辽宁凤城翁泉沟地区含铀硼铁矿床成岩成矿年代学研究

发布时间：2020-10-09 15:15

　　 辽东地区古元古辽河群底部的里尔峪组明显富集硼元素,形成了多个富硼建造而产于含硼建造的硼矿床在辽东-吉南地区自西向东呈带状分布从而形成了世界知名的硼矿带,也构成了我国重要的硼矿产区。辽宁凤城翁泉沟地区的硼矿床从属于上述硼矿带,是一个综合开发利用的超大型含铀铁硼矿床。许多关于含矿围岩的浅粒岩、蛇纹石化橄榄玄武岩的年龄已经被报道,基本确定初始硼矿的成矿年龄为2.24-2.13Ga。为了探究铀矿化与铁硼矿化在时间、空间上的关系,本论文对铀矿物和成矿相关地质体展开了年代学研究,结合大地构造演化背景,对矿床的成因机制进行探讨。成矿年代学研究内容是利用晶质铀矿的U-Pb同位素测年(TIMS)、晶质铀矿原位LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、白云母~(40)Ar/~(39)Ar同位素定年等方法综合分析得出翁泉沟地区铁-硼-铀矿床的铀矿化形成时代为1806Ma。成岩年代学研究则是利用矿体周围不同的地质体:红色细粒含黑云母钾长花岗岩、伟晶岩和蛇纹石磁铁矿化变粒岩中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb法定年,分别得出红色细粒含黑云母钾长花岗岩的成岩年龄为2100Ma,三种地质体经历变质的年龄分别为1989±13Ma、1868±33Ma以及1865±57Ma,即三者经历了1840Ma~1900Ma的变质作用,与1900的一期区域变质作用相对应。本文通过铀成矿的年代学研究和周围相关容矿岩石的年代学研究,利用铀矿化与铁硼矿化空间上的相关性,结合前人研究总结的区域上重大的构造、岩浆、变质活动,总结出了“四期加三阶段模式”的矿床成因模式,即(Ⅰ)由海底火山喷流沉积作用期形成的火山-沉积建造形成矿源层;(Ⅱ)矿层经历大量富镁铁的超基性-基性火山岩的喷发和侵入并局部伴随海相蒸发沉积过程的镁质容矿岩石形成期;之后矿体经历了以热液交代矿化阶段(Ⅲa)、热液分解矿化阶段(Ⅲb)和期后热液改造阶段(Ⅲc)三个阶段的区域变质、混合岩化期(Ⅲ)使得铁硼铀矿化完全;最后矿体经历了不同程度的构造改造作用期(Ⅳ)使得矿体以现在看到的方式产出。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P618.2
【部分图文】：

中国地质大学（北京）硕士学位论文探针 U-Th-Pb 化学法微区原位定年、蚀变矿物白云母40Ar/39Ar 阶段加热法定年锆石（LA-ICP-MS）U-Pb 法定年、晶质铀矿原位（LA-ICP-MS）U-Pb 法定年年龄数据系统建立翁泉沟地区含铁-硼-铀矿床的年代学格架，阐明其在区域造过程中的地质演化过程。同时结合该演化过程和年代学格架讨论类型矿床的成机制并建立其成矿模式（图 1-1）。

2.1 大地构造背景2.1.1 大地构造位置辽东地区处于华北克拉通北缘东部，以目前较为成熟研究进展来划分其属于华北克拉通三个部分（西部陆块、东部陆块和华北中部造山带；图 2-1；Zhao etal.，1998，1999，2001；）中的东部陆块。作为中国最古老的克拉通的华北克拉通，经历了太古界到新生代的漫长地质演化过程。就目前研究成果而言，大多数观点认为华北克拉通在古元古代前，由原始陆核形成的微陆块在太古代经历了陆壳增生在元古代之前形成了统一的基底。研究区作为东部陆块的一部分，也跟随整个克拉通经历了相似的演化过程。而在古元古代，华北克拉通发育三条造山带分别为孔兹岩带、华北中部造山带和胶辽吉造山带，辽东地区就位于胶辽吉造山带中。

图 2-2 辽东-吉南地区地质及部分铀矿床位置示意图（据 Lu et al.，2006）胶辽吉造山带西以郯庐断裂为界，向东延伸至日本海，北侧以辽阳-通化断裂与龙岗地块相接，南部以鸭绿江断裂为界与狼林地块相接（Zhaoetal.，2005）。本次研究矿床所在区域属于该构造带南部的营口-宽甸隆起这一次级构造带北缘的向斜构造中。空间上产出位置与辽东内生硼矿构造位置保持一致（图 2-2）。2.1.2 大地构造演化华北陆块的东部陆块被认为是由太古界和古元古代基底以及未变质的中元古代到新生代的盖层系列组成。研究区域经历了漫长而又复杂地质演化过程，其中包括了陆壳增生、大规模构造运动、强烈的岩浆侵入、火山活动以及不同程度的变质作用和不同环境的沉积覆盖。研究区所在的胶-辽-吉带作为华北克拉通东部陆块的重要组成部分，在构造演化上与整个克拉通的演化密不可分。尤其是前寒武的大地构造演化对于该地区成矿作用有着重要意义。

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本文编号：2833853