江西相山前寒武纪基底变质岩熔融实验及其地质意义

发布时间：2020-09-27 11:04

　　在我国华南已探明的13个花岗岩型和火山岩型铀矿田中,有12个矿田的基底地层或岩体外围地层中分布有高铀含量的前寒武纪地层。因此,很多学者相信华南地区形成于白垩纪-古近纪的花岗岩型及火山岩型铀矿中的铀主要来源于地壳。此外,对江西相山盆地主要含矿岩石碎斑熔岩的产出状态的讨论半个多世纪以来,从未停止过,争论的焦点在于石英碎斑的成因。本论文试图从高温熔融实验的角度,对上述两个问题进行探讨。相山铀矿位于江南造山带东段南缘,其基底是一套前震旦纪中-浅变质砂泥质复理石建造。采集相山火山盆地新元古代青白口纪神山组、库里组和上施组的主体变质岩样品千枚岩进行熔融实验,对熔融样品进行镜下及电子探针、扫描电镜分析,并与熔融前样品进行对比,结合该地区相关地质资料,初步得到如下结论:(1)样品随着温度的上升,黏土矿物及云母最先发生熔融,分别发生颗粒变粗、微融、中融和强融;样品颜色及形态也发生改变:(a)暗灰色、无光泽、粗糙面;(b)暗灰色、无光泽、可见变粗颗粒;(c)灰黑色、有气泡孔洞、略微金属光泽;(d)灰黑色、大量气泡孔洞;样品在相同温度下,最先发生的是脱水熔融,由于样品含水量不同,导致同一温度下熔融程度具有一定差异。(2)微区X射线光谱下观察熔融样品,随着温度的升高,样品矿物边界界面及裂隙界面变化特征为:(a)出现粗糙面(b)大量细粒物质发育(c)明显熔流体发育填充(d)大量熔流体发育并可见大量大小不均的气泡。(3)对熔融后样品进行电子探针分析,未熔部分与初始样本成分较一致,具有高硅富铝的特征;熔融体的Si含量明显下降,K_2O/SiO_2具有明显上升趋势。熔融样品的K_2O/SiO_2具有向矿体边缘样品倾斜的趋势,成分比例有逐渐与矿体边缘碱性的蚀变样品靠近的趋势;熔融体中Na元素含量明显高于未熔融部分,但随着温度的增加,Na元素比例逐渐下降,K元素相对上升的趋势;总体来说,熔融流体具有高Al、K、Na的特征。可见,变质基底的熔融为铀矿化作用的碱性蚀变环境提供了碱性物质,为后期形成富矿创造了有利的条件。(4)熔融样品淬火后,石英发生破裂并且熔融流体填充至裂隙中,指示相山地区广泛发育的碎斑熔岩可能与温度的快速下降有关。结合前人的研究成果,认为相山铀矿田变质基底在火山作用下,形成了有利于成矿成岩的空间以及环境条件,构造作用和火山作为铀的富集提供了断裂以及显微裂隙层面的成矿空间;在成矿环境上,变质基底的熔融为碱交代提供了物质基础,为后期形成富矿创造了有利的条件。
【学位单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P534.1;P588.3
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题依据和研究意义
    1.2 前人研究现状
        1.2.1 相山火山盆地研究现状
        1.2.2 相山盆地基底研究现状
        1.2.3 熔融实验研究现状
    1.3 拟解决的科学问题
    1.4 研究内容和方法
    1.5 工作安排
    1.6 完成工作量
2 区域地质背景
    2.1 区域交通位置及自然地理概况
    2.2 大地构造位置
    2.3 区域地层
    2.4 区域构造特征
    2.5 区域岩浆岩
    2.6 区域矿产资源
3 相山盆地构造特征
    3.1 基底构造
    3.2 盖层构造
        3.2.1 火山构造
        3.2.2 褶皱及断裂构造
    3.3 构造演化史
        3.3.1 火山盆地构造演化史
        3.3.2 基底变质岩形成年代
4 相山火山盆地变质基底岩相学特征
    4.1 千枚岩类
    4.2 片岩类
    4.3 石英砂屑大理岩
    4.4 变砂岩类
5 相山变质基底地球化学特征
    5.1 主量元素
    5.2 微量元素
6 基底变质岩熔融实验
    6.1 实验仪器
    6.2 实验过程介绍
    6.3 实验结果
        6.3.1 熔体特征
        6.3.2 扫描电镜特征
        6.3.3 地球化学特征
7 地质意义及讨论
    7.1 铀成矿意义
    7.2 石英破碎机制
8 结论与建议
    8.1 结论
    8.2 存在的不足及建议
致谢
参考文献
附录

【参考文献】