湖南麻阳砂岩型自然铜矿床独特的成矿背景研究

湖南麻阳砂岩型自然铜矿床是全球唯一一例产在砂岩中的自然铜矿床。该矿床主矿化期自然铜作为胶结物出现，有热液矿化特征矿物伴生。本研究以野外和岩矿鉴定为基础，研究矿物组合、矿化结构、交代蚀变等，寻找矿化物源和成因信息。系统分析单矿物、矿石、近矿围岩及砂岩碎屑物质供给地质体的微量、稀土元素、Pb、Cu同位素，研究成矿物质来源，并结合胶结物C、O同位素、辉铜矿S同位素研等研究自然铜的矿化机制。结合前人的研究资料，研究矿床的成矿背景，并为区域找矿提供必要的基础资料。

本研究在深入的野外地质工作基础上，对矿区及雪峰山地区岩石、矿石进行了细致的显微鉴定，并对矿石中各类矿物进行了详细的电子探针分析；系统分析了矿区及雪峰山地区各地质单元(地质体)的主量元素、微量元素、稀土元素、同位素等地球化学特征，结合前人研究主要取得如下结论性成果：.(1) 麻阳铜矿床以及盆地内其他自然铜/辉铜矿矿化点严格受透水性较好的灰白色-灰绿色砂岩控制，产状与砂岩乃至红色围岩产状完全一致，无穿插现象。麻阳铜矿床的独特性表现在多种自然金属矿化与自然铜共生，显微鉴定过程中发现多种亮白色、高亮粉白色矿物，疑似自然银。在电子探针分析过程中发现自然铁、铁铬合金矿(?)等矿物。麻阳砂岩型铜矿床中矿化多为胶结物、与自然铜伴生的非金属矿物都是低温热液型矿床常见的矿物或者含氯矿物，因此可以肯定麻阳铜矿床中诸多种自然金属的形成不是机械沉积的产物，而是低温热液环境下形成的。.(2) 麻阳铜矿产在砂岩中，其碎屑来源可以是很广泛的，但麻阳铜矿区矿石和围岩的铅同位素分布却很集中，与白马山岩体有类似的分布。矿石的铅同位素与白马山岩体有非常相似的分布模式，但自然铜矿床的形成不是岩浆或者岩浆热液作用的直接产物，而是与岩浆或岩浆热液有关的细晶质含铜硅质岩经风化-沉积、再改造的结果。C-O同位素研究表明，麻阳铜矿床成矿期方解石C主要来源于碎屑源区或碎屑的重溶，成矿流体为低温高盐度的地下水。S同位素显示，硫来源于盆地生物硫。.(3) 麻阳铜矿自然铜矿化可能是在低温、高盐、弱还原热液或热水体系下快速沉积形成，这种热液矿化与典型岩浆热液作用不同，没有形成脉状矿化，而是在砂岩中形成胶结物。矿化的形成很可能发生在成岩阶段，由压实作用造成的增压、升温、排水为促进了含铜流体的循环，同时创造了自然铜形成的必要条件，半固结的沉积物不仅提供了流体运移通道，也为铜沉淀提供了有利场所。.(4) 含铜砂岩的碎屑锆石存在220,340,400,560,830,1000Ma等特征年龄峰值，与扬子地块碎屑锆石具有类似的特征，因此，麻阳铜矿区碎屑砂岩应该来源于扬子地块，结合岩相古地理研究成果，进而推测扬子与华夏缝合线位置应该在沅麻盆地以北地区。