研究区位于滇东北地区,区域地层属于华南地层大区扬子地层区上扬子地层分区昭通地层小区,大地构造位置位于特提斯-喜马拉雅与滨太平洋两大全球巨型构造域结合部位。滇东北地区近年来发现了大量石英砂岩矿床,主要分布于两河、钟鸣、大关、奎香、龙街及彝良等地。本文以云南大关县天星石英砂岩矿床为主要研究对象,总结云南大关县天星石英砂岩矿床的地层控矿条件,研究其成岩过程和矿床成因,建立矿床的成矿模式。运用沉积学、岩石学及地球化学方法,对云南大关县天星石英砂岩矿床地质特征和物源特征进行研究,分析研究区内石英砂岩矿床的母岩性质、构造背景与物源方向。云南大关县天星石英砂岩矿床产于中泥盆统缩头山组地层中,矿体呈单斜层状,其分布和产状与缩头山组地层基本一致,矿体形态规则,沿SE-NW向大致水平延伸,因受后期构造挤压,矿体产生了轻微褶皱和变形,总体连续性好,厚度稳定,在矿体中圈定了J₁、J₂两个夹石。矿石结构主要为细-中粒砂状结构、自形粒状结构。矿石构造主要为块状、层状构造。岩相古地理显示研究区在中泥盆世始终处于海湾环境之中,为石英砂岩提供了良好的发育条件。研究区沉积物粒度参数特征为:石英砂岩碎屑颗粒以细-中粒为主;频率曲线以正态曲线为主,呈对称单峰形态;沉积物搬运以跃移为主,跳跃总体百分含量大于50%。其沉积环境属于滨海环境中的前滨亚相。在沉积阶段,研究区处于滨海环境,陆源碎屑经充分的冲、洗、选后沉积于前滨带,形成厚大的分选好的纯净细粒石英砂岩体,在成岩过程中,石英颗粒间还存在压溶现象,成矿物质重新进行了分配,Si O₂围绕石英砂颗粒再次沉淀、重结晶,形成石英加大边,进一步纯化了石英砂岩。因此研究区石英砂岩矿体中Si O₂含量极高。研究区缩头山组的古水流分析显示古水流方向大多在320°-345°之间,平均流向为329.6°。云南大关县天星石英砂岩矿床的主量元素分析数据显示Si O₂含量极高,多数大于98%,平均含量占95%以上。根据微量元素La/Sc以及Sc/Th比值,判断物源为大陆上地壳的长英质岩石。综合Al₂O₃-Si O₂、Fe₂O₃-Al₂O₃等多种主量元素判别图解,可推测缩头山组石英砂岩沉积构造环境主要为被动大陆边缘,碎屑物质主要来源于成熟大陆石英物源区。研究区缩头山组稀土元素总量相对较低,轻、重稀土元素之间分异较大,轻稀土元素富集,重稀土元素严重亏损;Eu呈负异常;δCe呈正异常。稀土元素分布曲线反映出缩头山组石英砂岩是在被动陆缘构造环境下堆积的产物。