贵州镇宁-紫云泥盆系大型重晶石矿床成矿特殊性研究

The large-scale barite deposit in Zhenning-Ziyun of Guizhou province, which was produced in siliceous rock of the upper Devonian is of layered and layered-like structure.. The deposit is significantly different from other sedimentary barite deposits because of deficiency of sulfide or sulfide combination and abnormal higher sulfur isotope values of the ore compared to contemporary seawater sulfate. Based on this, methodology like petrography, mineralogy and isotopic geochemistry were adopted to analyze the deposit on mineral composition and barite microscopic morphology, to research barite fluid inclusions comprehensively and to analyze rock/mineral composition of isotope geochemistry deeply, thereby explaining the mineralization physical and chemical conditions and process of the barite, as well as analyzing deep geological background and mineralization environment by comparing with other sedimentary barite deposits.As a result, the genesis of ore deposit was finally determined and a mineralization model was thus established. Scientific significance of these questions not only contributes to the main incentive of the mineralization particularity of the Devonian barite deposit in Zhenning-Ziyun, Guizhou province but also can supply and improve the mineralization theory of sedimentary barite deposits, showing important scientific value and theoretical significance.

贵州镇宁-紫云泥盆系大型重晶石矿床呈层状、似层状产于上泥盆统硅质岩之中，矿床中因未见硫化物或硫化物组合出现，且矿石硫同位素值较同时代海水硫酸盐异常偏高而明显有别于世界其他沉积型重晶石矿床。基于此，本项目拟通过岩石学、矿物学和同位素地球化学手段，对矿床矿物组成及重晶石微观形貌特征进行分析，对重晶石流体包裹体进行综合研究，对岩/矿石同位素地球化学组成进行深入剖析，并与其他沉积型重晶石矿床进行对比研究，从而揭示重晶石成矿物理化学条件和成矿过程，分析深部地质背景和成矿环境，最终厘定矿床成因，建立成矿模型。对这些问题开展科学研究，不仅有助于深入挖掘导致贵州镇宁-紫云泥盆系重晶石矿床成矿特殊性的主要诱因，而且能进一步地补充和完善沉积型重晶石矿床成矿理论，具有非常重要的科学价值和理论意义。

围绕贵州镇宁—紫云泥盆系大型重晶石矿床成矿特殊性，项目通过三年的时间（2016年1月至2018年12月），深入开展了沉积学和岩石学系统研究，以及多元同位素综合研究，包括重晶石S、Sr、赋矿硅质岩Si及灰岩C、O同位素综合研究。. 研究表明，镇宁—紫云泥盆系重晶石矿床严格控制于晚泥盆世响水洞组硅质岩、硅质泥岩之中，矿体产出特征及空间展布受水城—紫云—南丹深大断裂控制明显，矿床形成于深大断裂伸展、裂陷阶段。高精度场发射扫面电镜和能谱仪研究发现，重晶石中分布多种形式细菌状化石，依据化石形态，将其划分为球状、椭球状细菌状化石和棒状细菌状化石，这些化石多分布在重晶石颗粒之间或镶嵌在重晶石颗粒表面，反映了与细菌还原作用有关的重硫的强烈富集，提出细菌作用下的硫酸盐还原作用可能是造成重晶石硫同位素组成异常偏高的主要原因。. 重晶石硫同位素组成在乐纪至罗城一带表现出明显降低的趋势，原因在于乐纪一带处于相对深水且更加局限的裂谷盆地环境，硫酸盐还原细菌作用更加强烈。镇宁—紫云泥盆系重晶石矿床矿体形态呈明显的透镜状，厚度最大位于乐纪，厚约9~10m；罗城一带矿体厚度最薄，约4 m，且横向延伸极不稳定。矿体中分布花瓣状重晶石，花瓣状重晶石直径介于1~3 cm不等。重晶石矿中可见大量球状、椭球状、管状灰岩，灰岩厚度约0.5 m，直径变化较大，介于5~70 cm不等。灰岩中见大量碳酸盐岩凝块及微观结构呈葵花状的草莓状黄铁矿，灰岩具有较轻的碳同位素组成，δ13CV-PDB值最负达-10.27‰，认为灰岩与古甲烷渗漏事件有关。赋矿硅质岩Si同位素组成显示，成岩过程中有热液硅的输入，暗示了热液活动的存在，认为甲烷渗漏的热解成因甲烷是其主要碳源。而重晶石与灰岩之间存在紧密的成因联系，系同一地质事件的产物，指示它们形成很可能为甲烷渗漏环境。最后，提出古甲烷渗漏活动以乐纪、洗鸭河一带为中心，特别是发育北西向断裂或褶皱的地区，重晶石成矿和找矿的潜力更大。. 项目共发表国外SCI检索论文3篇，EI检索论文2篇，核心期刊论文3篇。培养硕士研究生2名。