【摘要】：阿勒泰造山帶南緣、準(zhǔn)噶爾盆地東北緣的東準(zhǔn)噶爾地區(qū)為新疆北部一個(gè)重要的金等多金屬成礦區(qū)。大地構(gòu)造位置位于西伯利亞板塊和哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊的結(jié)合部位,伴隨著相關(guān)古亞洲洋的俯沖消減和最終閉合,區(qū)內(nèi)發(fā)育有大量古生代巖漿巖和金礦床(點(diǎn))。本文以該區(qū)頓巴斯套及鄰區(qū)金礦床及相關(guān)的巖漿巖為研究對(duì)象,在野外地質(zhì)調(diào)查、巖漿巖及礦床地質(zhì)特征分析基礎(chǔ)上,對(duì)中酸性侵入巖開展巖相學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、巖石地球化學(xué)和Sr-Nd同位素地球化學(xué)研究,同時(shí)對(duì)金礦床進(jìn)行礦相學(xué)分析、黃鐵礦Rb-Sr定年、流體包裹體研究和C-H-O-He-Ar-S-Pb同位素示蹤,并結(jié)合區(qū)域上的研究成果探討其巖石成因、成礦作用特征、構(gòu)造背景及成礦模式,開展了區(qū)域成礦對(duì)比研究,進(jìn)而建立東準(zhǔn)噶爾地區(qū)古生代構(gòu)造-巖漿演化模式和金礦找礦模型。主要認(rèn)識(shí)和結(jié)論如下:1.石英閃長(zhǎng)玢巖和閃長(zhǎng)玢巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果為378±2.Ma和381±2Ma,為中晚泥盆世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。巖石低SiO_2含量52.44%~68.64%,富Na_2O(平均5.14%),Na_2O/K_2O為1.19~2.72,A/CNK為0.81~1.08,屬準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性-高鉀鈣堿性系列,顯示I型花崗巖的特點(diǎn)。巖石富集大離子親石元素(LILE)和輕稀土元素(LREE),虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE,Nb、Ta、P、Ti),稀土元素配分曲線右傾,具有明顯的輕重稀土分異,基本無Eu異常。巖石具有較低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(0.703783~0.703938),正的ε_(tái)(Nd)(380 Ma)(+6.2~+7.0),年輕的Nd模式年齡T _(DM)(546~608 Ma),顯虧損地幔源區(qū)特征。巖石地球化學(xué)顯示具有埃達(dá)克巖和弧巖漿巖特征,為西伯利亞板塊與哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊之間的古亞洲洋俯沖作用的產(chǎn)物,主要為來自俯沖板片流體或熔體交代的地幔楔在局部拉張環(huán)境下產(chǎn)生減壓熔融而形成;2.二長(zhǎng)花崗巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果為328±3Ma和329±3Ma,為早石炭世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。巖石相對(duì)富SiO_2(68.68~70.30%)、Al_2O_3(14.52%~15.32%)和堿(K_2O+Na_2O)(8.76~9.27%),Na_2OK_2O,A/CNK比值1.1,屬高鉀鈣堿性系列。巖石具相對(duì)較低的Fe_2O_3~T(2.13%~2.39%)、MgO(0.6%~0.7%)、CaO(0.76%~1.69%)、TiO_2(0.38%~0.43%)和P_2O_5(0.11%~0.13%),暗色礦物中主要為黑云母和角閃石,顯示I型花崗巖的特點(diǎn)。巖石富集大離子親石元素(LILE,如Rb、Ba、Th、K),虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE,Nb、Ta、P、Ti),但Zr和Hf虧損不太明顯。稀土元素配分曲線右傾,具有明顯的輕重稀土分異,基本無Eu異常。巖石具有較低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(0.703556~0.703888)、正的ε_(tái)(Nd)(t)值(+4.1~+5.6)年輕的Nd模式年齡T _(DM)(566Ma~675Ma),顯示新生地殼來源特征。巖石地球化學(xué)顯示其來自于新生地殼的部分熔融,由幔源玄武質(zhì)巖漿底侵形成的新生地殼和先存的下地殼組成混合巖漿源區(qū),主要形成于碰撞造山和后碰撞轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景,表明額爾齊斯洋盆在早石炭世之前已經(jīng)閉合。3.LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)結(jié)果顯示2件晚期花崗巖的~(206)Pb/~(238)U加權(quán)平均年齡分別為265±1Ma和268±2Ma。巖體屬高鉀鈣堿性巖系,具有高硅(SiO_2=70.81~75.60%)、富堿(K_2O+Na_2O=8.73~10.22%)和鐵(Fe_2O_3~T=1.30~2.25%)、貧鈣(CaO=0.33~2.24%)和鎂(MgO=0.11~0.89%)特征。鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.92~1.07,為準(zhǔn)鋁-弱過鋁質(zhì)花崗巖。巖石整體富集K、Rb等大離子親石元素(LILE)和U、Th等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE),明顯虧損Ba、Sr、P、Ti。LREE富集HREE相對(duì)虧損,且具強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常(Eu/Eu~*=0.62~0.85)。巖相學(xué)和地球化學(xué)顯示其為A型花崗巖。巖石具有角低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值為0.703199~0.703610,正的ε_(tái)(Nd)(t)(+3.1~+4.0),以及較為年親的Nd模式年齡T_(DM)為671Ma~815Ma。這些地球化學(xué)特征共同表明其源區(qū)主要為由幔源玄武質(zhì)巖漿底侵形成的新生地殼和先存的下地殼組成混合巖漿源區(qū),來自新生下地殼的部分熔融,具有后碰撞花崗巖的典型特征,形成于伸展構(gòu)造背景。4.頓巴斯套金礦床與東準(zhǔn)噶爾地區(qū)典型金礦床具有相似的地質(zhì)和礦化特征,均位于三條NW向區(qū)域性深大斷裂旁側(cè),礦體嚴(yán)格賦存在這些大斷裂附近NWW向韌脆性剪切構(gòu)造變形帶內(nèi)次級(jí)脆性斷裂、裂隙、破碎帶中。主要礦體賦存于下石炭統(tǒng)姜巴斯套組第一巖性段淺變質(zhì)含碳細(xì)碎屑巖中,受NWW向構(gòu)造控制。礦化以賦礦圍巖發(fā)育微裂隙浸染狀硅化(石英)細(xì)網(wǎng)脈及金屬硫化物細(xì)(網(wǎng))脈為特征,具有典型熱液脈狀礦化特征。與金礦化密切相關(guān)的蝕變類型為毒砂-黃鐵礦化、硅化和絹云母化。根據(jù)礦物共生組合及相互穿切關(guān)系,可將成礦期劃分為四個(gè)成礦階段:石英脈階段、粗粒黃鐵礦-石英脈階段、細(xì)粒黃鐵礦(毒砂)-石英脈階段和石英-碳酸鹽階段,其中第三階段為主成礦階段,形成于張性環(huán)境。5.頓巴斯套金礦床9件主成礦期黃鐵礦樣品的Rb-Sr同位素等時(shí)線年齡為268.3±2.8Ma(MSWD=0.74),與礦區(qū)深部及外圍(265~268 Ma)的花崗巖年齡幾乎同時(shí),為早二疊世東準(zhǔn)噶爾地區(qū)伸展構(gòu)造背景下構(gòu)造-巖漿-熱液活動(dòng)的產(chǎn)物。6.頓巴斯套金礦床流體包裹體均一溫度范圍為138℃~352℃,存在3個(gè)溫度區(qū)間,140℃~180℃、180℃~260℃、320℃~360℃。絕大多數(shù)包裹體分布在180℃~260℃溫度區(qū)間內(nèi),總體顯示出中低溫成礦特征,與巖漿熱液礦床的成礦流體類似。主成礦階段流體δ~(18)O和δD同位素組成分別為+1.1~3.9‰和 115.5~ 120.6‰,顯示成礦流體以巖漿水為主,有少量大氣降水的加入;主成礦期石英包裹體氣相碳同位素δ~(13)C的范圍為-24.7‰~-25.4‰,顯示可能主要為深源無機(jī)碳與地層有機(jī)碳不同程度的混合碳,深源流體對(duì)金的成礦具有重大影響,同時(shí)地層有機(jī)質(zhì)也參與了金的運(yùn)移和卸載;黃鐵礦流體包裹體He-Ar同位~3He/~4He比值(0.52~1.58 Ra)介于殼源流體(0.01~0.05Ra)和幔源流體(6~9Ra)之間,He-Ar同位素組成的正相關(guān)關(guān)系與高~3He/~4He、~(40)Ar/~(36)Ar特征的幔源流體和低~3He/~4He、~(40)Ar/~(36)Ar特征的殼源流體混合趨勢(shì)一致,成礦流體含有地殼He和地幔He,幔源比例占6.4~19.6%,成礦流體的~3He/~4He比值低于飽和大氣水,顯示出改造型飽和大氣水的特征。顯示成礦流體來源與巖漿活動(dòng),很可能為幔源、殼源有關(guān)的巖漿熱液,以及改造型飽和大氣水三者的混合流體;礦石中黃鐵礦和毒砂的δ~(34)S分別為3.0-5.8‰和4.2-5.6‰,數(shù)值比較集中,指示成礦物質(zhì)硫源具有巖漿硫特征,有深源參與,與區(qū)內(nèi)早二疊世的花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)有關(guān);礦石中黃鐵礦的Pb同位素組成基本一致,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb分別為17.875~18.102、15.483~15.625和37.699~38.148,指示成礦物質(zhì)鉛源以地幔鉛為主,并同化了殼源鉛,應(yīng)是一種分別來自地幔和上地殼的混合鉛。結(jié)合礦床地質(zhì)特征、成礦時(shí)代及多元同位素分析,認(rèn)為頓巴斯套金礦床為巖漿熱液型的構(gòu)造破碎蝕變巖型金礦床,為早二疊世伸展構(gòu)造背景下的構(gòu)造-巖漿-流體活動(dòng)綜合作用的產(chǎn)物。7.通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)中酸性侵入巖進(jìn)行系統(tǒng)的年代學(xué)和地球化學(xué)研究,結(jié)合前人的地質(zhì)研究工作,綜合最新獲取的地質(zhì)學(xué)證據(jù),認(rèn)為東準(zhǔn)噶爾地區(qū)在古生代經(jīng)歷了如下的構(gòu)造-巖漿演化過程:阿爾曼泰古洋盆在奧陶紀(jì)初期分別向南北兩側(cè)雙向俯沖消減;早志留世初弧弧碰撞,實(shí)現(xiàn)早古生代早中期的洋陸轉(zhuǎn)換;額爾齊斯洋在早泥盆世之前開始了一次新的俯沖消減過程,并于330Ma之前完成洋殼的關(guān)閉和弧陸或弧弧碰撞,實(shí)現(xiàn)晚古生代早中期的洋陸轉(zhuǎn)換及構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換;晚石炭世至早二疊世(265~330Ma),東準(zhǔn)噶爾地區(qū)進(jìn)入后碰撞階段,實(shí)現(xiàn)全面伸展。頓巴斯套及鄰區(qū)早二疊世金礦床都是在陸-陸或弧-陸碰撞的地球動(dòng)力學(xué)背景下,先經(jīng)過早-中石炭世擠壓構(gòu)造背景下的推覆為主,兼具右行剪切變形階段,形成不同級(jí)次的韌性剪切構(gòu)造體系;后經(jīng)晚石炭紀(jì)至早二疊世晚期伸展構(gòu)造背景下的脆性構(gòu)造變形階段,沿早期形成的韌性剪切構(gòu)造體系中的各種裂隙或薄弱帶,在脆性變形過程中形成張性容礦空間。8.結(jié)合西伯利亞板塊和哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊之間的古亞洲洋的演化特征及其對(duì)區(qū)內(nèi)成巖成礦構(gòu)造背景的指示,本文以頓巴斯套及鄰區(qū)金礦床研究為基礎(chǔ),總結(jié)了頓巴斯套金礦床的成礦控制因素和礦化規(guī)律等,并開展了區(qū)域上同時(shí)代金礦成礦構(gòu)造背景、成礦時(shí)代、成礦類型、成礦作用特征及構(gòu)造控礦模式等方面的區(qū)域?qū)Ρ妊芯抗ぷ?認(rèn)為它們?cè)诔傻V構(gòu)造背景和金的成礦作用特征等方面具有一定的相似性,均屬中-低溫的熱液型金礦床,完全可以對(duì)比。結(jié)合東準(zhǔn)噶爾地區(qū)相似地質(zhì)背景下典型金礦床的研究分析,構(gòu)建了東準(zhǔn)噶爾頓巴斯套及鄰區(qū)早二疊世金礦具有普適性的找礦模型。
【圖文】：

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)博士學(xué)位論文 1第一章 緒 論1.1 研究區(qū)概況及地理位置研究區(qū)位于青河縣城東南方向，距離約 160km，屬新疆維吾爾自治區(qū)青河縣管轄，地理坐標(biāo)東經(jīng) 90°30′～中蒙邊界，北緯 45°40′～46°00′。從烏魯木齊市經(jīng)過阜康、奇臺(tái)、北塔山牧場(chǎng)可至頓巴斯套金礦區(qū)�？傮w上交通較為便利，有便道通行汽車可直達(dá)研究區(qū)（圖 1.1）。研究區(qū)屬低山丘陵區(qū)，，海拔多為 1100 m~ 1400m，切割深度一般，高差一般不超過 300m。山脊多為平臺(tái)狀，山坡為緩坡，坡度較平緩。整體上，研究區(qū)內(nèi)的地形條件及基巖出露良好，對(duì)開展地質(zhì)研究工作極其有利。

圖 1.2 技術(shù)路線圖1.5 實(shí)際工作量本文的工作量主要集中在資料收集、野外調(diào)查、室內(nèi)鑒定、樣品測(cè)試分析、圖件編制等方面。作者在深入整理分析已經(jīng)收集到的基礎(chǔ)和成果資料的基礎(chǔ)上，于2012年7月至
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P618.51


本文編號(hào)：2632885