辽东中生代岩浆活动及金铀成矿作用

发布时间：2017-12-08 23:24

  本文关键词：辽东中生代岩浆活动及金铀成矿作用

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【摘要】：辽东半岛是我国重要的金铀矿成矿远景区之一。辽东地区中生代花岗质岩浆活动与大规模的Au、U、Pb、Zn、Cu、Mo等金属矿产的成矿作用成因联系密切。前人研究局限于单个矿床或几个矿床对比研究,区域上对中生代不同岩体、矿床的综合对比研究工作相对较少。本文在详细野外地质观察的基础上,开展了丹东赛马-柏林川碱性岩体、三股流花岗岩体及其相关的赛马铀矿床、五龙金矿、四道沟金矿系统的成岩成矿年代学和成矿作用等方面的研究。对深刻认识该地区的金铀矿成矿动力学背景、成矿条件、成矿机制及成矿远景评价有重要意义。年代学研究表明,赛马-柏林川碱性岩体样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为 231.9±3.7Ma、227.6±6.4Ma、235.7±4.7Ma 和 227.8±2.2Ma,表明岩体形成于晚三叠世,是华北克拉通北缘印支期碱性岩浆侵入活动的产物。这些年龄落在前人研究的华北克拉通北缘印支期碱性岩体的形成时间集中范围内(220～238Ma)。可以推定早中生代华北克拉通大规模的碱性岩浆活动西自包头,东至辽东,具有相同的深部地球动力学背景。印支期碱性岩体的侵位时代可能代表了华北克拉通岩石圈伸展减薄的起始时间。岩浆岩成因研究表明,赛马-柏林川地区印支期碱性侵入岩的地球化学特征暗示其原始岩浆可能源于幔源碱性岩浆,再者赛马-柏林川碱性岩体的稀土元素配分模式图呈较斜的右倾形式,为地幔石榴橄榄岩部分熔融产物的特征,Eu/Sm的比值相对较高,这也反映了其较深源的成因。赛马-柏林川硅不饱和碱性岩的形成温度介于686～816 ℃之间。岩石地球化学研究表明,三股流花岗岩属于Ⅰ型花岗岩,其具有一定的埃达克岩性质。三股流花岗岩石的初始岩浆起源于下地壳的部分熔融,岩浆源区复杂。印支期的赛马-柏林川碱性岩形成于板内非造山伸展环境;燕山期的三股流花岗岩岩浆活动发生在与俯冲有关的活动大陆边缘构造背景下;结合区域地质背景等证据,研究区中生代花岗质岩体总体处于拉张-伸展环境。赛马铀矿床与印支期碱性岩体密切相关,矿体赋存在草绿色霓石霓霞正长岩及其与围岩大理岩接触部位。而五龙金矿与三股流花岗闪长岩体成矿关系密切,特别是岩体北部及北西部,是五龙金矿最重要的矿化富集带。五龙金矿的成矿作用分为5个阶段,分别为早期石英阶段(Ⅰ)、黄铁矿-石英阶段(Ⅱ)、黄铁矿-辉铋矿-石英阶段(Ⅲ)、多金属硫化物-灰色石英阶段(Ⅳ)和碳酸盐阶段(Ⅴ)。近矿石英细脉带是五龙矿区指示金矿体存在的重要标志。四道沟金矿床的成矿作用可分为4个阶段,为贫硫化物-乳白色石英脉形成阶段、黄铁矿-石英阶段、石英-多金属硫化物阶段和黄铜矿-石英-方解石阶段。矿区内地层发育了较强的热液蚀变作用,主要有黄铁矿化、硅化、绢云母化、黄铜矿化、方解石化和绿泥石化等。流体包裹体研究表明,赛马-柏林川碱性岩体中石英流体包裹体的均一温度分为较明显的2个区间(117～168℃,180～320),流体以中低温、中低盐度为特征。五龙金矿的含矿石英脉中流体包裹体,主要类型有:1)纯CO2包裹体;2)H2O-CO2包裹体;3)气液两相等三种类型的原生流体包裹体。H20-CO2包裹体Th,total为206～384℃。气液两相(L-V)包裹体Th,total为137～324℃。Tm,CO2为-61.0～-56.8℃,Th,CO2 为 10.1～28.0℃,密度 0.64～0.86 g/cm3;Tm,clath温度范围为7.5℃～9.8℃,盐度为0.43%～4.80%。CH4的摩尔分数不大于0.08,在0.01～0.07之间。四道沟金矿含矿石英脉中流体包裹体,主要类型有:1)H20-CO2包裹体;2)含NaCl子矿物三相包裹体;3)气液两相等三种类型的原生流体包裹体。其中Ⅱ阶段石英中发育上述三种原生流体包裹体,Ⅳ阶段石英中发育气液两相包裹体。Ⅱ阶段含NaCl子矿物三相包裹体Tm,NaCl为 245～340℃,盐度为 34.67%～41.23%,流体密度为1.02～1.13g/cm3,H20-CO2包裹体Tm,CO2-56.7～-57.3℃之间,Tm,clath为7.5～8.6℃,盐度为2.1～4.3wt%NaCl;Th,CO2 为 25.2～27.5℃,Th,total为 276～320℃,气液两相包裹体 Tm,ice 为-15.2～-19.4℃,盐度为 18.8%～21.96%,Thtotal为 150～280℃,流体密度为0.93～1.07g/cm3。Ⅳ阶段气液两相包裹体Tm,ice为-2.9～3.5℃,盐度为3.78%～6.79%,主要集中于3.22%～5.56%;包裹体以均一至液相方式为主,Th,toal为110～240℃,主要集中于140～190℃区间,流体密度为0.82～0.96g/cm3。同步辐射X射线荧光(SRXRF)分析结果表明五龙金矿富C02包裹体中含有较高的Au元素含量值,说明了流体对金成矿的重要作用。五龙金矿石英样品中包裹体的C-O同位素数据显示落在岩浆岩相关源区的附近,暗示了该阶段成矿与深源流体有关。氢氧同位素数据投点落在岩浆水范围内。四道沟金矿氢氧同位素数据投点落在岩浆水及其向大气降水偏移的范围内。从成矿较早阶段到晚阶段,向大气降水偏移的范围增大,说明成矿早期以岩浆水为主。五龙、四道沟金矿矿石硫同位素组成呈微小的正值,分布范围狭窄,反映了成矿物质主要来源于深源岩浆。五龙、四道沟金矿矿石铅可能主要来源于与俯冲造山作用有关的地壳与地幔物质的混合。综合研究认为辽东半岛中生代两次成矿作用表现为,第一期为印支期岩浆热液型铀矿化。成矿流体为中低温,中低盐度的以岩浆期后热液为主。第二期为燕山期金矿成矿作用,成矿与晚侏罗世-早白垩世岩浆过程相关,在三股流花岗岩体周边成矿。成矿流体以中高温、中等盐度的以岩浆水为主的流体,到后期有大气降水的加入为特征。两者空间上、成因上密切相关,构成辽东半岛中生代浆热液成矿系统。
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P588.1;P618.2

【参考文献】

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本文编号：1268257