东昆仑小灶火软玉矿床成因研究

发布时间：2017-12-01 10:33

  本文关键词：东昆仑小灶火软玉矿床成因研究

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【摘要】：东昆仑造山带从北到南,被昆北缝合带、昆中缝合带分为昆北带(即柴南缘)、昆中带和昆南带3个构造单元。小灶火软玉矿床位于东昆仑造山带西段,处于柴达木盆地南缘的昆北带,同新疆和田玉矿位于同一成矿带上。目前对昆仑软玉的研究多侧重于韧度、硬度、颜色、结构缺陷和结构特征等宝石(矿物)学方面的研究,而在软玉矿床学方面的研究明显不足,特别是软玉成矿时代以及矿床成因方面的研究更是少有报道。本研究综合应用矿物学、岩石学、宝石学、现代矿床学、地球化学和同位素年代学的最新理论和分析方法对东昆仑小灶火软玉矿床进行了系统的研究,揭示其成矿时代及成矿流体-物质来源,并基于此浅析其矿床成因。取得了以下主要进展和认识：(1)小灶火软玉样品的折射率值(RI)约为1.62,比重2.91-2.94,摩斯硬度均5.5。在偏光显微镜下呈现明显的纤状变晶结构；样品在8.38 A、3.26 A、3.11A及2.69 A等处出现明显的衍射峰,其衍射峰强度及组合特征与国际标准数据库中的透闪石一致；样品的红外吸收峰(集中在3700-3400 cm-1和1100-400 cm-·等两个波数范围内),分别与M-OH (M为角闪石M·或M3位的金属离子)的伸缩振动和Si-O的伸缩振动及弯曲振动有关；扫描电子显微分析表明小灶火软玉中的透闪石晶体呈现明显的片柱状外观,并且具有弱的定向排列特征,透闪石的化学成分主要以Ca、Mg、Fe和Si等为主。(2) 小灶火矿床目前探明的软玉矿体有两条,矿体主要呈脉状或似层状分布于黑云二长花岗岩与白云质大理岩的南接触带及其构造面附近。软玉矿石按颜色分类主要为青玉,矿物组成主要为透闪石,含量在95%以上。矿石呈纤维交织结构、毛毡状结构、不规则脉状结构、不等粒团块状结构以及交代结构,以块状、脉状构造为主,局部见栉状构造。在化学元素组成上,小灶火青玉的主量成分主要为SiO2, CaO和MgO,且含量较稳定,具较高的Cr、Ni含量,明显富集中-重稀土。透闪石单矿物LA-ICP-MS分析表明,青玉样品中的透闪石的微量元素成分较均一,均显示轻稀土相对亏损,中-重稀土相对富集的特征,但其透闪石的稀土元素含量明显低于透闪石大理岩中的透闪石。(3)尽管本文未获得高温阶段透闪石中的流体包裹体信息,但晚阶段石英中流体包裹体研究表明,其包裹体主要类型为富液两相及富气两相,显示为低均一温度(集中于170-200℃℃)、低盐度(集中于5.0～8.0% NaCl equiv)流体。结合本文及已有的H-O同位素数据来看,成玉阶段成矿流体很可能是岩浆水和变质水组成的混合热液,晚阶段流体中有大气降水的加入。另外,对于软玉矿床来讲,其成矿热液中的Hf元素明显在同时结晶的两种不同矿物(热液锆石和透闪石)间发生了重新分配,因此用热液锆石的Hf同位素来示踪软玉成矿流体性质时应十分谨慎。(4)小灶火矿区黑云二长花岗岩侵位年龄为-416 Ma,为早泥盆世；闪长玢岩侵位年龄为253.5士1.4 Ma,为晚二叠世；锆石Hf同位素研究表明,黑云二长花岗岩与闪长玢岩可能具有相同的物质来源,即新生的新元古代地壳物质。综合区域研究来看,闪长玢岩可能是东昆仑二叠纪-早三叠世洋壳俯冲导致的弧岩浆的产物,而黑云二长花岗岩则很可能是东昆仑原特提斯造山带后碰撞岩浆作用的产物。(5)青玉中的主要锆石群——I类锆石具有与黑云二长花岗岩中的岩浆锆石截然不同的晶形、内部结构、稀土元素及Hf同位素特征,表明其为热液成因锆石,其U-Pb年龄(416.4士1.5 Ma)代表了软玉的成矿年龄。该年龄值与黑云二长花岗岩侵位年龄(415.8士1.7 Ma和415.5士1.7 Ma)以及透闪石大理岩的变质年龄(416.6土1.7 Ma)在误差范围内一致,这表明花岗岩浆侵入镁质碳酸岩导致的接触热变质作用是软玉形成的重要前提。小灶火软玉成矿物质主要来源于：①白云质大理岩；②花岗岩浆热液。前者为软玉的形成提供充足的Ca和Mg,而后者提供了所必需的SiO2。(6)小灶火软玉的形成可划分为以下三个阶段：白云岩地层形成阶段→区域变质阶段→成矿阶段,而成矿阶段又可分为三个亚阶段：接触热变质-矽卡岩亚阶段→成玉亚阶段→低温亚阶段。在成玉亚阶段,成矿作用方式主要表现为热液交代和充填作用方式。可能的成矿作用过程是：从花岗岩浆中分泌的富Si4+、H2O的岩浆热液(很可能还混有围岩中的变质水),通过交代作用萃取了碳酸岩地层中的Mg、Ca等组分,在接触热变质营力作用下发生迁移,在一些层间裂隙或构造破碎带内发生矿质(透闪石)沉淀,最终形成软玉矿脉。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P619.28

【参考文献】

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1 支颖雪;廖宗廷;周征宇;招博文;王宾;;软玉中结构水类型和近红外光谱解析[J];光谱学与光谱分析;2013年06期

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1 李瑞保;东昆仑造山带（东段）晚古生代－早中生代造山作用研究[D];长安大学;2012年

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本文编号：1240809