内蒙古图古日格金矿地质特征与成因及其区域成矿意义研究

发布时间：2017-07-20 20:06

  本文关键词：内蒙古图古日格金矿地质特征与成因及其区域成矿意义研究

  更多相关文章： 图古日格 金矿 兴蒙造山带 花岗斑岩 岩浆热液 二叠纪 矿床成因 物质来源 成矿模型

【摘要】：图古日格金矿是兴蒙造山带西端的一处大型石英脉型金矿床,已探明黄金储量大于24t,平均品位为4g/t,该金矿的矿石和矿体在浅部主要是石英脉型,在深部则主要是蚀变岩型,蚀变岩型矿石主要为矿化蚀变的似斑状花岗岩。矿体主要产出于似斑状花岗岩中,且基本上切穿了矿区内的所有岩层和岩性,矿体的产状明显受北西向次级断裂控制。本文在全面搜集和整理地质资料及前人研究成果的基础上,通过系统的野外地质调查和详细的室内研究工作,对图古日格金矿床进行了典型矿床解剖。以图古日格金矿床的矿体(石)、岩体、地层、构造和成矿流体为主要研究对象,通过岩相学、岩石地球化学、同位素地球化学、同位素年代学和流体包裹体测试等手段,深入剖析了该金矿床的矿床地质特征、元素地球化学特征、同位素地球化学特征、流体包裹体特征和成矿流体特征,探讨了该金矿床的成岩成矿时代、成矿背景、成岩成矿物质来源、成矿流体的来源、矿床成因类型、成矿机制和成矿过程,建立了该矿床的成矿模型,并在此基础上探讨了兴蒙造山带二叠纪时期的构造背景和金成矿规律。取得的主要结论和认识如下：1、图古日格金矿矿区内侵入岩的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,似斑状花岗岩的侵位年龄为275.8±1.5 Ma-264.5±1.4Ma(两件样品),花岗岩的侵位年龄为278.7±1.0Ma(N=19, MSWD=0.34),角闪石岩的形成时代为280.6±1.3Ma (N=19,MSWD=0.39),蚀变闪长岩的侵位时代为288.0±2.6Ma(N=13,MSWD=1.7),均属于二叠世,黑云母花岗岩的侵位时代为415.1±2.1Ma (N=14, MSWD=0.41),属于晚志留世。2、图古日格金矿中黄铁矿Re-Os同位素的等时线年龄为268±15 Ma,初始187Os/188Os比值为1.26±0.69。绢云母Ar-Ar同位素的等时线年龄为259.2±2.9 Ma(MSWD=5.4),40Ar/36Ar初始值为292±17。结果表明图古日格金矿床的成矿年龄为268-259Ma,与似斑状花岗岩的活动时间(275.8-264.5Ma)相吻合。3、图古日格金矿矿区内的二叠纪侵入岩具有相似的Sr-Nd-Pb同位素组成,指示他们具有同源的特征。他们的εNd(t)值为-6.6～-3.8,初始锶同位素比值(87Sr/86Sr);为0.70629-0.70799,初始206Pb/204Pb比值为18.113-18.392,初始207Pb/204Pb比值为15.535-15.594,初始208Pb/204Pb比值为38.133-38.473。初始同位素特征指示图古日格金矿的二叠纪侵入岩具有壳幔混合源的性质,成岩物质主要来自亏损地幔,虽然受到了下地壳古老物质的混染,但是地幔物质仍然起了主导的作用。4、图古日格金矿及矿区内二叠纪侵入岩形成的构造背景是碰撞后伸展环境,虽然侵入岩具有一些俯冲带侵入岩的地球化学特征,但是这些特征只是反应了岩石的岩浆源区受到了俯冲作用的影响,并不能代表其构造背景。所以兴蒙造山带在二叠纪所处的构造环境是碰撞后伸展环境,支持古亚洲洋闭合时间为晚泥盆世末-早石炭世末的观点。5、图古日格矿区内的二叠纪侵入岩为一套双峰式侵入岩,都属于高钾钙碱性系列。成岩过程为：俯冲背景下,在古老微地块底部形成了亏损地幔来源的新生下地壳,新生地壳在之后的构造活动中发生部分熔融,部分熔融形成的岩浆接受古老地壳物质的混染,当部分熔融程度高且受古老地壳物质混染程度较低时,则形成含有较多水分的基性岩浆,这种岩浆上侵形成闪长岩,由于物质成分和结晶条件非常适合角闪石的结晶析出,故发生了角闪石的堆晶作用形成了角闪石岩。当熔融程度低且受古老地壳物质混染程度较高时,则形成花岗质岩浆,经过岩浆的扩散分异作用,演化形成花岗岩和似斑状花岗岩。6、图古日格金矿中黄铁矿的硫同位素δ34SCDT值为-7.5～-3.5‰,平均值为-5.88‰,侵入岩的δ34SCDT为1.6-10.4%‰,平均值为6.5%‰,各个地层的δ34SCDT为9.8-27.4%‰,平均值为20.8‰。该金矿黄铁矿中的硫可能不是直接来自于矿区范围内的任何地质体,而可能是由矿区内二叠纪侵入岩中的硫,在氧化作用下经过硫同位素的分馏,演化而来。硫同位素的分馏使硫化物发生了重硫的亏损,造成了黄铁矿中的硫同位素δ34SCDT值低于侵入岩中的δ34SCDT值。7、图古日格金矿中方铅矿的206Pb/204Pb为18.11-18.178,207Pb/204Pb为15.567-15.604,208Pb/204Pb为38.185-38.339,通过方铅矿的铅同位素比值与各地质体矫正(成矿年龄,264Ma)后的铅同位素比值的对比可知,矿石中的铅元素可能主要来自矿区内的侵入岩,并受到了少量的地层混染。8、图古日格金矿的成矿流体是中高温、中低盐度的含有O2和S042-的NaCl+CaCl2+CO2+H2O流体,成矿流体的δDv-smow值为-108.8%‰～-87.4‰,平均值为-99.1‰,δ180水值为1.1‰～6.9‰,平均值为4.5‰。氢、氧同位素组成以及黄铁矿标型特征表明,图古日格金矿的成矿流体主要来自岩浆水,并带有幔源特征,其在深部演化过程中可能经历了卤水相和蒸汽相的不混溶分离作用,在浅部也可能经历了岩浆水和大气降水的混合作用。9、金的气相偏在性和蒸汽冷却收缩模式,是图古日格金矿床富Au、中低盐度和富CO2的成矿流体的形成机制,成矿流体中的金主要是以硫氢络合物[Au(HS)0、 Au(HS)2-]的形式运移。成矿过程中流体经历了沸腾(不混溶)作用,其流体包裹体就是在沸腾状态下从这两种性质不同的流体中捕获的(一种为较低盐度、富气相流体,另一种为高盐度、低气相流体),减压沸腾和氧化作用是该金矿金沉淀的主要机制。10、图古日格金矿的成矿流体与矿区内的似斑状花岗岩是“兄弟”关系,而不是“母子”关系,即岩浆热液(成矿流体)和似斑状花岗岩一样,都来自于深部花岗质岩浆房。图古日格金矿床的成因类型是与花岗斑岩有关的岩浆热液型金矿床。兴蒙造山带乃至整个中亚造山带,可能在二叠纪发育有一次与伸展背景下的花岗质岩浆活动有关的金成矿事件,找矿潜力巨大。
【关键词】：图古日格 金矿 兴蒙造山带 花岗斑岩 岩浆热液 二叠纪 矿床成因 物质来源 成矿模型
【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】：P618.51
【目录】：

• 作者简历7-9
• 摘要9-12
• Abstract12-17
• 第一章 绪论17-38
• 1.1 选题依据和研究意义17-19
• 1.2 研究现状与存在问题19-33
• 1.2.1 金矿床研究进展19-27
• 1.2.2 兴蒙造山带研究进展27-29
• 1.2.3 中亚造山带二叠纪金矿床研究进展29-31
• 1.2.4 图古日格金矿研究现状31-33
• 1.3 研究内容与方法33-34
• 1.4 完成工作量34-35
• 1.5 主要认识及创新35-38
• 第二章 区域地质背景38-46
• 2.1 地层40-42
• 2.1.1 下元古界宝音图群40-42
• 2.1.2 其他地层42
• 2.2 构造42-44
• 2.3 岩浆岩44-46
• 第三章 矿床地质特征46-62
• 3.1 矿区地层46
• 3.2 矿区构造46-47
• 3.3 矿区侵入岩47-50
• 3.3.1 二叠纪似斑状花岗48
• 3.3.2 二叠纪花岗岩48-49
• 3.3.3 二叠纪蚀变闪长岩49
• 3.3.4 二叠纪角闪石岩49-50
• 3.3.5 志留纪黑云母花岗岩50
• 3.4 矿体特征50-53
• 3.5 矿石矿物特征53-55
• 3.6 金的赋存状态55-60
• 3.7 围岩及蚀变60-61
• 3.8 成矿期次和成矿阶段61-62
• 第四章 成岩成矿年龄62-87
• 4.1 侵入岩锆石U-Pb年龄62-69
• 4.1.1 样品采集、处理及分析测试62-63
• 4.1.2 样品锆石特点63-66
• 4.1.3 测试结果66-69
• 4.2 黄铁矿Re-Os年龄69-72
• 4.2.1 样品采集、处理及分析测试69-70
• 4.2.2 测试结果70-72
• 4.3 绢云母Ar-Ar年龄72-74
• 4.3.1 样品采集、处理及分析测试72-73
• 4.3.2 测试结果73-74
• 4.4 小结74-87
• 第五章 矿床地球化学特征87-112
• 5.1 侵入岩主微量特征87-92
• 5.1.1 样品及测试分析87-88
• 5.1.2 测试结果88-92
• 5.2 侵入岩Sr-Nd同位素92-96
• 5.2.1 样品及测试分析92-93
• 5.2.3 测试结果93-96
• 5.3 S和Pb同位素96-100
• 5.3.1 样品及测试分析96-97
• 5.3.2 分析结果97-100
• 5.4 黄铁矿标型特征100-101
• 5.5 小结101-112
• 第六章 流体包裹体特征112-131
• 6.1 样品采集、处理及分析测试112-113
• 6.2 流体包裹体岩相学113-115
• 6.3 均一温度和盐度115-116
• 6.4 流体包裹体成分116-117
• 6.5 氢氧同位素117-118
• 6.6 小结118-131
• 第七章 矿床成因131-146
• 7.1 成岩与成矿事件的耦合131-132
• 7.2 成岩成矿背景132-135
• 7.3 成矿流体性质及来源135-137
• 7.4 物质来源137-141
• 7.4.1 成岩成矿物质来源137-139
• 7.4.2 成矿流体中硫的来源139-140
• 7.4.3 成矿流体中铅的来源140-141
• 7.5 矿床成因类型141
• 7.6 成矿动力学141-146
• 7.6.1 岩浆热液的来源141-142
• 7.6.2 金的运移和沉淀机制142-144
• 7.6.3 成矿过程及模型144-146
• 第八章 区域成矿意义146-150
• 8.1 兴蒙造山带早二叠世构造背景146-147
• 8.2 兴蒙造山带二叠纪金成矿作用147-150
• 第九章 结论150-153
• 致谢153-155
• 参考文献155-175

【参考文献】

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本文编号：569737