贵州罗甸—望谟地区浅成岩浆活动及成矿效应研究

发布时间：2020-06-11 18:31

【摘要】：贵州罗甸-望谟地区辉绿岩和峨眉山玄武岩是峨眉地幔热柱活动导致的基性岩浆在地壳不同深度的产物,为同质异相的关系。以往对峨眉山玄武岩研究主要集中在玄武岩的展布特征、相关矿床的成因、喷发时限、岩石地球化学特征等方面,而与玄武岩同为峨眉地幔热柱活动产物的辉绿岩的成矿理论鲜有提及。罗甸-望谟地区辉绿岩代表了峨眉山大火成岩省晚期的产物,其研究程度较低,缺乏高精度锆石U-Pb年代学数据,制约了对峨眉山大火成岩喷发时限的认知。除此之外,该地区发现有花岗质岩脉侵入于辉绿岩中,目前研究程度低。区内大量矿床空间位置上与辉绿岩体呈接触关系,为探寻罗甸玉及区内交相金、铜铅锌矿床形成与辉绿岩的关系,本文通过对研究区辉绿岩、花岗斑岩及典型矿床进行详细的元素地球化学研究以及锆石U-Pb年代学、石英中流体包裹体Rb-Sr年代学、Sr-Nd-Pb同位素、锆石Hf同位素、流体包裹体显微测温、流体包裹体成分研究,结合矿床地质特征等进行分析,得出研究区浅成岩浆活动及成矿效应,取得如下结论:1、分析了辉绿岩和花岗斑岩形成的岩浆源区:辉绿岩Sr-Nd-Pb同位素研究表明贵州罗甸-望谟地区辉绿岩可能形成于受地幔柱作用的富集石榴石地幔源区10%~12%部分熔融;锆石Hf同位素特征显示罗甸花岗斑岩形成源区来自于相对富集的地幔源区的部分熔融,并且受到了浅层壳源物质的混染。2、获得了辉绿岩高精度可靠年龄:利用SHRIMP锆石U-Pb年代学方法,确定研究区辉绿岩形成年龄261.9±2.1 Ma,表明峨眉山大火成岩省外带的岩浆事件可能与主体喷发为同一阶段,并不是喷发的晚期阶段,峨眉山大火成岩省喷发时间可能在260 Ma左右。3、对花岗斑岩成岩年龄进行限定:LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学结果显示花岗斑岩的结晶年龄为164.3±2.4 Ma,其成岩时代属于侏罗纪。锆石Hf同位素结果显示花岗斑岩岩脉具有非常明显的幔源岩浆的特征,说明在侏罗纪即~164Ma,在黔南地区可能发生了陆内伸展并且有幔源物质侵入到地壳浅部。4、探讨了罗甸玉成矿与辉绿岩的关系:辉绿岩顺层侵入时带来了岩浆气水热液,为罗甸玉矿床形成提供了必要的成矿动能及成矿温度,在这一过程中,灰岩提供成矿所需的Ca及少量Mg,而岩浆气水热液则提供了Si、、Al、Mg、K、Na等物质,成矿流体在上升过程中产生减压沸腾作用,伴随大量挥发分逸出,岩浆气水热液中的平衡被破坏,从而与围岩发生物质交换形成矿床。罗甸玉透闪石流体包裹体研究表明罗甸玉矿床形成可能经历了两阶段热液活动,一阶段为138℃(关固、俄村矿床),另一阶段为215℃(罗暮矿床),高温不利于形成玉石矿,包裹体成分分析表明成矿流体在上升过程中伴随大量挥发分逸出。5、探讨了交相金矿床成矿作用:望谟交相金矿床与黔西南地区卡林型金矿床具有类似成矿地质背景和成矿作用,矿石稀土元素特征表明其与辉绿岩具有继承性,其物质组成可能来于同一源区,具有幔源特性。深部岩浆携带Au元素沿深大断裂上涌,至地壳浅部空间形成辉绿岩,后期的地下水深渗循环不断萃取辉绿岩及周围岩石中的金、铜、铅、锌等物质形成地下水含矿热液,燕山晚期的各种构造运动形成断裂带,由于物理化学条件发生改变与天水混合,成矿流体与围岩进行水岩反应,凝灰岩中的活性Fe发生硫化作用(黄铁矿化、毒砂化),S主要来自开放沉积条件下的细菌还原作用,并在合适的条件下富集形成金矿床。6、探讨了交相铜铅锌矿床成矿时代及成矿作用:望谟交相铜铅锌矿床形成于早白垩纪晚期(109Ma),即燕山期晚期阶段。其Sr同位素初始比值反映成矿流体具有幔源与壳源混合Sr同位素特征。晚二叠世浅成岩浆活动结束后,后期的地下水深渗循环不断萃取辉绿岩及周围岩石中的金、铜、铅、锌等成矿物质形成地下水含矿热液,在燕山中晚期阶段主要体现为切穿岩石圈的深大断裂复活,并对研究区成矿作用有重要控制作用,燕山晚期的各种构造运动形成断裂带,成矿环境发生巨变,沿断裂带来了大量含矿热液与天水混合,致使热液中的成矿物质沉淀富集而形成交相铜铅锌矿床。7、建立成矿模式图,总结了研究区浅成岩浆岩的成矿效应:研究区处于欧亚板块、印度板块和太平洋板块的复合部位,其发展演化导致该区沉积岩和岩浆岩中含有多种丰度较高的成矿元素,区内多期次的岩浆活动为矿床形成提供了物质来源、动力来源以及成矿构造格局。区内矿床为多期岩浆活动的综合产物,且辉绿岩的侵入对区内罗甸玉成矿起主导作用。后期地下水热液深渗循环萃取辉绿岩及周围岩石中成矿物质形成含矿热液,在构造发展演化过程中,构造运动和含矿热液促使成矿元素沿断裂带活化迁移形成金、铜铅锌等矿床。本文从峨眉地幔热柱活动提供区内物源输运及成矿动能、浅成岩浆活动提供区内成矿物源、浅成岩浆活动佐佑区内成矿时代、浅成岩浆活动决定区内成矿系列浅成岩浆活动导致区内成矿机理、浅成岩浆活动厘定区内成矿模式等方面对贵州罗甸-望谟地区浅成岩浆活动成矿效应进行总结:区内基性浅成岩浆-辉绿岩浆为相关矿床形成提供了主要成矿物质来源;基性浅成岩浆活动、中酸性浅成岩浆活动为研究区成矿提供了动力来源。相关矿床形成时代为海西期及燕山中晚期,由于峨眉地幔热柱活动在该地区产生的基性、中酸性浅成岩浆活动,导致关固玉石矿床、俄村玉石矿床、罗暮玉石矿床、交相金矿床、交相铜铅锌矿床等共同组成一个成矿系列。
【图文】：

基性岩墙群,位置,望谟,罗甸

ELIP基性岩墙群分布及研究区位置，据(李宏博等,2010)

右江,扬子陆块,构造样式,西南缘

第二章区域地质背景2.1 大地构造位置研究区位于扬子陆块西南缘与右江造山带交汇部位（图2-1A），，属扬子陆块西南缘内缘(吴学益等, 1997)。加里东运动使扬子与华夏两陆块拼接在一起，使其表层构造变形异常强烈，构造样式属前陆冲断褶皱带(王尚彦等, 2005)。右江造山带内部和边缘火山活动频繁，除中、晚石炭世外，其它时代都有分布(曾允孚等, 1995)，右江盆地从海西-印支期的大地构造演化，是一完整的威尔逊旋回(秦建华等, 1996)。紫云-罗甸-南丹断裂带作为扬子板块南缘陆内较大的断裂，控制了周围地区的盆地沉积及构造样式
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P612;P588.11

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