柿竹园钨、锡多金属矿田成矿流体地球化学研究

南岭地区是我国最重要的有色、稀有金属矿产资源产地，尤以钨、锡等金属的大规模爆发式成矿而闻名于世，已发现了一大批大型、超大型稀有和有色金属矿床。近年来的研究发现，这些矿床的形成很可能与华南地区中生代发生的大规模地壳拉张、岩石圈伸展减薄以及壳―幔相互作用的独特地质背景有关。本论文以与千里山花岗岩体密切相关的柿竹园钨锡钼铋铅锌矿田（以下简称柿竹园矿田）为研究对象，运用流体包裹体、稳定同位素和稀有气体同位素地球化学等方法，对其成矿流体的物理化学特征、来源及演化进行了研究，并在此基础上探讨了千里山花岗岩体与柿竹园矿田间的成因联系和矿田的成矿作用机制，获得以下主要研究成果： 1. 利用流体包裹体岩相学、显微测温学以及包裹体成分的激光拉曼分析技术，揭示了矿田中柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体的性质和演化特征。研究表明柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体为中高温、中高盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F体系。成矿流体的均一温度、盐度、密度和压力变化范围均较大，成矿早期夕卡岩阶段和云英岩阶段的流体具有较高的均一温度（239～477℃）和盐度（0～39.08 wt% NaCl eq.），云英岩网脉夕卡岩阶段和后期石英萤石脉阶段均一温度和盐度逐渐降低（分别为160～450℃，1.23～16.53 wt% NaCl eq.和156～340℃，1.23～4.49 wt% NaCl eq.）。夕卡岩阶段发生了流体沸腾作用。流体密度为0.37～1.12 g/cm3，主要集中在0.7～0.9 g/cm3；压力为10～820 bar，一般小于800 bar。野鸡尾锡铜矿床的成矿流体属于中高温度、中等盐度的H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F型体系，柴山铅锌矿床属中温中等盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-F体系，其均一温度和压力变化范围也较大。 2. 通过分析主要矿化类型矿石矿物及脉石矿物的C、H、O、S等稳定同位素特征，揭示了柿竹园矿田成矿流体的来源，并对C、O同位素的组成进行了CO2去气、流体混合和水―岩反应的理论模拟。研究表明矿田成矿流体主要来自千里山花岗岩浆，并有大气降水加入。水―岩反应在成矿过程中起着重要作用。 3. 对矿田不同矿化类型矿石矿物黄铁矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿等进行了He、Ar同位素研究，其中3He/4He值为0.059～1.662 Ra（Ra为空气的3He/4He值，1 Ra＝1.39×10-6），40Ar/36Ar值为289.8～1071.8，表明矿田成矿流体具有壳-幔两端员混合的特征。壳源组分为获得了大量地壳放射成因4He，但获得放射成因40Ar*较少的经过地下循环的低温饱和大气水。而幔源组分来自千里山花岗岩浆流体，表明千里山花岗岩并非传统的S型花岗岩。 4. 在总结前人研究成果的基础上，结合本次研究，建立了柿竹园矿田成矿作用模式：中生代华南岩石圈发生拉张、伸展作用，地幔物质上涌，发生壳幔相互作用，形成千里山花岗岩浆。花岗岩浆充分分异演化形成富含挥发分和成矿元素的成矿流体，与泥盆系碳酸盐岩发生反应而沉淀成矿。成矿过程有大气降水的加入，并发生了流体沸腾作用。