电气石角砾岩成因与热液金矿 ——来自电气石组成和硼同位素约束

论文摘要

电气石及电气石角砾岩常伴生于各类热液矿床中。前人对电气石角砾岩、硼同位素与成矿作用关系研究多集中于Sn、Sn-W矿床,而对热液金矿的研究较少。广西龙头山金矿、内蒙古哈达庙金矿和毕力赫金矿均发育大量电气石,特别是前两者,矿区内产有电气石角砾岩,且与金成矿作用联系极为密切。查明上述金矿中电气石的岩相学、化学成分及硼同位素组成特征,探索电气石角砾岩成因及其与金成矿作用关系,对指导金矿勘查具有重要的理论和实践意义。笔者在野外工作基础上,对上述三个金矿及无金矿化地区（广西平天山、内蒙古那仁乌拉和北大山）产出的电气石开展了岩相学、原位微区主微量元素和硼同位素组成测试分析工作,获得了以下主要研究成果:（1）龙头山金矿和哈达庙金矿中的电气石主要以角砾岩胶结物、电气石珠滴/团块和热液脉产出。毕力赫斑岩矿体中电气石以浸染状集合体产于花岗闪长斑岩中,远离斑岩矿体的电气石以网脉产于砂岩中。龙头山流纹斑岩中的电气石珠滴为成矿前同岩浆期产物,矿化角砾岩和花岗斑岩中的电气石属成矿期产物,为气化-热液成因。毕力赫和哈达庙电气石均为岩浆期后热液成因。（2）所研究电气石均属黑电气石-镁电气石连续系列。龙头山以高Al（平均值6.52 apfu）、低Na（平均<0.63 apfu）为特征,成矿前电气石富Fe贫Mg（Fe#:0.99–0.84）,成矿期电气石富Mg（Fe#:0.78–0.14）,主要存在MgFe-1和X?Al(NaR2+)-1元素替代形式。哈达庙以低Al（平均<5.50 apfu）和中高Na（平均>0.71 apfu）为特征,具有中-低Fe#值（<0.80）,显示Fe3+Al-1元素替代。龙头山和哈达庙电气石硼同位素组成δ11B在–14.5‰到–2.3‰范围,指示流体为壳源岩浆来源。毕力赫斑岩矿体中电气石富Fe贫Mg（Fe#:0.97–0.61）,砂岩中电气石富Mg贫Fe（Fe#<0.73）,主要显示MgFe-1元素替代形式。与无金矿化地区电气石相比,金矿床中电气石普遍具有较高的As含量（>10 ppm）。电气石的As可作为金矿化的指示元素,而常量元素（如Fe、Mg）不能直接指示金矿化的存在。（3）龙头山和哈达庙电气石角砾岩均是由酸性岩浆分异的富硼流体剧烈释放并充填角砾岩化过程形成的裂隙空间形成的。龙头山富硼流体以气相为主,而哈达庙的流体以热液为主。流体沸腾和角砾岩化过程可能是金矿化的关键。地表具有高As（>10 ppm）、高Fe3+（>0.30 apfu）、高Na（>0.70 apfu）、中低Fe#值（<0.80）和岩浆硼源的电气石角砾岩可作为深部或外围的斑岩型金矿化的指示剂。地表具有高As（>10 ppm）和Cu（>1 ppm）值、中低Fe#值（<0.80）和岩浆硼源的电气石角砾岩可指示附近浅成热液金矿化或深部斑岩型铜矿化。

论文目录

中文摘要

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第1章引言

1.1 选题背景及研究意义

1.2 电气石角砾岩、硼同位素、典型矿床研究现状

1.2.1 电气石研究现状

1.2.2 硼及硼同位素研究现状

1.2.3 角砾岩研究现状

1.2.4 典型矿床研究现状及科学问题

1.3 研究内容、方法及工作量

1.4 样品采集和测试分析方法

1.4.1 样品采集和处理

1.4.2 主量元素测试和数据处理

1.4.3 微量元素测试和数据处理

1.4.4 硼同位素组成测试分析

1.4.5 流体包裹体测试分析

1.5 本文主要成果与创新点

第2章典型矿床区域地质背景

2.1 大瑶山地区区域地质背景

2.1.1 区域地层

2.1.2 区域构造

2.1.3 区域岩浆岩

2.1.4 区域地球化学特征

2.1.5 区域矿化特征

2.2 哈达庙地区区域地质背景

2.2.1 区域地层

2.2.2 区域构造

2.2.3 区域岩浆岩

2.2.4 区域地球化学特征

2.2.5 区域矿产

第3章典型矿床地质特征

3.1 龙头山金矿矿区地质

3.1.1 矿区概况

3.1.2 矿区地层

3.1.3 矿区构造

3.1.4 矿区岩浆岩

3.1.5 矿床地质特征

3.2 哈达庙金矿矿区地质

3.2.1 矿区概述

3.2.2 矿区地层

3.2.3 矿区构造

3.2.4 矿区岩浆岩

3.2.5 矿床地质特征

3.3 毕力赫金矿矿区地质

3.3.1 矿区地层

3.3.2 矿区构造

3.3.3 矿区岩浆岩

3.3.4 矿床地质特征

第4章电气石岩相学及化学组成特征

4.1 电气石岩相学特征

4.1.1 龙头山金矿电气石

4.1.2 哈达庙金矿电气石

4.1.3 毕力赫金矿电气石

4.2 电气石化学组成特征

4.2.1 电气石主量元素特征

4.2.2 电气石微量元素特征

4.2.3 电气石硼同位素组成特征

第5章电气石成因及流体地球化学特征

5.1 电气石成因

5.2 流体地球化学特征

5.2.1 电气石与流体系统

5.2.2 流体温度和盐度

5.2.3 流体氧逸度

5.2.4 流体来源

本章小结

第6章电气石角砾岩成因及其勘查意义

6.1 电气石角砾岩成因与金成矿作用关系

6.2 电气石角砾岩的金矿勘查潜力评估

本章小结

第7章结论与存在问题

7.1 结论

7.2 存在问题及下一步工作建议

致谢

参考文献

附录

作者简介

文章来源

类型: 博士论文

作者: 张明记

导师: 张德会

关键词: 电气石,硼同位素,电气石角砾岩,金矿床

来源: 中国地质大学(北京)

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: 中国地质大学(北京)

基金: 国家自然科学基金项目(41373048 和 41373030),国土资源部公益性行业科研专项项目(201411024)

分类号: P618.51

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000136

总页数: 143

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