大兴安岭地区与岩浆岩有关金矿床的成矿潜力

发布时间：2018-02-27 18:00

  本文关键词： Hf同位素 岩浆岩 成矿潜力 金矿床 大兴安岭　出处：《中国地质大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：大兴安岭位于中国东北部,属于中亚造山带东部,因其独特的“软碰撞,弱造山”的造山带特征和具有世界上最大的年轻地壳生长带而举世闻名。大兴安岭成矿地质条件优越,矿床类型多样。随着位于大兴安岭华北板块外北缘的内蒙古毕力赫岩浆型金矿床的识别和发现,必将推动该地区新一轮的金矿床找矿行动。本文在已有的岩浆型金矿床的基础上,以大兴安岭岩浆岩为研究对象,通过搜集大兴安岭地区花岗岩锆石Hf同位素1988个和实测呼伦贝尔伊敏河镇,东乌旗乌拉盖,苏尼特左旗,毕力赫金矿床等4个地区(点)的样品数据,结合成矿温度,成矿物质来源,成岩成矿年龄,地球动力学,岩石成因与区域的Hf同位素分布特征,重点探讨了与岩浆岩有关金矿床的成矿潜力与靶区,在此基础上,初步计算了大兴安岭新生地壳的生长量。通过野外地质调查,薄片,主微量分析和岩浆岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,Hf同位素等样品实测,呼伦贝尔伊敏河镇的花岗闪长岩和花岗斑岩锆石的U-Pb年龄分别为217±1.6 Ma(MSWD=2.1,n=23)和222±2.8 Ma(MSWD=9.0,n=33),是晚三叠世印支运动晚期的产物,在地球化学特征上,具有准铝质,高钾,低MgO和Sr,δEu负异常(0.9~0.5),亏损Nb,P,Ti,HREE,富集LREE的特点,结合区域上稳定的板内构造或后造山环境,判断其为A型花岗岩;东乌旗乌拉盖地区的辉长岩结晶年龄为357±3.1 Ma(MSWD=3.2,n=9),石英闪长岩的侵入年龄为470.6±1.8(MSWD=0.84,n=20),地球化学上呈现:高钠,铝质,钙碱性-高钾钙碱性,高Mg#,亏损Ba,Sr,P,Ti,LREE,富集Th,Nd,Zr,Hf,HREE,具有δEu(1.1~1.2)轻微正异常,幔源等特点,明显区别于该地区晚侏罗世A1型花岗岩的地球化学特征,具有I型花岗岩的特点,反映了洋壳俯冲的大地构造环境;苏尼特左旗地区的花岗岩主要有三个时期的花岗岩,加里东期(15S-2CN,438.4±3.4Ma,早志留世),华力西期(15S-1CN,282.0±3.9Ma,早二叠世),印支期(15S-3CN,238.8±4.7Ma,早三叠世),根据区域地质背景和岩石构造组合,该地区在早晚古生代和中生代早期可能一直处于洋壳俯冲和碰撞阶段,而在晚三叠纪及其之后,过渡到板块内部的演化阶段;结合该地区花岗岩的地球化学特征,高SiO270%,准铝,低MgO,高Yb,低Sr,亏损Ba,Sr,P,Ti,富集Th,Nd,Zr,Hf,具有显著的δEu(0.2~0.9)负异常,具有I型花岗岩的特点。通过搜集和实测的429件锆石U-Pb年龄数据分析,大兴安岭地区岩浆,在空间分布上,呈现从北部往中部,从南部至中部,从西向东,逐渐年轻的特点;在时间上,岩浆活动从500Ma一直持续到100Ma左右,并且在~480Ma(O1,早奥陶世),~300Ma(C2,晚石炭世)和~120Ma(K1,早白垩世)达到了岩浆侵入成岩的高峰期,早古生代早期(~480Ma,O1,早奥陶世)岩浆活动,对应额尔古纳板块一次重要的地壳增生事件,晚古生代晚期(~300Ma,C2,晚石炭世)岩浆活动,对应西伯利亚和华北克拉通板块碰撞的后造山过程,是大兴安岭造山带隆起和华北克拉通活化的年龄证据,中生代中期(~120Ma,K1,早白垩世)岩浆活动,对应东太平洋西向俯冲从高角度至低角度转变时加厚地壳的拆沉过程。在综合前人研究和实地采样呼伦贝尔伊敏河镇,东乌旗乌拉盖,苏尼特左旗和毕力赫金矿床围岩等4个地点岩浆岩的基础上,笔者认为,大兴安岭地区西部和南部,主要受古亚洲洋闭合的影响,而大兴安岭东部和北部,主要受东太平洋板块俯冲作用的制约。大兴安岭地区岩石成因类型,具有区域变化的特点。大兴安岭古生代,额尔古纳板块在早于~500Ma侵位形成的花岗岩,大兴安岭北段板块在早于~323Ma侵位形成的花岗岩,大兴安岭南段板块在早于~310Ma侵位形成的花岗岩,华北板块外北缘在早于~250Ma侵位形成的花岗岩,具有I型或埃达克质岩形成的特点,晚于各个时间点形成的花岗岩则具有A型花岗岩的特点,显示出古亚洲洋从北到南逐渐闭合的特征;大兴安岭中生代,中晚侏罗世形成的花岗岩,具有I型或埃达克岩的特点,而在早白垩世形成的花岗岩具有I-A型过渡性,A型花岗岩的特点,显示出东太平洋板块从俯冲到伸展的地质过程。根据岩浆岩锆石ε_(Hf)(t)的空间分布特征及其与金矿成矿关系,可以将大兴安岭划分为三个Hf同位素省:高正ε_(Hf)(t)值及年轻模式年龄区,中ε_(Hf)(t)值及较年轻模式年龄区,低ε_(Hf)(t)值及老模式年龄区。高正ε_(Hf)(t)值及年轻模式年龄区,以高正的ε_(Hf)(t)为特征,+11.6ε_(Hf)(t)+17.5,主要分布在二连浩特北部地区;二阶段模式年龄为TDM2660Ma;中ε_(Hf)(t)值及较年轻模式年龄区,以中等的ε_(Hf)(t)为特征,+8.6ε_(Hf)(t)+11.6,主要分在锡林浩特北部地区,扎兰屯西部地区;二阶段模式年龄为660MaTDM2745Ma;低ε_(Hf)(t)值及老模式年龄区,以低的ε_(Hf)(t)为特征,-3.3ε_(Hf)(t)+8.6,二阶段模式年龄为TDM2745Ma,该同位素省为各类型金矿床的主要分布区,大致分布在三个区域:一是华北地台外北缘板块上达尔罕茂明安联合旗以北和毕力赫金矿床所在的苏尼特右旗连线上的区域;二是大兴安岭南段板块上巴林左旗的东北和南西方向的区域,且金矿床分布和嫩江断裂大致平行;三是额尔古纳板块上满洲里-漠河-塔河-嫩江等连线区域。极低ε_(Hf)(t)值年龄区,以ε_(Hf)(t)-3.3为特征,大兴安岭地区极少出露,仅零星出露于东乌旗乌拉盖东北部和漠河西部等极少数个别点,本文不将此作为划分Hf同位素省的一个依据。地球各个圈层和化学储库的Hf同位素有着明显的区别,随着时间的演化,有着线性的变化关系。根据岩浆岩锆石Hf同位素的二阶段模式年龄TDM2的间断点(0.3Ga,0.8Ga,1.1Ga,3.2Ga)来判断深部物质组成和新生地壳的生长量,能得到如下结果:0.3Ga的新生地壳占0.2%,0.3~0.8Ga以幔源物质加入为主的新生地壳占比40.9%,0.8~1.1Ga年轻地壳占比41.9%,1.1Ga以古老物质循环物质为主的陆壳占比17.0%,也就是说,大兴安岭地区显生宙新生地壳生长量为41.1%,各个不同陆壳的组成部分反映了大兴安岭深部物质的组成。毕力赫金矿床围岩的全岩Zr饱和温度计计算结果表明,各类型围岩的Zr含量基本稳定,全岩中Zr含量基本处于饱和状态,载金源岩-石英闪长岩的Zr饱和温度处于820-880℃之间,而正长斑岩的全岩饱和温度明显高于其他类型岩石,处于880-960℃之间,与金矿床共生β石英的形成温度一致,而晚于石英闪长岩形成的花岗闪长岩中石英和斜长石斑晶中的流体包裹体显微观察和测温显示,包裹体群中含不同气液比水溶液包裹体,其均一温度和盐度主要在两个范围内:150-200℃和350-400℃,0.87-7.15和11.84-14.20 wt.%NaCl。原生和假次生包裹体具有相对一致的温度和盐度,属于中高温极低盐度的流体,其形成温度上明显低于高温金的成矿温度,可能表明流体运移卸载金元素在岩浆型金矿床成矿之后。从区域上来说,大兴安岭各个微板块上的金矿床有着各个的特点。华北板块外北缘地块的金矿床成矿期主要分布在~260-~280Ma之间,属于华力西晚期;大兴安岭北段的小坝梁金矿床的成矿期是~260Ma,属于华力西晚期;额尔古纳板块上的金矿床的主成矿期主要分布在120-140Ma,属于燕山中晚期。大兴安岭板块上,金矿床的成矿期,从南至北,逐渐变新。大兴安岭具有巨大的与岩浆岩有关金矿床的找矿潜力。与成矿相关的中基性岩浆,具有钙碱性或高钾钙碱性,具有下地壳和上地幔边界的熔融特征,锆石的ε_(Hf)(t)在较小区间震荡(-3.3~+8.6),构造体制从俯冲转换为伸展等,地质成矿条件处于极性反转的矿化点,是寻找与岩浆岩有关金矿床的首选目标。大兴安岭地块上,巴林左旗西南和漠河-塔河-嫩江连线地区等两个区域,将是寻找与岩浆岩有关金矿床的潜力靶区。
[Abstract]:The ore - forming potential and the target area of the new gold deposit in Da Hinggan Mountains have been studied . Based on the characteristics of ore - forming temperature , ore - forming potential and Hf isotope distribution in the world ' s largest young crustal growth zone , the authors mainly discuss the ore - forming potential and target area of the Late Triassic Indosinian gold deposit . The features of high Na , Al , Ca , Sr , P , Ti , LREE , rich Th , Nd , Zr , Hf , HREE , rich Th , Nd , Zr , Hf , HREE , REE , Sr , P , Ti , HREE , Sr , P , Ti , HREE , Sr , P , Ti , HREE , Sr , Nd , Zr , Hf and HREE are distinguished from that of late Jurassic al granites in the region . The magma activities in the Late Paleozoic ( ~ 300 Ma , C 2 , Late Carboniferous ) and the Late Paleozoic ( ~ 120 Ma , C 2 , Late Carboniferous ) magmatism correspond to the magmatic activity of the Late Paleozoic ( ~ 120 Ma , C 2 , Early Cretaceous ) , and the magmatic activity of the Late Paleozoic ( ~ 120 Ma , C 2 , Early Cretaceous ) . This paper is divided into three Hf isotope provinces : high positive 蔚 _ ( Hf ) ( t ) value and younger model age area . The results show that the content of Zr in the surrounding rocks is basically stable , and the temperature and salinity of the whole rock are in the range of 820 - 880 鈩，

本文编号：1543724