本文關(guān)鍵詞：安徽南部地區(qū)典型金礦床地質(zhì)及成礦地球化學(xué)研究

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【摘要】：安徽省地處3個(gè)Ⅰ級(jí)大地構(gòu)造單元,成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,礦產(chǎn)資源豐富,有12種礦產(chǎn)保有資源儲(chǔ)量在全國前10位,但金不是全省優(yōu)勢(shì)資源。截止2010年安徽省保有金儲(chǔ)量僅321噸(含伴生金),集中分布于安徽南部地區(qū)(皖南地區(qū)),其中銅陵地區(qū)約占總資源量的60%。金以共(伴)生形式產(chǎn)在銅—鐵—硫礦床中,獨(dú)立的金礦床很少,近年來隨著皖南地區(qū)獨(dú)立型金礦的不斷突破,如池州市拋刀嶺金礦新增資源量大于30噸等,因此需要對(duì)皖南地區(qū)獨(dú)立型金礦進(jìn)行系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),為進(jìn)一步探礦起到指導(dǎo)和重要的借鑒作用。為此,筆者選擇了近年來新發(fā)現(xiàn)的具有中大型規(guī)模的銅陵楊沖里、池州拋刀嶺、黃山天井山等3個(gè)獨(dú)立的金礦床作為研究對(duì)象,總結(jié)和研究了3個(gè)典型金礦床的地質(zhì)及成礦地球化學(xué)特征,建立了成礦模式,并對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行了擴(kuò)展研究。(1)銅陵楊沖里金礦楊沖里金礦是銅陵地區(qū)近地表首次發(fā)現(xiàn)的具有中等規(guī)模的構(gòu)造蝕變巖型新類型金礦床,礦體產(chǎn)在地層或閃長巖中的破碎帶中,礦石類型為黃鐵礦化碎裂巖,不同于銅陵地區(qū)已知的5種金礦類型。巖漿巖主要為二長閃長巖和深部隱伏的正長花崗巖(不同于已知銅陵地區(qū)燕山期巖漿巖巖石組合),測(cè)定鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡分別為140.7±1.8Ma和126.4±1.2Ma。二長閃長巖具有高的HREE含量,富集Sr、Ba,高的Sr/Y和La/Yb比值,低Y、Yb,無明顯Eu異常等埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征,與長江中下游早白堊埃達(dá)克質(zhì)巖一致,判斷其原始巖漿可能來源于受板片俯沖改造的巖石圈地幔,在巖漿上升過程中與地殼發(fā)生了同化混染,并發(fā)生了結(jié)晶分離作用。而正長花崗巖成巖年齡和地球化學(xué)屬性則與銅陵周邊地區(qū)A型花崗巖一致,可能是富集巖石圈地幔的玄武質(zhì)巖漿與地殼物質(zhì)同化混染,并經(jīng)歷了結(jié)晶分異,形成于板內(nèi)(弧后)拉張的構(gòu)造背景中。二長閃長巖鋯石的Ce4+/Ce3+為176-1292,平均值為535,指示巖體具有高的氧逸度,巖體源區(qū)物質(zhì)可能受到俯沖洋殼脫水產(chǎn)生的高氧逸度流體的交代,暗示二長閃長巖為成礦有利巖體。根據(jù)鋯石Ti含量計(jì)算出的二長閃長巖和正長花崗巖鋯石的結(jié)晶溫度范圍分別為625-716℃(平均溫度為662℃)和652-849℃(平均為751℃)。計(jì)算出的溫度都比正常的巖漿溫度要低,說明鋯石結(jié)晶處于巖漿分異演化的早期階段,鋯石結(jié)晶時(shí)巖漿的溫度較低,可能指示巖漿是由源區(qū)物質(zhì)在減壓的條件下發(fā)生部分熔融形成的。5件礦石中的黃鐵礦中硫同位素δ34S范圍為4.08-5.33‰之間,說明硫源單一。8件黃鐵礦樣品206Pb/04Pb比值為18.188-18.306,207Pb/204Pb比值為15.508～15.584,208Pb/204Pb比值為38.161-38.398,鉛同位素比值變化范圍比較小,說明具有單一的源區(qū)。在207Pb/2O4Pb-206Pb/204Pb圖解中投點(diǎn)在MORB與海相沉積物疊加區(qū)域,說明熱液系統(tǒng)的鉛可能具有海相沉積物的源區(qū),而在208Pb/204Pb_206Pb/204Pb圖解中鉛同位素投點(diǎn)于MORB區(qū)域,都明顯區(qū)別于加厚或拆沉下地殼部分熔融形成的埃達(dá)克巖如郯廬斷裂帶南段的埃達(dá)克巖,判斷楊沖里礦床的成礦熱液可能是來自俯沖洋殼板片熔融過程中的幔源,同時(shí)混入了下地殼物質(zhì),說明礦床成礦流體中的金屬組份來源于殼�；旌系脑磪^(qū)。楊沖里金礦的形成是兩期巖漿巖共同作用的結(jié)果,經(jīng)歷了-140Ma俯沖和-125Ma板內(nèi)(弧后)拉張的2個(gè)階段構(gòu)造-巖漿事件,是燕山期中國東部構(gòu)造調(diào)整轉(zhuǎn)換及大規(guī)模成巖成礦事件的響應(yīng)。(2)池州拋刀嶺金礦拋刀嶺金礦具有斑巖型礦床的特征,但與世界斑巖型銅金礦床相比,只有金是成礦元素,屬于斑巖型單金礦床。目前最深的鉆孔(ZK2805,孔深760m)顯示：在孔深550-700m范圍內(nèi)出現(xiàn)厚大的As-Sb-Au-Ag-Zn-Pb-Bi-Mo異常現(xiàn)象,這種前緣暈、近礦暈及尾暈元素異常疊加現(xiàn)象,表明礦體向深部仍有較大延深；蝕變?nèi)蕴幱谀嗷瘞?屬斑巖型礦床的頂端蝕變,礦體向深部仍有較大延深。綜合礦區(qū)地質(zhì)特征,分析認(rèn)為該礦具有特大型金礦潛力。與石門庵脈狀硫化物金多金屬礦床、銅山排矽卡巖銅礦等構(gòu)成了本地區(qū)一個(gè)大的斑巖型成礦體系,初步建立了成礦模式。拋刀嶺一帶巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,與金多金屬礦密切相關(guān)。對(duì)拋刀嶺斑巖體、烏石斑巖體、花園鞏巖體及烏石西部的石英正長巖脈巖開展了鋯石U-Pb年代學(xué)和巖石地球化學(xué)研究工作,發(fā)現(xiàn)這些巖漿巖明顯分為兩類：含礦(化)斑巖體成巖年齡約為140-141Ma,不含礦的巖體年齡為120-125Ma。兩類巖漿巖全巖地球化學(xué)特征差異也較大：含礦斑巖體富集大離子親石元素虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素,弱的Eu負(fù)異常,稀土配分與典型島弧巖漿巖相似,不含礦堿性巖類則更富堿、富集高場(chǎng)強(qiáng)元素,明顯的Eu負(fù)異常,輕重稀土分異弱于前者等A型花崗巖的特征。同時(shí)拋刀嶺等斑巖體鋯石Ce4+/Ce3+(平均值528),Eu/Eu*(平均值為0.58)明顯高于花園鞏等堿性巖類,而鋯石Ti溫度計(jì)則顯示前者形成溫度(均值652℃)低于后者(均值72212),說明拋刀嶺一帶含礦(化)斑巖體源區(qū)具有高氧逸度、富水特征。由一些列地球化學(xué)圖解及與區(qū)域巖漿巖對(duì)比,認(rèn)為拋刀嶺一帶斑巖體可能形成于古太平洋俯沖的背景,而隨后的花園鞏等巖體,可能形成于俯沖折返引起的弧后拉張背景中。拋刀嶺5件含礦英安玢巖樣品中的δ34S總體范圍為6.49-7.17‰之間,與區(qū)域礦床對(duì)比,認(rèn)為表明拋刀嶺金礦的硫源為以巖漿硫?yàn)橹?混染了少量地層硫。進(jìn)一步研究表明,拋刀嶺一帶與長江中下游成礦帶中生代大規(guī)模成巖成礦一致,先是在約140Ma經(jīng)歷了古太平洋板塊俯沖,20Ma后又經(jīng)歷了太平洋板塊后撤引起的弧后拉張背景,統(tǒng)一于晚侏羅紀(jì)至早白堊世中國東部區(qū)域性構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換和調(diào)整的大背景中。同時(shí)池州拋刀嶺金礦和池州楊沖里金礦成礦背景一致,礦床的形成標(biāo)志著俯沖和俯沖后撤一個(gè)循回的結(jié)束。(3)黃山天井山金礦地質(zhì)及成礦地球化學(xué)天井山金礦位于江南造山帶東南緣、欽杭成礦帶東段,是安徽南部黃山地區(qū)最具代表性的金礦床。通過對(duì)該礦床的梳理總結(jié),有利于和區(qū)域性金礦進(jìn)行對(duì)比研究。欽杭成礦帶東段典型金礦床有江西的金山超大型金礦、安徽天井山和浙江璜山中型金礦床。與金山、璜山金礦相比,天井山金礦研究相對(duì)薄弱,至今沒有系統(tǒng)的研究,成礦年齡沒有做過工作,因此筆者重點(diǎn)對(duì)天井山金礦進(jìn)行了礦床學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)等研究,同時(shí)為對(duì)天井山金礦有更系統(tǒng)地認(rèn)識(shí),對(duì)欽杭成礦帶東段金礦床地質(zhì)及成礦地球化學(xué)特征做了總結(jié)。天井山金礦靈山巖體和韓家?guī)r體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別測(cè)定為794.7±5.2Ma、 765.9±3.7Ma,兩者相差30Ma,但都是晉寧期產(chǎn)物,依據(jù)野外特征認(rèn)為韓家?guī)r體形成于燕山期觀點(diǎn)是不正確的。測(cè)定天井山金礦含金糜棱巖中的綠泥石Ar-Ar坪年齡為331.5±3.2 Ma,首次確認(rèn)了海西期成礦事件。9件含金石英脈中的黃鐵礦硫同位素834S值為5.28-9.21‰,具有波浪式效應(yīng),結(jié)合區(qū)內(nèi)流體包裹體中的H、O同位素特征,認(rèn)為該區(qū)成礦流體來源復(fù)雜,主體為變質(zhì)流體�？赡芑烊肓颂焖蛏倭繋r漿水。該礦床是揚(yáng)子古板塊與華夏古板塊長期碰撞拼接過程中形成的造山型金礦,晉寧期為金初始富集階段,海西期是重要的成礦階段,成礦跨度大具有多階段性。進(jìn)而研究發(fā)現(xiàn),欽杭成礦帶東段典型金礦床具有相似的成礦過程,即新元古火山活動(dòng)為金成礦提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ),后經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成的變質(zhì)流體由于天水或巖漿水的混入,形成了富C02和低鹽度的含礦流體,由于溫、壓等條件的變化,在斷層閥作用控制下,流體中的金在低次級(jí)的逆沖脆—韌性剪切帶內(nèi)逐漸富集成礦,與華夏陸塊向揚(yáng)子陸塊長期多次碰撞拼貼直接相關(guān),蝕變巖型金礦形成于晉寧期,而石英脈型金礦形成于海西期,成礦時(shí)間跨度大,綜合分析認(rèn)為它們具有造山型金礦特征,屬造山型金礦。同時(shí),三個(gè)典型金礦床均發(fā)現(xiàn)了海西期剪切帶作用及成礦事件,因此海西期也是該區(qū)域重要的金成礦期。欽杭成礦帶東段造山型金礦的確立,為已知礦區(qū)深部和區(qū)域性找礦了重要的啟發(fā)和借鑒,對(duì)江南造山帶的構(gòu)造演化提供了制約和思考。綜上,皖南地區(qū)的北緣(銅陵、池州一帶)獨(dú)立型巖金礦床,是-140Ma和-125Ma兩期巖漿巖共同作用的產(chǎn)物,先期具有俯沖背景的巖漿巖(島弧或埃達(dá)克巖等)為成礦提供了大量的金屬元素,并經(jīng)歷了初步富集,后期的巖漿巖侵位為成礦提供了部分金屬元素和足夠的熱量,促進(jìn)了包括大氣降水參與的熱循環(huán),使先期形成的含礦熱液進(jìn)一步富集同時(shí)帶入了部分地層中的金屬元素,更加富集的含礦熱液由于溫壓等條件的變化,最終賦存在以北東向?yàn)橹鞯臄嗔褞е行纬蓸?gòu)造蝕變巖型金礦(含石英脈型金礦)或疊加在獨(dú)立的斑巖型巖金礦之上形成高品位金礦床。皖南北部地區(qū)金的形成與太平洋板塊燕山期構(gòu)造調(diào)整密不可分,形成于俯沖和俯沖后撤拉張環(huán)境中,是一個(gè)循環(huán)結(jié)束的標(biāo)志：而皖南地區(qū)的南緣,結(jié)合天井山金礦特征及其與鄰區(qū)典型金礦特征對(duì)比,發(fā)現(xiàn)欽杭帶東段典型金礦主要成礦年齡數(shù)據(jù)多指向晉寧期和海西期,石英脈型金礦主要成礦期為海西期,蝕變巖型多發(fā)生在晉寧期,成礦具有多期次多階段性,但燕山期與金成礦關(guān)系需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。贛浙皖地區(qū)發(fā)育的獨(dú)立型巖金礦造山帶型金礦特征明顯,是華夏與揚(yáng)子長期造山作用的產(chǎn)物。
【關(guān)鍵詞】：構(gòu)造蝕變巖型 斑巖型 造山帶型 地質(zhì) 成礦地球化學(xué) 銅陵楊沖里 池州拋刀嶺 黃山天井山 金礦 安徽南部
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.51
【目錄】：

• 摘要5-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 緒論17-22
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 選題依據(jù)及研究意義18-19
• 1.3 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4 主要工作情況20-21
• 1.5 取得的主要成果21-22
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)特征22-29
• 2.1 地層22-25
• 2.2 構(gòu)造25-26
• 2.3 巖漿巖26-28
• 2.4 區(qū)域地球化學(xué)基本特征28-29
• 第三章 分析方法29-32
• 第四章 典型金礦床研究32-115
• 4.1 銅陵楊沖里金礦研究32-58
• 4.1.1 地質(zhì)背景34-36
• 4.1.2 礦床地質(zhì)特征36-38
• 4.1.3 樣品描述38
• 4.1.4 巖石地球化學(xué)及年代學(xué)38-43
• 4.1.4.1 巖漿巖地球化學(xué)特征38-41
• 4.1.4.2 含礦地層地球化學(xué)特征41
• 4.1.4.3 同位素年代學(xué)41-43
• 4.1.4.4 硫、鉛同位素特征43
• 4.1.5 討論43-57
• 4.1.5.1 二長閃長巖巖石成因43-49
• 4.1.5.2 正長花崗巖巖石成因49-50
• 4.1.5.3 大地構(gòu)造背景探討50-52
• 4.1.5.4 氧逸度及對(duì)成礦的影響52-53
• 4.1.5.5 成礦的物質(zhì)來源53-56
• 4.1.5.6 礦床類型及成礦模式56-57
• 4.1.6. 結(jié)論57-58
• 4.2. 池州拋刀嶺一帶金礦研究58-90
• 4.2.1 區(qū)域地質(zhì)背景59-60
• 4.2.2 礦區(qū)地質(zhì)特征60-67
• 4.2.2.1 地層61-62
• 4.2.2.2 構(gòu)造62-63
• 4.2.2.3 巖漿巖63-65
• 4.2.2.4 礦化蝕變特征65-67
• 4.2.3 礦床特征67-71
• 4.2.3.1 礦體特征67-70
• 4.2.3.2 礦石特征70-71
• 4.2.4 樣品采集及描述71-72
• 4.2.5 測(cè)試結(jié)果72-76
• 4.2.5.1 全巖主微量元素72-73
• 4.2.5.2 鋯石U-Pb年齡73-74
• 4.2.5.3 鋯石微量元素與Ce、Eu異常74-75
• 4.2.5.4 硫同位素測(cè)試結(jié)果75-76
• 4.2.5.6 鉆孔巖石原生暈76
• 4.2.6 討論76-84
• 4.2.6.1 巖石年代學(xué)及成因76-77
• 4.2.6.2 構(gòu)造背景77-80
• 4.2.6.3 成礦流體物質(zhì)來源80-81
• 4.2.6.4 成礦前景及找礦方向81-83
• 4.2.6.5 礦床成因83-84
• 4.2.7 結(jié)論84-90
• 4.3 黃山天井山金礦地質(zhì)及成礦地球化學(xué)研究90-111
• 4.3.1 區(qū)域地質(zhì)背景91-94
• 4.3.2 礦床地質(zhì)特征94-97
• 4.3.3 樣品描述97-99
• 4.3.4 討論99-109
• 4.3.4.1 巖、礦石地球化學(xué)特征99-102
• 4.3.4.2 天井山巖漿巖鋯石微量、U-Pb年齡及其意義102-104
• 4.3.4.3 含金麋棱巖Ar-Ar年齡及意義104-106
• 4.3.4.4 成礦物質(zhì)來源106-107
• 4.3.4.5 礦床成因及地質(zhì)意義107-109
• 4.3.5 小結(jié)109-111
• 4.4 皖南地區(qū)其它金礦床(點(diǎn))111-115
• 第5章 結(jié)論115-118
• 附表118-159
• 致謝159-161
• 已發(fā)表或待發(fā)表的論文及摘要161-164
• 參考文獻(xiàn)164-182
• 中文文獻(xiàn)164-170
• 英文參考文獻(xiàn)170-182

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本文編號(hào)：839123