化学条件。流体包裹体显微观察表明,不同矿物载体中流体包裹体发育程度不一,但以富液相两相水溶液包裹体为主。其中闪锌矿和方解石载体中的流体包裹体相对比较发育,数量较多;石英载体中包裹体不太发育,数量较少。流体包裹体显微测温显示闪锌矿、石英和方解石的均一温度分别为109~188℃、122~239℃和144~326℃,盐度分别为9.47%~20.97%,NaCleq.、0.18%~16.62%,NaCleq.和0.18%~7.31%,NaCleq.。闪锌矿的均—温度和盐度相对比较集中,其中富气相两相水溶液包裹体的气相成分主要为水蒸汽。含矿石英的氢、氧同位素的δD(H_2O,V-SNOW)值为-98.9‰^-79.3‰,δ^(18)O(H_2O,V-SMOW)值为-8.10‰~0.63‰,表明成矿流体以岩浆水为主,混有大气降水。以上研究表明清水塘铅锌矿床的成矿流体演化相对比较单一,成矿主要以混合作用为主。

关键词：流体包裹体同位素地质矿床成因清水塘铅锌矿床湖南省祁东县

山东邹平青山下亚组玄武安山岩源区性质及成因

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地质学报 2015年第1期89卷 37-48页

作者：缪柏虎徐兆文王浩李海勇杨小男左昌虎赵增霞内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210093 江苏省地质调查研究院南京210018 中国地质博物馆北京100034

本文通过岩石的显微观察、全岩元素地球化学及Sr-Nd-Pb同位素组成等综合研究,参照前人的研究成果,探讨邹平火山岩盆地内青山下亚组玄武安山岩的岩石地球化学性质、物质来源及岩石成因。研究表明,岩石富钠、富镁,具有大离子亲石元素(Rb... 详细信息

本文通过岩石的显微观察、全岩元素地球化学及Sr-Nd-Pb同位素组成等综合研究,参照前人的研究成果,探讨邹平火山岩盆地内青山下亚组玄武安山岩的岩石地球化学性质、物质来源及岩石成因。研究表明,岩石富钠、富镁,具有大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba)和轻稀土元素(LREE)富集,高场强元素(Nb、Ta、Ti)相对亏损的地球化学特征。全岩Sr同位素初始比值(87 Sr/86 Sr)i为0.705674~0.705876;全岩Nd同位素初始比值εNd(t)为-10.0^-10.2,Nd同位素二阶段模式年龄T2DM为1.74~1.75Ga;全岩铅同位素初始比值(206Pb/204Pb)i介于16.917~17.095之间,(207Pb/204Pb)i介于15.306~15.396之间,(208Pb/204Pb)i介于36.750~37.208之间;较低的Sr-Nd初始比值及较均一的低放射性铅同位素组成,可能为EMI型富集地幔的部分熔融所致。晚中生代加厚的华北岩石圈发生大规模拆沉作用,拆沉的大陆中下地壳部分熔融形成富硅熔体与古生代岩石圈地幔相互作用形成富集地幔,随后在岩石圈伸展与区域热异常作用下减压部分熔融,形成的玄武安山质岩浆沿着深大构造侵入地壳上部或喷发至地表,形成青山下亚组玄武安山岩,但是岩浆上侵过程中地壳物质混染不强。该研究对深化鲁西地区晚中生代构造-岩浆作用的认识有一定的理论意义。

关键词：元素地球化学 Sr-Nd-Pb同位素玄武安山岩青山下亚组山东邹平

湖南桂阳大义山南体(太坪山单元)花岗岩形成时代及物质来源探讨

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地质论评 2017年第2期63卷 395-412页

作者：赵增霞徐兆文左昌虎陆建军王汝成缪柏虎路睿内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210093 湖南水口山有色金属集团公司湖南衡阳421513

在详细的野外地质调查基础上,本文通过对湖南省桂阳县大义山南体(太坪山单元)黑云母二长花岗岩的岩石化学、锆石U-Pb定年和全岩Sm-Nd同位素以及锆石原位Hf同位素的综合研究,参照前人研究成果,探讨其岩石化学性质、形成时代、物质来源以... 详细信息

在详细的野外地质调查基础上,本文通过对湖南省桂阳县大义山南体(太坪山单元)黑云母二长花岗岩的岩石化学、锆石U-Pb定年和全岩Sm-Nd同位素以及锆石原位Hf同位素的综合研究,参照前人研究成果,探讨其岩石化学性质、形成时代、物质来源以及形成机制等。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示其n(^(206)Pb)/n(^(238)U)加权平均年龄为153.4±1.1Ma,两颗继承锆石核n(^(207)Pb)/n(^(206)Pb)年龄分别为2449Ma和2498 Ma。岩石高硅、富碱、高钾钙碱性、准铝质到弱过铝质,富集轻稀土元素、部分大离子亲石元素(Rb、K等)和Th、U、Pb等元素,亏损部分高场强元素(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr、P等元素。该岩体zr+Nb+Ce+Y>350×10^(-6),10000*Ga/Al>2.6,显示出A型花岗岩的特征。全岩Sm-Nd同位素显示ε_(Nd)(t)=-6.94^-5.19,二阶段模式年龄T_(DM2)=1.37~1.51 Ga。锆石原位Hf同位素显示,锆石ε_(Hf)(t)=-9.35^-1.16,T_(DM2)=1.28~1.79 Ga。两颗继承锆石核ε_(Hf)(t)分别为-6.82和1.48。岩石化学和同位素特征表明岩石主要来源于元古代地壳变质杂岩的部分熔融,并可能有少量地幔物质的加入。燕山早期,由于俯冲的古太平洋板块后撤,研究区处于伸展的构造环境,岩石圈减薄,软流圈上涌,导致玄武质岩浆底侵,诱发上覆的古元古代下地壳部分熔融,形成花岗质岩浆,并沿着深大断裂带运移侵位,形成大义山南体(太坪山单元)黑云母二长花岗岩。

关键词：岩石化学成岩时代物质来源大义山南体花岗岩湖南省桂阳县