南秦岭柞水—山阳矿集区燕山期花岗质岩浆作用与成矿潜力评价

发布时间：2017-08-23 20:06

  本文关键词：南秦岭柞水—山阳矿集区燕山期花岗质岩浆作用与成矿潜力评价

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【摘要】：本文在系统收集和分析前人关于柞水-山阳矿集区基础地质和秦岭造山带各组成单元燕山期岩浆活动特征等研究成果的基础上,针对南秦岭柞水-山阳矿集区研究中存在的主要科学问题,采用岩石学、元素地球化学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素示踪以及矿物电子探针成分测试等研究方法和技术手段,讨论了矿集区内燕山期岩体的成岩物理化学条件、岩石成因、物质来源及成岩动力学背景；综合前人已发表的秦岭造山带燕山期中-酸性岩体地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素数据,探讨了秦岭造山带燕山期岩浆活动的整体规律性；结合国内外斑岩-矽卡岩型矿床的最新研究成果,重点对柞水-山阳矿集区燕山期小岩体的含矿性及成矿潜力进行了评价。取得了以下认识和成果：南秦岭柞水-山阳矿集区燕山期小岩体均为准铝质-过铝质的高钾钙碱性至钾玄质系列Ⅰ型花岗岩,岩石富硅、碱,铝含量中等,富集LREE和LILE,亏损HREE(?)HFSE,轻重稀土分馏明显,具有高Sr (300μg/g)、低Y和Yb (Yb1.9μg/g, Y20μg/g)特征,表明其源区存在石榴石相的分离结晶或源区残留。锆石U-Pb年代学研究表明,南秦岭柞水-山阳矿集区内燕山期岩浆活动发生于139.0Ma～149.1Ma,其中小河口岩体141.3Ma,元子街岩体141.7Ma,下官坊岩体139.1Ma,双元沟岩体140.4Ma和142.1Ma,土地沟岩体140.7Ma、141.2Ma和141.8Ma,白沙沟岩体139.0Ma、141.6Ma和144.1Ma,池沟Ⅰ～VⅦ号岩体分别为140.8Ma、149.1Ma、 149.0Ma、144.2Ma、142.3Ma、141.9Ma和142.1Ma。综合前人已发表的秦岭造山带各构造单元燕山期岩体的成岩年龄数据,本文将秦岭造山带燕山期岩浆活动分为156Ma-129Ma和117Ma～104Ma两个阶段,其中第一阶段岩体主要分布在南秦岭构造带,少量分布在北秦岭和华北陆块南缘西部,而第二阶段岩体主要分布在华北陆块南缘中、东部地区。通过收集前人已发表的秦岭造山带各组成单元燕山期岩体的Sr-Nd-Pb-Hf同位素数据,结合本文所获取的南秦岭柞水-山阳矿集区燕山期岩体锆石Lu-Hf同位素分析结果,表明秦岭造山带各构造单元燕山期岩浆系统中均有幔源物质的加入,且加入的比例以及壳-幔岩浆的混合程度不同构造单元间各有差异,由南向北总体呈降低趋势；南秦岭和北秦岭构造带的燕山期花岗岩,二者可能均以南秦岭基底为其共同的岩浆源区：华北陆块南缘花岗岩的岩浆源区主要为华北陆块南缘原有结晶基底。南秦岭燕山期岩体与秦岭造山带其他构造单元的燕山期岩体形成于同一地球动力学背景下,即晚侏罗世-早白垩世之交(约140Ma),中国东部构造体制由南北主应力场向东西主应力场发生转换,造山带应力状态由挤压转向伸展,诱发岩石圈的拆沉减薄、软流圈抬升、幔源物质上涌,引发强烈壳幔相互作用,而形成了燕山期花岗质岩浆,沿构造软弱带上升侵位,经分离结晶,在有利的地质条件下成矿元素沉淀,从而形成相应的矿床或矿化。柞水-山阳矿集区内燕山期岩体成岩温度平均为508℃-779℃、成岩压力平均值为0.52kbar～4.95kbar.岩浆水含量平均值介于3.21%-6.35%之间、岩浆氧逸度1g(fO2)平均为-19.37～-1499、ΔFMQ平均值介于-1.41～2.21之间。在成岩成矿大地构造环境、岩石类型、围岩蚀变及矿化特征等方面,与国内外典型的斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床的含矿岩体相比,二者具有一定的相似性；成矿元素丰度(如Cu、Mo、Ag等)也明显比世界花岗岩和南秦岭花岗岩平均值高,岩浆中水含量普遍高于斑岩型矿床成矿岩体的理论值(大于4.0%),具有形成斑岩型矿床的有利地质-地球化学条件。岩浆的挥发份含量和氧逸度变化范围较大,不利于大规模矿化作用的发生。因此,虽然柞水-山阳矿集区较难形成大型斑岩-矽卡岩型矿床,但仍具有形成中小型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床的潜力,这对今后在该矿集区内的矿产勘查工作具有指导意义。
【关键词】：柞水-山阳矿集区 燕山期岩体 岩浆源区 动力学背景 成矿潜力
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P588.121;P612
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 选题背景及研究意义11-14
• 1.2 国内外研究现状14-21
• 1.2.1 国内外斑岩型矿床研究现状14-18
• 1.2.2 柞水-山阳矿集区燕山期花岗岩研究现状及存在问题18-21
• 1.3 研究思路、方法及论文完成的工作量21-22
• 1.3.1 研究思路、方法21
• 1.3.2 论文完成工作量21-22
• 1.4 取得的主要成果22-24
• 第2章 区域地质背景24-31
• 2.1 秦岭造山带区域构造背景及构造单元24-27
• 2.2 南秦岭岩浆活动及岩浆岩27-28
• 2.3 研究区主要地层单元及岩石28-29
• 2.4 南秦岭柞水-山阳矿集区主要矿产29-31
• 第3章 南秦岭柞水-山阳矿集区典型岩体地质及岩相学特征31-50
• 3.1 岩体地质及岩相学特征32-44
• 3.2 矿物成分特征44-50
• 3.2.1 长石44
• 3.2.2 角闪石44-45
• 3.2.3 黑云母45-46
• 3.2.4 磷灰石46-50
• 第4章 南秦岭柞水-山阳矿集区典型岩体岩石地球化学特征50-85
• 4.1 分析测试实验方法50-52
• 4.2 岩体元素地球化学组成52-55
• 4.2.1 主量元素特征52-54
• 4.2.2 稀土及微量元素组成特征54-55
• 4.3 岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学55-64
• 4.4 锆石Lu-Hf同位素特征64-68
• 4.5 成岩物理化学条件68-85
• 4.5.1 温度68-70
• 4.5.2 压力70-72
• 4.5.3 岩浆水含量72-73
• 4.5.4 岩浆氧逸度73-85
• 第5章 秦岭造山带燕山期花岗岩时空分布及成岩动力学背景85-105
• 5.1 秦岭造山带燕山期花岗岩质浆作用阶段划分85-86
• 5.2 秦岭造山带燕山期花岗岩空间分布特征86-91
• 5.3 秦岭造山带燕山期花岗岩地球化学特征91-101
• 5.3.1 主微量元素地球化学特征91-96
• 5.3.2 Sr-Nd-Pb同位素组成96-99
• 5.3.3 Lu-Hf同位素组成99-101
• 5.4 秦岭造山带燕山期花岗岩成因及成岩大地构造环境101-105
• 第6章 南秦岭柞水-山阳矿集区燕山期岩体成矿潜力评价105-119
• 6.1 成岩成矿大地构造条件105-107
• 6.2 岩石类型、矿化特征及围岩蚀变特征107-109
• 6.3 岩体地球化学特征及成矿元素丰度109-116
• 6.3.1 元素地球化学的指示109-111
• 6.3.2 造岩矿物成分特征的指示111-114
• 6.3.3 成矿元素丰度114-116
• 6.4 含矿岩浆物理化学条件的指示116-119
• 结论119-121
• 参考文献121-142
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果142-143
• 致谢143

【参考文献】

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本文编号：727021