硫化物Re-Os同位素等时线及其在东天山梅岭铜矿床黄铁矿中的探讨

发布时间：2020-07-23 18:46

【摘要】：新疆东天山地区位于中亚造山带南缘,横跨哈萨克斯坦与塔里木两大板块,是中国最重要的铜矿产地,成矿作用非常复杂。卡拉塔格矿集区梅岭铜矿床位于东天山地区古生代卡拉塔格隆起的核部,位于大南湖-头苏泉古生代岛弧带中,赋存在一套基性-中性-酸性火山岩-火山碎屑岩和次火山岩中。本文对新疆东天山卡拉塔格矿集区梅岭铜矿床的黄铁矿为研究对象,结合野外地质调查、元素地球化学和Re-Os同位素年代学对其进行研究。Re-Os同位素体系由于本身独特的地球化学性质被广泛应用到硫化物金属矿床、壳幔作用和富有机质的沉积岩样品的定年和示踪中。特别注意,在应用到硫化物的定年和示踪时要尽量选择块状矿石样品。本文简要介绍了Re-Os同位素体系地球化学特征及其研究进展,回顾了Re-Os同位素分析测试技术,包括化学分析方法以及质谱测定方法。本文选取了梅岭铜矿床浸染状矿石和脉状矿石两种类型进行研究,通过Re-Os化学分析和质谱测定,两种矿石类型中黄铁矿样品在Os浓度和Os同位素比值方面都有很大的变化,这两类样品定义了很好的Re-Os等时线年龄,分别为523±59 Ma和707±99 Ma。由于赋矿火山岩为大柳沟组,其形成于中晚奥陶-早志留统,而得到的等时线年龄明显老于梅岭铜矿床地层年龄,且~(187)Os/~(188)Os与普通Os的倒数(以1/~(192)Os为例)之间存在着很好的相关性(R~2分别为0.9973和0.9945),因此这些样品存在着初始Os同位素组成不均一的现象,这些Re-Os等时线是混合等时线,没有地质意义。理论和数学公式推导显示观测到的Re-Os等时相关性是在形成时期没有达到完全的同位素平衡的二元混合的结果。这种同位素扩散不平衡产生的原因主要是在矿床形成时期Os同位素在金属硫化物与硅酸盐矿物之间的同位素扩散存在限制性。回归得到的Os的初始值更偏向于地壳值,表明矿床形成时期的地壳混染可能造成金属硫化物体系中的这种初始Os同位素不均一。因此,将Re-Os同位素体系应用于金属硫化物样品定年时,~(187)Os/~(188)Os与1/~(192)Os之间是否存在相关关系可以作为Re-Os等时线年龄是否具有地质意义的判断标准。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.41
【图文】：

东天山,铜镍硫化物矿床,矿床,中天山

随后发现了古生代时期的锆石，发现了与俯冲作用相关的火山岩和侵入岩（孙桂华等，2006；郭召杰等，2007；毛启贵等，2014）。目前大多数学者认为古生代时期的中天山是在前寒武纪基底基础上形成的的岛弧，称为中天山弧（方国庆，1994；Xiao et al., 2004，2010；贺振宇等，2012；周海等，2014；Zhang et al., 2015）。二叠纪时期，印支期花岗质和基性－超基性侵入岩，形成多个矿床，如小白石头钨钼矿床、黄山东、白石泉等铜镍硫化物矿床，卡瓦布拉克沙垄铁矿，平移走滑断层发育（Deng et al., 2017；毛启贵等，2006；李伍平等，2001；陈斌等，2013；舒良树等，2002；陈文等，2007；于海峰等，2002；孙赫等，2007）。东天山有许多具有经济价值的 Au 矿床、Fe 矿床、斑岩铜-钼矿床、岩浆铜镍硫化物矿床和VMS铜多金属矿床(Mao et al., 2005; Xiao et al., 2017; Zheng et al., 2015, 2017b第 2 章东天山区域地质背景

地质图,卡拉塔格,南湖

第 4 章梅岭矿床地质特征4.1 卡拉塔格矿区特征梅岭矿床位于卡拉塔格矿集区的核心部位，卡拉塔格矿集区位于大南湖-头苏泉岛弧带北部，吐哈盆地南缘（见图 3.1（东天山地质图）；秦克章等，2001）。卡拉塔格总体上呈背斜构造，由外往内依次出露二叠系卡拉岗组、石炭系脐山组、泥盆系大南湖组和志留系红柳峡组，其核部为奥陶-志留系大柳沟组（见图 4.1）卡拉塔格地区地质概况图卡拉塔格矿区内主要地层包括奥陶-志留系大柳沟组、志留系红柳峡组、泥盆系大南湖组、石炭系脐山组、二叠系卡拉岗组以及中新生界（图 4.1）。

显微照片,梅岭,手标本,脉状矿

第 5 章梅岭黄铁矿 Re-Os 同位素等时线第 5 章梅岭黄铁矿 Re-Os 同位素等时线5.1 矿石岩相学特征本次样品采样主要是含矿岩石，采取单点捡块的采样方法，所采样品的手标本见图 5.1。将所采样品制成探针片，制片工作在广州拓岩检测技术有限公司进行。在光学显微镜下进行观察与鉴定，显微照片如图 5.2。

【参考文献】