四川拉拉Fe-Cu矿床地质特征及其成因

拉拉铁铜矿床被认为是中国西南地区规模最大的元古代内生金属矿床。该矿床传统上被归属为火山喷流-沉积成因,近年来,学者们陆续将其归属为IOCG矿床。然而,对于典型IOCG矿床的实例研究尚存在诸多疑问,特别是对拉拉地区广泛分布的钠长岩类与成矿的关系的争议颇多,矿区出露的隐爆角砾岩及其与成矿作用的关系缺乏详细报道,成矿流体来源问题尚未解决,因而对矿床成因和成矿时代的判断尚显依据不足,这直接影响拉拉地区矿产资源储量的评估。为此,本博士论文主要从四个方面展开研究:（1）以拉拉小露天采坑及大露天采坑普遍发生钾化、钠化和碳酸岩化的岩石为实例进行了野外地质学与岩相学研究,从而揭示了矿区的矿物组合特征,并与国际典型IOCG矿床进行对比;（2）对拉拉地区出露大面积的角砾岩进行了系统的研究,搜集并处理了国内外关于角砾岩类型的结构定量数据,进而重新评估了这些角砾岩的类型,并论述了隐爆角砾岩与成矿之间的关系;（3）对于与成矿过程紧密相关的隐爆角砾岩和围岩细碧角斑岩建造,进行了锆石U-Pb年代学定年工作,进而从成矿机制的角度为成矿时代提供制约;（4）对于大小露天的细碧角斑岩建造进行了野外地质学与地球化学研究,探讨了其流体改造特征、流体来源以及深部过程,进而为拉拉IOCG矿床属性提供完整证据链。在此基础上取得了以下创新性认识:（1）角斑岩基质中既有原生钠长石呈残余斑晶产出,也有次生钠长石呈他形粒状交代原生钠长石现象,且角斑岩含矿量较细碧岩低;钠长石的电子探针面扫描显示磁铁矿沿钠长石四周分布,且晚期成矿流体具有富K和Al的特点,说明细碧岩受到了晚期构造变动的影响。（2）拉拉小露天细碧角斑岩不同位置蚀变程度不同,明显富集Nb、Ta、Zr和Hf,强烈亏损Ba、Pb、Sr、Ti,ΣREE变化较大,成矿流体的Na含量较低且富含大量的K、Al、CO2和H2O,中等呈的Ca,这使得LREE分异明显。87Sr/86Sr初始比值为0.70126～0.76241,5件角斑岩εNd（t）值为-1.09～6.75,显示流体上升途径亏损地幔—地壳的过程。（3）角砾岩的分形特征的差异取决于角砾岩在形成过程中所经历的物理化学条件、岩体自身的物理性质,拉拉小露天角砾岩的分形特征显示其为单纯爆炸形成的刚性角砾,并受到轻微的后期改造作用,从定向程度、空间分布、圆度等CSD特征值来看,与构造角砾岩具有一定的差异。（4）拉拉小露天采坑细碧角斑岩建造形成年龄为1720±11 Ma,与区域上大面积分布的石英钠长岩的时代近于一致,且在成矿作用之前已经发生强烈构造变形,而沿片理面充填的含矿细脉则没有任何变形的迹象。隐爆角砾岩的锆石绝大多数来自围岩,受到了后期热事件的影响,但隐爆角砾岩本身没有经历后期事件的改造,表明其锆石晶体的Pb丢失现象应当是发生在隐爆角砾岩形成时期,且胶结物中见有矿化现象,说明成矿年龄小于围岩形成年龄。因此本文不支持拉拉铁铜矿床为火山喷流-沉积成因,结合前人报道的成矿元素组合特征,本文报道的新证据支持该矿床为IOCG型矿床的认识。（5）隐爆角砾岩和细碧角斑岩中的成矿流体的脉状侵入说明拉拉成矿作用与流体有关,拉拉小露天地下深部的成矿流体在流体库中膨胀,由于晚期构造变动的影响,密闭空间内的压力超过上覆围岩的压力时,瞬间沿着细碧岩和角斑岩中间的断裂带释放形成隐爆角砾岩。（6）成矿流体来自于地下深处的岩浆房,不断上升至地壳,在上升过程中侵入到薄弱带或片理化岩石成矿,这一成矿过程类似于透岩浆流体模型。