都龙锡锌多金属矿床成矿温度场重建——数值模拟、矿物与流体包裹体地温计

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都龙锡锌多金属矿床位于云南省马关县境内,为矽卡岩型锡、锌、铜、铅、银、钨等多金属矿床,是继个旧和大厂之后我国发现的第三大锡石硫化物多金属矿床。该矿床地质作用复杂,长期以来矿床成因存在较大争议。近年来地质勘探以及地球化学方面的研究表明,矿床的形成与矿区深部燕山晚期隐伏花岗岩体密切相关。矿区隐伏花岗岩侵入扰动了正常围岩的温度场,从而造成矿区范围的温度场异常,是控制流体活动及成矿元素迁移、沉淀、富集的主要因素之一。因此,恢复矿区燕山晚期花岗岩侵入后形成的温度场,不仅可以深化都龙矿床成因认识,而且对于矿区深部及外围找矿都具有重要价值。本文利用有限元软件Comsol Multiphysics温度场数值模拟,并结合绿泥石地质温度计和流体包裹体显微测温数据对矿区进行温度场的恢复,获得以下认识:(1)综合前人及本次研究,表明矿区燕山晚期隐伏花岗岩是成矿的关键因素。(2)温度场数值模拟研究显示,等温线围绕隐伏岩体呈环带状分布。其中,第一期持续时间约10 Ma,影响范围达2.5 km;第二期持续时间约5 Ma,影响范围达1.5 km;第三期持续时间约50 ka,影响范围约500 m。硅酸盐阶段对应的600~500℃高温阶段维持时间较短;氧化物阶段与硫化物阶段对应的400~300℃阶段持续时间较长;碳酸盐阶段对应的300~150℃中低温阶段,持续时间相对最长且作用范围最广。(3)都龙矿区的绿泥石均采自矿体或其附近,为富铁种属的蠕绿泥石(铁绿泥石)、镁铁绿泥石和少量密绿泥石,矿物温度计获得其形成温度在209~277 ℃,属于中-低温热液蚀变范围。根据采样位置判别,矿物温度计范围与数值模拟温度场范围基本一致。其形成温度与隐伏岩体的距离相关,表明隐伏岩体形成的温度场是成矿作用的关键物理因素之一。(4)包裹体显微测温结果表明,矿区成矿温度为190~400℃。其中,最重要的硫化物阶段,温度为200~280℃。从成矿早阶段到晚阶段,成矿流体温度逐渐降低,流体温度与隐伏岩体距离有关,表明成矿作用、特别是成矿流体的运移受岩体温度场控制。(5)数值模拟温度场、绿泥石矿物温度计算结果以及流体包裹体显微测温结果吻合,表明温度场数值模拟的可靠性,显示其在成矿研究中的广阔前景。(6)根据上述研究,在第二期岩体外围1.2Km、第三期岩体外围400m范围内,可能是成矿-找矿的有利位置。特别是,第二期岩体外围600m、第三期岩体外围250m两个区域的重叠部位可能是成矿-找矿的最有利位置。
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