發(fā)布時間：2020-08-06 20:52

【摘要】：西北天山哈勒尕提-闊庫確科地區(qū)位于晚古生代博羅科努成礦帶西段,是西天山重要的多金屬礦產(chǎn)資源基地。研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于準噶爾板塊和伊犁中央地塊之間的博羅科努晚古生代島弧和賽里木板塊。伴隨著北天山洋俯沖消減和最終閉合,區(qū)內(nèi)發(fā)育了大量的晚古生代巖漿巖和鐵銅鉬金多金屬礦床(點),多期次巖漿活動從中奧陶世持續(xù)至早二疊世。關(guān)于區(qū)域上廣泛發(fā)育的的花崗巖的成因和晚石炭世構(gòu)造背景等科學問題還存在爭議。本文以該區(qū)鐵銅多金屬礦床及相關(guān)的巖漿巖為研究對象,以野外地質(zhì)調(diào)研為基礎,對晚泥盆世肯阿夏巖體、哈勒尕提巖體,早石炭世沙特達坂巖體、埃母勁巖體開展巖相學、鋯石U-Pb年代學、巖石地球化學和Sr-Nd-Hf同位素地球化學研究,探討了兩期巖漿作用的巖漿源區(qū)和成巖過程,同時對鐵銅多金屬礦床進行了巖相學分析。結(jié)合區(qū)域上成巖成礦時代、巖漿巖巖石成因、礦床地質(zhì)特征等研究成果,探討成礦動力學背景和鐵銅多金屬礦床控礦因素,提出研究區(qū)找礦方向。主要認識及結(jié)論如下：1.闊庫確科和哈勒尕提鐵銅多金屬礦床具有相似的成礦地質(zhì)特征,是晚泥盆世花崗巖侵入晚古生代大理巖通過接觸交代作用形成的矽卡巖型礦床。闊庫確科礦床礦石礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、孔雀石、方鉛礦、閃鋅礦等,脈石礦物為石榴子石、石英、碳酸鹽等透明礦物。礦石構(gòu)造以塊狀和角礫狀為主。發(fā)育矽卡巖化、綠泥石化、硅化、鉀化、角巖化等蝕變,礦石礦物主要在晚矽卡巖階段和金屬硫化物階段生成。哈勒尕提礦床礦石礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦,脈石礦物為石榴子石、透輝石、綠簾石等矽卡巖礦物。矽卡巖化和碳酸鹽化是主要的蝕變。礦石構(gòu)造以塊狀和浸染狀為主,發(fā)育交代殘余結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)、出溶結(jié)構(gòu)為主,其次可見尖角交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、溶蝕邊結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)。2.野外地質(zhì)特征和巖相學研究表明,晚泥盆世花崗巖體巖性主要為鉀長花崗巖、二長花崗巖和花崗閃長巖。鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示肯阿夏巖基鉀長花崗巖、闊庫確科花崗閃長巖、哈勒尕提花崗閃長巖的侵位年齡為361±3 Ma、367±3Ma和368±2 Ma,結(jié)果和前人獲得的博羅科努島弧帶花崗巖年齡一致�？习⑾拟涢L花崗巖Si02含量為64.05～75.10 wt.%,K20+Na2O含量高(7.37-8.78 wt.%),指示巖石屬于高鉀鈣堿性系列,具有較高的A/CNK值(0.92-1.11),屬于弱過鋁質(zhì)系列,輕重稀土元素分餾中等,負Eu異常明顯,富集大離子親石元素LILE(Rb、Th、K等),虧損高場強元素HFSE(Nb、Ta、Zr、Ti等),相容元素Cr、Ni等含量低,全巖(87Sr/86Sr)i較為一致(0.7032～0.7055),εNd(t)變化于0.1-1.6,εHf(t)較高(2.1～4.5);闊庫確科和哈勒尕提花崗閃長巖元素含量變化范圍較小,Si02含量為61.62-66.95 wt.%,K20+Na2O為6.78～8.28 wt.%,K2O含量變化范圍為3.31-4.52 wt.%,巖石為中鉀-高鉀鈣堿性系列石英二長巖-花崗閃長巖具有中等的A/CNK值(0.81～1.01),屬于準鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)系列,Mg#高于鉀長花崗巖(39-60)輕重稀土元素分餾中等,具有弱的負Eu異常,具有富集大離子親石元素LILE(Rb、Th、K等),虧損高場強元素HFSE(Nb、Ta、Zr、Ti等),相容元素Cr、Ni等含量低的特征,表現(xiàn)為低的(87Sr/86Sr)i(0.7058～0.7079)和較高的εNd(t)(-1.5～-0.5),鋯石8Hf(t)為較低的正值(1.5～4.3),兩階段Hf模式年齡TDM2變化于999～1159 Ma之間。巖體主微量元素及Sr-Nd-Hf同位素組成表明,鉀長花崗巖和花崗閃長巖均屬于Ⅰ型花崗巖,闊庫確科和哈勒尕提花崗閃長巖源區(qū)存在殘留石榴子石,肯阿夏鉀長花崗巖源區(qū)殘留礦物為角閃石和少量斜長石,巖漿上升過程中經(jīng)歷了角閃石、輝石、磷灰石等礦物的分離結(jié)晶,花崗閃長巖源區(qū)部分熔融程度相對較高,新元古界基性下地殼是主要的巖漿源區(qū),同時花崗閃長巖源區(qū)有少量新生幔源物質(zhì)加入。3.研究區(qū)晚石炭世花崗巖主要分布在博羅科努山北坡斷裂帶以北賽里木板塊,LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結(jié)果顯示沙特達坂黑云母二長花崗巖和埃母勁黑云母二長花崗巖的206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為302±2 Ma和315±2 Ma,埃母勁巖體樣品中存在363 Ma和380 Ma的繼承鋯石。全巖地球化學分析結(jié)果顯示,沙特達坂及埃母勁巖體Si02、Al2O3、Na2O、K20等主量元素含量較高,而MgO及Mg#相對較低,均屬高鉀鈣堿性弱過鋁質(zhì)花崗巖。沙特達坂和埃母勁巖體均富集大離子親石元素,虧損高場強元素,具明顯的負Eu異常(0.22-0.36,0.11～0.62),(La/Yb)N比值較低(2.16～6.58,0.96～6.23)。上述巖體具有一致的Nd(εNd(力分別為0.1～3.8,0.1～3.5)同位素組成,埃母勁巖體(87Sr/86Sr)i變化于0.7009～0.7057之間。兩個巖體鋯石εHf(t)較高(分別介于6.9～9.1及2.6～7.4),兩階段Hf模式年齡變化范圍較大(分別為683～804 Ma和788～1051 Ma)。主微量元素、Sr-Nd -Hf同位素綜合證據(jù)表明沙特達坂巖體和埃母勁巖體屬于弱過鋁質(zhì)Ⅰ型花崗巖,源自與俯沖作用有關(guān)的島弧巖漿底侵形成的新生地殼物質(zhì)的部分熔融,巖漿源區(qū)殘留礦物存在斜長石和角閃石,巖漿上侵過程中經(jīng)歷了不同程度的地殼混染和分離結(jié)晶。4.綜合本次和前人研究成果,本文認為西北天山古生代存在三期巖漿作用,分別為：早古生代(466～447 Ma),在賽里木板塊溫泉地區(qū)形成閃長巖、輝長巖；晚泥盆世-早石炭世(395～346 Ma)形成占據(jù)博羅科努島弧帶主體的Ⅰ型花崗巖和大哈拉軍山組中酸性火山巖；晚石炭世-早二疊世(320～278 Ma)巖漿作用回撤至賽里木板塊,在賽里木板塊東段發(fā)育Ⅰ型花崗巖基,西段則以小巖株為主,該階段在阿拉套地區(qū)存在富Nb玄武巖-高鎂安山巖-埃達克巖組合。成礦時代與成礦密切相關(guān)的巖漿巖年齡一致。成巖成礦作用受北天山洋俯沖消減-閉合過程控制,晚泥盆世至早石炭世期間,西北天山處于北天山洋向伊犁板塊俯沖的陸緣弧構(gòu)造背景,形成第一期巖漿作用和相關(guān)的礦床；早石炭世(346-320 Ma)期間進入平板俯沖階段,產(chǎn)生約26 Ma的巖漿間歇期,目前沒有發(fā)現(xiàn)形成于此階段的礦床；晚石炭世北天山洋由平板俯沖轉(zhuǎn)為正常角度俯沖階段,而非前人認為的北天山洋俯沖結(jié)束進入陸內(nèi)造山構(gòu)造環(huán)境。5.由晚古生代巖體侵位深度、圍巖物理化學條件以及控礦構(gòu)造樣式等多因素制約,博羅科努成礦帶哈勒尕提一帶哈勒尕提鐵銅礦床、萊歷斯高爾-3571銅鉬礦床、七興鉛鋅礦床等屬于統(tǒng)一成礦系統(tǒng)但成因類型不同的礦床,表現(xiàn)為巖體侵入早古生代碳酸鹽巖沉積巖系,通過接觸交代作用形成矽卡巖型鐵銅礦床；當巖體侵入早古生代細碎屑巖時,在巖體頂部(邊部)、接觸帶及其附近的角巖中斑巖型銅鉬礦床；熱液沿構(gòu)造破碎帶等運移侵入體較遠的部位,在碎屑巖中則通過充填交代形成熱液脈狀礦床。哈勒尕提礦集區(qū)成礦系統(tǒng)具有平面上從哈勒尕提到外圍出現(xiàn)鐵(銅)—鉛鋅—鉬(銅)—銅(鉬)礦化分帶,垂向上具有鉛鋅—銅—鐵銅—鉬的分帶。區(qū)域上主干斷裂及其次級構(gòu)造控制成礦巖體的空間展布,接觸帶構(gòu)造控制礦體定位,巖漿巖是內(nèi)在的關(guān)鍵控礦因素,成礦巖體相對氧逸度高于不成礦巖體。本文認為研究區(qū)找礦應立足于博羅科努島弧帶晚泥盆世-早石炭世侵入巖,重要找礦地段為巖體與碳酸鹽巖接觸帶矽卡巖蝕變帶和細碎屑巖中斑巖型礦床蝕變帶,重點關(guān)注矽卡巖型鐵銅多金屬礦床和斑巖型鉬多金屬礦床,找礦模式應從成礦系統(tǒng)角度,關(guān)注成礦類型組合和礦化分帶。
【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】：2016
【分類號】：P618.2;P588.11
【圖文】：

§１．１研究區(qū)概況逡逑研究區(qū)位于博爾塔拉蒙古族自治州精河縣南部及伊

本文編號：2782948