江西大湖塘超大型钨多金属矿田成矿机制研究

江西大湖塘超大型钨多金属矿田成矿机制研究

论文摘要

江西大湖塘超大型钨多金属矿田是近年来发现的世界上最大的钨矿之一,区内发育多套与成矿作用密切的燕山期花岗岩,矿化类型以细脉浸染型白钨矿为主,兼有石英大脉型黑钨矿和隐爆角砾岩型钨(铜、钼)矿等多种矿化类型,形成“多位一体”的钨(铜、钼)矿床。对大湖塘钨矿的成岩成矿背景、控矿因素、成矿流体特征、成矿作用过程等方面的系统研究和深入剖析,了解大湖塘钨矿的矿床成因和成矿机制,建立起“大湖塘式”成矿模型,对江南造山带乃至整个华南地区钨多金属矿的理论研究和找矿勘查都具有很重要的理论和实践意义。LA-ICPMS独居石U-Pb同位素年龄测定结果表明,大湖塘石门寺矿区的似斑状黑云母花岗岩、含斑细粒黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩和黑云母花岗斑岩的侵位时间分别为147.9±1.1 Ma、146.4±1.1 Ma、138.6±0.98 Ma和142.8±1.7 Ma.四种花岗岩均为过铝质的S型花岗岩,但黑云母花岗斑岩具有明显的从S型到I型花岗岩过渡的特征。它们来源于相似的岩浆源区,主要为新元古代双桥山群中变泥质岩和变玄武岩的混合源区。石门寺矿区四种花岗岩来自两个独立的、经历不同演化过程的岩浆房。石门寺的似斑状黑云母花岗岩、含斑细粒黑云母花岗岩和细粒黑云母花岗岩很可能是来源于同一个岩浆房的三次脉动式岩浆侵位,而黑云母花岗斑岩则来源于另一个不同的岩浆房,两个岩浆房分别经历了不同的岩浆演化过程。斜长石的微区剖面分析显示An和Al2O3之间存在明显的正相关关系,而An和FeO之间却无明显的相关性。此外,斜长石晶体中Sr和Ba含量之间显示明显的正相关关系,表明石门寺矿区两套岩浆房系统都没有发生基性岩浆的补给或不同岩浆之间化学成分的混合。石门寺矿区的两套岩浆房均为化学成分封闭的岩浆系统,岩浆演化过程中只有热量混合和/或减压作用,没有镁铁质岩浆的注入和混合作用。大湖塘矿田的燕山期花岗岩体由于体积小,钙含量低,不能为该区形成超大型白钨矿化提供足够的钙元素,而晋宁期黑云母花岗闪长岩由于体积巨大、钙含量高,很可能为大湖塘矿田大规模的白钨矿化贡献了所需的钙元素。石门寺矿区隐爆角砾岩和狮尾洞矿区的石英大脉形成时间分别为142.0±0.6 Ma和136.1±0.5 Ma,均形成于早白垩世,分别代表了隐爆角砾岩型矿化和石英大脉型矿化的时间。石门寺矿区的隐爆作用应是黑云母花岗斑岩引起。而狮尾洞矿区的石英大脉型矿化可能是似斑状二云母花岗岩晚期热液作用形成。流体从强还原性的母岩浆中出溶之后,从母岩向围岩迁移的过程中,逐渐发生氧化,氧逸度逐渐升高,CO2含量也逐渐增加,流体从强还原性逐渐变为弱氧化性。含矿石英细脉、隐爆角砾岩胶结物和含矿石英大脉等成矿阶段的流体均为弱氧化性-氧化性流体,包裹体中一般出现大量的CO2、CH4和N2气体。大湖塘矿田中隐爆角砾岩型硫化物、石英大脉型硫化物和细脉浸染型硫化物的δ34S值分别变化于-2.05-0.33‰、-36.34-0.02‰和-10.07-1.53‰,δ34S的大范围变化以及远离0的很大负值说明大湖塘矿田的硫不可能是单纯的岩浆硫,还应该有来自沉积岩中的硫,尤其是晚期的石英大脉型矿化阶段的硫,应该有大量来自沉积岩。新元古代双桥山群富钨变质沉积物的部分熔融和岩浆的高度分异结晶导致岩浆中的钨发生初始和进一步富集。石门寺矿床中的钨矿化极大地受到成矿母岩浆的氧化还原状态控制。从岩浆结晶的早期到晚期,似斑状黑云母花岗岩和含斑细粒黑云母花岗岩的氧逸度有明显下降,但是细粒黑云母花岗岩、黑云母花岗斑岩和晋宁期黑云母花岗闪长岩一直保持着比较稳定的较高氧逸度。似斑状黑云母花岗岩和含斑细粒黑云母花岗岩很可能是钨的主要贡献者,而细粒黑云母花岗岩和黑云母花岗斑岩主要贡献了石门寺矿床的铜和钼。这种长期多相的岩浆作用和长期的成矿作用在大湖塘超大型钨多金属矿田的形成中起着重要作用,是导致大湖塘超大型钨矿形成关键因素。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 选题依据与研究意义
  •   1.2 我国钨矿床研究现状
  •   1.3 大湖塘钨矿田研究进展
  •     1.3.1 大湖塘钨矿田勘查历史简介
  •     1.3.2 大湖塘钨矿田科研进展
  •   1.4 存在问题和研究内容
  •   1.5 研究思路与方法
  •     1.5.1 研究思路
  •     1.5.2 研究方法
  •   1.6 完成主要实物工作量
  • 第二章 实验方法与分析测试
  •   2.1 独居石U-Pb定年和微量元素分析
  •   2.2 全岩主微量分析
  •   2.3 电子探针分析
  •   2.4 斜长石原位微量元素
  •   2.5 原位S同位素
  • 40Ar-39Ar定年'>  2.6 白云母40Ar-39Ar定年
  •   2.7 流体包裹体激光拉曼探针分析
  • 第三章 区域地质背景
  •   3.1 大地构造背景
  •   3.2 区域地层
  •     3.2.1 双桥山群
  •     3.2.2 登山群
  •   3.3 区域构造
  •   3.4 区域岩浆岩
  •   3.5 区域矿产
  • 第四章 大湖塘矿田地质特征
  •   4.1 地层
  •   4.2 构造
  •   4.3 岩浆岩综述
  •   4.4 各矿区矿床地质特征
  •     4.4.1 石门寺矿区
  •     4.4.2 平苗矿区
  •     4.4.3 一矿带矿区
  •     4.4.4 狮尾洞矿区
  •   4.5 围岩蚀变及与矿化关系
  •     4.5.1 围岩蚀变类型
  •     4.5.2 围岩蚀变分带及与矿化的关系
  •   4.6 成矿蚀变阶段
  • 第五章 燕山期花岗岩年代学及岩石地球化学
  •   5.1 花岗岩岩相学特征
  •   5.2 独居石U-Pb年代学和微量元素组成
  •     5.2.1 独居石U-Pb年代学
  •     5.2.2 独居石微量元素组成
  •   5.3 全岩主量元素
  •   5.4 全岩微量元素
  •   5.5 讨论
  •     5.5.1 成岩时代
  •     5.5.2 岩石成因类型
  •     5.5.3 岩石早期结晶温度
  •     5.5.4 岩浆起源和源区特征
  •     5.5.5 岩浆结晶分异过程
  •   5.6 本章小结
  • 第六章 矿物微区地球化学研究
  •   6.1 黑云母和白云母矿物学研究
  •     6.1.1 黑云母
  •     6.1.2 白云母
  •   6.2 斜长石剖面原位主量元素分析
  •     6.2.1 斜长石原位主量元素组成
  • 2O3-FeO关系剖面图'>    6.2.2 斜长石An-Al2O3-FeO关系剖面图
  •   6.3 斜长石剖面原位微量元素分析
  •   6.4 讨论
  •     6.4.1 岩浆氧逸度
  •     6.4.2 成岩动力学过程
  •     6.4.3 钙的来源
  •   6.5 本章小结
  • 第七章 矿床地球化学特征
  •   7.1 成矿年代学
  •   7.2 流体包裹体研究
  •     7.2.1 岩相学特征
  •     7.2.2 包裹体成分特征
  •   7.3 硫化物原位S同位素
  •   7.4 讨论
  •     7.4.1 隐爆角砾岩和石英大脉的形成
  •     7.4.2 成矿流体氧逸度特征
  •     7.4.3 成矿物质来源
  •   7.5 本章小结
  • 第八章 成矿机制与成矿模式
  •   8.1 成岩成矿时代及构造环境
  •   8.2 成矿元素钨的来源
  •   8.3 各岩浆单元与W-Cu-Mo矿化的关系—来自氧逸度的制约
  •     8.3.1 钨矿化
  •     8.3.2 铜钼矿化
  •   8.4 成矿模型
  • 主要结论与存在问题
  •   主要结论
  •   存在问题和下一步研究方向
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  •   附表1 石门寺独居石U-Pb同位素定年数据
  •   附表2 石门寺独居石微量元素数据
  •   附表3 石门寺花岗岩全岩主微量元素
  •   附表4 石门寺花岗岩中黑云母电子探针-EPMA
  •   附表5 石门寺花岗岩中白云母电子探针-EPMA
  •   附表6 石门寺花岗岩中斜长石原位主量元素分析-EPMA
  •   附表7 石门寺花岗岩中斜长石原位微量元素分析-LA-ICPMS
  • 个人简历及攻读博士学位期间取得的科研成果
  •   个人简历
  •   攻读博士学位期间取得的科研成果
  • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 樊献科

    导师: 侯增谦

    关键词: 大湖塘超大型钨多金属矿田,成矿岩体,原位硫同位素,氧化还原状态,成矿机制

    来源: 中国地质科学院

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 地质学,矿业工程

    单位: 中国地质科学院

    分类号: P618.2

    总页数: 206

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