吉林东南部那尔轰—天合兴地区及邻区铜成矿作用研究

发布时间：2018-03-10 09:46

  本文选题：吉林东南部　切入点：成矿作用　出处：《吉林大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：那尔轰-天合兴地区位于吉林省东南部,大地构造位置处于华北克拉通北缘东段,北部紧邻兴蒙造山带系东段的最南缘,南部为辽吉活动带。该地区经历了华北板块太古宙结晶基底的形成,元古代“辽吉洋”的构造演化,古生代-早中生代古亚洲洋构造域的发展演化,中-新生代又有滨太平洋构造域的叠合与转换,最终形成本区复杂的构造格局。本文通过对区内英云闪长岩、花岗闪长岩、黑云斜长片麻岩的定年研究,获得龙岗陆块内桦甸-龙岗地区太古宙杂岩体的形成时代为2574~2504Ma左右。结合太古宙时期构造环境,研究区可能是发生了区域性的,小规模的俯冲作用,原始岩浆主要由热的年轻的太古宙洋壳俯冲部分熔融形成,矿物成分与地球化学特征上的差异,可能是不同深度俯冲作用造成的。结合区域上的研究资料确定了辽吉活动带的形成可能与俯冲体系密切相关,并且经历了2.2~2.0Ga时期的活动大陆边缘环境,2.0~1.9Ga时期的沉积作用,~1.9Ga的变质作用,1.89~1.82时期的造山后伸展作用等四个时期,其中,2.0~1.9Ga时期的岩浆间歇期可能是发生了老洋壳高速率、高角度的冷俯冲作用。通过对珲春杨金沟地区同碰撞花岗斑岩的年代学研究,获得了古亚洲洋在西拉木伦-长春-延吉缝合线闭合最东端的时限为~247Ma,且由西向东呈剪刀式闭合。那尔轰地区印支期A型花岗岩(~215Ma)的出现标志着晚三叠世仍处于古亚洲洋闭合后伸展的构造背景下,且未受到蒙古-鄂霍茨克洋向南俯冲远程效应的影响。中生代滨太平洋构造域对吉林东南部地区的作用表现为早中侏罗世和早白垩世-晚白垩世早期两次俯冲作用的高峰,第一次俯冲作用以吉黑东部地区190~170Ma的钙碱性火山岩组合的出现为代表,第二次俯冲作用引起了区域上岩石圈的强烈减薄,形成了那尔轰-天合兴地区出露的A型花岗岩(114~103Ma),揭示了区域性伸展作用的存在。本文选取常发沟和天合兴矿床进行系统的野外地质特征及矿床地球化学特征的研究,认为常发沟铜矿为典型的斑岩型矿床,矿体明显受常发沟石英斑岩体控制,岩体成岩株状产出,蚀变和矿化围绕岩体内外带分布。初始成矿流体为高温、高盐度的H2O-NaCl-CO2体系,金属钼的沉淀机制为不混溶或沸腾作用,铜的沉淀主要与温度的降低和大气水的加入有关。天合兴铜钼矿为叠生型矿床,存在古元古代晚期的岩浆熔离型矿化和燕山晚期的斑岩型矿化。岩浆期矿体受变质辉长辉绿岩控制,形成于地幔源区的小比例熔融;斑岩型矿化主要赋存在第二期侵入的花岗斑岩体及接触带附近,压力及流体中S含量的变化可能是天合兴矿床Cu沉淀的重要因素。对两矿区内燕山晚期含矿和不含矿斑岩的岩石地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究表明含矿与不含矿斑岩的岩石类型均为I型花岗岩,两者起源于相似的岩浆源区,但经历的分离结晶作用程度不同,岩浆的分异演化程度越高,越不利于金属Cu在岩体中的富集。对区域铜成矿作用的研究表明,印支晚期由于缺少俯冲流体的加入不利于形成如常发沟铜矿、临江铜矿等斑岩-矽卡岩型热液矿床,但是该时期有利于岩浆熔离型矿床的形成,因为含水成分较少的地幔物质,还原性过强,有利于硫化物从岩浆源区的熔离。燕山早期大规模的钼矿主要形成在189~187Ma的早侏罗世和174~167Ma的中侏罗世,分别对应了古太平洋第一次俯冲开始时的挤压体制以及强烈俯冲后的间隙伸展环境。对燕山晚期斑岩型铜钼矿床成矿物质来源的研究表明成矿物质总体上具有壳幔混源的特征,金属Mo主要来源于地壳,铜质可能主要来自华北板块富铜的上地幔源区,成矿流体也表现为幔源的C-H-O流体。区域上早-中侏罗和早白垩世晚期-晚白垩世两期重要的斑岩型成矿作用,分别对应了古太平洋板块在东北地区两次俯冲作用的高峰时期,但这两期成矿事件又明显不同,第一期成矿作用形成以钼矿化为主的斑岩-深成细网脉型矿床,且以深成细(网)脉型矿床为主;第二期成矿事件形成以铜矿化为主的斑岩型矿床,形成于岩石圈减薄伸展的环境下,且与古太平洋板块俯冲角度、方向和速率的变化密切相关。本文根据区内铜、钼、金等主要矿床的空间分布、控矿因素、成矿作用与地质构造单元相联系等多方面因素,将吉林东南部地区划分为吉中陆缘成矿带、吉东延边火山岩成矿带以及吉南老岭成矿带。辽吉地区、朝鲜北部乃至整个华北板块东北部地区存在着古元古代晚期的岩浆型矿化作用期。印支晚期岩浆铜镍硫化物矿床的有利地段应在吉中陆缘成矿带上,区域上的北东向与东西向断裂带的交汇位置。深成岩细网脉矿床应是吉中陆缘成矿带勘探钼(铜)矿床的主攻类型,钙碱性成矿母岩系列的中深成酸性侵入岩(并非斑岩)对于寻找该类矿床具有重要的指示作用,应加强古缝合线北部区域的勘探工作。吉南老岭成矿带存在着铜的上地幔源区,因此古俯冲带以及大规模前寒武玄武质岩石分布的位置应是带内寻找斑岩型铜(钼)矿床的有利场所,应重点勘探区域内浅成-超浅成的钙碱性中酸性侵入体。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P618.41
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本文编号：1592804