地质流体的输运-化学反应与成矿作用微观机制研究——以安徽冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床为例

以冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床的基本地质特征为基础建立了成矿作用的地质模型,运用成矿作用动力学理论将其转化成动力学模型,然后对动力学模型求解得到刻划矿质在断裂—多孔介质体系中输运-化学反应演化规律的解析解。研究揭示冬瓜山矿床的成矿微观机制为:成矿流体受外力的驱动在断裂-多孔隙复杂介质的输运过程中,由平流、动力弥散、扩散作用与交代反应、溶解-沉淀反应相互耦合作用而成矿。介质的有效孔隙度和渗透率等动力学参数是矿体的空间分布及规模大小的主要控制因素。模拟结果合理地解释了矿体的空间展布、矿石品位及矿石结构构造的空间变化特征等矿床的基本地质特征。本研究显示,一旦成矿过程的基本动力学参数能确定,可预测成矿的位置、矿体长度、厚度及贫富变化的规律,显示动力学研究具有潜在的重要应用价值。本文为研究复杂介质中矿床形成的微观机制提供了一种新的思路。

冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床成矿流体特征及其成因意义

对冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床的矿物流体包裹体进行了深入研究。结果显示 ,主成矿阶段流体的温度高达 35 0～ 4 0 0℃。成矿流体是一种高温 (35 0～ 4 0 0℃ )、高盐度 (w (NaCl) =13.4 5 %～4 8% )、高密度 (大于 1.1g/cm3 )的流体。其中的稀土元素具轻稀土富集、Eu呈显著负异常、轻重稀土分异明显的特征。由于其特殊的成矿环境 ,流体的输运过程是一种近于等温的过程。成矿作用发生于偏酸性且较还原的条件下。成矿流体由岩浆源和地层共同提供 ,是一个典型多源成矿物质、多成矿阶段。

层控夕卡岩型矿床成矿系统的元素活动性及质量迁移——以铜陵冬瓜山铜矿床为例

应用改善了的质量平衡方程研究冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床成矿系统的元素活动性及质量迁移 ,结果表明 :系统中Zr,Hf,Y和Nb为不活动元素 ,其余均为活动元素。主量元素中仅CaO为迁出组分 ,其质量迁移量为 84% ,其余均为带入组分 ,带入量最大的SiO2 的质量迁移量高达 2 3 84% ;稀土元素均为带入组分 ,其中 ,中稀土较轻稀土和重稀土的活动性更强 ;其它微量元素中 ,带入序列由强到弱为 :Cr→Ta→Sn→Th,迁出序列由强至弱依次为 :U→Sb→Ni→Sr→Ba→Rb→Co→W ;成矿元素Cu和Ag为带入组分 ,其中Cu的带入量最大 ,质量迁移量高达 1 2 0 0 %。本文还得出两点具普适性认识 :①稀土元素较其它微量元素对体系条件的变化更为敏感 ,且往往表现出明显的规律性变化 ,能更好地示踪地质地球化学过程。②不同元素在不同体系中的行为特征差异极大 ,仅凭经验判定某一元素为不活动元素往往不可靠。因此 ,在开展质量平衡研究时 ,首先采用适当方法确认体系的不活动元素是一项不可或缺的前提工作。