本文關(guān)鍵詞：大興安嶺中東部淺成熱液—斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)成礦地質(zhì)過(guò)程與成礦模式

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【摘要】：大興安嶺中東部是我國(guó)重要的淺成熱液-斑巖銅(鉬)鉛鋅礦集區(qū)之一,自上世紀(jì)七十年代勘探出布敦化孔雀山、蓮花山、鬧牛山中型、聚寶小型淺成熱液銅礦床、布敦化金雞嶺中型斑巖型銅礦床以及長(zhǎng)春嶺中型淺成熱液銀鉛鋅礦床、孟恩陶勒蓋大型鉛鋅銀礦床以來(lái),有關(guān)該區(qū)銅多金屬礦的成礦地質(zhì)過(guò)程和資源潛力問(wèn)題一直倍受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注和研究;特別是近期隨著對(duì)礦區(qū)、礦田、礦集區(qū)(帶)勘探和研究工作的深入開展,相繼在鬧牛山礦田東山勘探出小型斑巖型銅(鉬)礦床、布敦化礦田勘探出淺成熱液銀鉛鋅礦體、蓮花山礦田勘探出陳臺(tái)屯小型斑巖型銅(鉬)礦床以及礦帶(突泉-龍江縣)北部龍江縣發(fā)現(xiàn)勘探出后六九大型斑巖型銅鉬礦床,使得該區(qū)真正成為以淺成熱液銅礦為主,發(fā)育淺成熱液鉛鋅、銀礦和斑巖型銅(鉬)礦的礦集區(qū)或成礦帶;從南到北可劃分五個(gè)重要的礦田,分別是布敦化淺成熱液銅(鉛鋅、銀)-斑巖銅(鉬)礦田、孟恩陶勒蓋鉛鋅銀礦田、鬧牛山淺成熱液銅(鉛鋅、銀)-斑巖銅(鉬)礦田、蓮花山淺成熱液銅(鉛鋅、銀)-斑巖型銅(鉬)礦田和后六九斑巖型銅鉬礦田,使得該區(qū)成為一個(gè)探索淺成熱液-斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)成礦理論和建立成礦地質(zhì)模型的良好天然實(shí)驗(yàn)室。鑒于此,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,以區(qū)域成礦背景為前提,以發(fā)育淺成熱液銅礦、共伴生淺成熱液銀鉛鋅以及斑巖型銅(鉬)礦的蓮花山、鬧牛山、布敦化礦田為主要研究對(duì)象,開展了礦田、礦床地質(zhì)、流體包裹體、地球化學(xué)以及成巖成礦年代學(xué)等方面研究,取得了如下重要成果。1.通過(guò)典型礦田、礦床地質(zhì)特征研究,厘定各礦田內(nèi)普遍發(fā)育著規(guī)模不等的淺成熱液銅礦、淺成熱液銀鉛鋅礦和斑巖型銅(鉬)礦床(體);其中,蓮花山礦田同時(shí)發(fā)育中型淺成熱液銅礦床、中型淺成熱液銀鉛鋅礦床和小型斑巖型銅(鉬)礦床;鬧牛山礦田以發(fā)育淺成熱液銅礦床為主,共伴生淺成熱液銀鉛鋅礦體和細(xì)脈浸染型銅鉬礦體或小型礦床;布敦化礦田發(fā)育中型淺成熱液銅礦床、斑巖型銅(鉬)礦床和淺成熱液銀鉛鋅礦體;整體上各礦田內(nèi)構(gòu)成淺成熱液-斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)。2.在礦體類型方面,淺成熱液-斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)中斑巖型銅(鉬)礦床以發(fā)育細(xì)脈浸染型礦體為主;淺成熱液銅礦床以發(fā)育脈狀、細(xì)脈浸染狀礦體為主,在鬧牛山礦田內(nèi)淺成熱液銅礦床發(fā)育共伴生的隱爆角礫巖型礦體;淺成熱液銀鉛鋅礦以發(fā)育脈狀、網(wǎng)脈狀礦體為特征;從斑巖型銅(鉬)礦、淺成熱液銅礦到淺成熱液銀鉛鋅礦床在空間上礦體類型整體表現(xiàn)為細(xì)脈浸染型→細(xì)脈浸染型+脈型±隱爆角礫巖型→脈型。礦化蝕變方面:研究區(qū)內(nèi)淺成熱液-斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)的主要圍巖蝕變類型包括鉀化-黑云母化、絹英巖化、青磐巖化、硅化和碳酸鹽化。其中,斑巖型銅(鉬)礦床主要的賦存于鉀化-黑云母化帶和絹英巖化帶中,淺成熱液銅礦床主要賦存于絹英巖化帶和青磐巖化帶中,淺成熱液銀鉛鋅礦床主要賦存于青磐巖化帶和碳酸鹽化帶中。研究區(qū)內(nèi)淺成熱液-斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)早期普遍發(fā)育磁鐵礦,其中蓮花山礦田內(nèi)早期有少量原生赤鐵礦,可能指示著一種更強(qiáng)的初始氧化環(huán)境;該成礦系統(tǒng)主要的金屬礦物形成順序?yàn)?(赤鐵礦)+磁鐵礦+輝鉬礦+毒砂+黃鐵礦→磁黃鐵礦+黃銅礦+黃鐵礦→閃鋅礦+方鉛礦+黃銅礦→深紅銀礦。3.各典型礦田的流體包裹體研究揭示:(1)蓮花山礦田內(nèi)淺成熱液銅礦床從早到晚礦化階段的均一溫度分別為460~316℃、401~186℃、279~178℃和198~123℃,鹽度依次為4.32~52%Na Cl equiv、1.9~44.5%Na Cl equiv、0.87~4.48%Na Cl equiv和0.53~2.73%Na Cl equiv。(2)鬧牛山礦田淺成熱液銅礦體從早到晚礦化階段流體包裹體均一溫度分別為405~260℃、407~183℃和183~109℃,鹽度依次為3.05~43.83%Na Cl equiv、0.35~46.56%Na Cl equiv和0.71~3.69%Na Cl equiv;淺成熱液鉛鋅礦體的均一溫度介于368~170℃之間,鹽度為0.35~8.67%Na Cl equiv。(3)布敦化礦田內(nèi)斑巖型銅礦床的均一溫度分別為576~301℃、501~237℃和312~150℃,鹽度依次為13.22~53.81%Na Cl equiv、6.87~48.84%Na Cl equiv和2.56~11.36%Na Cl equiv;淺成熱液銅礦床均一溫度分別為562~241℃、425~175℃和225~138℃,鹽度依次為8.81~57.19%Na Cl equiv、4.32~38%Na Cl equiv和0.87~5.7 Na Cl equiv。結(jié)合流體拉曼成分分析和氫-氧同位素地球化學(xué)特征,進(jìn)一步揭示研究區(qū)內(nèi)淺成熱液-斑巖成礦系統(tǒng)的初始含礦流體來(lái)源于殘余巖漿的流體出溶,為高溫、高氧逸度、高鹽度的H2O-CO2-CH4-Na Cl流體體系,卸載元素過(guò)程中不斷有大氣降水/古雨水加入。其中早期細(xì)脈浸染型銅(鉬)礦化的成礦機(jī)制主要為流體沸騰作用,淺成熱液銅礦床主要受控于流體沸騰和混合作用卸載成礦,而淺成熱液銀鉛鋅礦化主要為大氣水流體混合作用富集成礦。4.通過(guò)對(duì)各礦田主要巖漿巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年和輝鉬礦Re-Os同位素年代學(xué)研究揭示:(1)蓮花山礦田內(nèi)石英安山巖和花崗閃長(zhǎng)斑巖的形成時(shí)代分別為242.1±1.8Ma和246.1±7.6Ma,即早-中三疊世;(2)鬧牛山礦田賦礦圍巖安山玢巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖和石英斑巖的形成時(shí)代分別為143±4.2 Ma、141.2±0.74 Ma和162.8±1.6Ma,銅鉬礦化發(fā)生在134.3±0.8 Ma,成礦發(fā)生在早白堊世早期,成礦作用發(fā)生在花崗閃長(zhǎng)斑巖淺成就位之后;(3)布敦化礦田的英安斑巖、斜長(zhǎng)花崗斑巖、黑云母花崗閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖和閃長(zhǎng)玢巖的形成時(shí)代分別為157±2.3 Ma、151.1±1.1 Ma、151.7±1.3 Ma、140.1±1.3 Ma和127.1±1.7 Ma,銅鉬礦化發(fā)生在150±2.2 Ma(武新麗,2013),成礦發(fā)生在晚侏羅世,成礦作用發(fā)生在斜長(zhǎng)花崗斑巖-黑云母花崗閃長(zhǎng)斑巖淺成就位之后。結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查、成巖成礦年代學(xué)及鋯石微量元素特征表明,蓮花山礦田出露的印支期巖漿巖不具有成礦地質(zhì)體的屬性,可能具有與鬧牛山礦田相同的成礦地質(zhì)體,即早白堊世早期花崗閃長(zhǎng)斑巖;布敦化礦床的成礦地質(zhì)體為晚侏羅世花崗閃長(zhǎng)斑巖-黑云母花崗閃長(zhǎng)斑巖系列。5.研究區(qū)內(nèi)與成礦密切相關(guān)的巖漿巖巖石學(xué)、元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)和年代學(xué)研究表明:(1)布敦化礦田與成礦密切相關(guān)的晚侏羅世巖漿巖為由70~80%新生玄武質(zhì)下地殼和20~30%先存的古老下地殼組成的均勻混合源區(qū)發(fā)生部分熔融形成初始巖漿,后經(jīng)歷了分離結(jié)晶過(guò)程而形成,巖漿在上升演化過(guò)程中受到一定程度的地殼混染;(2)鬧牛山礦田與成礦密切相關(guān)的早白堊世早期花崗閃長(zhǎng)斑巖具有Si O2、高Al2O3、高Sr、低Y、偏鉀質(zhì)、低Mg O、Cr、Co、Ni等特點(diǎn),為加厚下地殼部分熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)巖漿,礦區(qū)內(nèi)主要賦礦圍巖瑪尼吐組安山玢巖表現(xiàn)出明顯較低的Mg#、Cr和Ni含量,不具有同時(shí)期埃達(dá)克型高鎂安山巖的巖漿屬性,應(yīng)為同時(shí)期相對(duì)較淺部位新生下地殼部分熔融而形成。結(jié)合礦石礦物的硫-鉛、錸-鋨同位素結(jié)果表明,布敦化礦床為底侵的玄武質(zhì)巖漿與下地殼的混合均勻源區(qū),發(fā)生部分熔融形成的巖漿攜帶成礦物質(zhì)上升至地殼淺部,富集成礦;而蓮花山和鬧牛山礦床的形成主要由于新生加厚的下地殼部分熔融導(dǎo)致成礦物質(zhì)從新生的下地殼中活化出來(lái),混染了部分上地殼物質(zhì),最終富集成礦。6.結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化背景,初步將研究區(qū)主要的成巖成礦地質(zhì)過(guò)程概括為:(1)晚侏羅世,蒙古-鄂霍茨克俯沖板片斷離,軟流圈物質(zhì)上涌,導(dǎo)致混合約70~80%新生玄武質(zhì)巖漿和20~30%先存的古老下地殼的新生下地殼發(fā)生部分熔融形成布敦化礦田初始中酸性巖漿,巖漿上升至地殼淺部發(fā)生含礦流體出溶,含礦流體上升過(guò)程中形成了布敦化礦田淺成熱液-斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng);(2)早白堊世早期,適值古太平洋向歐亞大陸擠壓作用減緩和蒙古-鄂霍茨克洋閉合造山后擠壓向伸展轉(zhuǎn)換階段,區(qū)域性的巖石圈伸展造成大規(guī)模軟流圈物質(zhì)的上涌提供熱量引起新生的玄武質(zhì)加厚下地殼發(fā)生部分熔融,形成以石榴石、輝石、金紅石、鈦鐵礦等礦物為殘留相的具有高氧逸度?(O2),富含礦質(zhì)和流體的埃達(dá)克質(zhì)中酸性巖漿。在伸展環(huán)境下,埃達(dá)克質(zhì)中酸性巖漿上升至地殼淺部發(fā)生含礦流體出溶形成初始含礦流體,含礦流體上升過(guò)程中形成了鬧牛山(蓮花山)礦田淺成熱液-斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.2

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：1202809