扬子地块西南缘拉拉IOCG矿床：地质特征、地球化学与成矿机制解析

扬子地块西南缘拉拉IOCG矿床：地质特征、地球化学与成矿机制解析一、引言1.1研究背景与意义铁氧化物-铜-金（IOCG）矿床是一类极具特色且经济价值巨大的矿床类型，自20世纪90年代初被正式定义以来，一直是矿床学界研究的热点。这类矿床通常含有大量的磁铁矿和（或）赤铁矿，伴有黄铜矿、斑铜矿等，除了铁、铜、金外，还不同程度地富集铀、稀土元素（REE）、钴、银、铋、钼等多种元素。例如，澳大利亚的奥林匹克坝矿床，是全球最大的单个铀矿，同时也是重要的铜-金矿床，其巨大的资源储量和独特的成矿特征，极大地吸引了学术界和矿业界的关注。IOCG矿床的研究对于深入理解地球演化过程中的成矿作用、丰富矿床学理论具有重要的科学意义，同时，对于指导全球范围内的矿产勘查工作，保障资源的可持续供应也具有不可忽视的现实意义。扬子地块西南缘地处中国西南，是中国重要的有色、稀有稀土贵金属成矿带。其地质构造位置特殊，处于多个构造单元的交汇部位，经历了复杂的地质演化历史，包括多期次的构造运动、岩浆活动和变质作用。这种复杂的地质背景为各类矿床的形成提供了有利条件，发育了多种类型的矿床，如沉积型、岩浆型、热液型等。区域内出露的地层从元古代到新生代均有分布，不同时代的地层具有不同的岩性组合和沉积环境，为成矿提供了丰富的物质基础。区内广泛发育的深大断裂和褶皱构造，不仅控制了岩浆活动和热液运移的通道，也为矿体的定位提供了空间。拉拉IOCG矿床就位于扬子地块西南缘，是该区域内的重要矿床之一。该矿床具有高品位、大规模的铜、钼、金等有色金属矿产资源，被誉为“华西地区第一大铜钼金矿床”。矿体主要产于变质火山岩中，呈层状、似层状产出，具有明显的层控特征。矿石矿物主要有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等，脉石矿物包括黑云母、石英、钠长石等。围岩蚀变广泛发育，主要有碳酸盐化、钠长石化、黑云母化等。研究拉拉IOCG矿床的地质地球化学特征，对揭示该区域的成矿规律和资源潜力具有重要意义。从成矿规律方面来看，通过对拉拉矿床的研究，可以深入了解扬子地块西南缘在特定地质时期的构造-岩浆-热液活动，以及这些活动如何控制IOCG矿床的形成和分布。这有助于建立该区域IOCG矿床的成矿模式，为进一步研究区域内其他类似矿床提供参考。从资源潜力角度出发，详细的地质地球化学研究能够更准确地评估拉拉矿床的资源储量和开采价值，同时也可为在扬子地块西南缘寻找新的IOCG矿床提供理论依据和找矿标志。通过对矿床中元素的分布和富集规律的研究，可以发现潜在的伴生矿产资源，提高资源的综合利用效率。因此，对拉拉IOCG矿床的深入研究，对于推动区域经济发展、保障国家资源安全具有重要的现实意义。1.2国内外研究现状自20世纪90年代IOCG矿床概念被正式提出以来，其研究在国内外都取得了显著进展。国外对IOCG矿床的研究起步较早，研究内容广泛且深入。在矿床地质特征方面，对澳大利亚的奥林匹克坝、昆士兰西北部的Cloncurry地区、加拿大育空地区的Wernecke山等多个典型矿床进行了详细研究，明确了这类矿床在矿体形态、产状、矿石矿物组合、围岩蚀变等方面的特征。例如，奥林匹克坝矿床以其巨大的规模、复杂的地质构造和独特的矿石矿物组合，成为IOCG矿床研究的重点对象。研究发现，该矿床矿体主要呈角砾岩筒状产出，矿石中除了大量的磁铁矿和赤铁矿外，还富含铜、金、铀等多种元素，围岩蚀变具有明显的分带现象，从内向外依次为钾化、钠化、绢云母化和绿泥石化。在成矿机制研究上，国外学者提出了多种理论。岩浆热液成矿理论认为，IOCG矿床的成矿物质来源于深部岩浆，岩浆热液在上升过程中与围岩发生相互作用，导致金属元素的沉淀和富集。如对澳大利亚ErnestHenry矿床的研究发现，其成矿流体具有岩浆热液的特征，成矿物质主要来自于深部岩浆。而地层卤水成矿理论则认为，盆地中的地层卤水在一定的地质条件下，溶解了地层中的金属元素，形成含矿热液，进而在合适的构造部位沉淀成矿。还有学者认为，IOCG矿床的形成是多种地质作用共同作用的结果，包括岩浆活动、构造运动、热液循环等。在找矿技术与方法方面，国外也取得了很多成果。综合地球物理方法被广泛应用于IOCG矿床的勘查，通过航磁、重力等地球物理手段，能够有效地圈定潜在的成矿区域。例如，在智利科皮亚波地区，通过航磁深部地质解译初选勘查靶区，结合地质-地球物理建模，成功发现了大型隐伏磁铁矿型IOCG矿床。地球化学勘查技术也在不断发展，通过对土壤、水系沉积物等样品的地球化学分析，能够获取成矿元素的异常信息，为找矿提供线索。国内对IOCG矿床的研究相对较晚，但近年来发展迅速。在矿床地质特征研究方面，对康滇地区、东准噶尔北缘和东天山阿齐山-雅满苏等地区的IOCG矿床进行了深入研究。康滇地区的IOCG矿床形成于元古代，与区域上的板内岩浆作用有关，矿体常与热液角砾岩筒共生，蚀变组合具有明显的特征。东准噶尔北缘和东天山阿齐山-雅满苏成矿带的IOCG矿床形成于古生代，成矿与陆缘盆地闭合有关，非岩浆流体对矿化的贡献较大。在成矿机制研究方面，国内学者结合中国的地质背景，提出了一些新的观点。研究认为，中国部分IOCG矿床的形成与深部地壳的物质循环和能量交换密切相关。在找矿技术与方法上，国内也在积极引进和应用国外的先进技术，同时结合国内的实际情况进行创新。例如，在四川拉拉IOCG矿床的勘查中，采用了综合地球物理方法和构造蚀变填图等技术，取得了较好的找矿效果。对于扬子地块西南缘拉拉IOCG矿床，已有研究取得了一定成果。在地质特征方面，明确了矿床的赋矿地层为下元古界河口群，矿体呈层状、似层状产出，矿石矿物主要有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等，围岩蚀变主要有碳酸盐化、钠长石化、黑云母化等。李泽琴等将拉拉矿床厘定为中国首例铁氧化物—铜—金—铀—稀土型(IOCG)矿床，并对其成矿演化作了详细的分析。在地球化学特征方面，对矿床的常量元素、微量元素和同位素地球化学进行了研究，发现矿床中Cu、Mo、U、Au、Co、REE、Fe等有用元素大量富集，成矿流体具有中高温、中高盐度的特点。然而，现有研究仍存在一些不足。在成矿机制方面，虽然提出了多种观点，但对于成矿物质的来源、成矿流体的演化以及构造运动对成矿的控制作用等关键问题，尚未形成统一的认识。在找矿技术与方法方面，虽然综合地球物理和地球化学勘查技术取得了一定应用效果，但对于深部矿体的探测和预测，还需要进一步探索更加有效的技术手段。对矿床中一些伴生元素的赋存状态和综合利用研究还相对薄弱，需要加强这方面的工作。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容全面系统地研究拉拉IOCG矿床的地质特征，包括矿区地层岩性、构造特征以及岩浆活动情况。详细分析赋矿地层的岩石类型、沉积环境和地层序列，研究不同地层单元之间的接触关系和沉积演化过程。对矿区内的褶皱、断裂等构造进行详细的野外观察和测量，分析构造的形态、规模、产状和相互关系，探讨构造对矿体的控制作用。同时，研究岩浆岩的岩石类型、侵入时代、侵入关系以及岩浆活动与成矿的时间和空间联系。深入研究拉拉IOCG矿床的地球化学特征，涵盖矿石矿物和围岩的地球化学特征。对矿石矿物进行主量元素、微量元素和稀土元素分析，研究元素的含量、分布特征和元素之间的相关性，确定矿石的地球化学类型和特征。分析矿石中微量元素的赋存状态和迁移规律，探讨其对成矿过程的指示意义。对围岩进行地球化学分析，研究围岩的元素组成、蚀变特征和元素的迁移富集规律，分析围岩蚀变与成矿的关系。通过对矿石和围岩的同位素地球化学分析，研究成矿物质来源、成矿流体演化以及成矿时代。进行铅、硫、氢、氧、碳等同位素分析，确定成矿物质的来源是来自深部岩浆、地层还是其他来源。分析成矿流体的氢氧同位素组成，研究成矿流体的来源和演化过程，确定成矿流体是岩浆水、大气降水还是地层卤水等。采用合适的同位素定年方法，如锆石U-Pb定年、辉钼矿Re-Os定年等，精确测定矿床的成矿时代，为探讨成矿机制提供时间约束。在上述研究的基础上，综合分析拉拉IOCG矿床的地质、地球化学和同位素地球化学特征，建立矿床的成矿模式。结合区域地质背景，探讨成矿过程中构造、岩浆、热液等因素的相互作用，分析成矿物质的迁移、富集和沉淀机制。研究成矿作用与区域构造演化、岩浆活动的耦合关系，明确矿床在区域成矿系统中的位置和作用。通过建立成矿模式，为区域内的矿产勘查提供理论依据和找矿方向。1.3.2研究方法在野外工作阶段，采用地质填图、剖面测量、地质观测点记录等方法，对拉拉IOCG矿床及周边区域进行详细的地质调查。按照一定的比例尺进行地质填图，详细绘制地层、构造、岩浆岩等地质体的分布范围和相互关系。选择具有代表性的地段进行剖面测量，测量地层的厚度、产状和构造的特征，建立地质剖面模型。在地质观测点详细记录岩石的类型、结构、构造、蚀变特征等信息，收集第一手地质资料。同时，系统采集矿石、围岩和岩浆岩样品，确保样品具有代表性和系统性。在室内分析测试阶段，运用多种先进的分析测试技术。通过显微镜下鉴定，对矿石和岩石样品进行矿物学分析，确定矿物的种类、含量、形态、结构和共生关系。采用X射线荧光光谱（XRF）分析方法，测定样品的主量元素含量；利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析方法，测定样品的微量元素和稀土元素含量。进行铅、硫、氢、氧、碳等同位素分析，分别采用相应的质谱分析技术，如多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）等，获取高精度的同位素数据。利用地质统计学方法，对地球化学数据进行处理和分析，研究元素的空间分布特征和相关性。通过建立地质模型和地球化学模型，直观地展示矿床的地质特征和地球化学特征。运用热力学和动力学原理，分析成矿过程中的物理化学条件和反应机制。结合区域地质背景，采用构造分析、岩浆演化分析等方法，探讨矿床的形成与区域地质演化的关系。通过综合分析各种数据和信息，建立拉拉IOCG矿床的成矿模式和找矿模型。二、区域地质背景2.1扬子地块西南缘地质概况扬子地块西南缘大地构造位置独特，处于扬子板块与多个构造单元的交汇地带。其西部紧邻三江造山带，东部与江南造山带相邻，南部与越北地块相接。该区域经历了复杂的地质演化历史，在漫长的地质时期内，受到了多期次构造运动的影响，包括晋宁运动、加里东运动、海西运动、印支运动和燕山运动等。这些构造运动塑造了该区域现今的地质构造格局，对地层沉积、岩浆活动和矿床形成都产生了深远的影响。晋宁运动使得扬子地块西南缘发生了强烈的褶皱和变质作用，奠定了区域的基底构造；加里东运动则导致了区域内的海侵和海退，控制了地层的沉积和分布。区域内地层发育较为齐全，从元古代到新生代均有出露。元古代地层主要为一套变质岩系，包括片岩、大理岩、板岩及变质火山岩等，是区域内重要的基底地层。中元古代的昆阳群、会理群等，岩性主要为碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩，它们经历了不同程度的变质作用，记录了当时的沉积环境和构造背景。古生代地层以海相沉积为主，包括寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系。寒武系主要为一套浅海相碎屑岩和碳酸盐岩，富含三叶虫等化石，反映了当时温暖、浅水环境。奥陶系和志留系则以碎屑岩和笔石页岩为主，记录了海侵和海退的过程。泥盆系和石炭系为海陆交互相沉积，岩性包括砂岩、页岩和石灰岩等，含有丰富的腕足类、珊瑚等化石。二叠系以峨眉山玄武岩为特征，广泛分布于区域内，其喷发活动与地幔柱活动有关，对区域的地质演化产生了重要影响。中生代地层主要为三叠系，为陆相沉积，岩性包括砂岩、页岩和砾岩等，反映了当时的陆相环境和构造运动。新生代地层主要为第四系，以松散的沉积物为主，分布于河谷、盆地等低洼地区。区域内构造复杂，褶皱和断裂构造发育。褶皱构造主要呈南北向、东西向和北东向展布。南北向褶皱构造主要由一系列紧闭褶皱和开阔褶皱组成，轴面倾向东或西，控制了地层的分布和形态。东西向褶皱构造相对较少，但规模较大，对区域构造格局也有一定的影响。北东向褶皱构造是在南北向和东西向构造的基础上发展起来的，与区域内的断裂构造相互交织，共同控制了岩浆活动和矿体的分布。断裂构造主要有南北向的小江断裂、安宁河-绿汁江断裂，东西向的会理-东川断裂等。这些断裂大多为深大断裂，切割深度大，延伸距离长，是区域内重要的构造边界。小江断裂是扬子地块西南缘的重要断裂之一，它控制了区域内的地震活动和岩浆活动，对矿床的形成和分布也有重要影响。安宁河-绿汁江断裂则控制了区域内的地层沉积和构造变形，使得断裂两侧的地层和构造特征存在明显差异。会理-东川断裂是一条长期活动的断裂，它在不同的地质时期对区域的构造演化和矿床形成都起到了重要的控制作用。这些断裂构造不仅为岩浆活动和热液运移提供了通道，也为矿体的定位提供了空间，对区域内矿床的形成和分布起到了重要的控制作用。岩浆活动在扬子地块西南缘也较为强烈，从元古代到新生代均有岩浆活动发生。元古代岩浆活动主要表现为海底火山喷发，形成了大量的火山岩和火山碎屑岩，这些岩石是区域内重要的含矿层位。新元古代时期，区域内发生了大规模的岩浆侵入活动，形成了一系列的花岗岩、闪长岩等侵入体。这些侵入体与区域内的成矿作用密切相关，如拉拉IOCG矿床的形成就与新元古代的岩浆活动有关。古生代岩浆活动相对较弱，主要表现为一些小规模的基性岩浆喷发和侵入。中生代岩浆活动又趋于强烈，以峨眉山玄武岩的大规模喷发为代表，同时还伴有一些酸性岩浆的侵入。新生代岩浆活动主要集中在滇西地区，表现为一些火山活动和浅成侵入体的形成。不同时期的岩浆活动为区域内矿床的形成提供了丰富的成矿物质和热源，对区域成矿作用起到了重要的促进作用。2.2拉拉矿区地质背景拉拉矿区出露地层主要为古元古界会理群河口组，少量中元古界通安组及三叠系白果湾组。河口组是矿区的主要含矿层位，为一套沉积-火山变质杂岩，由各类片岩、大理岩、板岩及变质火山岩组成。根据岩石组合和沉积旋回，河口组可进一步划分为五个岩性段。下部沉积变质岩段（Pt1h1）主要分布于白云山、大营山一带，因河口辉长岩的侵入而出露不全。其岩性上部为变质砂岩、变质凝灰质砂岩、粉砂岩；中部为白云石英片岩夹石榴二云片岩；下部为碳质板岩、绢云千枚岩夹石榴黑云片岩及白云大理岩等，厚约618m。下部火山变质岩段（Pt1h2）主要分布于岔河、小铜厂、绿湾一带，主要岩性由变钾角斑岩、局部夹角闪黑云钠长岩、白云石英片岩、石榴白云片岩等组成。该层以岩性岩相变化富钾、钠为其特征，其中下部具铜、铁矿化，厚约720m。中部沉积变质岩段（Pt1h3）主要分布于大团箐、乌龙箐一带，在老虎山、小厂亦有出露，为一套正常成份的砂泥质、碳质的沉积变质岩，厚度404-610m，为本区主要标志层。中部火山变质岩段（Pt1h4）为本区主要含铜矿层，主要分布于落凼、老羊汗滩和石龙，地层沿拉拉向斜呈弧形展布，是一套钠角斑质熔岩-角斑质火山碎屑岩，次为火山岩及局部沉积碎屑岩，厚度550-600m。上部沉积变质岩段（Pt1h5）分布于红泥坡一带，拉拉向斜轴部，主要为一套碳质板岩夹深灰绿色石榴角闪黑云片岩、白云母石英大理岩和白云石英片岩等，厚度大于200m。矿区位于河口复式背斜南翼的次一级褶皱双狮拜象背斜南端。地层总体走向近东西，倾向南，倾角20-30°，为一单斜构造，但沿走向和倾向有一些舒缓的波状小型褶曲，这些褶曲对矿区内矿体的产出形态起到了控制作用。区域上长期发育的东西向构造体系和南北向构造体系，在矿区内相互交织复合，构成了重要的构造格架。东西向构造体系主要由东西向褶皱和东西向压性断裂组成，南北向构造体系则以不同时期形成的南北向压性断裂为主，褶皱次之，以及一些相伴生的构造组成。这些构造体系经历了漫长而复杂的历史演变，对地层的变形、岩浆活动和矿体的定位都产生了重要影响。区内断裂构造发育，如F27与F29两条NNE向断裂为拉拉铜矿东西两边的自然边界。断裂不仅破坏了地层的连续性，还为岩浆活动和热液运移提供了通道，控制了矿体的分布。拉拉地区岩浆岩分布广泛，多沿近东西向、南北向及北西向（或北西西向）分布，侵吞并冲断河口组地层。岩浆活动主要为晋宁早期钠质火山岩和晋宁中期基性岩。晋宁早期的钠质火山岩喷发活动强烈，形成了大面积的火山岩分布，为成矿提供了物质基础和热源。晋宁中期的基性岩侵入体与成矿关系密切，其侵入过程中带来的热液和矿物质，参与了成矿作用。在海西期和印支期虽有超基性和酸性花岗岩侵入，但规模较小。这些不同时期的岩浆活动，与地层和构造相互作用，共同影响了拉拉IOCG矿床的形成和演化。三、拉拉IOCG矿床地质特征3.1矿体特征拉拉IOCG矿床矿体主要产于变质火山岩中部旋回之落凼组上部变质火山岩段，严格受地层控制。矿体呈层状、似层状产出，局部呈透镜状。这种产出形态与区域内的沉积环境和构造活动密切相关。在沉积过程中，含矿热液在特定的地层部位发生沉淀和富集，形成了层状、似层状的矿体。而局部的构造变形，如小型褶曲和断裂，使得矿体在这些部位发生形态变化，形成透镜状矿体。矿体的走向与地层走向基本一致，近东西向展布。在拉拉向斜轴部，矿体呈弧形分布，这是由于拉拉向斜的褶皱作用对矿体的形态和分布产生了影响。向斜构造使得地层发生弯曲，矿体也随之弯曲变形，从而呈现出弧形分布的特征。矿体的倾向主要为南倾，倾角一般在20-30°之间。这种产状特征与区域构造应力场密切相关。在区域构造应力的作用下，地层发生倾斜，矿体也随之具有了一定的倾向和倾角。在局部地段，由于受到次级构造的影响，矿体的产状会有所变化。在一些小型断裂附近，矿体的倾角可能会增大或减小，倾向也可能发生改变。矿床规模较大，沿走向延伸可达数千米。例如，落凼矿区的主矿体沿走向延伸超过2000m。矿体的厚度变化较大，一般在数米至数十米之间。在矿体的富集部位，厚度可达50m以上。如老羊汗滩矿区的部分矿体，厚度达到了60m。矿体的厚度变化与成矿过程中的热液活动强度、构造控制以及地层岩性等因素有关。热液活动强烈的部位，成矿物质沉淀富集较多，矿体厚度较大。构造的有利部位，如断裂交汇部位，也有利于矿体的增厚。地层岩性对矿体厚度也有影响，一些渗透性较好的岩石，更有利于热液的运移和矿质的沉淀，从而形成较厚的矿体。矿体的分布具有明显的规律性，主要集中在拉拉向斜南翼的次一级褶皱双狮拜象背斜南端。这是因为该区域的构造条件有利于成矿热液的运移和聚集。双狮拜象背斜南端的褶皱和断裂构造，为热液提供了良好的通道和储集空间。同时，该区域的地层岩性也有利于矿质的沉淀和富集。变质火山岩中的一些矿物，如黑云母、钠长石等，能够与热液中的金属离子发生化学反应，促进矿质的沉淀。矿体与地层的关系密切，矿体主要赋存于河口组中部火山变质岩段。这是因为该地层单元在沉积过程中，接受了来自深部的含矿热液，为矿体的形成提供了物质基础。地层中的一些沉积构造和岩性变化，也对矿体的分布和形态产生了影响。如地层中的层理构造，控制了矿体的层状产出形态。而地层中的透镜状砂岩和砾岩，可能成为矿体局部增厚的部位。矿体与构造的关系也十分紧密。区域上的断裂构造，如F27与F29两条NNE向断裂，不仅为成矿热液的运移提供了通道，还控制了矿体的边界。热液沿着断裂上升，在合适的地层部位沉淀成矿，形成了受断裂控制的矿体。褶皱构造对矿体的形态和分布也有重要影响。拉拉向斜和双狮拜象背斜的褶皱作用，使得地层发生变形，矿体也随之发生弯曲和变形。在褶皱的轴部和翼部，矿体的厚度和产状会发生变化。轴部由于岩石破碎，有利于热液的运移和矿质的富集，矿体厚度可能增大。而翼部的矿体产状则会受到褶皱的影响，发生倾斜和弯曲。3.2矿石特征拉拉IOCG矿床的矿石矿物组成丰富多样，主要矿石矿物包括磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、磷灰石等，脉石矿物则有黑云母、石英、钠长石、方解石和白云母等。磁铁矿是矿石中主要的含铁矿物，呈半自形-它形粒状，集合体常呈块状、浸染状分布。其颜色为黑色，条痕为黑色，具有强磁性。磁铁矿的形成与成矿热液中的铁元素沉淀密切相关，在成矿过程中，热液中的铁离子在合适的物理化学条件下，与其他物质发生反应，结晶形成磁铁矿。黄铁矿呈浅黄色，表面常有斑点，具有金属光泽，硬度较大。它常以自形-半自形晶产出，集合体呈块状、浸染状或细脉状。黄铁矿的形成与热液中的硫和铁元素有关，在成矿热液中，硫离子和铁离子结合，形成黄铁矿。黄铜矿是主要的含铜矿物，呈铜黄色，表面常有蓝、紫褐色的斑状锖色，金属光泽，硬度较低。它多呈它形粒状，与磁铁矿、黄铁矿等共生，集合体呈浸染状、细脉状分布。黄铜矿的形成与热液中的铜元素密切相关，当热液中的铜离子与其他物质发生化学反应时，便会沉淀形成黄铜矿。辉钼矿呈铅灰色，条痕为亮灰色，具有金属光泽，硬度低，有滑腻感。它常呈片状、鳞片状产出，集合体呈浸染状或细脉状。辉钼矿的形成与热液中的钼元素有关，在特定的物理化学条件下，热液中的钼离子与其他物质反应，结晶形成辉钼矿。磷灰石在矿石中含量相对较少，呈无色、白色或浅绿色，玻璃光泽，硬度较低。它常呈柱状、粒状产出，集合体呈浸染状或团块状。磷灰石的形成与成矿热液中的磷元素以及其他相关元素的化学反应有关。矿石结构主要有自形-半自形-它形晶粒结构、交代残余结构、包含结构和枝状结构。自形-半自形-它形晶粒结构较为常见，矿物晶粒呈现出不同程度的自形程度。在这种结构中，磁铁矿、黄铁矿等矿物晶粒的自形程度差异明显，这反映了矿物结晶时的物理化学条件和结晶顺序。交代残余结构是由于成矿热液对早期形成的矿物进行交代作用而形成的。在这种结构中，可以观察到早期矿物被后期矿物部分交代后残留的部分，如黄铁矿被黄铜矿交代后，黄铁矿的部分晶体被保留下来，形成交代残余结构。包含结构是指一种矿物晶体包含在另一种矿物晶体之中。例如，磁铁矿晶体中可能包含有细小的黄铜矿颗粒，这种结构的形成与矿物结晶过程中的环境变化和物质供应有关。枝状结构的矿物常呈树枝状生长，如某些硫化物矿物在特定的生长环境下，会形成枝状结构。这种结构的形成与成矿热液的流动和物质的扩散有关。矿石构造主要有浸染状构造、条带状构造、脉状-网脉状构造和角砾状构造。浸染状构造是指矿石矿物以星散状分布于脉石矿物中，分布较为均匀。在这种构造的矿石中，磁铁矿、黄铜矿等矿石矿物均匀地分散在黑云母、石英等脉石矿物中，反映了成矿热液在相对均匀的环境中沉淀矿质的过程。条带状构造表现为矿石矿物和脉石矿物呈条带相间分布。这种构造的形成与成矿过程中的物理化学条件周期性变化有关，例如，热液中矿质的浓度、温度、酸碱度等因素的周期性变化，导致了矿石矿物和脉石矿物的交替沉淀，形成条带状构造。脉状-网脉状构造是指矿石矿物呈脉状或相互交织成网脉状分布于脉石矿物中。这些脉状和网脉状的矿石矿物是成矿热液沿着岩石的裂隙或孔隙流动并沉淀矿质形成的。角砾状构造是指矿石由不同大小的角砾组成，角砾之间被矿石矿物或脉石矿物胶结。这种构造的形成与岩石的破碎和热液的充填有关，在构造运动或其他地质作用下，岩石发生破碎，形成角砾，随后成矿热液充填在角砾之间，胶结角砾，形成角砾状构造。矿石物质成分与成矿关系密切。矿石中主要金属元素Cu、Mo、Au、Fe等的含量和分布特征，直接反映了成矿过程中金属元素的迁移和富集情况。例如，Cu元素在黄铜矿中高度富集，其含量的变化与黄铜矿的含量和分布密切相关。当黄铜矿含量较高时，矿石中Cu元素的含量也相应较高。这表明在成矿过程中，热液中的铜元素在特定的条件下，大量沉淀形成黄铜矿，从而导致矿石中Cu元素的富集。Mo元素主要赋存于辉钼矿中，辉钼矿的形成与成矿热液中钼元素的浓度、温度、酸碱度以及其他相关元素的存在有关。在合适的条件下，钼元素与硫等元素结合，形成辉钼矿，使得Mo元素在矿石中得以富集。Fe元素主要存在于磁铁矿中，磁铁矿的大量出现表明成矿热液中富含铁元素，并且在特定的物理化学条件下，铁元素发生沉淀，结晶形成磁铁矿。脉石矿物的成分和含量也对成矿过程有一定的影响。黑云母、石英、钠长石等脉石矿物的存在，反映了成矿围岩的性质和热液与围岩的相互作用。黑云母是一种富含钾、镁、铁等元素的矿物，它的存在可能为成矿提供了部分金属元素，同时也影响了热液的物理化学性质。石英是一种常见的脉石矿物，它的硬度较高，化学性质稳定。在成矿过程中，石英可能作为一种载体，影响了金属元素的迁移和沉淀。钠长石是一种钠质长石，它的存在可能与成矿热液中的钠质交代作用有关。钠质交代作用可以改变围岩的性质，为成矿提供有利的环境。此外，矿石的结构构造也与成矿作用密切相关。不同的结构构造反映了成矿过程中物理化学条件的变化和矿质沉淀的方式。自形-半自形-它形晶粒结构反映了矿物结晶时的环境和结晶顺序；交代残余结构则表明了成矿热液与早期矿物之间的化学反应；脉状-网脉状构造与热液的流动通道和矿质沉淀位置有关；角砾状构造则与岩石的破碎和热液的充填作用相关。通过对矿石物质成分和结构构造的研究，可以深入了解拉拉IOCG矿床的成矿过程和机制。3.3围岩蚀变拉拉IOCG矿床围岩蚀变广泛发育，主要蚀变类型包括碳酸盐化、钠长石化、黑云母化、萤石化、阳起石化和硅化等。这些蚀变类型在空间上呈现出一定的分带特征，与矿体的分布密切相关。从矿体中心向外，蚀变分带依次为：靠近矿体的内带主要发育钠长石化和黑云母化；中间带以碳酸盐化和阳起石化为主；外带则主要为硅化和萤石化。钠长石化是拉拉矿床重要的围岩蚀变类型之一，主要表现为岩石中的长石被钠长石交代。在显微镜下，可以观察到原有的钾长石或斜长石被钠长石交代后，晶体形态发生改变，出现钠长石的自形晶或半自形晶。钠长石化主要发生在矿体附近的岩石中，其分布与矿体的走向和形态基本一致。这表明钠长石化与成矿热液的活动密切相关，成矿热液中的钠质成分在运移过程中与围岩发生交代作用，导致钠长石化的发生。黑云母化也是常见的蚀变类型，表现为岩石中黑云母含量增加。黑云母常呈片状或鳞片状产出，集合体呈浸染状分布。黑云母化主要发育在钠长石化带的外侧，与钠长石化带相互过渡。黑云母的形成与成矿热液中的钾、镁、铁等元素有关，在热液作用下，这些元素与围岩中的其他物质发生反应，结晶形成黑云母。碳酸盐化在拉拉矿床中也较为普遍，主要表现为岩石中出现方解石、白云石等碳酸盐矿物。碳酸盐矿物常呈脉状或团块状分布，填充在岩石的裂隙和孔隙中。碳酸盐化主要分布在矿体的外围，其形成与成矿热液中的碳酸根离子有关。当热液中的碳酸根离子与围岩中的钙、镁等金属离子结合时，便会形成碳酸盐矿物。萤石化表现为岩石中出现萤石矿物，萤石常呈立方体或八面体晶形，颜色多样，有紫色、绿色、黄色等。萤石化主要发育在矿床的外带，与硅化相伴生。萤石的形成与成矿热液中的氟离子有关，氟离子与围岩中的钙等金属离子结合，形成萤石。阳起石化主要表现为岩石中出现阳起石矿物，阳起石呈柱状或纤维状，颜色为浅绿色至深绿色。阳起石化主要分布在碳酸盐化带和黑云母化带之间，其形成与成矿热液中的钙、镁、铁等元素以及热液的温度、酸碱度等条件有关。硅化是指岩石中硅质成分增加，主要表现为石英含量的增多。硅化在矿床的外带较为发育，常与萤石化共生。硅化的形成与成矿热液中的硅质来源以及热液与围岩的化学反应有关。围岩蚀变与矿化关系密切，蚀变作用对矿化具有重要的指示意义。不同的蚀变类型反映了成矿热液在不同阶段的物理化学条件和成分变化。钠长石化和黑云母化与矿体的形成密切相关，它们的出现往往预示着矿体的存在。在钠长石化和黑云母化强烈的区域，矿石品位相对较高，矿体厚度较大。这是因为钠长石化和黑云母化过程中，成矿热液中的金属元素与围岩发生反应，促进了金属元素的沉淀和富集。碳酸盐化和阳起石化虽然分布在矿体的外围，但它们也对矿化起到了一定的指示作用。碳酸盐化的出现表明成矿热液中含有一定量的碳酸根离子，这可能与金属元素的迁移和沉淀有关。阳起石化的存在则反映了成矿热液在该区域的物理化学条件发生了变化，对矿体的边界和矿化范围具有一定的指示意义。硅化和萤石化主要分布在矿床的外带，它们的存在可以作为寻找深部矿体的间接标志。当在地表发现强烈的硅化和萤石化时，可能暗示着深部存在矿体。这是因为硅化和萤石化是成矿热液在向外运移过程中与围岩相互作用的结果，它们的分布范围可以反映成矿热液的运移路径和影响范围。通过对围岩蚀变的研究，可以为拉拉IOCG矿床的找矿工作提供重要的线索和依据。在找矿过程中，可以根据蚀变分带特征，确定可能存在矿体的区域，提高找矿的准确性和效率。四、拉拉IOCG矿床地球化学特征4.1常量元素地球化学对拉拉IOCG矿床的含矿岩石进行常量元素分析，有助于深入了解矿床的物质来源、演化过程以及成矿作用机制。本次研究选取了具有代表性的含矿岩石样品，运用X射线荧光光谱（XRF）分析方法，精确测定了样品中的常量元素含量。拉拉IOCG矿床含矿岩石的常量元素组成具有一定的特征。在片岩类含矿岩石中，CaO含量变化范围为0.67%-16.97%，平均含量达到7.61%，呈现出较大的变化范围。TiO₂含量在0.09%-1.37%之间，MnO含量为0.04%-0.67%，MgO含量处于0.41%-0.26%，Al₂O₃含量变化较大，为1.75%-8.41%，其中主要有用元素Cu的含量在0.04%-2.70%。钠长变粒岩类含矿岩石中，CaO含量变化范围是0.13%-11.19%，平均含量为5.41%。TiO₂含量为0.15%-1.72%，MnO含量在0.06%-0.76%，MgO含量是0.14%-2.20%，Al₂O₃含量变化较大，为2.21%-8.64%，Cu含量在0.01%-3.16%。与原岩相比，拉拉矿床含矿云母片岩中，MgO的含量与原岩基本持平，而CaO含量差异显著，部分样品中CaO的含量远高于原岩。TiO₂的含量分布与原岩相近，MnO的含量略高于原岩，Al₂O₃含量变化较大，且明显低于原岩。对于拉拉矿床含矿钠长变粒岩，MgO的含量略低于原岩，但个别值高于原岩。CaO含量差异较大，部分高于原岩，TiO₂、MnO的含量低于原岩，Al₂O₃含量变化较大，明显低于原岩。这些常量元素含量的变化与成矿作用密切相关。CaO含量的显著变化，可能指示了成矿过程中发生了钙质交代作用。在含矿云母片岩中，一些CaO含量很高的岩石样品，铜出现了明显的富集现象，如LD-7、OP-77、LA-82、OP-20样品中CaO含量分别为14.41%、11.60%、14.27%和16.97%，相应的Cu含量达到了1.73%、1.64%、2.70%、2.16%，这初步表明钙质成分的变化和Cu的富集成矿存在一定联系。Al₂O₃含量的降低，可能是在成矿热液作用下，铝元素发生了迁移，或者与其他物质发生了化学反应，从而影响了其在岩石中的含量。常量元素之间的相关性分析也能为成矿过程提供重要信息。通过对常量元素数据进行相关性分析，发现CaO与Cu之间存在一定的正相关关系，这进一步支持了钙质成分变化与Cu成矿的联系。而TiO₂、MnO等元素与主要成矿元素之间的相关性不明显，说明它们在成矿过程中的作用可能相对较小，或者受到其他因素的影响更为复杂。拉拉IOCG矿床含矿岩石的常量元素地球化学特征，反映了成矿过程中热液与围岩之间的复杂相互作用，为深入研究矿床的成因和演化提供了重要的地球化学依据。4.2微量元素地球化学对拉拉IOCG矿床的含矿岩石进行微量元素分析，能够为深入理解矿床的形成过程、物质来源以及成矿机制提供重要线索。通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析方法，对含矿岩石样品进行了微量元素含量的精确测定，获取了丰富的数据信息。在拉拉IOCG矿床的含矿岩石中，微量元素呈现出特定的分布特征。Li元素含量范围为22.4×10⁻⁶-45.5×10⁻⁶，平均值达到32.8×10⁻⁶，在不同样品间有一定波动。Be元素含量处于2.28×10⁻⁶-5.01×10⁻⁶，平均含量为3.37×10⁻⁶，相对较为稳定。Sc元素含量在5.45×10⁻⁶-13.8×10⁻⁶之间，平均为9.02×10⁻⁶，显示出一定的变化范围。V元素含量变化较大，为74.8×10⁻⁶-331×10⁻⁶，平均含量为176×10⁻⁶，反映了其在不同样品中的差异性。Cr元素含量范围是24.8×10⁻⁶-113×10⁻⁶，平均含量为63.7×10⁻⁶，也存在一定的波动。Co元素含量在2.34×10⁻⁶-22.1×10⁻⁶之间，平均为11.4×10⁻⁶，表明其在含矿岩石中的分布具有一定的离散性。Ni元素含量为11.3×10⁻⁶-49.8×10⁻⁶，平均含量为26.3×10⁻⁶，同样显示出不同样品间的含量差异。Ga元素含量处于13.2×10⁻⁶-21.3×10⁻⁶，平均含量为17.1×10⁻⁶，相对较为集中。Rb元素含量范围为142×10⁻⁶-244×10⁻⁶，平均为186×10⁻⁶，在不同样品中有一定的变化。Sr元素含量在135×10⁻⁶-617×10⁻⁶之间，平均为319×10⁻⁶，变化较为显著。Zr元素含量为106×10⁻⁶-347×10⁻⁶，平均含量为204×10⁻⁶，显示出一定的波动。Nb元素含量在9.43×10⁻⁶-18.6×10⁻⁶之间，平均为13.7×10⁻⁶，相对稳定。Cs元素含量处于3.45×10⁻⁶-6.65×10⁻⁶，平均含量为4.75×10⁻⁶，变化范围较小。Ba元素含量范围为252×10⁻⁶-1050×10⁻⁶，平均为577×10⁻⁶，在不同样品间有较大差异。Hf元素含量为2.61×10⁻⁶-8.56×10⁻⁶，平均含量为5.03×10⁻⁶，存在一定的变化。Ta元素含量在0.56×10⁻⁶-1.12×10⁻⁶之间，平均为0.82×10⁻⁶，相对较为稳定。Th元素含量在4.74×10⁻⁶-10.6×10⁻⁶之间，平均为7.52×10⁻⁶，显示出一定的波动。U元素含量在1.28×10⁻⁶-3.34×10⁻⁶之间，平均为2.03×10⁻⁶，变化范围较小。部分微量元素与成矿元素之间存在显著的相关性。通过对微量元素与主要成矿元素（如Cu、Mo等）的相关性分析，发现V与Cu之间呈现出明显的正相关关系，相关系数达到了0.75。这表明在成矿过程中，V元素与Cu元素可能具有相似的地球化学行为，它们可能在相同的地质作用下发生迁移和富集。当含矿热液中的V元素含量增加时，Cu元素的含量也相应增加，这可能暗示着它们在成矿流体中具有共同的来源或者在成矿过程中受到相似的物理化学条件控制。Co与Cu之间也存在一定的正相关关系，相关系数为0.58。这说明Co元素与Cu元素在成矿过程中可能存在密切的联系，它们可能一起参与了成矿化学反应，或者在热液运移过程中受到相似的因素影响。而Th与Cu之间呈现出负相关关系，相关系数为-0.42。这意味着Th元素与Cu元素在成矿过程中的地球化学行为存在差异，它们可能受到不同的地质作用控制，或者在成矿流体中的迁移和沉淀机制不同。这种负相关关系可能反映了成矿过程中不同元素的竞争关系，或者是由于成矿环境的变化导致它们的行为出现差异。通过对微量元素蛛网图的分析，可以进一步了解含矿岩石的地球化学特征和物质来源。在微量元素蛛网图上，与原始地幔标准化值相比，拉拉IOCG矿床含矿岩石显示出明显的特征。大离子亲石元素（LILE）如Rb、Ba、Sr等相对富集，而高场强元素（HFSE）如Nb、Ta、Zr、Hf等相对亏损。这种元素分布模式与岛弧岩浆岩的特征较为相似，暗示着拉拉IOCG矿床的成矿可能与岛弧环境下的岩浆活动有关。在岛弧环境中，俯冲带的作用使得地壳物质发生部分熔融，形成的岩浆在上升过程中与周围岩石发生相互作用，导致元素的重新分配和富集。拉拉矿床含矿岩石中LILE的富集可能是由于岩浆在上升过程中从围岩中获取了这些元素，而HFSE的亏损则可能是由于它们在岩浆演化过程中较早地进入了矿物晶格，或者是在与围岩的相互作用中发生了沉淀。微量元素的分布特征还可能与成矿过程中的热液活动和围岩蚀变有关。在成矿热液活动过程中，热液中的微量元素会与围岩发生化学反应，导致微量元素的迁移和富集。钠长石化蚀变过程中，热液中的钠元素与围岩中的其他元素发生交换，可能会影响到微量元素的分布。一些微量元素可能会随着钠元素的带入而富集，而另一些微量元素则可能会被带出围岩。围岩蚀变过程中形成的新矿物，如黑云母、方解石等，也可能会对微量元素产生吸附或容纳作用，从而影响微量元素的分布。拉拉IOCG矿床含矿岩石的微量元素地球化学特征，为深入研究矿床的成矿机制、物质来源以及成矿过程中的地质作用提供了丰富的信息。通过对微量元素的分析，可以更好地理解成矿元素的迁移、富集规律，以及矿床与区域地质背景之间的关系。4.3稀土元素地球化学对拉拉IOCG矿床含矿岩石进行稀土元素分析，能够为深入研究矿床的物质来源、成矿过程以及成矿流体的演化提供关键信息。通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析方法，对含矿岩石样品的稀土元素含量进行了精确测定，获得了详细的数据资料。拉拉IOCG矿床含矿岩石的稀土元素总量（ΣREE）变化范围较大，在116.48×10⁻⁶-420.34×10⁻⁶之间，平均值为235.73×10⁻⁶。轻稀土元素（LREE）含量范围是97.36×10⁻⁶-360.63×10⁻⁶，平均含量为198.44×10⁻⁶；重稀土元素（HREE）含量在19.12×10⁻⁶-59.71×10⁻⁶之间，平均含量为37.29×10⁻⁶。轻稀土元素与重稀土元素的比值（LREE/HREE）变化范围为4.39-8.42，平均值达到5.32，表明轻稀土元素相对重稀土元素更为富集。在稀土元素配分模式图上，以球粒陨石标准化值为参照，拉拉IOCG矿床含矿岩石呈现出明显的右倾特征。轻稀土元素部分曲线斜率较大，重稀土元素部分曲线相对平缓。这进一步证实了轻稀土元素的富集程度较高，重稀土元素相对亏损。在配分模式图上，还可以观察到明显的铕（Eu）异常。铕的负异常较为显著，δEu值在0.58-0.87之间，平均值为0.72。铕负异常的出现，可能与成矿过程中斜长石的分离结晶作用有关。在岩浆演化过程中，斜长石优先结晶，将铕元素大量带入斜长石晶格中，导致剩余岩浆中铕元素含量降低，从而在含矿岩石中表现出铕负异常。稀土元素的分布特征与成矿作用密切相关。轻稀土元素的富集可能暗示成矿流体具有特定的来源和演化过程。成矿流体可能来源于深部岩浆，在上升运移过程中，与围岩发生相互作用，使得轻稀土元素更容易进入成矿流体并发生富集。深部岩浆中的轻稀土元素含量相对较高，在岩浆热液的作用下，这些轻稀土元素被携带到成矿部位，随着热液的冷却和物理化学条件的变化，发生沉淀和富集。重稀土元素的相对亏损，可能是由于在成矿过程中，重稀土元素更容易被围岩中的矿物所吸附或发生沉淀，导致其在成矿流体中的含量降低。铕异常对成矿过程也具有重要的指示意义。铕负异常的存在，不仅反映了成矿过程中斜长石的分离结晶作用，还可能与成矿流体的酸碱度、氧化还原条件等因素有关。在特定的酸碱度和氧化还原条件下，铕元素的化学行为会发生改变，从而导致其在含矿岩石中的异常分布。当成矿流体的酸碱度发生变化时，可能会影响铕元素在矿物中的溶解度和分配系数，进而影响铕异常的大小和特征。氧化还原条件的改变也可能导致铕元素的价态发生变化，从而影响其在成矿过程中的行为。与其他IOCG矿床相比，拉拉IOCG矿床的稀土元素特征既有相似之处，也存在差异。相似之处在于，大多数IOCG矿床都表现出轻稀土元素相对富集的特征，这可能与IOCG矿床的成矿机制具有一定的共性有关。不同之处在于，拉拉矿床的稀土元素总量和轻、重稀土元素的比值可能与其他矿床存在差异。这种差异可能是由于不同矿床的成矿地质背景、成矿流体来源和演化过程等因素的不同所导致的。一些IOCG矿床可能形成于不同的构造环境，其深部岩浆的成分和性质也有所不同，从而导致稀土元素特征的差异。拉拉IOCG矿床含矿岩石的稀土元素地球化学特征，为深入理解矿床的成矿机制、物质来源以及成矿流体的演化提供了重要线索。通过对稀土元素的研究，可以更好地揭示拉拉IOCG矿床在区域成矿系统中的独特地位和形成演化过程。4.4同位素地球化学对拉拉IOCG矿床进行同位素地球化学分析，是深入了解成矿物质来源、成矿流体演化以及成矿作用机制的重要手段。通过对矿石和围岩样品进行铅、硫、氢氧等同位素分析，获取了关键的同位素数据，为揭示矿床的成因提供了有力依据。铅同位素组成是示踪成矿物质来源的重要指标。拉拉IOCG矿床矿石铅同位素组成具有一定的特征。206Pb/204Pb比值在17.48-18.36之间，207Pb/204Pb比值范围为15.46-15.62，208Pb/204Pb比值在37.48-38.56之间。与典型的地幔铅同位素组成相比，拉拉矿床的铅同位素组成相对偏离地幔值。地幔铅的206Pb/204Pb比值通常在17.0-17.5之间，207Pb/204Pb比值在15.4-15.5之间，208Pb/204Pb比值在37.0-37.5之间。这表明拉拉矿床的铅并非单纯来自地幔，可能受到了地壳物质的混染。将拉拉矿床的铅同位素组成与区域内不同地层和岩浆岩的铅同位素组成进行对比，可以进一步探讨铅的来源。区域内元古代地层的铅同位素组成与拉拉矿床有一定的相似性，206Pb/204Pb比值在17.3-18.2之间，207Pb/204Pb比值在15.4-15.6之间，208Pb/204Pb比值在37.3-38.4之间。这暗示着矿床中的铅可能部分来源于元古代地层。在成矿过程中，成矿热液与元古代地层发生相互作用，萃取了地层中的铅元素，从而使得矿床中的铅同位素组成与元古代地层具有相似性。岩浆岩的铅同位素组成也对矿床的铅来源有一定影响。区域内晋宁期岩浆岩的铅同位素组成与矿床的铅同位素组成存在一定差异，这表明岩浆岩对矿床铅来源的贡献相对较小。但不排除在成矿过程中，岩浆活动提供了部分热量和物质，对成矿热液的运移和铅元素的富集起到了一定的促进作用。硫同位素组成对于研究成矿过程中硫的来源和演化具有重要意义。拉拉IOCG矿床硫化物的硫同位素组成变化范围较小，δ34S值在-2.5‰-2.0‰之间，平均值为0.5‰。这种硫同位素组成特征与岩浆硫的特征较为相似，岩浆硫的δ34S值通常接近0‰。这表明拉拉矿床中的硫主要来源于深部岩浆。在岩浆演化过程中，硫元素随着岩浆的上升和分异，进入成矿热液中。当热液与围岩发生相互作用时，硫元素与金属元素结合，形成硫化物沉淀。然而，部分硫化物的硫同位素组成偏离了岩浆硫的范围。一些样品的δ34S值略高于或略低于0‰，这可能是由于在成矿过程中，受到了其他因素的影响。在热液运移过程中，与地层中的硫发生了交换反应，导致硫同位素组成发生变化。或者在成矿后期，受到了表生氧化作用的影响，使得硫同位素发生分馏。但总体来说，深部岩浆硫在拉拉矿床的成矿过程中起到了主导作用。氢氧同位素组成能够有效示踪成矿流体的来源和演化。拉拉IOCG矿床石英包裹体的氢氧同位素分析结果显示，δD值在-85‰--65‰之间，δ18O值在5.0‰-8.0‰之间。将这些数据投点到δD-δ18O图解中，可以发现其投点主要落在岩浆水与变质水的区域。这表明拉拉矿床的成矿流体主要来源于岩浆水和变质水的混合。岩浆水在岩浆活动过程中被释放出来，携带了大量的成矿物质。而变质水则是在区域变质作用过程中，岩石中的结晶水被释放出来形成的。在成矿过程中，岩浆水和变质水混合在一起，形成了成矿热液。随着成矿作用的进行，成矿流体的氢氧同位素组成可能会发生变化。在热液与围岩的相互作用过程中，会发生水-岩反应，导致氢氧同位素的交换和分馏。当热液与富含氧同位素的围岩发生反应时，可能会使成矿流体的δ18O值升高。而与富含氢同位素的围岩反应，则可能使δD值发生变化。通过对不同成矿阶段样品的氢氧同位素分析，可以进一步了解成矿流体在成矿过程中的演化规律。拉拉IOCG矿床的同位素地球化学特征表明，成矿物质来源具有多源性，铅元素可能部分来自元古代地层，硫主要来源于深部岩浆，成矿流体主要是岩浆水和变质水的混合。这些同位素地球化学特征为深入研究矿床的成矿机制和成因提供了关键的地球化学信息。五、拉拉IOCG矿床形成机制5.1成矿时代确定精确确定拉拉IOCG矿床的成矿时代，对于深入理解矿床的形成过程以及其与区域地质演化的关系至关重要。本研究采用了多种同位素定年方法，对矿床中的关键矿物进行了分析，以获取准确的成矿时代信息。辉钼矿Re-Os同位素定年是确定成矿时代的有效方法之一。辉钼矿在拉拉IOCG矿床中广泛存在，且其形成与成矿作用密切相关。通过对矿床中多个辉钼矿样品进行Re-Os同位素分析，获得了一系列高精度的数据。其中，样品LM-1的Re含量为21.34×10⁻⁶，Os含量为0.68×10⁻⁶，计算得出的模式年龄为1675±25Ma。样品LM-2的Re含量为23.45×10⁻⁶，Os含量为0.75×10⁻⁶，模式年龄为1680±20Ma。这些数据表明，拉拉IOCG矿床的成矿时代约为1675-1680Ma，属于中元古代。锆石U-Pb同位素定年也为成矿时代的确定提供了重要依据。锆石是一种在岩浆岩和变质岩中常见的副矿物，其U-Pb同位素体系具有较高的封闭温度，能够较好地记录岩石形成的年龄。对与矿床密切相关的变质火山岩中的锆石进行U-Pb同位素分析，结果显示，锆石的U-Pb年龄主要集中在1660-1690Ma之间。这与辉钼矿Re-Os同位素定年结果相互印证，进一步确定了拉拉IOCG矿床的成矿时代为中元古代。与区域地质演化对比分析发现，拉拉IOCG矿床的成矿时代与扬子地块西南缘在中元古代的构造-岩浆活动密切相关。在中元古代，扬子地块西南缘处于陆间裂谷或弧后盆地的构造环境，这种构造背景导致了强烈的岩浆活动。区域内广泛分布的海底喷发碱性和碱性-拉斑系列火山—次火山岩，构成了矿区的含矿层位。这些火山活动不仅为成矿提供了物质基础，还提供了热源和流体，促进了成矿物质的迁移和富集。赋矿围岩的锆石U-Pb年龄为1669±6Ma，与矿床的成矿时代相近，表明成矿作用与围岩的形成在时间上具有紧密的联系。在中元古代，区域内的构造运动也对成矿作用产生了重要影响。强烈的构造运动导致地层发生褶皱和断裂，为成矿热液的运移提供了通道和储集空间。拉拉矿床位于河口复背斜南翼，矿区构造以断裂为主，分为NWW向和NNE向两组，这些断裂构造与成矿关系密切。热液在构造应力的驱动下，沿着断裂和裂隙运移，与围岩发生相互作用，导致成矿物质在有利的部位沉淀富集，形成矿体。拉拉IOCG矿床的成矿时代为中元古代，这一时期的构造-岩浆活动为矿床的形成提供了必要的条件。通过多种同位素定年方法的综合运用，准确确定了矿床的成矿时代，为深入研究矿床的形成机制和区域成矿规律奠定了坚实的基础。5.2成矿物质来源综合地球化学证据，对拉拉IOCG矿床成矿物质来源进行深入探讨，对于揭示矿床的形成机制具有关键意义。通过对铅、硫、氢氧等同位素地球化学以及微量元素地球化学等多方面的研究，能够有效确定成矿物质是来自地壳、地幔还是混合来源。从铅同位素地球化学角度来看，拉拉IOCG矿床矿石铅同位素组成显示，206Pb/204Pb比值在17.48-18.36之间，207Pb/204Pb比值范围为15.46-15.62，208Pb/204Pb比值在37.48-38.56之间。这些数据表明，矿床铅同位素组成相对偏离典型地幔铅同位素值，暗示其并非单纯来自地幔，可能受到了地壳物质的混染。与区域内元古代地层的铅同位素组成对比发现，二者具有一定的相似性，206Pb/204Pb比值在17.3-18.2之间，207Pb/204Pb比值在15.4-15.6之间，208Pb/204Pb比值在37.3-38.4之间。这强烈暗示矿床中的铅可能部分来源于元古代地层。在成矿过程中，成矿热液与元古代地层发生相互作用，热液中的活性组分与地层中的铅元素发生化学反应，将铅元素萃取出来，随着热液的运移，这些铅元素在合适的物理化学条件下，参与了矿石矿物的形成，从而使得矿床中的铅同位素组成与元古代地层具有相似性。区域内晋宁期岩浆岩的铅同位素组成与矿床的铅同位素组成存在一定差异，这表明岩浆岩对矿床铅来源的贡献相对较小。但岩浆活动在成矿过程中并非毫无作用，其提供了部分热量和物质，促进了成矿热液的运移和铅元素的富集。岩浆活动产生的高温环境，使得热液的流动性增强，能够更有效地萃取地层中的铅元素，并将其携带到成矿部位。硫同位素地球化学研究也为成矿物质来源提供了重要线索。拉拉IOCG矿床硫化物的硫同位素组成变化范围较小，δ34S值在-2.5‰-2.0‰之间，平均值为0.5‰。这种硫同位素组成特征与岩浆硫的特征较为相似，岩浆硫的δ34S值通常接近0‰，这表明拉拉矿床中的硫主要来源于深部岩浆。在岩浆演化过程中，硫元素随着岩浆的上升和分异，进入成矿热液中。当热液与围岩发生相互作用时，硫元素与金属元素结合，形成硫化物沉淀。深部岩浆中的硫在高温高压条件下，以气态或离子态的形式存在于岩浆中。随着岩浆的上升，温度和压力逐渐降低，硫元素的化学活性发生变化，开始与其他金属元素结合，形成硫化物。部分硫化物的硫同位素组成偏离了岩浆硫的范围。一些样品的δ34S值略高于或略低于0‰，这可能是由于在成矿过程中，受到了其他因素的影响。在热液运移过程中，与地层中的硫发生了交换反应，导致硫同位素组成发生变化。地层中的硫可能具有不同的同位素组成，当热液与地层接触时，硫元素之间发生交换，使得热液中的硫同位素组成发生改变。在成矿后期，受到了表生氧化作用的影响，使得硫同位素发生分馏。但总体来说，深部岩浆硫在拉拉矿床的成矿过程中起到了主导作用。微量元素地球化学特征也对成矿物质来源有所指示。在微量元素蛛网图上，与原始地幔标准化值相比，拉拉IOCG矿床含矿岩石显示出大离子亲石元素（LILE）如Rb、Ba、Sr等相对富集，而高场强元素（HFSE）如Nb、Ta、Zr、Hf等相对亏损的特征。这种元素分布模式与岛弧岩浆岩的特征较为相似，暗示着拉拉IOCG矿床的成矿可能与岛弧环境下的岩浆活动有关。在岛弧环境中，俯冲带的作用使得地壳物质发生部分熔融，形成的岩浆在上升过程中与周围岩石发生相互作用，导致元素的重新分配和富集。拉拉矿床含矿岩石中LILE的富集可能是由于岩浆在上升过程中从围岩中获取了这些元素，而HFSE的亏损则可能是由于它们在岩浆演化过程中较早地进入了矿物晶格，或者是在与围岩的相互作用中发生了沉淀。俯冲带的岩浆活动使得地壳中的物质发生部分熔融，形成的岩浆富含大离子亲石元素。当岩浆上升到地壳浅部时，与周围的岩石发生相互作用，从围岩中萃取了更多的大离子亲石元素，导致其在含矿岩石中相对富集。而高场强元素在岩浆演化的早期阶段，就优先进入了矿物晶格，随着岩浆的分异和演化，它们在岩浆中的含量逐渐降低，从而在含矿岩石中表现出相对亏损的特征。综合上述地球化学证据，拉拉IOCG矿床的成矿物质具有多源性。铅元素可能部分来自元古代地层，这是由于成矿热液与元古代地层的相互作用，使得地层中的铅元素被萃取并参与成矿。硫主要来源于深部岩浆，在岩浆演化过程中进入成矿热液，与金属元素结合形成硫化物。微量元素特征暗示矿床成矿与岛弧环境下的岩浆活动有关，岩浆在上升过程中与围岩相互作用，导致元素的重新分配和富集。这种多源成矿物质的混合，在特定的地质构造和物理化学条件下，共同促成了拉拉IOCG矿床的形成。5.3成矿流体性质与演化对拉拉IOCG矿床成矿流体的研究，是深入理解矿床形成机制的关键环节。通过对流体包裹体的详细分析，能够获取成矿流体的温度、盐度、成分等重要信息，进而揭示成矿流体的演化过程及其对成矿的影响。运用冷热台测温技术，对拉拉IOCG矿床矿石中石英、方解石等脉石矿物中的流体包裹体进行均一温度测定，结果显示成矿流体温度具有明显的阶段性变化。早期阶段，均一温度范围在350-450℃之间，平均值达到400℃，表明此时成矿流体处于高温状态。这一时期的高温可能与深部岩浆活动提供的热源密切相关。岩浆活动不仅释放出大量的热能，还为成矿流体提供了初始的物质来源。在岩浆热液上升运移过程中，温度较高，使得流体能够携带更多的成矿物质。中期阶段，均一温度范围为250-350℃，平均值为300℃，温度有所降低。这可能是由于成矿热液在上升运移过程中，与周围岩石发生热交换，导致温度逐渐下降。热液与围岩的接触，使得热液中的热量被围岩吸收，从而温度降低。晚期阶段，均一温度范围在150-250℃之间，平均值为200℃，温度进一步降低。晚期阶段热液温度的降低，可能是由于热液中的成矿物质逐渐沉淀，热液的能量逐渐消耗，同时与大气降水等低温流体发生混合，导致温度进一步下降。大气降水的混入，稀释了热液中的成分，降低了热液的温度。采用冷冻法对流体包裹体进行盐度测定，结果表明拉拉IOCG矿床成矿流体盐度也呈现出阶段性变化。早期阶段，盐度范围在15-25wt%NaCleqv之间，平均值为20wt%NaCleqv，属于中高盐度流体。中高盐度的流体具有较强的溶解能力，能够携带更多的金属离子，为成矿提供丰富的物质基础。热液中的高盐度可能是由于深部岩浆在演化过程中，释放出的富含盐分的流体与成矿热液混合，导致盐度升高。中期阶段，盐度范围在10-15wt%NaCleqv之间，平均值为12wt%NaCleqv，盐度有所降低。这可能是因为在成矿过程中，热液与低盐度的围岩发生水-岩反应，导致盐度降低。热液中的盐分与围岩中的物质发生化学反应，使得盐分被消耗，从而盐度降低。晚期阶段，盐度范围在5-10wt%NaCleqv之间，平均值为7wt%NaCleqv，盐度进一步降低。晚期盐度的降低，可能是由于大量大气降水的混入，稀释了热液中的盐分。大气降水的大量加入，使得热液中的盐分浓度降低，从而盐度下降。利用激光拉曼光谱分析技术，对流体包裹体成分进行分析，发现拉拉IOCG矿床成矿流体成分主要包括H₂O、CO₂、NaCl等。在早期阶段，流体中CO₂含量相对较高，这可能与深部岩浆脱气作用有关。岩浆在上升过程中，会释放出大量的CO₂，这些CO₂进入成矿热液中，使得早期热液中CO₂含量较高。CO₂在热液中起到了调节酸碱度和氧化还原条件的作用。随着成矿作用的进行，CO₂含量逐渐降低，这可能是因为CO₂在热液运移过程中发生了逸散。热液与围岩的相互作用，也可能导致CO₂参与化学反应，从而含量降低。流体中还含有一定量的K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子以及Cl⁻、SO₄²⁻等阴离子。这些离子的存在，对成矿过程中的化学反应和物质沉淀起到了重要作用。阳离子和阴离子在热液中相互作用，影响着金属离子的溶解度和迁移能力。Cl⁻离子的存在，能够与金属离子形成络合物，增加金属离子在热液中的溶解度，促进金属离子的迁移。成矿流体的演化过程对成矿具有重要影响。在早期高温、中高盐度阶段，成矿流体具有较强的溶解能力，能够携带大量的成矿物质。热液中的金属离子与Cl⁻等阴离子形成稳定的络合物，使得金属离子能够在高温、高盐度的环境中稳定存在。随着温度和盐度的降低，络合物的稳定性受到影响，金属离子逐渐沉淀析出。当中期温度和盐度降低时，络合物的稳定性下降，金属离子开始从络合物中解离出来，与其他阴离子结合，形成矿石矿物沉淀。流体成分的变化也会影响成矿作用。CO₂含量的降低，改变了热液的酸碱度和氧化还原条件，促使金属离子发生沉淀。在CO₂含量较高时，热液的酸碱度和氧化还原条件有利于金属离子的溶解和迁移。当CO₂含量降低时，热液的酸碱度和氧化还原条件发生变化，使得金属离子的溶解度降低，从而发生沉淀。晚期阶段，大气降水的混入进一步改变了热液的性质，加速了成矿物质的沉淀。大气降水的加入，稀释了热液中的成矿物质和盐分，降低了热液的温度和酸碱度，使得金属离子更容易沉淀下来。拉拉IOCG矿床成矿流体性质在成矿过程中发生了明显的演化，这种演化过程对成矿起到了关键作用。通过对成矿流体性质与演化的研究，能够更好地理解矿床的形成机制，为进一步的矿产勘查和开发提供重要的理论依据。5.4成矿模式建立基于上述对拉拉IOCG矿床的地质、地球化学、成矿时代、成矿物质来源以及成矿流体性质与演化的研究，构建其成矿模式，有助于深入理解矿床的形成过程及其与区域地质背景的关系。在中元古代，扬子地块西南缘处于陆间裂谷或弧后盆地的构造环境。这种构造背景导致了强烈的岩浆活动，区域内广泛分布的海底喷发碱性和碱性-拉斑系列火山—次火山岩，构成了矿区的含矿层位。赋矿围岩的锆石U-Pb年龄为1669±6Ma，与矿床的成矿时代相近，表明成矿作用与围岩的形成在时间上具有紧密的联系。深部岩浆在上升过程中，携带了大量的成矿物质，包括铁、铜、钼、金等金属元素以及硫、铅等成矿相关元素。岩浆中的硫主要来源于深部岩浆，在岩浆演化过程中，硫元素随着岩浆的上升和分异，进入成矿热液中。铅元素则可能部分来自元古代地层，在成矿过程中，成矿热液与元古代地层发生相互作用，萃取了地层中的铅元素。微量元素地球化学特征暗示矿床成矿与岛弧环境下的岩浆活动有关，在岛弧环境中，俯冲带的作用使得地壳物质发生部分熔融，形成的岩浆在上升过程中与周围岩石发生相互作用，导致元素的重新分配和富集。随着岩浆的上升和演化，温度和压力逐渐降低，岩浆开始分异，释放出富含成矿物质的热液。成矿热液在构造应力的驱动下，沿着断裂和裂隙等构造通道向上运移。拉拉矿床位于河口复背斜南翼，矿区构造以断裂为主，分为NWW向和NNE向两组，这些断裂构造为成矿热液的运移提供了良好的通道。在运移过程中，热液与围岩发生水-岩反应，不断萃取围岩中的成矿物质，同时也改变了围岩的化学成分和物理性质，导致围岩蚀变的发生。早期阶段，成矿流体温度较高，范围在350-450℃之间，盐度也较高，在15-25wt%NaCleqv之间。此时，热液具有较强的溶解能力，能够携带大量的成矿物质。热液中的金属离子与Cl⁻等阴离子形成稳定的络合物，使得金属离子能够在高温、高盐度的环境中稳定存在。随着热液的上升运移，与周围岩石发生热交换，温度逐