南秦岭杨家坝多金属矿田深部地质与成矿地球化学示踪

题名:南秦岭杨家坝多金属矿田深部地质与成矿地球化学示踪
作者:赵甫峰
学位授予单位:成都理工大学
关键词:元素地球化学示踪;;碳酸岩;;地幔流体作用;;壳幔叠加成矿;;南秦岭杨家坝
摘要:
 秦岭造山带是我国重要的成矿区带之一。勉略宁“三角区”位于扬子板块与华北板块挤压碰撞的秦岭褶皱带南缘,由勉略构造带、碧口微地块及扬子板块西北缘组成,区内产出有各种大中型金、银、铜、铅、镍等矿床。根据区域地质背景资料分析,该地块经历了晚太古代-早、中元古代古基底裂解、增生,晚元古代基底拼接,加里东期地块整体隆升以及印支-燕山期陆内造山等主要构造演化过程。该区带壳幔作neodymium rare earth magnets用活跃,构造运动复杂、各圈层的物质及能量交换频繁、成矿作用显著,其特殊的地质背景显示深部地质作用在成矿中发挥了重要作用。本文以南秦岭勉略宁“三角区”中杨家坝多金属矿田作为研究对象,通过对流体包裹体、岩(矿)石稀土、微量元素及同位素的系统研究开展深部地质过程及其成矿地球化学示踪。
 研究发现,与成矿有关的石英脉流体包裹体分布表现出纯液相包裹体为主(A区)和以大体积大气相比原生气液两相包裹体为主(B区)的分区现象。A区原生气液两相包裹体的均一温度为184℃,成分为H_2O;B区包裹体均一温度为245-348℃,主要集中在260℃、330℃,成分为H_2O和C_6H_6。所测B区包裹体均一温度明显大于前人对该矿床所测得的最高温度293℃,说明有温度更高的还原流体参与成矿。
 通过对该矿区矿床中矿石、石英方解石脉、火山neodymium rare earth magnets围岩稀土和微量元素地球化学示踪研究发现,各类样品的稀土元素配分模式在明显富集LREE的基础上,表现在Ce、Eu、Yb异常的组合上各具特征,即:LREE富集是地幔流体作用的显著特征之一;矿石和脉体的负Ce、正Eu和负Yb异常以及流体包裹体中H_2O-C_6H_6成分体系流体是高温还原性质地幔流体的重要标志;正Ce和负Eu异常的出现,以及Ce、Eu、Yb异常的减弱和消失则是壳幔流体混染的显示;脉体、矿化围岩及矿石微量元素特征具有相似性。综合研究表明,矿田成矿过程可能统一受制于具高温还原性质和富集LREE特征的地幔流体作用,且地幔流体与地壳流体的强烈混染在该区的成矿作用中发挥了重要作用,但地幔流体居于主导地位。
 矿田中元古界碧口群火山沉积岩系中原以为所夹的“白云岩”在产状上具侵入接触关系,并且从岩相学、元素和同位素地球化学分析论证,确认其为源自地幔的碳酸岩;岩石总体表现为明显富集轻稀土,大离子亲石元素,尤以Sr、Ba相对富集,而过渡元素,尤以Ti、Cr、Ni相对亏损,高场强元素则表现为矿化蚀变较之弱蚀变和无蚀变相对富集,这与岩相学研究伴随硅化和硫化物蚀变而发育多金属矿化,以及同位素系列研究表现强烈相似于EMⅡ型富集地幔背景,并具碳酸岩与碳酸盐岩的过渡特征形成呼应,暗示矿区碳酸岩及相关矿化的形成可能与秦岭造山带从中元古代到中新生代发生同生成矿或构造体制转换并伴随后造山期强烈陆内造山作用导致的壳幔叠加改造密切相关。碳酸岩的发现和确认,为论证本区深部地质地球化学动力学事件和过程,以及壳幔混染对成矿的贡献提供了新的岩石学证据。
 秦岭造山带能够成为重要的成矿区带,在元古代同生成矿的基础上,更重要的是后期改造形成的叠加成矿,该叠加成矿的地质背景很可能与秦岭造山带在中新生代发生构造体制转换密切相关。可以认为,本区参与成矿作用的高温还原、富含LREE的地幔流体和碳酸岩熔浆正是在这样的深部构造动力学背景下向上运移,与地壳流体和物质发生不同程度混溶而有利于成矿。本文研究的地幔流体作用,在目前尚无neodymium rare earth magnets确切的流体活动年龄数据的情况下,可以初步推论:一或伴随中元古界碧口群火山活动,反映当时该区特殊的深部地质过程可能为元古代同生成矿提供物质基础;二或伴随其后的造山运动,作为秦岭造山带大规模改造成矿的重大深部地质事件的标志。
学位年度:2009