本文關(guān)鍵詞：湘東北橫洞鈷礦床成因礦物學(xué)和成礦流體研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：湘東北橫洞鈷礦床產(chǎn)于江南造山帶中段的湖南省瀏陽市境內(nèi),是受構(gòu)造控制的蝕變角礫巖型鈷礦床。該原生鈷礦床的發(fā)現(xiàn)在湖南省境內(nèi)尚屬首例。在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,開展了巖相學(xué)、礦物學(xué)、礦物化學(xué)、同位素地球化學(xué)、流體包裹體地球化學(xué)及同位素地質(zhì)年代學(xué)研究,總結(jié)了礦床地質(zhì)特征、探討了礦床成因、建立了成礦模式,最后提出了找礦方向,取得了如下認(rèn)識:1)通過對礦區(qū)的詳細(xì)地質(zhì)調(diào)查,結(jié)合區(qū)域成礦特點(diǎn),系統(tǒng)研究了礦床地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)條件和關(guān)鍵控礦因素等。2)通過對礦床詳細(xì)的野外觀察與室內(nèi)分析,發(fā)現(xiàn)橫洞礦床存在有熱液構(gòu)造角礫巖和蝕變硅化巖種類型的礦石。在兩類型礦石中,黃鐵礦是主要的金屬硫化物,也是重要的含鈷礦物,次要的礦石礦物包括磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等;脈石礦物以石英、綠泥石為主,次為絹云母、方解石、高嶺石,同時伴生金紅石等副礦物。礦區(qū)發(fā)育強(qiáng)烈的圍巖蝕變帶,在垂向上由上至下依次出現(xiàn)構(gòu)造擠壓破碎帶(Bd)?構(gòu)造熱液蝕變帶(Gs)?混合巖化帶(Hi)。橫洞礦床的成礦作用從早到晚可劃分為構(gòu)造變形期和熱液成礦期,而后者又可以劃分出三個階段,即成礦早階段、主階段及晚階段。3)硫化物的EPMA和LA-ICPMS原位分析結(jié)果表明:Co元素以類質(zhì)同像形式存在于硫化物的晶格中,S/Se比值暗示了橫洞礦床的形成受巖漿內(nèi)生作用的制約;Co/Ni比值暗示成礦作用與中高溫?zé)嵋涵h(huán)境有關(guān)。4)綠泥石和金紅石的成因礦物學(xué)研究表明:綠泥石成分在不同成礦階段有所變化,即礦體中的綠泥石為蠕綠泥石,而晚階段的綠泥石為鐵鎂綠泥石;成礦主階段綠泥石形成溫度為280~347℃,晚階段綠泥石形成溫度為114~284℃;金紅石中的元素在熱液成礦過程中存在Ti4+、Si4+、Al3+、Mg2+、Fe2+等離子交換;Cr/Nb比值及Nb的含量暗示金紅石來源于變鐵鎂質(zhì)巖石,因而可能與區(qū)域上存太古代-古元古代斜長片麻巖、角閃巖、變粒巖的巖石組合有關(guān)。5)礦床流體包裹體的巖相學(xué)、顯微測溫研究表明:流體包裹體的寄主礦物主要是石英,其次為方解石。共有四種類型包裹體:V型、PL型、L型及S型。構(gòu)造變形期,以L型為主;成礦早階段,有L型、V型及少量的S型;主階段,包含大量的V型、PL型、L型及S型包裹體;晚階段,所含包裹體較小,以L型包裹體為特征。測溫發(fā)現(xiàn),構(gòu)造變形期的L型包裹體顯示的均一溫度為169.0℃~223.0℃;成礦早階段,L型包裹體顯示的均一溫度為250.9℃~289.1℃;V型包裹體顯示的均一溫度為261.3℃~329.6℃;主階段,L型包裹體顯示的均一溫度為226.6℃~289.0℃,然而,這階段的V型包裹體顯示的均一溫度為257.0℃~365.4℃;晚階段,L型包裹體顯示的均一溫度有所降低,為149.9℃~234.0℃。拉曼成分測試發(fā)現(xiàn)V型包裹體中氣相部分為水蒸氣,PL型包裹體測試過程中只有水峰,在L型包裹體中也是一樣,均為液態(tài)的水。流體包裹體在主階段與晚階段所顯示的溫度與綠泥石形成溫度一致。6)礦床同位素地球化學(xué)結(jié)果表明,橫洞礦床中黃鐵礦的δ34S(CDT)值范圍較大,為-15.9‰和-1.5‰之間,暗示硫具有多來源性;結(jié)合湘東北地區(qū)冷家溪群地層黃鐵礦的δ34S值為-13.1‰~-6.3‰,因此,推測橫洞礦床硫可能來源于地層硫和熱液硫的混合。礦石鉛同位素208Pb/204Pb變化范圍為38.47~39.17,207Pb/204Pb變化范圍為15.64~15.65,206Pb/204Pb變化范圍為18.16~18.76,顯示鉛同位素來源穩(wěn)定。將鉛同位素值投入Zartman等(1981)提出的“鉛構(gòu)造模型‖圖解中,得到橫洞礦床的成礦物質(zhì)具有深部幔源物質(zhì)混合殼源物質(zhì)特征。7)由于橫洞礦床的形成受控于連云山巖體和長平斷裂帶,而連云山巖體鋯石LA-ICPMS年齡為145.17±0.85 Ma(2σ,MSWD=1.9),產(chǎn)于長平斷裂帶含礦硅化巖中白云母Ar-Ar坪年齡為130.3±1.4 Ma(2σ,MSWD=1.06),我們推測橫洞礦床的形成時代可能在145~130 Ma,是中國東部燕山期大規(guī)模巖漿/構(gòu)造/成礦作用的產(chǎn)物。8)通過與國內(nèi)外不同成因典型鈷礦床(包括巖漿巖型、熱液及火山作用型和沉積巖容礦層控型)的對比研究,認(rèn)為橫洞礦床在構(gòu)造環(huán)境、與巖漿巖的關(guān)系、礦體特征、元素和礦物組合、圍巖蝕變和成礦時代等方面存有明顯的異同,橫洞礦床屬于中高溫?zé)嵋焊脑煨汀?)最后,對湘東北地區(qū)橫洞鈷礦床的成因做了成因探討,建立了成礦模式,指示了找礦方向,認(rèn)為湘東北地區(qū)具有尋找大型鈷礦的潛力。
【關(guān)鍵詞】：礦物學(xué) 成礦流體 礦床成因 橫洞鈷礦床 湖南省東北部
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P618.62
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 引言15-31
• 第一節(jié) 研究背景與意義15-17
• 一、選題背景及項(xiàng)目依托15-16
• 二、研究目的16-17
• 第二節(jié) 研究區(qū)前人的主要工作17-19
• 一、以往區(qū)域地質(zhì)工作17-18
• 二、以往礦區(qū)地質(zhì)工作18-19
• 第三節(jié) 國內(nèi)外鈷礦研究現(xiàn)狀19-25
• 一、國外銅鈷礦床研究現(xiàn)狀19-21
• 二、國內(nèi)銅鈷礦床研究現(xiàn)狀21-22
• 三、湘東北地區(qū)研究現(xiàn)狀22-23
• 四、對研究現(xiàn)狀的認(rèn)識23-25
• 第四節(jié) 研究內(nèi)容25-26
• 第五節(jié) 研究技術(shù)路線26-27
• 第六節(jié) 論文實(shí)物工作量27-28
• 第七節(jié) 創(chuàng)新成果28
• 第八節(jié) 有待深入研究的問題28-31
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)背景31-47
• 第一節(jié) 大地構(gòu)造位置31-32
• 第二節(jié) 區(qū)域地層32-37
• 一、前寒武紀(jì)地層32-35
• 二、顯生宙地層35-37
• 第三節(jié) 區(qū)域構(gòu)造37-39
• 一、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征37-38
• 二、長沙-平江斷裂帶38-39
• 第四節(jié) 區(qū)域巖漿巖39-43
• 一、巖漿巖的時空分布及地質(zhì)特征39-40
• 二、連云山花崗巖40-42
• 三、火山活動42-43
• 第五節(jié) 區(qū)域變質(zhì)作用43-44
• 一、區(qū)域變質(zhì)巖43
• 二、接觸變質(zhì)巖43-44
• 三、動力變質(zhì)巖44
• 四、混合巖44
• 五、變質(zhì)作用與礦產(chǎn)的關(guān)系44
• 第六節(jié) 礦產(chǎn)分布44-47
• 第三章 礦床地質(zhì)特征47-59
• 第一節(jié) 礦床地質(zhì)概況47-51
• 一、礦區(qū)地層47-48
• 二、礦區(qū)構(gòu)造48-51
• 三、礦區(qū)巖漿巖51
• 第二節(jié) 礦體特征51-53
• 一、礦體分布51
• 二、礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模51-53
• 第三節(jié) 礦石特征53-55
• 一、礦石類型53-54
• 二、礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造54-55
• 第四節(jié) 圍巖蝕變55-56
• 第五節(jié) 成礦期次及階段56-59
• 第四章 礦物學(xué)與礦物化學(xué)特征59-81
• 第一節(jié) 礦石礦物59-61
• 一、黃鐵礦59
• 二、黃銅礦59-61
• 第二節(jié) 脈石礦物61-65
• 一、石英61-63
• 二、綠泥石63
• 三、金紅石63-65
• 第三節(jié) 硫化物元素地球化學(xué)65-73
• 一、硫化物L(fēng)A-ICPMS分析65-69
• 二、黃鐵礦中微量元素的賦存狀態(tài)69-71
• 三、黃鐵礦的S/Se比值71-72
• 四、黃鐵礦的Co/Ni比值72-73
• 第四節(jié) 綠泥石礦物化學(xué)及溫度計73-75
• 一、綠泥石成分73
• 二、綠泥石類別及形成環(huán)境73-75
• 三、綠泥石溫度計75
• 四、綠泥石形成機(jī)制75
• 第五節(jié) 金紅石礦物化學(xué)75-78
• 一、金紅石成分75-76
• 二、金紅石微量元素特征76-77
• 三、金紅石來源與形成機(jī)制77-78
• 第六節(jié) Co元素賦存狀態(tài)78-79
• 本章小結(jié)79-81
• 第五章 流體包裹體特征81-91
• 第一節(jié) 流體包裹體巖相學(xué)特征和分類81-84
• 一、包裹體類型81-83
• 二、包裹體時空關(guān)系83-84
• 第二節(jié) 流體包裹體顯微測溫84-88
• 第三節(jié) 流體包裹體成分特征88
• 本章小結(jié)88-91
• 第六章 同位素地球化學(xué)與年代學(xué)91-103
• 第一節(jié) 穩(wěn)定同位素地球化學(xué)91-98
• 一、樣品采集與分析方法91-92
• 二、硫同位素地球化學(xué)92-94
• 三、鉛同位素地球化學(xué)94-98
• 第二節(jié) 同位素地質(zhì)年代學(xué)98-102
• 一、樣品采集與分析方法98-99
• 二、鋯石LA-ICPMS定年99-100
• 三、白云母Ar-Ar定年100-102
• 本章小結(jié)102-103
• 第七章 礦床成因與成礦模式103-113
• 第一節(jié) 與國內(nèi)、外典型鈷礦床對比103-109
• 一、與國外典型鈷礦床對比103-105
• 二、與國內(nèi)典型鈷礦床對比105-109
• 第二節(jié) 礦床成因探討109
• 第三節(jié) 成礦模式建立109-111
• 第四節(jié) 對找礦方向的指示111-113
• 第八章 結(jié)論與展望113-117
• 第一節(jié) 取得的成果113-115
• 第二節(jié) 存在的問題115
• 第三節(jié) 對未來的展望115-117
• 參考文獻(xiàn)117-131
• 附錄A131-149
• 表 4.1 橫洞鈷礦床采樣位置特征表131
• 表 4.2 橫洞鈷礦床中硫化物的電子探針主元素分析結(jié)果（wt %）131-133
• 表 4.3 橫洞鈷礦床中硫化物的LA-ICPMS微量元素分析（μg/g）133-137
• 表 4.4 橫洞鈷礦床中綠泥石電子探針分析數(shù)據(jù)137-141
• 表 4.5 橫洞鈷礦床中金紅石電子探針分析數(shù)據(jù)141-143
• 表 5.1 橫洞鈷礦床流體包裹體特征143
• 表 5.2 橫洞鈷礦床流體包裹體顯微測溫數(shù)據(jù)特征143
• 表 6.1 橫洞鈷礦與區(qū)域地層、礦床S同位素值表143-144
• 表 6.2 橫洞鈷礦、地層、巖體Pb同位素組成及特征參數(shù)144-145
• 表 6.3 中國大陸與橫洞鈷礦床礦床鉛同位素 μ 和k值對比145-146
• 表 6.4 連云山巖體鋯石LA-ICP-MS U-Th-Pb同位素分析結(jié)果146-148
• 表 6.5 長平斷裂帶含礦白云母硅化巖Ar-Ar定年分析結(jié)果148-149
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果149-151

  本文關(guān)鍵詞：湘東北橫洞鈷礦床成因礦物學(xué)和成礦流體研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：328079