本文關(guān)鍵詞：西天山阿吾拉勒成礦帶鐵礦成礦作用與成礦規(guī)律研究

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【摘要】：由于火山巖型鐵礦資源量巨大,并且常常形成富鐵礦床,長(zhǎng)期以來(lái)一直是國(guó)內(nèi)外礦床學(xué)研究的熱點(diǎn)。我國(guó)對(duì)火山巖型鐵礦床的研究多集中于長(zhǎng)江中下游等地區(qū)的陸相火山巖型鐵礦床,而海相火山巖型鐵礦床研究相對(duì)較少。近年來(lái)隨著一系列勘查、研究工作的開(kāi)展,西天山阿吾拉勒成礦帶相繼發(fā)現(xiàn)和重新評(píng)價(jià)了包括智博、查崗諾爾、松湖等一系列大-中型海相火山巖型富鐵礦床,使該帶成為新疆乃至全國(guó)重要的大型富鐵成礦帶之一。同時(shí),該帶也成為研究海相火山巖型鐵礦床的理想研究對(duì)象,針對(duì)這些鐵礦床的深入研究不僅對(duì)于提高我國(guó)海相火山巖型鐵礦床的理論研究水平具有重要的實(shí)踐意義,同時(shí)對(duì)該成礦帶乃至整個(gè)西天山地區(qū)火山巖型鐵礦的找礦工作都具有一定的指導(dǎo)意義。然而,迄今為止,研究區(qū)鐵礦床成因機(jī)制的研究程度較低,成礦動(dòng)力學(xué)背景仍存在爭(zhēng)議,整個(gè)成礦帶成作用與成礦規(guī)律亟待總結(jié)。據(jù)此,本文選取成礦帶內(nèi)松湖、尼新塔格和敦德三個(gè)典型鐵礦床作為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)鐵礦床系統(tǒng)的礦物學(xué)、巖石學(xué)、地地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)以及同位素年代學(xué)研究,總結(jié)了礦床地質(zhì)特征、討論了賦礦火山巖巖石成因,探討了鐵礦床成礦作用與成礦物質(zhì)來(lái)源。在此基礎(chǔ)上嘗試探索俯沖帶巖漿作用與鐵成礦物質(zhì)的富集機(jī)制,探討西天山大陸動(dòng)力學(xué)過(guò)程與成礦作用的耦合關(guān)系,總結(jié)海相火山巖型鐵礦控礦因素及成礦規(guī)律,建立典型礦床成礦模型,為該類型鐵礦床的找礦勘查提供理論依據(jù)。阿吾拉勒成礦帶位于伊犁地塊東北緣,成礦帶內(nèi)自西向東依次分布有預(yù)須開(kāi)普臺(tái)、松湖、尼新塔格、查崗諾爾、智博、敦德和備戰(zhàn)7個(gè)大-中型鐵礦床,以及若干小型鐵礦床(點(diǎn))。結(jié)合遙感地質(zhì)解譯與地球物理資料,在成礦帶內(nèi)圈定多個(gè)破火山口構(gòu)造,各礦區(qū)均見(jiàn)火山集塊巖出露,確定成礦帶內(nèi)各鐵礦床除預(yù)須開(kāi)普臺(tái)(式可布臺(tái))鐵礦外均賦存于破火山口內(nèi),鐵礦化受火山機(jī)構(gòu)的控制。預(yù)須開(kāi)普臺(tái)赤鐵礦床亦受火山斜坡及火山機(jī)構(gòu)旁沉積洼地控制。成礦帶內(nèi)7個(gè)典型鐵礦床中,除預(yù)須開(kāi)普臺(tái)鐵礦賦存于上石炭統(tǒng)伊什基里克組外,其余6個(gè)鐵礦床均賦存于下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組火山巖地層中。智博鐵礦區(qū)礦體頂板紫紅色安山巖的年齡為321.6±2.4Ma,敦德鐵礦區(qū)Fe12號(hào)礦體頂部的灰綠色安山巖年齡為320.6±2.4Ma,備戰(zhàn)鐵礦區(qū)采坑內(nèi)玄武安山巖的年齡為尼新塔格鐵礦區(qū)頂板灰綠色安山巖年齡為340.3±7Ma,松湖鐵礦區(qū)礦體底板灰綠色安山巖年齡為343.2±2Ma。結(jié)合前人研究成果可知,阿吾拉勒成礦帶東段成巖、成礦時(shí)代集中于320Ma左右,熱液成礦作用稍晚,集中于310 Ma~316Ma。而成礦帶西段,大規(guī)模磁鐵礦化作用伴隨火山作用發(fā)生,其時(shí)代集中于343 Ma~340Ma左右。石炭紀(jì)期間北天山洋向伊犁地塊之下俯沖,阿吾拉勒成礦帶所處的伊犁地塊東北緣即為活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境,強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)為該區(qū)鐵礦床形成提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和有利的成礦條件。巖石學(xué)及礦床地球化學(xué)特征表明,礦區(qū)內(nèi)礦石與圍巖具有同源性,成礦物質(zhì)來(lái)源于深源巖漿。松湖和查崗諾爾鐵礦床成礦母巖漿為安山質(zhì)巖漿,其源區(qū)為島弧型地殼(巖漿弧地殼)根部。智博、敦德、備戰(zhàn)以及尼新塔格4個(gè)鐵礦床成礦母巖漿則為玄武質(zhì)巖漿,其源區(qū)為俯沖板片之上受流體交代的地幔楔。隨著北天山洋不斷向南俯沖,巖漿源區(qū)遭受流體交代程度增強(qiáng)而更加富鐵,晚期地幔楔部分熔融形成的玄武質(zhì)巖漿更具有形成大型鐵礦床的潛力。各礦區(qū)磁鐵礦明顯分為兩類:一類磁鐵礦包裹體爆裂溫度較高,介于424℃~520℃,與攀枝花地區(qū)巖漿結(jié)晶成因釩鈦磁鐵礦相似(410℃~560℃),指示其為巖(礦)漿成因;另一類磁鐵礦包裹體爆裂溫度較低,介于343℃~480℃,與平川地區(qū)次火山熱液充填-交代成因磁鐵礦相似(365℃~438℃),指示其具有巖漿熱液成因特征。磁鐵礦LA-ICP-MS微量元素分析結(jié)果表明,早期成礦作用以礦(巖)漿成礦作用為主(富Ti、V、Ga,低Mg、Mn),晚期熱液成礦作用逐漸增強(qiáng)而使得部分磁鐵礦具有熱液成因特征(富Al、Mg、Mn,低Ti、V)。磁鐵礦的形成受到巖漿作用的控制。阿吾拉勒成礦帶內(nèi)鐵礦床的形成與海相火山作用關(guān)系密切,均經(jīng)歷了富鐵礦(巖)漿成礦和巖漿熱液成礦作用,成礦過(guò)程可劃分為富鐵母巖漿噴溢成礦、礦漿熔離成礦、隱爆熱液成礦和熱液充填-交代成礦四個(gè)階段。其中尼新塔格鐵礦以礦漿成礦作用為主,而敦德與松湖鐵礦晚期巖漿熱液成礦作用疊加改造作用明顯。三個(gè)鐵礦床在成因類型上均屬于海相火山巖型礦漿-熱液復(fù)合成因磁鐵礦床。阿吾拉勒成礦帶海相火山巖型鐵礦床受石炭系中基性火山巖地層及破火山口構(gòu)造雙重控制,成礦母巖漿的強(qiáng)烈分異演化是導(dǎo)致氧化物熔離的基本因素,而火山機(jī)構(gòu)既為礦床的形成提供了綜合性成礦條件也是礦床賦存的場(chǎng)所。西天山地區(qū),石炭紀(jì)火山巖地層廣泛分布,且火山機(jī)構(gòu)發(fā)育,具有巨大的火山巖型鐵礦找礦潛力。在今后應(yīng)注意綜合利用地、物、化、遙多種勘查手段,圍繞火山機(jī)構(gòu)開(kāi)展深部及外圍找礦工作。此外,本區(qū)亦具有與中酸性侵入巖有關(guān)的熱液礦床以及玢巖型鐵礦找礦潛力。
【關(guān)鍵詞】：西天山 阿吾拉勒成礦帶 海相火山巖型鐵礦 火山巖年代學(xué) 礦床成因 控礦因素與成礦規(guī)律 成礦過(guò)程與成礦模式
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.31
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 研究現(xiàn)狀12-20
• 1.1.1 鐵礦床分類及資源現(xiàn)狀12-14
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外鐵礦床研究現(xiàn)狀14-17
• 1.1.3 火山巖型鐵礦床研究現(xiàn)狀17-18
• 1.1.4 西天山鐵礦研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2 選題依據(jù)及研究意義20-22
• 1.3 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線和完成工作量22-25
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容22
• 1.3.2 技術(shù)路線22-24
• 1.3.3 完成工作量24-25
• 1.4 論文進(jìn)展與創(chuàng)新25-28
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)背景28-40
• 2.1 研究區(qū)地理位置28-29
• 2.2 大地構(gòu)造位置29-30
• 2.3 區(qū)域地質(zhì)概況30-33
• 2.3.1 地層30-32
• 2.3.2 侵入巖32
• 2.3.3 構(gòu)造32-33
• 2.4 區(qū)域遙感解譯33-35
• 2.5 區(qū)域地球物理特征35-39
• 2.5.1 地層磁性特征35-36
• 2.5.2 重力場(chǎng)特征36-37
• 2.5.3 磁場(chǎng)特征37-39
• 2.6 區(qū)域礦產(chǎn)特征39-40
• 第三章 礦床地質(zhì)特征40-82
• 3.1 敦德鐵礦床40-54
• 3.1.1 礦區(qū)地層與火山巖巖相學(xué)40-44
• 3.1.2 礦區(qū)侵入巖44-45
• 3.1.3 礦區(qū)構(gòu)造45
• 3.1.4 礦體特征45-48
• 3.1.5 礦石特征48-52
• 3.1.6 礦化蝕變特征52-54
• 3.2 尼新塔格鐵礦床54-68
• 3.2.1 礦區(qū)地層與火山巖巖相學(xué)55-59
• 3.2.2 礦區(qū)侵入巖59
• 3.2.3 礦區(qū)構(gòu)造59-61
• 3.2.4 礦體特征61-62
• 3.2.5 礦石特征62-65
• 3.2.6 礦化蝕變特征65-68
• 3.3 松湖鐵礦床68-82
• 3.3.1 礦區(qū)地層與火山巖巖相學(xué)68-73
• 3.3.2 礦區(qū)侵入巖73
• 3.3.3 礦區(qū)構(gòu)造73-74
• 3.3.4 礦體特征74-75
• 3.3.5 礦石特征75-78
• 3.3.6 礦化蝕變特征78-82
• 第四章 火山巖年代學(xué)及成礦時(shí)代82-92
• 4.1 樣品與測(cè)試方法82-83
• 4.1.1 樣品采集82-83
• 4.1.2 分析方法83
• 4.2 火山巖年代學(xué)83-87
• 4.3 大哈拉軍山組火山巖年代學(xué)格架87-89
• 4.4 成礦時(shí)代限定89-92
• 第五章 火山巖巖石成因與構(gòu)造環(huán)境92-105
• 5.1 樣品采集與分析方法92-93
• 5.2 火山巖地球化學(xué)特征93-97
• 5.2.1 主量與微量元素特征93-96
• 5.2.2 火山巖Sr、Nd同位素96-97
• 5.3 同化混染與源區(qū)性質(zhì)97-100
• 5.4 火山巖形成構(gòu)造環(huán)境100-102
• 5.5 西天山晚古生代構(gòu)造演化102-105
• 第六章 成因礦物學(xué)特征105-128
• 6.1 分析方法105-106
• 6.2 磁鐵礦標(biāo)型特征106-110
• 6.3 磁鐵礦微量元素特征110-119
• 6.3.1 敦德鐵礦床110-114
• 6.3.2 尼新塔格鐵礦床114-117
• 6.3.3 松湖鐵礦床117-119
• 6.4 磁鐵礦成因探討119-124
• 6.4.1 敦德鐵礦床119-121
• 6.4.2 尼新塔格鐵礦床121-123
• 6.4.3 松湖鐵礦床123-124
• 6.5 輝石124-128
• 6.5.1 礦物成分特征124-126
• 6.5.2 對(duì)巖漿演化的指示126-128
• 第七章 礦床地球化學(xué)128-141
• 7.1 礦石稀土、微量元素地球化學(xué)128-133
• 7.1.1 敦德鐵礦床128-129
• 7.1.2 尼新塔格鐵礦床129-131
• 7.1.3 松湖鐵礦131-133
• 7.2 磁鐵礦氧同位素特征133-137
• 7.3 磁鐵礦Pb同位素特征137
• 7.4 硫化物硫同位素特征137-138
• 7.5 成礦物質(zhì)來(lái)源探討138-141
• 第八章 礦床成因與成礦模式141-153
• 8.1 成礦物質(zhì)來(lái)源141-143
• 8.1.1 成礦母巖漿141
• 8.1.2 磁鐵礦成因141-142
• 8.1.3 同位素示蹤142-143
• 8.2 成礦作用與成礦過(guò)程143-144
• 8.3 火山作用與成礦144-145
• 8.3.1 時(shí)間聯(lián)系144
• 8.3.2 空間聯(lián)系144-145
• 8.3.3 成因聯(lián)系145
• 8.4 成因類型145-146
• 8.5 巖漿演化與鐵的富集機(jī)理146-150
• 8.5.1 巖（礦）漿成礦146-149
• 8.5.2 熱液成礦149-150
• 8.6 成礦模型150-153
• 第九章 區(qū)域鐵礦成礦規(guī)律153-158
• 9.1 主要鐵礦床地質(zhì)特征153-155
• 9.2 鐵成礦控礦因素與成礦條件155-156
• 9.2.1 礦漿-火山熱液復(fù)合型礦床的控礦因素與成礦條件155
• 9.2.2 成礦帶東西兩段成礦條件差異155-156
• 9.3 找礦前景156-158
• 結(jié)論與存在的問(wèn)題158-162
• 參考文獻(xiàn)162-174
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文174-176
• 致謝176-177
• 附表177-205

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本文編號(hào)：881006