本文關(guān)鍵詞：河北邯邢地區(qū)早白堊世巖漿作用及成礦意義

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【摘要】：自中生代以來(lái),華北克拉通進(jìn)入構(gòu)造活化階段,發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng),并伴隨大規(guī)模的成礦作用及主要伸展盆地的形成。邯邢地區(qū)位于華北克拉通中部,區(qū)內(nèi)早白堊世巖漿活動(dòng)不僅能夠直接記錄大陸巖石圈地幔的熱-化學(xué)狀態(tài),同時(shí)能幫助更好的理解華北克拉通破壞的時(shí)空演化規(guī)律及其深部地球動(dòng)力學(xué)背景。另一方面,“邯邢式鐵礦”屬于太行山成礦帶中的具有典型代表的大型矽卡巖型鐵礦床,早白堊世閃長(zhǎng)質(zhì)巖石是本區(qū)矽卡巖型鐵礦的主要成礦母巖,而早白堊世正長(zhǎng)巖目前尚未發(fā)現(xiàn)與之相關(guān)的具有工業(yè)價(jià)值的礦產(chǎn)。通過(guò)對(duì)成礦巖體與非成礦巖體的對(duì)比研究,有助于對(duì)區(qū)域鐵礦床的勘探和評(píng)價(jià),具有直接的指導(dǎo)意義。本論文以華北克拉通中部邯邢地區(qū)早白堊世侵入巖為研究對(duì)象,對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)的巖相學(xué)、礦物學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、全巖主微量元素、Sr-Nd同位素、鋯石Hf-O同位素,對(duì)侵入巖的源區(qū)性質(zhì)、形成機(jī)制等方面進(jìn)行科學(xué)探討,并進(jìn)而為約束華北克拉通中生代巖漿作用動(dòng)力學(xué)機(jī)制提供資料。同時(shí),對(duì)成礦巖體與非成礦巖體的巖石學(xué),地球化學(xué),巖石化學(xué),同位素等特征進(jìn)行對(duì)比研究,總結(jié)成礦巖體與非成礦巖體的判別標(biāo)志。邯邢地區(qū)侵入巖在空間上組成了三個(gè)巖帶,呈北北東向串珠狀分布。其中,西部巖帶以符山巖體為主體,主要組成巖石為輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、角閃閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、斑狀角閃閃長(zhǎng)巖；中部巖帶又名武安雜巖體,主要包括綦村、新城、礦山村、武安、固鎮(zhèn)等巖體,鉆探證明他們?cè)谏畈繑嗬m(xù)相連,其巖性的變化種類(lèi)很多,范圍從閃長(zhǎng)巖到二長(zhǎng)巖,主要巖性有：閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖、黑云母角閃閃長(zhǎng)巖、斑狀角閃閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖；東部巖帶以洪山巖體為主體,巖性主要為中粗粒黑云輝石正長(zhǎng)巖、淺色正長(zhǎng)巖。LA-ICP MS鋯石U-Pb定年結(jié)果表明,西部角閃閃長(zhǎng)巖系列的侵位年齡在140-119Ma,中部閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)巖系列的侵位年齡在143-120Ma,而東部洪山正長(zhǎng)巖系的侵位年齡在141-125Ma,三個(gè)巖石系列之間的形成時(shí)代間隔很短,近同時(shí)形成,均屬于早白堊世。礦物學(xué)研究表明,三條巖漿巖帶的成巖物理化學(xué)條件是不同的,西部角閃閃長(zhǎng)巖系的結(jié)晶溫度為715-743℃,平均為721℃；壓力在6.6～5kbar,大致相當(dāng)于22-16kmm巖漿房深度；中部二長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)巖系的結(jié)晶溫度為718-814℃,平均為768℃C；壓力介于8.9-6.2 kbar之間,大致相當(dāng)于29-20kmm巖漿房深度；中部的環(huán)帶角閃石從核部到邊部,溫度基本是變化的,其中Mg#升高,溫度也有明顯升高的趨勢(shì),可能與基性幔源巖漿的注入有關(guān)；而東部洪山正長(zhǎng)巖系的結(jié)晶溫度溫度為832-850℃C,平均為842℃,壓力在8.5-8.2 kbar之間,相當(dāng)于28 km深度的巖漿房。研究表明,西部符山角閃閃長(zhǎng)巖系的Si02含量在53.32～62.60wt.%之間,Mg#值[Mg#=100×Mg/(Mg+Fetot)]介于44～63之間,具有高鎂的特征,樣品基本落在高鉀鈣堿性區(qū)域,εNd(t)值介于-16.96～-8.30,鋯石δ180值在6.04～8.69‰；中部二長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)巖系的Si02含量變化非常大,在50.29～69.30wt.%之間,Mg#值介于30～72之間,樣品基本落在高鉀鈣堿性區(qū)域；εNd(t)值介于-18.21～13.78,鋯石εNd(t)值變化在-33.8到-16.3,鋯石δ18O值介于6.31～8.2696‰；而東部洪山正長(zhǎng)巖系Si02含量在56.57～68.16wt.%之間,富鉀,K2O含量變化在4.99～7.10wt.%之間,εNd(t)值介于-6.19～-11.17之間,εHf(t)值變化在-17.3～-13,鋯石δ18O值在6.31～7.14‰。在微量元素上,均顯示以富含輕稀土元素(LREE)、貧重稀土元素(]3REE)、具有弱的正的銪異常為特征；均富含大離子親石元素(LILE),如Ba、Sr等,明顯虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE),如Nb、Ta。因此,我們認(rèn)為邯邢地區(qū)侵入巖均來(lái)自于富集的巖石圈地幔,該地幔受到古元古代來(lái)自古俯沖帶的深部陸殼物質(zhì)形成的富Si熔體交代。由于不同層位陸殼物質(zhì)再循環(huán)進(jìn)入了地幔,因此導(dǎo)致了該區(qū)巖石地球化學(xué)性質(zhì)的不均一性,該過(guò)程可能類(lèi)似于SARSH模型。其中,西部角閃閃長(zhǎng)巖系的源巖可能為含角閃石的輝石巖脈的難熔的橄欖巖；中部閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)巖系在巖漿上升過(guò)程中經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用以及在巖漿房中經(jīng)歷了多次的抽取-再補(bǔ)給過(guò)程；東部洪山正長(zhǎng)巖的源巖可能為富金云母的橄欖巖。在早白堊世的時(shí)候,華北克拉通破壞還沒(méi)有涉及到中部帶,但是強(qiáng)烈的伸展作用誘發(fā)軟流圈地幔上涌,從而使得富集的巖石圈地幔發(fā)生部分熔融形成基性的玄武質(zhì)巖漿,隨后經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異形成一系列的太行山南段的巖漿巖帶。邯邢地區(qū)巖漿作用與成礦作用之間存在時(shí)空耦合關(guān)系,其中,成礦作用稍晚或同時(shí)于成巖作用。礦石和閃長(zhǎng)巖的稀土元素顯示礦石的稀土總量要低于閃長(zhǎng)巖,但是整體的趨勢(shì)基本一致。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化后的微量元素蛛網(wǎng)圖上,礦石與閃長(zhǎng)巖的整體趨勢(shì)基本一致,說(shuō)明鐵礦與本區(qū)出露的巖漿巖具有密切的成因聯(lián)系。邯邢地區(qū)鐵礦的成礦作用與巖漿作用關(guān)系密切,鈉質(zhì)交代作用是礦床鐵質(zhì)提取和沉淀的重要方式。對(duì)成礦巖體與非成礦巖體的對(duì)比研究表明,高氧逸度,溫度、壓力的降低等條件更有利于成礦；K2O的含量,黑云母的MF值,鋯石的地球化學(xué)特征,氧逸度等參數(shù)可以有效的判別成礦巖體與非成礦巖體。綜上所述,邯邢地區(qū)早白堊世侵入巖可能是來(lái)源于古元古代期間來(lái)自古俯沖帶的深部陸殼物質(zhì)交代形成的富集的巖石圈地幔的部分熔融形成的基性玄武質(zhì)巖漿,隨后經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異作用形成的產(chǎn)物。由于不同層位陸殼物質(zhì)再循環(huán)進(jìn)入了地幔發(fā)生源區(qū)混合和巖漿混合,因此導(dǎo)致了該區(qū)巖石地球化學(xué)性質(zhì)的不均一性。巖漿的氧逸度,溫度和壓力等條件可能是邯邢地區(qū)關(guān)鍵的控礦因素。
【關(guān)鍵詞】：華北克拉通 邯邢地區(qū) 太行山南段 早白堊世 富集地幔 鐵礦
【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】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P611;P588.11
【目錄】：

• 作者簡(jiǎn)歷7-8
• 摘要8-11
• ABSTRACT11-17
• 第一章 序言17-28
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義17-18
• 1.2 研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題18-25
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-24
• 1.2.2 存在問(wèn)題24-25
• 1.3 研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容25-26
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)26-27
• 1.5 實(shí)物工作量27-28
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)概況28-34
• 2.1 地層29-30
• 2.2 構(gòu)造30-31
• 2.3 巖漿巖31-33
• 2.3.1 巖漿巖分布特征32
• 2.3.2 巖漿巖的侵入階段及期次劃分32-33
• 2.4 礦產(chǎn)33-34
• 第三章 巖相學(xué)及礦物學(xué)特征34-51
• 3.1 巖相學(xué)特征34-39
• 3.1.1 西部角閃閃長(zhǎng)巖雜巖體34-36
• 3.1.2 中部閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)巖雜巖體36-38
• 3.1.3 東部正長(zhǎng)巖雜巖體38-39
• 3.2 礦物學(xué)特征39-46
• 3.3 成巖物理化學(xué)條件分析46-48
• 3.3.1 溫度46-47
• 3.3.2 壓力47
• 3.3.3 氧逸度47-48
• 3.4 成礦巖體與非成礦巖體礦物學(xué)對(duì)比研究48-51
• 第四章 鋯石年代學(xué)及地球化學(xué)特征51-64
• 4.1 鋯石U-Pb年代學(xué)51-54
• 4.2 鋯石的微量元素54-55
• 4.3 鋯石的鈦溫度計(jì)55-56
• 4.4 鋯石的Ce~(4+)/Ce~(3+)及Eu/Eu*相對(duì)氧逸度56-57
• 4.5 鋯石Hf同位素57-58
• 4.6 鋯石氧同位素58-59
• 4.7 巖漿活動(dòng)時(shí)空格架59-63
• 4.8 成礦巖體與非成礦巖體鋯石對(duì)比研究63-64
• 第五章 巖石地球化學(xué)特征64-70
• 5.1 主量元素64-66
• 5.2 微量元素66-67
• 5.3 Sr-Nd同位素67-68
• 5.4 成礦巖體與非成礦巖體巖石地球化學(xué)對(duì)比68-70
• 第六章 邯邢地區(qū)中酸性巖體成因及地質(zhì)意義70-82
• 6.1 陸殼混染和結(jié)晶分異70-71
• 6.2 巖石成因71-78
• 6.3 地球動(dòng)力學(xué)意義78-81
• 6.4 巖石成因機(jī)制81-82
• 第七章 巖漿活動(dòng)與鐵成礦作用關(guān)系82-92
• 7.1 巖漿活動(dòng)-成礦作用時(shí)空耦合82-83
• 7.2 成礦的物質(zhì)來(lái)源83-86
• 7.3 洪山正長(zhǎng)巖是否具有成礦潛力86-88
• 7.4 邯邢式鐵礦與大冶式鐵礦對(duì)比88-92
• 第八章 結(jié)論92-94
• 致謝94-96
• 參考文獻(xiàn)96-112
• 附錄Ⅰ 圖版說(shuō)明及附圖112-114
• 附錄Ⅱ 附表114-150

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本文編號(hào)：715052