西藏冈底斯带埃达克岩岩石成因与斑岩铜成矿潜力研究
发布时间：2020-05-27 08:20
【摘要】：青藏高原南部的冈底斯斑岩Cu矿带是全球巨型成矿域——特提斯成矿域的重要组成部分。带内斑岩Cu矿主要发育于侏罗纪和中新世,且成矿斑岩均具有埃达克岩属性。然而,冈底斯带内还广泛发育有其它时期的埃达克质岩浆,它们却缺乏斑岩成矿作用。由于斑岩Cu矿的发育与成矿斑岩的岩浆属性密切相关,因此,对冈底斯带内不同时代成矿斑岩和贫矿斑岩进行对比研究是查明斑岩成矿能力控制机制的关键。本论文以冈底斯带内各时期埃达克质岩浆岩为主要研究对象,在研究岩石成因的基础上,探讨了源区属性、岩浆演化、区域构造与斑岩成矿作用之间的耦合关系。通过对冈底斯带内大陆碰撞环境成矿斑岩与贫矿斑岩的研究发现,斑岩Cu矿的发育与岩浆源区属性紧密相关,并受岩浆演化过程和区域构造环境等因素的控制。古老下地壳源区不利于形成斑岩Cu矿,受早期弧岩浆和板片流体强烈改造而形成的新生下地壳才是形成斑岩Cu矿的关键。弧岩浆和板片流体为地壳注入幔源物质的同时,在地壳深部形成大量含水矿物和含Cu硫化物。只有当这种新生下地壳部分熔融时,产生的富Cu、富水的氧化性埃达克质岩浆才具有形成斑岩Cu矿的潜力。因此,所有大陆碰撞环境斑岩Cu矿均分布于以新生地壳为主的冈底斯带中东部,而由古老地壳组成的冈底斯带西段与最东端则发育贫矿岩体。斑岩Cu矿通常发育于加厚的地壳。在冈底斯带,尽管东西两侧的增厚方式存在差异,整体地壳厚度在始新世已经显著加厚。然而,陆-陆碰撞早期阶段的挤压构造背景不利于源自新生下地壳的埃达克质岩浆在地壳浅部形成母岩浆房,导致上部斑岩体缺乏有效的流体和岩浆补给,因此未能在地壳增厚的初期形成斑岩Cu矿。中新世的伸展环境使得浅部母岩浆房能够充分发育,有利于大型甚至超大型斑岩Cu矿的形成。冈底斯带在渐新世处于挤压与伸展之间的过渡环境,斑岩成矿通常规模较小。具有成矿潜力的埃达克质熔体在向上侵位期间的岩浆演化过程决定了斑岩Cu矿的成矿金属组合类型。上地壳物质的混染有利于形成斑岩Cu-Mo-Pb-Zn矿床,而高度的岩浆分异则有利于形成斑岩Cu-W-Mo矿床。冈底斯带内晚白垩世埃达克质岩浆岩源自新特提斯洋中脊俯冲导致的大洋板片部分熔融,尽管其源区富水并存在大量幔源物质的贡献,同时经历了高度的分离结晶作用,但是明显较低的氧逸度暗示该时期埃达克岩成矿潜力较弱。
【图文】：
历了长期且复杂的构造演化过程，包括冈瓦纳大陆的裂解、特提斯洋洋盆的扩张、大洋板片的俯冲消减与闭合、陆-陆碰撞以及随后的陆内造山等（Zhuetal.,2013;许志琴等,2011）。以金沙江缝合带（JSS）、班公-怒江缝合带（BNS）和印度河-雅鲁藏布江缝合带（IYS）为界，青藏高原由北往南可以分为松潘-甘孜、羌塘、拉萨和喜马拉雅四个呈东西向展布的地体（Yin and Harrison, 2000）。其中，班公-怒江缝合带（BNS）横穿青藏高原中部，形成于晚侏罗世至早白垩世班公湖-怒江特提斯洋闭合之后羌塘地体与拉萨地体的陆-陆碰撞，代表了班公湖-怒江特提斯洋洋壳的残余（Panetal.,2012;Zhuetal.,2013）。位于青藏高原南部的印度河-雅鲁藏布江缝合带（IYS）记录了新特提斯洋洋壳北向俯冲并最终消减的位置，形成于约 65 ~ 55 Ma 左右以喜马拉雅地体为代表的印度大陆和以拉萨地体为代表的欧亚大陆的陆-陆碰撞过程（e.g., Patriat and Achache, 1984; Leech et al., 2005;Zhu et al., 2015）。
陆-陆碰撞阶段的始新世埃达克岩和渐新世-中新世埃达克岩进行了样品采集（图3-1），以期从岩浆作用的角度探究晚白垩世埃达克岩的成矿潜力以及大陆碰撞环境斑岩成矿作用的制约因素。图 3-1 冈底斯带埃达克岩采样位置分布图（底图据 Zheng et al., 2019 修改）。3.1 晚白垩世埃达克岩本文报道的晚白垩世埃达克岩位于冈底斯带东部，包括努日石英闪长岩与石英二长岩，乃卡花岗闪长岩，米林紫苏花岗岩，马门安山岩，以及朗县花岗闪长岩和二云母花岗岩（图 3-2）。其中，努日石英闪长岩与石英二长岩分布于泽当镇北东方向约 9km 处，以杂岩体的形式侵入到下白垩统比马组碳酸盐岩地层中。努日石英闪长岩呈灰色到深灰色，具有中粒结构，，主要由斜长石（60 ~ 65%）、角闪石（10~20%）、石英（5~10%）和黑云母（约 5%）组成，还有少量钾长石（图 3-3a,b）。努日石英二长岩呈灰白色至灰色，具有细粒结构，主要由斜长石（30 ~ 40%）、钾长石（25 ~ 35%）、石英（10 ~ 20%）、角闪石（5 ~ 10%）和黑云母（约 5%）组成（图 3-3 c, d）。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.41;P588.1
本文编号：2683240
【图文】：
历了长期且复杂的构造演化过程，包括冈瓦纳大陆的裂解、特提斯洋洋盆的扩张、大洋板片的俯冲消减与闭合、陆-陆碰撞以及随后的陆内造山等（Zhuetal.,2013;许志琴等,2011）。以金沙江缝合带（JSS）、班公-怒江缝合带（BNS）和印度河-雅鲁藏布江缝合带（IYS）为界，青藏高原由北往南可以分为松潘-甘孜、羌塘、拉萨和喜马拉雅四个呈东西向展布的地体（Yin and Harrison, 2000）。其中，班公-怒江缝合带（BNS）横穿青藏高原中部，形成于晚侏罗世至早白垩世班公湖-怒江特提斯洋闭合之后羌塘地体与拉萨地体的陆-陆碰撞，代表了班公湖-怒江特提斯洋洋壳的残余（Panetal.,2012;Zhuetal.,2013）。位于青藏高原南部的印度河-雅鲁藏布江缝合带（IYS）记录了新特提斯洋洋壳北向俯冲并最终消减的位置，形成于约 65 ~ 55 Ma 左右以喜马拉雅地体为代表的印度大陆和以拉萨地体为代表的欧亚大陆的陆-陆碰撞过程（e.g., Patriat and Achache, 1984; Leech et al., 2005;Zhu et al., 2015）。
陆-陆碰撞阶段的始新世埃达克岩和渐新世-中新世埃达克岩进行了样品采集（图3-1），以期从岩浆作用的角度探究晚白垩世埃达克岩的成矿潜力以及大陆碰撞环境斑岩成矿作用的制约因素。图 3-1 冈底斯带埃达克岩采样位置分布图（底图据 Zheng et al., 2019 修改）。3.1 晚白垩世埃达克岩本文报道的晚白垩世埃达克岩位于冈底斯带东部，包括努日石英闪长岩与石英二长岩，乃卡花岗闪长岩，米林紫苏花岗岩，马门安山岩，以及朗县花岗闪长岩和二云母花岗岩（图 3-2）。其中，努日石英闪长岩与石英二长岩分布于泽当镇北东方向约 9km 处，以杂岩体的形式侵入到下白垩统比马组碳酸盐岩地层中。努日石英闪长岩呈灰色到深灰色，具有中粒结构，，主要由斜长石（60 ~ 65%）、角闪石（10~20%）、石英（5~10%）和黑云母（约 5%）组成，还有少量钾长石（图 3-3a,b）。努日石英二长岩呈灰白色至灰色，具有细粒结构，主要由斜长石（30 ~ 40%）、钾长石（25 ~ 35%）、石英（10 ~ 20%）、角闪石（5 ~ 10%）和黑云母（约 5%）组成（图 3-3 c, d）。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.41;P588.1
本文编号：2683240
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