相山地区岩浆演化及其对铀成矿作用的制约

发布时间：2017-05-13 12:12

  本文关键词：相山地区岩浆演化及其对铀成矿作用的制约，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：相山火山-侵入杂岩体是我国最大的火山岩型铀矿床的赋矿围岩,近年发现在铀矿体的下部有铅锌等多金属矿体,而铀矿的成矿受制于杂岩体的岩浆演化过程。本论文依托 江西1:5万陀上、鹿冈、乐安县幅区域地质调查‖和 相山火山盆地三维地质填图‖项目开展研究工作。通过对相山火山盆地的火山岩和相山周边岩浆岩开展矿物学、岩石学、地球化学、同位素年代学等方面的野外、室内研究工作,建立了研究区年代学格架及岩浆作用期次,归纳总结了相山火山盆地火山-侵入杂岩体、焦坪岩体、乐安岩体和咸口岩体的岩石地球化学特征,探讨了岩浆演化过程与相山铀成矿的制约关系。取得的主要成果认识归纳如下:(1)本次获得相山火山-侵入杂岩体打鼓顶组一段熔结凝灰岩年龄142.3±1.0Ma(SHRIMP)、139.2±1.7Ma(SHRIMP);获得鹅湖岭组一段熔结凝灰岩年龄138.8±0.8Ma,沙洲单元花岗斑岩年龄136.4±2.5Ma(LA-ICP-MS)、134.7±1.2Ma(LA-ICP-MS);结合前人研究成果,相山火山-侵入杂岩体主体岩石的成岩时间为143—132Ma,形成于华南板内伸展拉张构造背景,火山活动表现为二个火山亚旋回:第一火山亚旋回形成的火山岩构成打鼓顶组地层,火山活动时间为143Ma-136Ma;第二火山亚旋回形成的岩石构成鹅湖岭组地层,火山活动时间为135Ma-132Ma。盆地火山岩浆活动可划分为6个阶段:第一阶段岩浆活动表现为火山爆发相,形成打鼓顶组一段岩石;第二阶段主要表现为火山溢流相,形成打鼓顶组二段岩石;第三阶段为火山爆发相,形成鹅湖岭组一段岩石;第四阶段为侵出-溢流相,形成鹅湖岭组二段碎斑熔岩;第五阶段为潜火山岩相,形成沙洲单元等;第六阶段为火山期后热液活动或小岩脉侵入阶段,形成如潜石英二长斑岩、潜流纹英安斑岩、煌斑岩等脉岩及伴随的铀矿化。(2)通过相山火山-侵入杂岩体岩石地球化学分析,发现其具富硅、富碱,低钙、低镁,钾大于钠,弱过铝质,稀土配分曲线右倾斜,铕中等负异常,富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素等特征。杂岩体在岩浆作用过程中经历较明显的分离结晶作用,使第一火山亚旋回与第二火山亚旋回之间在成分上表现出旋回性和有规律的变化趋势。各类岩石间主微量元素、同位素特征具较明显的相似性,显示它们具有来源上的相同性。Sr-Nd-Pb同位素特征指示杂岩体源岩主要来自上地壳,但有少量地幔物质的加入,表现为岩石中存在中基性包体(淬冷包体)。(3)通过对相山盆地周边焦坪单元、乐安序列和咸口序列的年龄测定,获得了焦坪单元的成岩年龄414.2±4.0Ma,乐安序列乐安单元、太平单元、王元单元的成岩年龄分别为405.6±1.8Ma、403.1±1.8Ma、401.1±6.6Ma,咸口序列店元单元、横岗单元、上店元单元、排前单元的成岩年龄分别为228.9±3.6Ma、235.3±4.1Ma、234.5±2.8Ma、235.5±3.3Ma。根据岩石的主微量元素构造环境判别图和前人区域地质背景研究成果的综合分析,认为焦坪单元和乐安序列为加里东主碰撞之后弱挤压(乐安序列形成时)和局部离张(焦坪单元形成时)构造背景下形成具片麻理构造和不具片麻理构造的2类花岗岩。咸口序列为印支期陆内伸展构造背景下成岩。(4)通过对焦坪单元、乐安序列和咸口序列花岗岩的主微量元素、Sr-Nd-Pb同位素特征分析显示,其与相山火山-侵入杂岩体主体岩石有着较大的相似性,空间上相近,它们的来源可能存在一致性或相似性。它们均来源于上地壳,并受到地幔物质的混染,如在乐安序列和咸口序列中均见有暗色镁铁质包体。(5)印支期咸口富铀岩体的发现,修正了前人仅将相山原始火山岩浆作为富铀岩浆的认识。在相山火山盆地及周边地区至少存在二次铀矿化作用;第一次于印支期形成咸口富铀岩体,或形成罗山铀矿床、王元铀异常区及印支期煌斑岩铀异常点;第二次为燕山期相山火山岩型铀矿化。从铀成矿年龄和相山火山-侵入杂岩体的成岩年龄看,成岩、成矿是一个连续的岩浆-热液体系,早期的成岩、成矿作用完成了铀的预富集,晚期在岩浆热液、深源流体、水-岩作用等因素的作用下进一步富集成矿,成矿作用受岩浆演化过程的制约。(6)相山及其周边岩浆岩的岩浆演化对相山铀成矿起着制约作用。随着岩浆演化的进行,铀富集于岩浆演化的晚期,并形成富铀地质体,为后期的成矿提供了丰富的成矿物源。岩浆演化形成不同岩石的物化界面,为成矿提供有利的地球化学转换面,使相山火山旋回作用形成的打鼓顶组和鹅湖岭组的组间界面成为铀成矿的有利场所。Sr-Nd-Pb同位素示踪也证明,相山矿田的成矿物质来源于相山及周边火成岩。总之,岩浆演化过程制约着铀矿的成矿位置和成矿物质来源。
【关键词】：岩浆演化 铀成矿作用 火山-侵入杂岩体 相山矿田
【学位授予单位】：核工业北京地质研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P619.14
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究意义及选题依据11-12
• 1.2 研究现状12-14
• 1.3 研究内容和技术方法14-15
• 1.4 完成的工作量及主要创新点15-17
• 2 区域地质背景17-25
• 2.1 地层17-19
• 2.2 岩浆岩19-20
• 2.3 区域构造20-24
• 2.4 矿产24-25
• 3 岩浆岩年代学格架25-65
• 3.1 样品制备及测试方法25-26
• 3.2 前人年代学研究26
• 3.3 年代学分析结果26-59
• 3.4 岩浆岩年代格架59-65
• 4 相山火山-侵入杂岩岩石地球化学特征65-108
• 4.1 样品测试方法65-68
• 4.2 岩石学特征68-79
• 4.3 主量元素79-83
• 4.4 微量元素83-95
• 4.5 Sr-Nd-Pb同位素95-107
• 4.6 杂岩体地球化学总体特征107-108
• 5 相山周边岩浆岩岩石地球化学特征108-134
• 5.1 岩石学特征109-113
• 5.2 主量元素113-120
• 5.3 微量元素120-124
• 5.4 Sr-Nd-Pb同位素124-132
• 5.5 与相山火山-侵入杂岩体的关系132-134
• 6 相山杂岩体岩浆演化过程134-141
• 6.1 相山杂岩体的成因类型134
• 6.2 相山杂岩体成岩大地构造背景134-136
• 6.3 相山杂岩体岩浆演化过程探讨136-141
• 7 相山矿田铀成矿岩浆制约因素141-149
• 7.1 相山矿田一般地质特征141-143
• 7.2 矿田成矿有利地质条件143-145
• 7.3 铀矿床的成矿物源145-146
• 7.4 岩浆演化作用对铀成矿的制约作用146-149
• 8 结论149-151
• 参考文献151-159
• 致谢159-160

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