本文關(guān)鍵詞：海南石碌礦區(qū)石灰頂組構(gòu)造—沉積特征及對(duì)礦床成因的制約

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【摘要】：海南島分布有三套前寒武紀(jì)地層,它們分別為中元古代抱板群、新元古代石碌群和新元古代石灰頂組,同時(shí)石碌群和石灰頂組也是石碌鐵多金屬礦的含礦地層。這三套地層中,抱板群和石碌群研究程度較高,關(guān)于石灰頂組的研究很少。以往針對(duì)石碌鐵多金屬礦的次要含礦地層——石灰頂組的研究?jī)H局限于巖相學(xué)和年代學(xué),并且關(guān)于石灰頂組的沉積時(shí)限也一直存在爭(zhēng)議;對(duì)于其沉積環(huán)境、物源和成礦物質(zhì)來(lái)源等研究則仍處于空白階段。對(duì)石灰頂組開(kāi)展相關(guān)研究,不僅可為示蹤石碌鐵多金屬礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源和成礦過(guò)程提供制約,還可為深入揭示海南島前寒武紀(jì)演化特征、重建當(dāng)時(shí)的構(gòu)造環(huán)境和古地理位置等提供依據(jù)。本文在野外考察的基礎(chǔ)上,對(duì)石灰頂組的地層及鐵礦石進(jìn)行了主微量元素測(cè)試、Sm-Nd同位素組成測(cè)試、鋯石U-Pb定年和鋯石Lu-Hf同位素組成測(cè)試、全巖Fe同位素組成測(cè)試和巖石組構(gòu)分析。本文還系統(tǒng)收集了海南島前寒武紀(jì)其它兩套地層(抱板群和石碌群)的已有資料和國(guó)內(nèi)外一些BIF型鐵礦床資料,并與石灰頂組進(jìn)行對(duì)比。希望借此來(lái)探討石灰頂組的沉積時(shí)限、沉積物源、沉積的構(gòu)造環(huán)境和大地構(gòu)造屬性。同時(shí)也希望借此對(duì)石碌鐵多金屬礦的礦床類型和成礦物質(zhì)來(lái)源提供制約。本文所取得的主要成果和認(rèn)識(shí)如下:(1)上石炭統(tǒng)青天峽組、下石炭統(tǒng)南好組和志留系空列村組地層中礦物變形不明顯,礦物優(yōu)選方位較弱。石灰頂組砂巖石英具有明顯的優(yōu)選方位,c軸呈點(diǎn)極密分布,為S型構(gòu)造巖,是以a晶面平行于巖組坐標(biāo)軸ab面,以[a:a]或者[a:m]平行于坐標(biāo)軸a作平移滑動(dòng)而成,其變形溫度為300-400℃。石碌群第六層赤鐵礦(1120)晶面呈現(xiàn)2個(gè)點(diǎn)極密分布,赤鐵礦定向明顯,其(001)面平行排列,推測(cè)石碌群第六層變形溫度為400℃。志留系及更晚的地層沒(méi)有明顯優(yōu)選方位,推測(cè)石灰頂組和石碌群的變形產(chǎn)生于泛非或加里東構(gòu)造事件,亦或者更早。(2)石灰頂組巖石以石英砂巖或石英巖為主,石英砂巖主要礦物是石英(70-99%)、赤鐵礦(0-30%)和少量絹云母(1-2%),主要的副礦物是鋯石,黃鐵礦和磁鐵礦。石英呈不等粒結(jié)構(gòu),有近圓形的石英顆粒和次生加大石英顆粒出現(xiàn)。具有條帶狀結(jié)構(gòu),具有交錯(cuò)層理和干裂痕。(3)石灰頂組的年齡分布在2946至911Ma這一范圍內(nèi),碎屑鋯石在970 Ma有一個(gè)年齡峰為,這一年齡峰值可以作為石灰頂組沉積的下限。(4)石灰頂組的?Hf(T)分布在-28.7至11.4之間,石灰頂組的虧損地幔模式年齡分布在3420Ma至1221Ma之間,這反映了石灰頂組源區(qū)主要為古老地殼再循環(huán)。海南島80%的前寒武紀(jì)地殼形成于2.4 Ga至1.4 Ga。(5)石灰頂組砂巖的CIA指數(shù)平均值為68,表明源區(qū)經(jīng)歷中等的風(fēng)化。結(jié)合稀土元素特征、源區(qū)判別圖解和源區(qū)判別函數(shù)推斷石灰頂組的源區(qū)以沉積物為主。同時(shí),鋯石U-Pb年齡主要峰值集中1485-1330Ma,與抱板群中花崗巖體年齡吻合。通過(guò)年齡特征和Nd同位素特征,推測(cè)抱板群為石灰頂組的主要源區(qū)。使用地層的Nd同位素和稀土元素分布對(duì)源區(qū)貢獻(xiàn)程度進(jìn)行擬合,兩者擬合的結(jié)果十分吻合,表明石灰頂組的物源由67%為抱板群沉積巖和33%花崗巖組成。(6)構(gòu)造判別圖解顯示石灰頂組沉積于被動(dòng)大陸邊緣的環(huán)境,結(jié)合構(gòu)造分析和年齡特征,推測(cè)石灰頂組沉積于格林威爾造山帶的前陸盆地。(7)石灰頂組的沉積環(huán)境、物源年齡和Hf模式年齡與華南不同,與勞倫大陸吻合,推測(cè)海南島在羅迪尼亞大陸聚合前與勞倫大陸有密切關(guān)系,華南則處于澳大利亞和東南極之間。(8)石灰頂組鐵礦床具有典型條帶構(gòu)造,含有碎屑顆粒,屬于GIF型鐵建造。石碌群鐵礦富集重鐵元素;石灰頂組鐵礦石富集輕鐵同位素。石碌群富鐵礦石的δ57Fe分布在1.643至1.724;δ57Fe分布在-1.142至-0.876之間。稀土元素分配模式顯示石灰頂組成礦流體為低溫還原性的熱液流體,這一成礦流體的特征與石碌群第六層成礦流體性質(zhì)相似。石灰頂組礦床和石碌群礦床的鐵同位素具有較大的分餾,顯示其沉積環(huán)境為封閉體系。結(jié)合沉積環(huán)境和構(gòu)造變形,對(duì)于國(guó)內(nèi)外典型BIF礦床,推測(cè)石碌鐵多金屬礦屬于構(gòu)造疊加改造的蘇必利爾湖型BIF。
【關(guān)鍵詞】：海南島 石灰頂組 石碌鐵多金屬礦床 構(gòu)造環(huán)境 條帶狀鐵建造
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 引言14-24
• 第一節(jié) 選題依據(jù)和研究意義14-15
• 第二節(jié) 研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題15-21
• 一 石灰頂組的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題15-16
• 二 BIFS鐵礦及石碌鐵礦的研究現(xiàn)狀16-21
• 第三節(jié) 研究?jī)?nèi)容及方法21-22
• 第四節(jié) 完成的工作量22
• 第五節(jié) 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)22-24
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)背景24-32
• 第一節(jié) 大地構(gòu)造背景24-25
• 第二節(jié) 區(qū)域構(gòu)造25-26
• 第三節(jié) 區(qū)域地層26-29
• 第四節(jié) 區(qū)域巖漿巖29-31
• 一 區(qū)域火山巖29-30
• 二 區(qū)域侵入巖30-31
• 第五節(jié) 區(qū)域礦產(chǎn)分布31-32
• 第三章 石碌礦區(qū)地質(zhì)特征32-42
• 第一節(jié) 礦區(qū)地質(zhì)概況32
• 第二節(jié) 礦區(qū)地層32-36
• 第三節(jié) 礦區(qū)侵入巖36-37
• 第四節(jié) 礦區(qū)主要構(gòu)造37
• 第五節(jié) 變質(zhì)和蝕變特征37-40
• 第六節(jié) 礦體特征和礦石類型40-42
• 第四章 石灰頂組巖石學(xué)和礦物學(xué)特征42-46
• 第一節(jié) 地層學(xué)42-44
• 第二節(jié) 巖石學(xué)與礦物學(xué)44-46
• 第五章 石碌礦區(qū)構(gòu)造變形特征46-62
• 第一節(jié) 研究思路和分析方法46-47
• 第二節(jié) 樣品選擇47
• 第三節(jié) 測(cè)試結(jié)果47-58
• 第四節(jié) 礦物優(yōu)選方位和變形特征58-60
• 一 礦物優(yōu)選方位58-59
• 二 巖石的變形條件59-60
• 第五節(jié) 本章小結(jié)60-62
• 第六章 石灰頂組地球化學(xué)特征62-80
• 第一節(jié) 鋯石U-Pb年齡特征和Hf同位素特征62-73
• 一 樣品選擇62
• 二 測(cè)試方法62-64
• 三 測(cè)試結(jié)果64-73
• 第二節(jié) 石灰頂主微量元素特征73-76
• 一 樣品選擇和測(cè)試方法73
• 二 測(cè)試結(jié)果73-76
• 第三節(jié) 石灰頂Sm-Nd同位素地球化學(xué)特征76-77
• 一 樣品選擇和測(cè)試方法76
• 二 測(cè)試結(jié)果76-77
• 第四節(jié) Fe同位素地球化學(xué)77
• 一 樣品選擇和測(cè)試方法與結(jié)果77
• 第五節(jié) 本章小結(jié)77-80
• 第七章 物源特征和沉積大地構(gòu)造環(huán)境80-102
• 第一節(jié) 石灰頂組物源特征80-91
• 一 物源年齡和沉積時(shí)限80-81
• 二 源區(qū)風(fēng)化和遷移81-84
• 三 物源源區(qū)性質(zhì)84-87
• 四 源區(qū)的識(shí)別87-91
• 第二節(jié) 物源沉積環(huán)境91-94
• 第三節(jié) 海南島前寒武紀(jì)地殼性質(zhì)94-97
• 第四節(jié) 海南島前寒武紀(jì)構(gòu)造演化97-100
• 第五節(jié) 本章小結(jié)100-102
• 第八章 礦床類型和成因102-110
• 第一節(jié) 石碌鐵礦礦床類型102-105
• 一 石碌群第六層富鐵礦床特征102-104
• 二 石灰頂組礦床類型104-105
• 第二節(jié) 石碌鐵礦礦床成因105-109
• 第三節(jié) 本章小結(jié)109-110
• 第九章 結(jié)論110-112
• 參考文獻(xiàn)112-132
• 附錄132-178
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果178-179

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本文編號(hào)：681412