岩浆流体型海底沉积物矿床.docx

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岩浆流体型海底沉积物矿床

国际标准期刊编号1075-7015,矿床地质学,2008年,第50卷,第5号,第404–422页。

©Pleiades出版有限公司，2008年。

原文为俄文©E.E.Amplieva,2008年出版于GeologiyaRudnykhMestorozhdenii,2008年,第50卷，第5号，第459–480页。

岩浆流体型海底沉积物矿床的例证—俄罗斯南乌拉尔塔尔干块状硫化物矿床

E.E.Amplieva

俄罗斯科学院矿床地质，岩石学，矿物学，地球化学研究所，Staromonetnyiper.35,莫斯科,俄罗斯119017

2008年5月20日收到文章

摘要—ThesequenceoforebodyformationattheTalganmassivesulfidedeposit;morphologyofsulfideorebodies;mineralogy,texture,andstructureofore;chemicalcompositionofminerals;andfluidinclusionsandrelationshipsbetweenstableisotopes（S,C,O）insulfidesfromoresandcarbonaterocksarediscussed.ThedepositislocalizedintheUzel’gaorefieldofthenorthernMagnitogorskMegazone.ThesulfideoreishostedintheupperfelsicsequenceoftheMiddleDevonianKaramalytashFormation,composedofbasalt,basalticandesite,andrhyodacite.Orebodiesareirregularlenseslyingconformablywithhostrocks.Pyrite,chalcopyrite,sphalerite,andfahlorearethemajororeminerals;galena,bornite,andhematiteareofsubordinateabundance.Sulfidemineralizationbearsattributesofdepositionundersubseafloorconditions.Thecarbonateandrhyoliteinterlayersattheroofsoforebodiesandthesupraorelimestonesequenceservedasscreens.Zoningtypicalofmassivesulfidedepositswasnotestablished.Thestudyoffluidinclusionshasshownthatthetemperatureofthehydrothermalsolutionvariedfrom375to110°C.δ34S‰rangesfrom–2.4to+3.2‰inpyrite,from–1.2to+2.8‰inchalcopyrite,andfrom–3.5to+3.0‰insphalerite（CDT）.Theseparameterscorrespondtoanisotopiccompositionofmagmaticsulfurwithoutanotablepercentageofsulfatesulfur.δ13Candδ18Oofcarbonatesvaryfrom–18.1to+5.9‰（PDB）andfrom+13.7to+27.8‰（SMOW）,respectively.Thecarbonandoxygenisotopiccompositionsofcarbonatesfromoresandhostrocksmarkedlydeviatefromthefieldofmarinecar-bonates;adeepsourceofcarbonissuggested.TheresultsobtainedshowthatthemainmassofpolysulfideoreattheTalgandepositwasformedbeneaththefloorofapaleoocean.Theore-formingsystemwasshort-livedanditsfunctioningdidnotgiverisetotheformationofzonalorebodies.Magmaticfluidplayedtheleadingroleinmineralformation.

数字对象识别：

10.1134/S1075701508050048

引言

塔尔干（Talgan）块状硫化物矿床由Yu.S.Emel’yanov,G.V.Petrov和V.M.Sedov于1971年在车里雅宾斯克州的Verkhneural’skraion发现。

最接近的人员居住地位于Mezhozerny东北0.7公里处；Karagaika村以东12公里；乌恰雷城和verkhneural'sk城分别位于该矿床以北20公里，和以南35公里处。

该块状硫化物矿床目前采用的成因模式是基于海底热液和沉积型矿石构造这一概念。

有认为这种类型的矿床是由于对流热液系统起到作用而形成的。

海水在运动过程中被加热，并与赋存主岩火成岩发生反应。

因此，热液被富集在从围岩浸出的金属中。

热金属流体与低温的海水发生混合，导致温度急剧下降，块矿硫化物矿石沉积在海底，热液出口附近，并与矿石间隔一定的距离。

新热液与先前沉积的硫化物互相作用，

联系人：

E.E.Amplieva。

电子邮件:

amplieva@igem.ru

形成矿化带,在此过程中,其中的Cu/（Zn+Pb）比率在硫化物矿体的顶部和侧翼,不断下降（Borodaevskayaetal.,1979;Smirnov,1982;StarostinandIgnatov,1997;Franklinetal.,1981;SolomonandWalshe,1979;OhmotoandSkinner,1983;Lydon,1988;Large,1992）。

这一模式是基于对远古块状硫化物矿床的研究。

现代深海烟筒的发现使得这一假设得到了证实。

然而，直接进入海水中的热液硫化物沉淀没有导致大型矿体的形成，因为99%被成矿流体搬运的金属分散在海水中（Rona,1984）。

对块状硫化物矿体现代成矿和远古成矿的研究突出了以下观点，即由于海底沉积和其下硫化物丘的生长，硫化物出现累积。

这一观点被声明为海底矿石构造概念。

网格状的海底表面阻碍了金属的分散，决定了矿体的规模。

某单独矿床或矿体碎片可能因

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海底之上和之下的矿石沉积而形成。

对于赋存于当代和远古火山序列的几个大型矿山，人们认为是在海底条件下形成的（GoodfellowandFranklin,1993;Gamberietal.,1999）。

某些这样的矿床赋存于长英质火山岩中（Galleyetal.,1993;GibsonandKerr,1993;DoyleandHuston,1999;Hanningtonetal.,1999;Allen,2001）。

海底矿石构造的概念目前仍处于发展阶段，迄今为止尚无严格的标准，来识别网状岩石之下沉积的矿石。

形成于海底上方和下方的块状硫化物矿石的属性特征已经由DoyleandAllen（2003）比较过。

为了详细说明塔尔干块状硫化物矿床的形成条件和定位情况，对于矿体形态，矿石的化学和矿物成分，及其纹理和结构进行了研究，内容也包括矿物化学，流体包裹体，硫化物稳定的同位素和赋存岩石和矿石的碳酸盐。

这些数据用来确定成矿流体的来源，以及块状硫化物矿石形成的条件。

地质

塔尔干矿床位于马格尼托哥尔斯克市北部无限地带的Uzel’ga火山构造洼地，由于乌拉尔古海洋形成闭合，在晚志留纪–早泥盆纪形成。

志留系塔吉尔岛弧和早泥盆世（埃姆斯）Irendyk硅镁层之上的岛弧，在俯冲过程中伴随着弧内断裂作用、弧后扩展而形成。

赋存矿石的双峰karamalytash构造在边缘海盆地内中泥盆系（二次弧后区域扩展）沉积。

在玄武岩和流纹岩复杂体组成的区域，重建的火山机体山脊，由轴向玄武隆起和山坡上的一系列的长英质火山穹丘组成，主要赋存块状硫化物矿石（Ivanovetal.,1985,1986,2000;Puchkovetal.,1999,2001;Seravkinetal.,1999;Sharfman,1989;YazevaandBochkarev,1999）。

该矿田由艾菲尔阶–下吉维特阶karamalytash构造（玄武岩，玄武安山岩，流纹岩），上吉维特阶Ulutau构造（玄武岩，安山岩，英安岩，和火山沉积岩）和弗拉斯阶koltuban构造（火山沉积岩）组成。

下部玄武岩，含矿的流纹岩英安岩矿，上部沉积序列确认在塔尔干矿床中存在（图1）。

下部序列（suboresequence）由杏仁状玄武岩与玄武安山岩组成，两者岩石由赤铁矿和绿帘石取代，而含细粒非均匀分布的黄铁矿浸染也是组成之一。

玄武质岩石通常受到硅化，绿泥石化和碳酸化的影响。

含矿序列是由长英质火山岩组成，包括流纹岩，

英安岩，和具有大型石英斑晶的安山岩和英安岩和缺乏石英斑晶的流纹岩；凝灰岩，火山砾岩，小石和砂岩。

在下盘，岩石大多受到强烈的绢云母化，绿泥石化，和硅化作用；它们转化成绢云母-绿泥石，以及绢云母-绿泥石–石英交代岩。

火山岩中含有黄铁矿，黄铜矿，闪锌矿，方铅矿浸染。

接近矿体时，硫化物细富集程度增加，包括细粒非均匀分布的黄铁矿浸染，和在碳酸盐细脉-黄铜矿细脉中零星的小闪锌矿方铅矿偏析（完全被块状硫化物矿石替代）。

五角十二面体黄铁矿晶体是含矿序列中典型的硫化物矿化特征。

上盘交代蚀变和硫化物矿化的强度低于下盘。

长英质的火山岩序列由两个阶段组成，每一个都开始于火成岩，结束于火山碎屑岩（（Copper…,1988;Vikent’ev,2004）。

下阶段的组成如下：

（自下而上）无石英斑晶的流纹英安岩，英安质和具有大石英斑晶的流纹熔岩和最重要的火山沉积岩（铜……，1988）。

上阶段包括具有小型和大型石英斑晶的熔岩和火山碎屑岩。

英安质安山岩和具有大型石英斑晶的英安岩出现在这种阶段的起始。

上面部分，他们让位于凝灰岩，火山角砾岩，以及相关单位的鲜红色赤铁矿–石英碧玉，具有球状，胶状，球晶，和大量的纹理。

赤铁矿–石英碧玉往往含有细脉，口袋状，和小的偏析状乳白色石英。

碧玉岩单元的厚度从分米，到10–15米不等。

一个狭窄的过渡区（<20cm）形成于长英质凝灰岩，和碧玉岩之间接触区，这一过渡区域由分散的火山岩胶结，部分被赤铁矿–石英材料所取代。

上面部分，过渡区域的变化分级为均匀的赤铁矿–石英岩（具有零星的黄铁矿晶体（0.5–1毫米）），一个不太致密的黄铁矿浸渍和黄铜矿细脉。

该部分是由英安岩和具有