本文關(guān)鍵詞：西昆侖大紅柳灘鐵礦床成礦時(shí)代、動(dòng)力學(xué)背景及成因研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：西昆侖位于青藏高原西北緣,塔里木盆地西南緣,是古亞洲構(gòu)造域與特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位。依據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化特征,將西昆侖分為北昆侖地體、南昆侖地體、甜水海地體和喀喇昆侖地體。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地層發(fā)育齊全、巖漿活動(dòng)頻繁,找礦潛力巨大。大紅柳灘鐵礦床位于甜水海地體東段,是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的大型赤鐵礦,本文以該礦床為研究對(duì)象,在系統(tǒng)總結(jié)該礦床地質(zhì)特征基礎(chǔ)上,開(kāi)展礦物學(xué)、主微量元素地球化學(xué)、年代學(xué)、穩(wěn)定同位素研究,深入探討成巖成礦時(shí)代、成礦動(dòng)力學(xué)背景、礦床地球化學(xué)特征,對(duì)比國(guó)內(nèi)外典型BIFs,分析礦床成因,建立成礦模式。取得的主要認(rèn)識(shí)和成果如下:1.大紅柳灘鐵礦床賦存在甜水海巖群一套綠片巖相變質(zhì)的碎屑沉積—碳酸鹽巖,原巖為一套頁(yè)巖/泥質(zhì)巖—碳酸鹽巖建造,主要由硬綠泥石白云母石英片巖、白云母石英片巖、硅化方解質(zhì)大理巖、含鐵白云質(zhì)大理巖組成。其中最重要的賦礦圍巖是含鐵白云質(zhì)大理巖和硬綠泥石白云母石英片巖。礦體主要呈帶狀、層狀-似層狀、透鏡體狀產(chǎn)出,礦石整體品位為18%~53%,平均品位達(dá)35%。礦石礦物主要為赤鐵礦,少量褐鐵礦、菱鐵礦,少量硫化物,主要為輝銅礦、黃銅礦,脈石礦物主要為石英、白云石、含鐵白云石、鐵白云石、方解石、白云母、硬綠泥石等。礦石結(jié)構(gòu)主要包括粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)、變余砂狀結(jié)構(gòu)以及交代結(jié)構(gòu),礦石構(gòu)造主要為條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、揉皺構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造�；诘V物組合的差異,礦石主要分為5種類型:石英-赤鐵礦型(類型-1)、石英-白云母-白云石-方解石-赤鐵礦型(類型-2)、石英-鐵白云石-赤鐵礦型(類型-3)、石英-菱鐵礦-赤鐵礦型(類型-4)、菱鐵礦-赤鐵礦-硫化物型(類型-5),其中類型-1礦石為主要類型,占資源儲(chǔ)量的90%左右。綜合野外地質(zhì)現(xiàn)象、礦物組合、礦物化學(xué)成分及接觸關(guān)系,成礦演化期次可分為4期:沉積—成巖期;熱液期;變質(zhì)變形期;表生氧化期。2.礦區(qū)侵入巖中粒含斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖和變輝長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡分別為484.5±2.7 Ma、527.9±2.8 Ma和532.3±3.1 Ma,限定了鐵礦床沉積時(shí)代的下限為532Ma;硅化方解質(zhì)大理巖和硬綠泥石黑云母石英片巖中獲得最年輕的碎屑鋯石為593±7 Ma,約束了成礦時(shí)代的上限,因此推斷鐵礦形成時(shí)代為532~593Ma。依據(jù)變輝長(zhǎng)巖中獲得的變質(zhì)年齡(485±8Ma和489±6Ma)和灰白色中粒含斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖的侵入年齡,結(jié)合甜水海地塊加里東期強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,推斷區(qū)域變質(zhì)時(shí)代約為480Ma,可能持續(xù)至440Ma。3.大理巖和片巖中163顆有效碎屑鋯石U-Pb年齡分為5個(gè)主要的年齡組,分別為2561~2329 Ma(峰值2442 Ma)、2076~1644 Ma(峰值2051 Ma和1835Ma)、1164~899 Ma(主峰值943 Ma、次峰值1142 Ma)、869~722 Ma(主峰值830 Ma和754 Ma)、696~593 Ma(主峰值637 Ma),對(duì)應(yīng)于新太古代晚期—古元古代早期全球地殼增長(zhǎng)事件、Columbia超大陸匯聚、Rodinia超大陸匯聚和裂解、Gondwana超大陸早期匯聚。2.7Ga~3.2Ga的古老鋯石信息,1.6Ga~3.6Ga的Hf同位素兩階段地殼模式年齡,太古宙—古元古代的高級(jí)變質(zhì)巖、火山巖、侵入巖的發(fā)育,說(shuō)明了西昆侖存在前寒武紀(jì)基底,具有獨(dú)立的地質(zhì)構(gòu)造演化歷史。1142Ma、943Ma、830Ma、754Ma、637Ma的碎屑鋯石年齡峰值,與世界其它地區(qū)一致的碎屑鋯石年齡譜、峰值和多數(shù)的εHf(t)正值,說(shuō)明西昆侖造山帶在相應(yīng)的時(shí)期曾是Rodinia超大陸和Gondwana超大陸的一部分或邊緣地帶。4.大紅柳灘鐵礦床成礦動(dòng)力學(xué)背景與Gondwana超大陸匯聚相關(guān)。結(jié)合西昆侖構(gòu)造演化特征,本文認(rèn)為具體演化過(guò)程如下:新元古代晚期—早寒武紀(jì)(593~532Ma)西昆侖造山帶處于Gondwana超大陸匯聚早期增生造山引發(fā)的弧后拉張環(huán)境,片巖構(gòu)造環(huán)境為與板塊俯沖形成的大陸弧或者弧后盆地佐證此觀點(diǎn)。伴隨不斷的拉張,甜水海地體與南昆侖地體之間形成了原特提洋的一部分(西昆南洋),早期并未發(fā)育成熟的洋殼,沉積了淺�！獮I海相的大理巖,晚期才開(kāi)始發(fā)育成熟洋殼,洋中脊擴(kuò)張形成的532Ma變輝長(zhǎng)巖支持這一觀點(diǎn)。寒武紀(jì)早期—奧陶紀(jì)早期(532~485Ma)西昆侖南洋南北兩向發(fā)生俯沖和局部碰撞,約480Ma甜水海地塊已經(jīng)進(jìn)入后碰撞階段,528Ma的與洋殼俯沖相關(guān)的中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖和485Ma的后碰撞中粒含斑黑云母二長(zhǎng)花崗巖支持這一觀點(diǎn)。5.類型-1、類型-2、類型-3、類型-4鐵礦石低的Ni/Zn比值(0.03~0.85)和Co/Zn(0.01~0.35),與熱液成因的BIF型鐵礦床Ni/Zn比值(0.08~0.78)和Co/Zn比值(平均值0.15)十分相似。鐵礦石稀土總量(∑REE)均明顯低于PAAS,REEY在經(jīng)PAAS稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖上,顯示輕稀土虧損、重稀土富集、無(wú)明顯的La、Ce異常和輕微的正Y異常,類型-1和類型-4礦石顯示強(qiáng)烈的Eu正異常(Eu/Eu*平均值為2.07和4.28,均1.8)和相對(duì)低的∑REE,類型-2和類型-3礦石顯示Eu正異常(Eu/Eu*值分別為1.42和1.46,均1.8)和相對(duì)高的∑REE;類型-1和類型-4礦石的Y/Ho比值(28.48和27.88)相對(duì)類型-2和類型-3礦石(29.18和29.43)較低。表明類型-1和類型-4礦石微量和稀土元素兼具海底高溫?zé)嵋汉同F(xiàn)代海水的特征,類型-2和類型-3礦石形成過(guò)程中高溫?zé)嵋毫黧w參與成礦逐漸減少,低溫?zé)嵋毫黧w參與成礦。6.類型-1、類型-2、類型-3、類型-4鐵礦石具有不均勻分布的SiO2/Al2O3值分(1.53~1603.33)、Th/U比值(0.19~5.34)和Ni/Co比值(1.44~6.33)、低的Sr/Ba比值(0.05~1.56);Al2O3與Ti O2、Na2O、K2O、P2O5、As、Sc、V、Cr、Co、Cu、Rb、Zr、Nb、Cs、REE、Th元素顯示出良好的正相關(guān)性;Al2O3和Ti O2與TFe2O3、Fe O、Mn O顯示一定的負(fù)相關(guān)性;TFe2O3和Fe O與Ca O、Na2O、K2O、As、Zr、Cs、Nb具有一定的負(fù)相關(guān)性,顯示出陸源碎屑物質(zhì)參與成礦。但是類型-2礦石的Si O2/Al2O3值略低于類型-3礦石,明顯低于類型-1和類型-4礦石,具有更高的Al2O3、Ca O、Mg O、K2O含量,類型-2礦石比類型-1、類型-3礦石、類型-4具有明顯較高的Zr、Cu、Cs、Th、Cr元素豐度,表明類型-2礦石形成過(guò)程中具有更大比例的陸源碎屑物質(zhì)參與,類型-3礦石次之,類型-1和類型-4礦石有少量的碎屑物質(zhì)參與成礦。7.除類型-2礦石個(gè)別顯示出Ce負(fù)異常外,其余類型礦石均表現(xiàn)為Ce無(wú)異常特征;硅化方解質(zhì)大理巖、含鐵白云質(zhì)大理巖、類型-2礦石C同位素特征顯示出海相碳酸鹽特征,與在西澳Hamersley群Wittenoom亞層碳酸鹽(白云巖)及太古宙-古元古代疊層狀白云巖相似,類型-3和類型-4礦石顯示負(fù)的δ13C值,與西澳Hamersley赤鐵礦省BIF型碳酸鹽巖(鐵白云石和菱鐵礦)可類比,類型-3礦石δ13 CPDB值略高于類型-4礦石,上述特征表明硅化方解質(zhì)大理巖、含鐵白云質(zhì)大理巖、類型-2礦石產(chǎn)在淺部海水相對(duì)氧化的環(huán)境中,而類型-1和類型-4礦石產(chǎn)在相對(duì)較深的還原缺氧環(huán)境中,類型-3礦石產(chǎn)在深部和淺部的過(guò)渡地帶。8.類型-1礦石赤鐵礦負(fù)的δ18OV-SMOW值(-3.9‰~-0.9‰,平均值為-2.1‰)與國(guó)外典型的BIF型富鐵礦十分相似,表明變質(zhì)熱液流體和大氣降水參與礦富赤鐵礦的成礦過(guò)程。重晶石(δ34SV-CDT變化于+4.7‰~+10.1‰之間,平均值為+7.25‰)、黃銅礦(δ34SV-CDT變化于+8.0‰~+12.7‰之間,平均值為+10.28‰)、輝銅礦(δ34SV-CDT變化于+9.5‰~+11.4‰之間,平均值為+10.58‰),上述硫同位素值指示礦區(qū)硫源應(yīng)是火成巖中的硫酸鹽或者海相硫酸鹽硫混染了巖漿硫。9.對(duì)比國(guó)內(nèi)外典型BIFs,綜合分析大紅柳灘鐵礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征,本文認(rèn)為該礦床成因類型較為特殊,成礦時(shí)代為新元古代—早寒武紀(jì),具Superior型BIFs特性。10.綜合礦床地質(zhì)特征、成礦動(dòng)力學(xué)背景、礦床地球化學(xué)特征,建立了成礦模式,劃分為4個(gè)主要的成礦作用階段:沉積—成巖期(593~532Ma)、熱液成礦期(532~485Ma)、變質(zhì)變形期(485~440Ma)、表生氧化期。
【關(guān)鍵詞】：成礦時(shí)代 動(dòng)力學(xué)背景 礦床成因 大紅柳灘赤鐵礦 西昆侖
【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】：2015
【分類號(hào)】：P618.31
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 引言18-32
• 第一節(jié) 選題依據(jù)18-19
• 第二節(jié) 研究現(xiàn)狀19-28
• 一、國(guó)外BIFs鐵礦研究現(xiàn)狀19-24
• 二、國(guó)內(nèi)BIFs鐵礦研究現(xiàn)狀24-27
• 三、西昆侖BIFs鐵礦研究現(xiàn)狀27-28
• 第三節(jié) 研究思路及內(nèi)容28-29
• 第四節(jié) 研究方法及技術(shù)路線29-30
• 一、研究方法29
• 二、技術(shù)路線29-30
• 第五節(jié) 完成主要工作量30
• 第六節(jié) 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)30-32
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)背景32-50
• 第一節(jié) 區(qū)域大地構(gòu)造單元32-38
• 一、構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/span>32-36
• 二、構(gòu)造單元特征36-38
• 第二節(jié) 區(qū)域地層38-42
• 一、前寒武紀(jì)38-40
• 二、古生界40-41
• 三、中生界41-42
• 四、新生界42
• 第三節(jié) 區(qū)域巖漿巖42-45
• 一、侵入巖42-44
• 二、火山巖44-45
• 第四節(jié) 區(qū)域地球物理特征45-46
• 一、區(qū)域重力場(chǎng)特征45-46
• 二、區(qū)域磁場(chǎng)特征46
• 第五節(jié) 區(qū)域地球化學(xué)特征46-48
• 第六節(jié) 區(qū)域礦產(chǎn)48-50
• 第三章 礦床地質(zhì)特征50-68
• 第一節(jié) 礦區(qū)地層50-54
• 第二節(jié) 礦區(qū)構(gòu)造54
• 第三節(jié) 礦區(qū)巖漿巖54-55
• 第四節(jié) 礦區(qū)變質(zhì)作用55-56
• 第五節(jié) 礦體特征56-58
• 第六節(jié) 礦石特征58-65
• 一、礦物組成58-61
• 二、礦物化學(xué)成分61-63
• 三、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造63-64
• 四、礦石類型64-65
• 第七節(jié) 成礦演化期次65-66
• 第八節(jié) 本章小結(jié)66-68
• 第四章 成巖成礦時(shí)代68-102
• 第一節(jié) 定年思路和分析方法68-69
• 第二節(jié) 分析結(jié)果69-90
• 第三節(jié) 成巖成礦時(shí)代90-91
• 第四節(jié) 沉積源區(qū)與前寒武紀(jì)地殼演化探討91-99
• 一、沉積源區(qū)91-97
• 二、前寒武紀(jì)地殼演化探討97-99
• 第五節(jié) 本章小結(jié)99-102
• 第五章 成礦動(dòng)力學(xué)背景102-129
• 第一節(jié) 主要圍巖地球化學(xué)特征102-112
• 一、主量元素特征102-108
• 二、微量稀土元素特征108-112
• 第二節(jié) 原巖恢復(fù)及古構(gòu)造環(huán)境112-117
• 一、風(fēng)化蝕變112-113
• 二、原巖特征113-114
• 三、源區(qū)特征114-115
• 四、古構(gòu)造環(huán)境115-117
• 第三節(jié) 侵入巖地球化學(xué)特征117-122
• 第四節(jié) 侵入巖構(gòu)造環(huán)境122-125
• 第五節(jié) 成礦動(dòng)力學(xué)背景探討125-128
• 第六節(jié) 本章小結(jié)128-129
• 第六章 礦床成因129-158
• 第一節(jié) 礦床地球化學(xué)特征129-142
• 一、礦石主量元素特征129-135
• 二、礦石微量稀土元素特征135-138
• 三、穩(wěn)定同位素特征138-142
• 第二節(jié) 成礦物質(zhì)來(lái)源和成礦環(huán)境142-153
• 一、碎屑物質(zhì)143-145
• 二、Fe、Si物質(zhì)來(lái)源145-147
• 三、成礦環(huán)境147-153
• 第三節(jié) 礦床成因類型153-156
• 第四節(jié) 成礦模式156-158
• 第七章結(jié)論158-161
• 參考文獻(xiàn)161-189
• 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189-

  本文關(guān)鍵詞：西昆侖大紅柳灘鐵礦床成礦時(shí)代、動(dòng)力學(xué)背景及成因研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：252855