内蒙古东乌旗至嫩江成矿带钨（钼）矿成矿机制及地球动力学背景研究

发布时间：2017-08-11 02:15

  本文关键词：内蒙古东乌旗至嫩江成矿带钨（钼）矿成矿机制及地球动力学背景研究

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【摘要】：东乌旗至嫩江成矿带位于我国东北地区,大地构造上位于中亚造山带东段,蒙古鄂霍茨克造山带东南缘。东乌旗-嫩江、上黑龙江、德尔布干、林西-突泉和温都尔庙-红格尔5个Ⅲ级成矿带是大兴安岭Ⅰ级成矿带重要组成部分,成矿带发育一系列有色金属大中小型矿床。2010年以来成矿带钨(钼)矿找矿勘查有了突破,发现了红花尔基、达亚纳、苇莲河三个钨矿床,以及岔路口特大型钼矿,结合前人已经做过大量工作的沙麦钨矿,对成矿带三个新发现钨矿进行典型矿床学研究,以及运用同位素方法对研究区构造演化进行探讨,取得的认识和成果如下：关于区域构造演化：区域目前尚存两个争议,古亚洲洋完全闭合的时间和蒙古鄂霍茨克构造域转换为古太平洋构造域的时间；此次研究通过锆石U-Pb及Lu-Hf同位素分析尝试探讨蒙古鄂霍茨克构造域向太平洋构造域转变的时间,以便理清其与成矿的关系。以大兴安岭北部地区大面积出露的花岗岩为研究对象,进行锆石U-Pb和Lu-Hf同位素分析,结合前人数据,将区域岩浆作用划分为五个期次：(1) 840～780Ma; (2) 530～440Ma; (3) 330～280Ma; (4) 240～160Ma; (5) 150～120Ma。U-Pb数据基础上,进行Hf同位素分析,Hf两阶段模式年龄(TDM2)统计两个峰值为680～840Ma、1160～1360Ma,εHf(t)均大于0或0左右,说明研究区巨量的花岗岩岩浆源区为亏损地幔或新生下地壳。T(U-Pb)vs. TDM2显示,U-Pb年龄500～160Ma,对应的锆石TDM2散乱分布于600-1400Ma,数据点分布散乱,无规律性,显示其源区可能比较混杂；而T(U-Pb)160Ma,对应锆石TDM2突变,没有大于1000Ma的,分布趋于一致,且εHf(t)均大于0, εHf(t)也趋于一致,规律性显著,显示源区可能比较单一；结合区域构造事件,笔者认为,160Ma前后研究区岩浆源区是有差别的,认为160Ma之后,岩浆源区有新的物质加入,即古太平洋构造域开始控制研究区。红花尔基热液型白钨矿：储量达大型的钨多金属矿床,位于成矿带西北侧,成矿岩体为花岗岩,矿体受含矿花岗岩体控制,钨(钼)矿体多为稀疏大脉或细脉状,总体呈平缓似层状赋存于花岗岩体内接触带。岩体含矿部位遭受强烈的绢云母化、云英岩化、硅化、碳酸盐化等,主要的矿化蚀变为云英岩化。辉钼矿与白钨矿大体有上钼下钨的带状分布特点,流体包裹体研究显示,成矿温度在290℃-395℃,峰值在370℃,结合地质特征确认该矿床成因类型为高温热液型钨矿床。锆石U-Pb、辉钼矿Re-Os及白云母Ar-Ar测年显示,该矿床形成于早中侏罗世(173Ma-177Ma)。成矿岩体为钾玄岩系列花岗岩,高场强元素Th、U、Nd、Hf富集,且强不相容元素Rb富集；而Ba、Sr、P、Ti、Nb亏损,典型的低Ba、Sr,局Rb、Yb特征；(La/Yb)N比值变化较大,4.20-27.98,轻重稀土强烈分馏,为壳源为主的壳幔混合型花岗岩；主微量构造判别图显示其形成大地构造背景为同碰撞或造山后环境。根据年代学、地球化学、区域构造演化,笔者认为红花尔基热液型白钨矿形成于蒙古鄂霍茨克向南俯冲碰撞造山后的伸展滑塌背景,源区为壳幔边界,壳源为主。达亚纳高温热液脉型黑钨矿：储量中小型,位于成矿带西南端,矿化特征显示,成矿受黑云母花岗岩控制,矿体均以近直立脉状产出在岩体顶部或伸入地层,对应于“五层楼+地下室”密集细脉带和大脉带；岩体蚀变较弱,典型的蚀变均发育在石英脉两侧几米内,主要为云英母化和硅化。锆石U-Pb测年显示其成岩时代为早白垩世(135Ma),辉钼矿Re-Os测年显示,其成矿时代133Ma,年龄误差范围内的一致性限定了其成岩成矿时代为早白垩。主微量元素分析显示为一套高硅、富铝、高钾钙碱性系列壳源花岗岩,强烈的负铕异常,低Sr,高Yb,高场强元素富集,大离子亲石元素亏损,典型的低Ba、Sr,高Rb,显示出花岗岩浆可能发生了充分分异,总体为壳源岩浆的特征,并具有高分异岩浆演化特点；主微量元素构造环境判别显示其大地构造环境为造山后伸展背景。达亚纳钨(钼)矿形成于古太平洋斜向俯冲-碰撞后,板块后退过程中的伸展滑塌背景,源区为壳源。苇莲河石英脉型黑(钨)钼矿：位于成矿带中部,作者在野外指导找矿工作过程中新发现的一个矿床点,其地质特征、矿化特征类似于达亚纳石英脉型黑钨矿,对应于“五层楼+地下室”密集细脉带和大脉带。锆石U-Pb测年显示,岩体形成时代为早白垩世(145Ma)。岩石主微量分析显示,成矿岩体花岗岩,为一套高硅、富铝、高钾钙碱性系列壳源花岗岩,与达亚纳岩体有着近似的主微量元素特征。展开的研究工作还有限,结合区域构造演化,类比达亚纳,认为苇莲河石英脉型黑(钨)钼矿形成于古太平洋斜向俯冲-碰撞后,板块后退过程中的伸展滑塌背景,源区为壳源。并将成矿带三个典型钨矿与华南钨矿集区钨矿进行矿化特征、蚀变特征、岩体物质来源、成矿物质来源、成矿大地构造背景的综合对比,显示成矿带钨矿与我国华南钨矿有着很高的相似度。
【关键词】：内蒙古 东乌旗至嫩江成矿带 区域构造演化 蒙古鄂霍茨克 古太平洋 热液型钨矿 石英脉型钨(钼)矿 同位素年代学 地球化学 成矿规律
【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】：P618.6
【目录】：

• 作者简历7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-17
• 第一章 引言17-35
• 1.1 工作区研究现状17-27
• 1.1.1 成矿带简介17-19
• 1.1.2 成矿带地质与矿产研究现状19-22
• 1.1.3 成矿带存在的问题及找矿勘查22-23
• 1.1.4 钨(钼)矿综合研究23-27
• 1.2 选题依据、意义及研究基础27-30
• 1.2.1 选题依据和意义27-29
• 1.2.2 研究基础29-30
• 1.3 研究内容、技术方法及成果30-35
• 1.3.1 研究内容及技术方法30-31
• 1.3.2 完成工作量及主要成果31-35
• 第二章 区域地质背景及构造演化35-57
• 2.1 东乌旗至嫩江成矿带区域地层35-39
• 2.1.1 前寒武37-38
• 2.1.2 古生代38
• 2.1.3 中、新生代38-39
• 2.2 东乌旗至嫩江成矿带区域构造39-42
• 2.2.1 褶皱构造39-40
• 2.2.2 断裂构造40-42
• 2.3 东乌旗至嫩江成矿带区域岩浆岩42-48
• 2.3.1 加里东期(早古生代)43-44
• 2.3.2 海西期44-45
• 2.3.3 印支期45-47
• 2.3.4 燕山期47-48
• 2.4 区域构造演化及成矿48-57
• 2.4.1 中亚造山带构造演化研究48-54
• 2.4.2 区域成矿作用54-57
• 第三章 中生代构造背景转换：Hf同位素证据57-80
• 3.1 岩浆岩锆石U-Pb测年57-58
• 3.2 锆石Lu-Hf同位素分析58-77
• 3.3 区域构造演化转换的探讨77-80
• 第四章 红花尔基热液型白钨矿80-115
• 4.1 区域地质82-83
• 4.1.1 区域地层82
• 4.1.2 区域岩浆岩82-83
• 4.1.3 区域构造83
• 4.2 矿区地质83-91
• 4.2.1 矿区地层83
• 4.2.2 矿区构造83-84
• 4.2.3 矿区侵入岩84-85
• 4.2.4 矿体特征85-87
• 4.2.5 矿物组成87-91
• 4.2.6 围岩蚀变91
• 4.3 成岩成矿年代学研究91-100
• 4.3.1 含矿岩体U-Pb测年及结果91-95
• 4.3.2 辉钼矿Re-Os测年95-97
• 4.3.3 白云母Ar-Ar测年97-99
• 4.3.4 成岩成矿时代的限定99-100
• 4.4 成矿岩体地球化学研究100-104
• 4.4.1 主量元素101-103
• 4.4.2 稀土和微量元素103-104
• 4.5 成矿流体研究104-109
• 4.5.1 测试分析104-105
• 4.5.2 测试结果105-109
• 4.5.3 成矿流体性质与演化109
• 4.6 物质来源及其构造背景探讨109-115
• 4.6.1 岩浆物质来源109-110
• 4.6.2 成矿物质来源110-111
• 4.6.3 成矿流体特征111-112
• 4.6.4 成矿构造背景、成因类型及成矿模式112-115
• 第五章 达亚纳石英脉型黑钨(钼)矿床115-146
• 5.1 区域地质115-120
• 5.1.1 区域地层116-117
• 5.1.2 区域构造117
• 5.1.3 区域岩浆岩117-120
• 5.2 矿区地质120-127
• 5.2.1 矿区地层120-121
• 5.2.2 矿区构造121
• 5.2.3 矿区岩浆岩121-122
• 5.2.4 矿化特征122-125
• 5.2.5 黑钨矿矿物地球化学特征125-126
• 5.2.6 围岩蚀变126-127
• 5.3 同位素年代学研究127-134
• 5.3.1 岩体年代学研究127-132
• 5.3.2 辉钼矿Re-Os定年132-133
• 5.3.3 成岩成矿时代讨论133-134
• 5.4 地球化学研究134-138
• 5.5 锆石Hf同位素138-140
• 5.6 矿床成因及其构造背景探讨140-146
• 5.6.1 岩体物质来源140-142
• 5.6.2 成矿物质来源142
• 5.6.3 地球动力学背景142-144
• 5.6.4 矿床成因类型144
• 5.6.5 成矿模式144-146
• 第六章 苇莲河石英脉型黑钨矿床146-164
• 6.1 区域地质146-149
• 6.1.1 区域地层147-149
• 6.1.2 岩浆岩149
• 6.1.3 区域构造149
• 6.2 研究区地质149-150
• 6.3 找矿进展及矿化蚀变特征150-154
• 6.3.1 找矿进展150-151
• 6.3.2 矿化特征及蚀变151-153
• 6.3.3 黑钨矿矿物地球化学153-154
• 6.4 岩体年代学研究154-157
• 6.5 地球化学研究157-161
• 6.6 花岗岩成因及其构造背景初探161-164
• 第七章 成矿机制与成矿地球动力学背景164-184
• 7.1 典型钨矿矿床类型及矿化特征对比164-167
• 7.1.1 矿床类型对比164-165
• 7.1.2 典型矿化特征165-166
• 7.1.3 典型蚀变特征166-167
• 7.2 花岗岩的成因167-175
• 7.2.1 西华山岩体167-168
• 7.2.2 大吉山-漂塘岩体168-169
• 7.2.3 盘古山岩体169-175
• 7.3 成矿物质的来源175-177
• 7.4 成矿地球动力学背景探讨177-181
• 7.4.1 华南钨矿成矿地球动力学背景177-178
• 7.4.2 东乌旗至嫩江成矿带地球动力学背景178-181
• 7.5 成矿模式181-182
• 7.6 成矿带钨(钼)矿成矿条件及找矿潜力182-184
• 第八章 主要结论184-187
• 致谢187-189
• 参考文献189-206

【参考文献】

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