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青海野马泉地区晚古生代—早中生代岩浆作用与成矿研究

作　者: 张爱奎
导　师: 莫宣学
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 岩石、矿物、矿床
关键词: 岩石-构造组合俯冲同碰撞后碰撞岩浆分异矽卡岩矿床热液矿床斑岩矿床晚古生代—早中生代野马泉青海省
分类号: P612
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

造山带成矿作用研究是当代国内外成矿学的研究前沿和热点。位于青海省东昆仑造山带西段的野马泉地区，晚古生代—早中生代岩浆作用与成矿作用发育，但区内以往对岩浆作用与成矿和造山作用关系的精细研究仍不够。鉴于此，本次研究以岩石-构造-成矿研究为主线，通过对岩浆岩的时空分布、岩石组合、岩石学、岩石化学、地球化学，以及典型矿床的深入研究，取得如下主要成果：（1）厘定出研究区晚古生代—早中生代造山旋回经历了洋盆形成与扩张、俯冲、同碰撞和后碰撞4个主要阶段，俯冲时限为284.3Ma（？）～271.1Ma，同碰撞和后碰撞为连续演化过程，侵入岩记录的时限为235.4Ma～204Ma。（2）俯冲阶段侵入岩岩石组合为花岗闪长岩-似斑状二长花岗岩-二长花岗岩，同碰撞阶段代表性侵入岩岩石组合为石英二长闪长岩-花岗闪长岩-似斑状二长花岗岩，后碰撞阶段侵入岩岩石组合为二长花岗岩-闪长岩-正长花岗岩-斑岩。（3）俯冲和同碰撞阶段形成的侵入岩，总体属Ⅰ型，后碰撞阶段形成的侵入岩，总体具有I型和A型花岗岩的特点。俯冲阶段早期岩浆分异程度中等，俯冲阶段晚期岩浆分异程度较高。同碰撞阶段早期岩浆分异程度中等，εSr（0）值为100.67～141.25，εNd（0）为-6.20～-5.70，显示有幔源物质的贡献。同碰撞阶段晚期岩浆分异程度较高。后碰撞阶段早期侵入岩具有不同的源区特征和分异程度：闪长岩和部分二长花岗岩εSr（0）值为408.97～509.35，εNd（0）值为-10.61～-9.99，岩浆源区具有EMⅡ富集地幔印记，分异方式以分离结晶作用为主。而另一部分二长花岗岩εSr（0）值为1450.31，εNd（0）值为-4.06，源区可能存在HIMU物质的贡献，分异作用不显著。后碰撞阶段晚期主要发育一套斑岩，岩浆分异程度高。（4）不同阶段由早期到晚期，岩石总体向富硅、钾、氧化铁，贫钠、氧化亚铁、镁、锰、钙的方向演化。俯冲阶段和同碰撞阶段早期，岩石Na₂含量大于K2O含量，同碰撞晚期和后碰撞阶段，岩石K2O含量大于Na₂含量。不同阶段形成的岩浆岩微量元素标准化蛛网图特征相似，具有K、Rb、Th强烈富集，高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf及轻稀土元素La、Ce中等富集，Ba、Sr呈现“V”型谷，贫P、Ti的特征。俯冲阶段由早期到晚期，稀土元素总量增多，铕亏损增强，同碰撞—后碰撞阶段由早到晚，稀土元素总量和轻重稀土元素比值具有交替变化的特点，铕总体由中等亏损→强烈亏损的方向演化。（5）对以往存在成因争议的虎头崖矿床（Ⅶ矿带）开展了深入研究，基本查明矿床属热液型铅锌多金属矿床。同时，对野马泉、长山典型矿床（点）进行了研究。在此基础上，厘定出研究区发育3种主要矿床类型：矽卡岩型铁多金属矿床、热液型铅锌多金属与矽卡岩型多金属复合矿床，以及斑岩铜钼矿床，以前两种矿床最为重要。1)矽卡岩型铁多金属矿床形成于同碰撞早期，矿体产于岩体外接触带，多具穿层现象。受温度控制，自岩体向外接触带具有Sn、Mo、Co→Fe、Cu→S、Zn→Pb金属分带。矿石稀土元素铕亏损不明显或出现富集。可能具有幔源物质的贡献。流体及铅同位素显示成矿物质来源于岩浆。2)热液型铅锌多金属矿床形成于后碰撞早期，矿化具有层状展布特点。含矿岩层主要为透辉石矽卡岩、矽卡岩化碳酸盐岩、硅化碳酸盐岩、绢英岩。围岩蚀变主要为硅化、矽卡岩化、绢英岩化、绿泥石化和碳酸盐化。矿石构造主要有浸染状、团块状和似层状。流体包裹体测得的均一温度为211℃～407℃。测得成矿年龄为225.0±4.0Ma～230.1±4.7Ma，与围岩时代蓟县纪年龄差异很大。矿床与典型SEDEX型矿床具有明显的差异。3)斑岩铜钼矿形成于后碰撞晚期—造山后，矿体较严格受斑岩分布和蚀变范围的控制，成矿与硅化关系密切。（6）晚古生代—早中生代的成矿，受侵入岩、构造以及围岩岩性等综合因素的制约。不同地质构造背景、不同岩浆源区、不同分异程度和演化方式形成的侵入岩，对成矿规模、成矿类型和成矿矿种具有重要的影响。同碰撞早期花岗闪长岩和石英二长闪长岩，是本区形成矽卡岩型铁多金属矿床最主要的侵入岩类型。后碰撞早期那些在成因上显示有地幔物质贡献的侵入岩，成矿能力亦较强，二长花岗岩主要形成热液型铅锌多金属和矽卡岩型多金属矿。花岗闪长岩和石英二长闪长岩，易形成铁、铜、铅、锌矿，石英二长闪长岩更以形成铁矿为主。此外，成因上显示有地幔物质贡献的二长花岗岩，成矿金属种类主要为铜、铅、锌，而壳源为主的二长花岗岩，成矿金属种类以锡、钼、钨等为主。（7）首次在虎头崖矿床发现世界上较为罕见的一种硫盐矿物-砷硫锑铅矿，初步探讨了它对于说明区域地质构造背景和成矿的意义。（8）研究结果表明，沙丘地区是进一步寻找矽卡岩型铁多金属矿最为有利的地区。那陵郭勒河西部、冰沟地区、虎头崖地区，以及野马泉、尕林格、四角羊沟地区应关注矽卡岩型铁多金属矿、多金属矿和热液型铅锌多金属矿的勘查。长山、乌兰乌珠尔、冰沟，以及沙丘地区斑岩型铜钼矿的勘查也应引起进一步关注。

全文目录

中文摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章前言  12-19
  1.1 选题依据、研究目的及意义  12-13
  1.2 研究区范围、交通及自然经济概况  13
  1.3 研究现状及评述  13-17
    1.3.1 研究区工作程度  13-16
    1.3.2 研究区岩石-构造组合-成矿研究现状  16
    1.3.3 研究区工作存在的主要问题  16-17
  1.4 本次工作情况  17-19
    1.4.1 工作概况  17
    1.4.2 研究思路  17-18
    1.4.3 研究内容和研究方法  18
    1.4.4 主要成果及创新  18-19
第2章研究区地质背景  19-28
  2.1 地层  19-24
    2.1.1 下元古界金水口岩群(Pt_1j.)  19
    2.1.2 蓟县系狼牙山组(Jxl)  19-21
    2.1.3 寒武—奥陶系滩间山群(∈OT)  21-22
    2.1.4 上泥盆统牦牛山组（D_3m）  22
    2.1.5 下石炭统大干沟组（C_1dg）  22-23
    2.1.6 上石炭统缔敖苏组（C_2d）  23
    2.1.7 下—中二叠统打柴沟组（P_1—2dc）  23
    2.1.8 上三叠统鄂拉山组（T_3e）  23-24
    2.1.9 第四系（Q_4）  24
  2.2 构造演化  24-28
    2.2.1 构造单元基本特征  24-25
    2.2.2 主断裂特征  25-26
    2.2.3 地质发展史  26-28
第3章晚古生代—早中生代岩浆岩时空分布规律  28-38
  3.1 岩浆岩空间分布及岩石类型  28-30
  3.2 岩浆岩时间序列  30-36
    3.2.1 样品采集  30-31
    3.2.2 分析结果  31-35
    3.2.3 岩浆岩时间序列  35-36
  3.3 岩浆岩时空结构  36-38
第4章晚古生代—早中生代岩浆岩特征及构造背景  38-90
  4.1 早二叠世岩浆岩特征及构造背景  38-54
    4.1.1 岩浆岩地质特征  38
    4.1.2 岩石学特征  38-40
    4.1.3 岩石化学特征  40-42
    4.1.4 地球化学特征  42-49
    4.1.5 岩石成因及演化  49-51
    4.1.6 地质构造背景  51-54
  4.2 晚三叠世岩浆岩特征及构造背景  54-90
    4.2.1 岩浆岩地质特征  54-55
    4.2.2 岩石学特征  55-62
    4.2.3 岩石化学特征  62-69
    4.2.4 地球化学特征  69-83
    4.2.5 岩石成因类型及演化  83-84
    4.2.6 地质构造背景  84-90
第5章晚古生代—早中生代成矿特征  90-142
  5.1 区域矿产概况  90-91
  5.2 典型矿床特征  91-142
    5.2.1 野马泉铁多金属矿床  91-112
    5.2.2 虎头崖多金属矿床  112-138
    5.2.3 长山钼矿点特征  138-142
第6章晚古生代—早中生代岩浆作用与成矿  142-154
  6.1 造山作用不同阶段的时限  142-143
  6.2 岩石-构造组合特征及深部过程探讨  143-146
    6.2.1 俯冲阶段  143
    6.2.2 同碰撞阶段  143-145
    6.2.3 后碰撞阶段  145-146
  6.3 成矿特征  146
  6.4 岩浆与成矿作用的关系  146-150
  6.5 晚古生代—早中生代成矿-控矿因素  150-151
  6.6 找矿方向探讨  151-154
第7章结论  154-156
参考文献  156-164
致谢  164-166
个人简历  166

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