吉林省中东部地区晚海西期—印支期镁铁—超镁铁质岩与铜镍成矿作用

发布时间：2017-04-09 19:16

  本文关键词：吉林省中东部地区晚海西期—印支期镁铁—超镁铁质岩与铜镍成矿作用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文系统的研究了吉林省中东部地区晚海西期至印支期形成的镁铁 超镁铁质岩体的空间分布规律、地质特征、年代学特征、地球化学特征、成矿地质特征等。讨论了研究区内典型的镁铁 超镁铁质岩体的岩浆源区特征、岩浆演化过程、成岩构造环境及动力学机制。总结了研究区晚海西期至印支期期间的构造演化历史，探讨了构造演化过程与铜镍成矿作用的关系。 吉林省中东部地区的镁铁 超镁铁质岩体主要沿区内两大重要断裂带—辉发河断裂带和富尔河 古洞河断裂带呈带状分布。锆石SHRIMP U Pb定年及Ar/Ar同位素年代学研究结果表明，晚海西期至印支期期间，研究区内的镁铁 超镁铁质岩浆活动主要集中于中 晚二叠世（270~258Ma）和中 晚三叠世（238~212Ma）。 研究区中 晚二叠世的镁铁 超镁铁质岩体主要分布于红旗岭中部的2岩带，由辉长岩、角闪辉石岩、二辉橄榄岩等岩相构成。具有低SiO2、高Mg#、富集LILE（如Ba、Rb、Sr、Pb）和HREE、亏损HFSE（如Ta、Nb）等地球化学特征。表明其原始岩浆来源于经历了俯冲流体交代作用的岩石圈地幔的部分熔融。样品的Nb/Yb和Nb/La比值与E MORB相似，而且样品的εNd(t)为较低的正值，说明岩浆中有具有E MORB特征的软流圈地幔成分的加入。岩浆在上升侵位过程中地壳物质混染作用不明显。 研究区中 晚三叠世的镁铁 超镁铁质岩体广泛分布于三道岗、红旗岭、茶尖、二道沟、漂河川、长仁等地。岩体的岩相组合较为复杂，有强烈分异的多相岩体（如红旗岭1号岩体等），也有岩相组合简单的单相岩体（如红旗岭8号岩体）。样品具有富集轻稀土元素及Th、U、Sr和Pb等元素、亏损Ta、Nb和Ti元素等特征，表明研究区内印支期镁铁 超镁铁质岩体的原始岩浆来源于经历了俯冲流体交代作用影响的岩石圈地幔，并在上升侵位过程中可能经历了少量的地壳物质混染，但是地壳混染作用对本期镁铁 超镁铁岩的成岩作用及地球化学特征影响不大。样品的Nb/Zr、Nb/La比值与E MORB非常接近并且具有正的εNd(t)值，代表了软流圈地幔物质的加入。 吉林省中东部地区的两期镁铁 超镁铁质岩浆活动将本区自晚海西期至印支期的构造演化历史分为三个阶段：中 晚二叠世期间（270~258Ma），松嫩 张广才岭地块与华北板块初始碰撞之后，研究区处于古亚洲洋俯冲板片断离之后的伸展构造环境，本期镁铁 超镁铁质岩体形成于软流圈地幔上涌造成的上覆经历了俯冲流体交代作用的岩石圈地幔的部分熔融；晚二叠世至早三叠世期间（258~240Ma），古亚洲洋的最终闭合使研究区内发生了大规模的变形事件，研究区处于挤压的构造环境，使中 晚二叠世形成的镁铁超镁铁质岩体发生了变形作用，与围岩呼兰群片麻岩具有相似的片理方向；中 晚三叠世期间（240~212Ma），研究区处于松嫩 张广才岭地块与华北板块最终碰撞后的伸展构造环境，岩石圈拆沉作用导致了大规模的软流圈地幔上涌，并使上覆岩石圈地幔部分熔融，岩浆沿断裂上升侵位过程中混染地壳物质，形成了本期镁铁 超镁铁质岩体。 研究区内晚海西期镁铁 超镁铁质岩体尚未发现有经济价值的矿化，而印支期的镁铁 超镁铁质岩体具有不同程度的铜镍矿化。结合研究区的构造演化历史，可能的原因为：首先，印支期的镁铁 超镁铁质岩体形成于松嫩 张广才岭地块与华北板块最终碰撞事件之后，，其形成代表了相对稳定的构造环境，稳定的构造环境可能更利于岩体的分异及矿化的富集；第二，相对于晚海西期镁铁 超镁铁质岩浆活动，印支期的镁铁 超镁铁质岩浆活动规模较大，是成矿作用的有利因素，同时，印支期的镁铁 超镁铁质岩岩浆源区更接近于软流圈地幔，而晚海西期镁铁 超镁铁岩的岩浆源区更接近于经历了俯冲流体交代的岩石圈地幔，受流体交代作用影响，可能不利于硫化物从岩浆源区熔离出来；最后，印支期镁铁 超镁铁质岩体的岩浆在上升侵位过程中有地壳物质的加入，促进了硫化物的熔离作用。
【关键词】：镁铁 超镁铁质岩 晚海西期 印支期 地球化学 构造演化 铜镍硫化物矿床
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.41;P618.63;P588.1
【目录】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 选题依据及研究意义13-15
• 1.2 研究现状15-19
• 1.2.1 吉林省中东部镁铁 超镁铁质岩体铜镍成矿作用15-16
• 1.2.2 吉林省中东部镁铁 超镁铁质岩体的成岩成矿年代16-18
• 1.2.3 华北板块北缘东段晚海西期 印支期构造演化历史18
• 1.2.4 岩浆源区及岩浆演化18-19
• 1.3 研究内容及技术路线19-20
• 1.4 实物工作量20
• 1.5 取得主要成果20-21
• 1.6 主要创新点21-22
• 第2章 地质概况22-35
• 2.1 区域地质概况22-26
• 2.1.1 地层23-25
• 2.1.2 构造作用25-26
• 2.1.3 变质作用26
• 2.1.4 岩浆岩26
• 2.2 吉林省中东部地区镁铁 超镁铁质岩体分布特征26-27
• 2.2.1 镁铁 超镁铁质岩体空间分布特征26-27
• 2.2.2 镁铁 超镁铁质岩体时代特征27
• 2.3 镁铁 超镁铁质岩体地质特征27-34
• 2.3.1 辉发河岩带镁铁 超镁铁岩体地质特征27-33
• 2.3.2 富尔河 古洞河岩带镁铁 超镁铁岩体地质特征33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 吉林省中东部地区晚海西期镁铁 超镁铁质岩浆活动35-52
• 3.1 晚海西期镁铁 超镁铁岩年代学特征35-39
• 3.1.1 分析测试方法35-36
• 3.1.2 测试结果36-39
• 3.2 晚海西期镁铁 超镁铁质岩岩石学特征39-40
• 3.3 晚海西期镁铁 超镁铁质岩地球化学特征40-47
• 3.3.1 分析测试方法40-41
• 3.3.2 主量元素特征41
• 3.3.3 微量元素特征41-45
• 3.3.4 Sm Nd 同位素特征45-47
• 3.4 晚海西期镁铁 超镁铁质岩成因47-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 吉林省中东部地区印支期镁铁 超镁铁质岩浆活动52-85
• 4.1 印支期镁铁 超镁铁质岩年代学特征52-55
• 4.1.1 分析测试方法52
• 4.1.2 辉发河岩带镁铁 超镁铁质岩年代学特征52-54
• 4.1.3 富尔河 古洞河岩带镁铁 超镁铁质岩年代学特征54-55
• 4.2 印支期镁铁 超镁铁质岩岩石学特征55-59
• 4.2.1 红旗岭、茶尖、三道岗地区镁铁 超镁铁岩特征55-58
• 4.2.2 漂河川、二道沟地区镁铁 超镁铁质岩石特征58
• 4.2.3 长仁地区镁铁 超镁铁质岩石特征58-59
• 4.3 印支期镁铁 超镁铁质岩地球化学特征59-75
• 4.3.1 红旗岭、茶尖、三道岗镁铁 超镁铁岩地球化学特征59-71
• 4.3.2 漂河川、二道沟地区镁铁 超镁铁岩地球化学特征71-74
• 4.3.3 长仁地区镁铁 超镁铁岩地球化学特征74-75
• 4.4 印支期镁铁 超镁铁质岩成因75-84
• 4.4.1 结晶分异75-78
• 4.4.2 地壳混染78-81
• 4.4.3 岩浆源区81-84
• 4.5 本章小结84-85
• 第5章 吉林省中东部地区镁铁 超镁铁质岩体成矿特征85-101
• 5.1 成矿地质特征85-94
• 5.1.1 矿体特征85-88
• 5.1.2 矿石结构、构造88-94
• 5.2 矿石地球化学特征94-100
• 5.2.1 成矿元素地球化学特征94
• 5.2.2 铂族元素94-97
• 5.2.3 Re Os 同位素97-98
• 5.2.4 硫同位素98-100
• 5.3 本章小结100-101
• 第6章 华北板块北缘东段构造演化与铜镍成矿作用101-113
• 6.1 华北板块北缘东段晚海西期 印支期构造演化历史101-106
• 6.1.1 晚海西期（270~260Ma）构造演化历史102-103
• 6.1.2 古亚洲洋的最终闭合（258~240Ma）103-105
• 6.1.3 印支期（240~210Ma）构造演化历史105-106
• 6.2 吉林省中东部镁铁 超镁铁岩与铜镍成矿作用106-112
• 6.2.1 构造环境与铜镍成矿作用106-107
• 6.2.2 岩浆源区与铜镍成矿作用107-109
• 6.2.3 岩浆演化与铜镍成矿作用109-110
• 6.2.4 含矿性评价标志110-112
• 6.3 本章小结112-113
• 第7章 结论及建议113-115
• 7.1 主要结论113-114
• 7.2 存在的问题及建议114-115
• 参考文献115-134
• 作者简介及在学期间取得的科研成果134-136
• 致谢136

【参考文献】

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本文编号：295948