本文關(guān)鍵詞：中國東南部德興斑巖銅礦床熱液成礦作用的地球化學特征及多重分形分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國地質(zhì)大學》 2015年

中國東南部德興斑巖銅礦床熱液成礦作用的地球化學特征及多重分形分析

Salah Fadlallah Awadelseid  

【摘要】：熱液成礦作用可導致礦體和圍巖中元素的富集或虧損。成礦元素的局部富集可以形成具有經(jīng)濟開采價值的礦體。因此,研究熱液成礦作用下元素在空間上的富集或虧損特征,對礦產(chǎn)勘查和資源評價具有重要意義。近幾十年來,分形和多重分形理論用來研究不同的尺度上的相似性或無標度分布。礦床研究在區(qū)域,類型和規(guī)模特征上有較多的成果：然而,很少學者在微觀尺度下研究元素在主要礦石礦物的晶體表面的濃度分布。德興斑巖銅礦,位于揚子克拉通東南部邊緣的巖漿帶,主要由三個東南向的斑巖銅礦體組成：朱砂紅,銅廠,富家塢。本文的主要目標是：(1)斑巖銅礦圍巖-花崗閃長斑巖的地球化學特征;(2)通過基于矩方法計算的多重分形參數(shù)表征礦物表面元素含量的時空分布規(guī)律,進一步探究熱液成礦作用對元素含量時空分布的影響。在礦床尺度上,在野外調(diào)查基礎(chǔ)上,進行地質(zhì)、巖相學特征和主量元素與微量元素的地球化學分析。并將現(xiàn)有的同位素及其它地質(zhì)數(shù)據(jù)納入我們的工作。德興斑巖銅礦的主要圍巖-花崗閃長斑巖的來源,是一個爭論了幾十年的話題。最近的大多數(shù)研究表明,德興斑巖銅礦形成于侏羅世(～171Ma)。輝鉬礦的Re-0s (~171Ma)測年表明銅鉬礦化與火成巖侵入是同期的。本文的結(jié)果表明,銅廠斑巖和埃達克巖成分相似,具有如下特點：(1)成分具有鈣堿性趨勢；(2)介質(zhì)呈高鉀鈣堿性；(3)與太古宙英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖(TTG)具有相似的地球化學特征,即相對較低的Yb含量和較高的La/Yb比值；(4)高的Sr/Y比值。斑巖相對于洋殼衍生的埃達克巖具有較高的的Th含量和Th/Ce比值,表現(xiàn)為和下地殼源Th呈現(xiàn)較高相同的特點。在Si02、MgO和Mg#三角圖中,大部分銅廠斑巖的樣品落于類似于下地殼來源的埃達克巖。此外,在SiO2、Th/Ce和Th圖顯示與洋殼派生的埃達克巖不一致;然而,一些樣品與下地殼衍生埃達克巖石含量區(qū)域重疊。理解和描述元素的時空分布特征為洞察成礦作用機制提供手段。非線性理論表明奇異的地質(zhì)過程,如礦化,通常滿足分形和多重分形的分布。本文從兩個方面研究了黃鐵礦晶體表面的元素的多重分形分布特征。首先,為了建立區(qū)分弱礦化帶和礦化帶新方法,從斑巖區(qū)(IPZ)內(nèi)部、接觸區(qū)(OCZ)到銅廠礦體外圍,一共搜集23個代表性樣品�；谖覀円巴庥^察,在前人的一些研究基礎(chǔ)上,結(jié)合巖石學和礦物學,區(qū)分了蝕變帶和礦化帶的分布,然后將多重分形分析應(yīng)用于兩組樣品(IPZ和OCZ);通過環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM),在黃鐵礦晶體表面生成元素分布點圖。結(jié)果顯示從中心向外對稱分帶模式,在中心出現(xiàn)了絹英-青磐蝕變帶中不常見的鉀化蝕變。對Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Te, Sb, Si, P, S, Ag, Au, Hf, Ta,和Hg元素進行多重分形分析。采用矩方法計算多重參數(shù),如寬度(△α)和左分支形譜的△α。這些參數(shù)的值表現(xiàn)為OCZ區(qū)顯著高于IPZ區(qū),尤其是成礦元素；如銅,鋅,金,銀,表明對黃鐵礦晶體表面元素含量的空間變異性研究,可以劃分為兩個區(qū)域：(1)高度分散和礦化OCZ區(qū),銅品位0.4%(2)弱礦化區(qū)IPZ,銅品位低于0.4%。這些結(jié)果和傳統(tǒng)方法得到的結(jié)果一致,這表明德興斑巖銅礦成礦作用主要集中在側(cè)翼和斑巖巖體接觸帶；而內(nèi)部礦化作用微弱。因此,本研究中所用的方法可以成功分離德興銅廠的礦化帶與弱礦化區(qū),是一個潛在的工具,有望運用到其他類似礦床。其次,闡述了一種新的礦脈類型的識別和表征的方法。這個研究有著兩個識別不同礦脈類型的目標：即通過使用基于矩方法的多重分形的參數(shù)表征礦物表面的元素濃度的時間和空間分布類型�；诜治鼋Y(jié)果和當前的研究,礦脈系統(tǒng)可以大致分為四種主要類型：1.早期石英礦脈(A型脈),對應(yīng)鉀長石蝕變；2.石英-黃鐵礦-輝鋁礦-黃鐵礦脈(B型脈),對應(yīng)綠泥石和伊利石蝕變；3.石英-黃鐵礦-黃銅礦脈(D型脈),對應(yīng)晚千枚巖蝕變(白云母和石英)；4.最晚的碳酸鹽-硫酸鹽-氧化物礦脈(H型脈)。從不同礦脈中挑選的礦物表面的化學元素濃度的多重分形分布的數(shù)字圖片由環(huán)境掃描電鏡生成。為達到目的,不同(細)礦脈的黃鐵礦表面的八種元素濃度的分布形式由多重分形譜表征。于第一種類型的研究相似的是,在計算了的多重分形參數(shù)中,△α和△αL是最有影響的。較于其它類型的脈狀系統(tǒng)而言,在D型礦脈中(對應(yīng)晚千枚巖蝕變)這些參數(shù)較高,表明了在D型脈中高度富集含鐵和銅的硫酸鹽礦物。這個結(jié)論同樣支持當前這個區(qū)域的研究和最新的發(fā)現(xiàn)以及本文的化學和巖相分析。多重分形參數(shù)里面,特別是△α和△αL顯示出有可能甄別由熱液活動的不同階段形成的銅廠斑巖礦脈.

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P618.41
【目錄】：

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