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青海海东地区引胜沟岩体岩石地球化学特征及其成矿意义

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摘要

第1章 引言

1.1 研究区位置及自然地理概况

1.2 研究现状

1.2.1 岩浆岩地球化学研究方法及岩体成矿研究现状

1.2.2 矽卡岩型矿床与硫铁矿研究现状

1.2.3 研究区以往开展的地质工作

1.3 论文题目来源及研究意义

1.3.1 题目来源

1.3.2 研究意义

1.4 研究内容和研究思路

1.5 论文实物工作量

1.6 论文预期成果

第2章 区域地质特征

2.1 构造单元的划分及大地构造位置

2.2 构造单元基本特征及构造特征

2.2.1 化隆地块

2.2.2 拉脊山混杂岩带

2.2.3 中祁连地块

2.3 区域地层

2.3.1 古元古界煌原群

2.3.2 中元古蓟县系

2.4 区域岩浆岩

2.5 区域矿产概况

第3章 引胜沟岩体岩石地球化学特征

3.1 引胜沟岩体的岩石学特征

3.2 引胜沟岩体的地球化学特征

3.2.1 常量元素地球化学特征

3.2.2 微量元素地球化学特征

3.2.3 稀土元素地球化学特征

3.3 花岗闪长岩的演化及分异程度

3.3.1 微量元素法

3.3.2 分异指数法

3.4 引胜沟岩体花岗闪长岩形成的构造环境判别

3.4.1 常量元素化学判别法

3.4.2 微量元素化学判别法

3.5 引胜沟岩体花岗闪长岩成因探讨

第4章 引胜沟岩体成矿意义探讨-以上加克矿床为例

4.1 矿区地质

4.1.1 地层

4.1.2 构造

4.1.3 岩浆岩

4.2 矿体特征

4.3 矿石特征

4.3.1 矿石类型

4.3.2 矿石组构

4.3.3 矿石组份

4.4 围岩蚀变

4.5 成矿作用和矿化期次

4.6 岩体对上加克矿床的成矿意义

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

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摘要

祁连山位于青藏高原东北部,是世界上著名的增生型造山带之一,一直以来是地学界关注的重点地区。前人对北祁连岩带的研究较多,而对中祁连的广泛分布的中酸性侵入岩的研究相对较少,特别是中祁连中生代大面积的花岗质岩体的研究资料及文献资料就更鲜有出版。本文对位于中祁连的引胜沟岩体的岩石地球化学特征进行了初步介绍,并通过结合在空间上和成因上与其相关的上加克矽卡岩型硫铁矿床特征及其该岩体的成矿意义进行了初步探讨。
  通过野外地质调查和采样,我们对引胜沟岩体的侵入规模、侵入地层、分布范围、岩石学特征及与其有关的矿化点分布有了初步的了解。引胜沟岩体出露面积约为327km2,长轴近E-W向,呈纺锤形展布。该岩体周边主要出露的地层由老到新为:古元古界湟源群刘家台组(Pt1l)、东岔沟组(Pt1d);中元古界蓟县系湟中群磨石沟组(Jxm)、青石坡组(Jxq)、克素尔组(Jxk)。岩体由北而南,整体呈现一个由中酸性到酸性的完整岩浆演化序列:在岩体的北部,岩石的类型主要为闪长岩,次为石英闪长岩;在岩体的南部出现了黑云母花岗岩、似斑状黑云母花岗岩以及细粒花岗岩等。与岩体有关的矿(化)点约有20余处,大部分分布于岩体西部与碳酸盐岩接触部位。
  本文采用SiO2-(Na2O+K2O)图解法、ACNK-ANK图解法、AR-SiO2图解法和SiO2-K2O图解法对引胜沟沟岩体花岗闪长岩主量元素特征进行了分析,微量元素和稀土元素分析分别采用了微量元素ORG标准化分配形式图解法和稀土元素陨石球粒标准化配分形式图解法;对花岗闪长岩的演化和分异程度进行研究采用了微量元素法和分异指数法;构造环境的判别则采用了常量元素化学判别法和微量元素化学判别法。
  详细的岩石学和地球化学研究表明,该岩体富硅(63.24%~73.25%),富K2O(1.14%~6.93%),富Na2O(1.72%~5.92%),贫Ca(0.63%~4.08%),属于钙碱性系列,为具有过铝质特征的S型花岗岩。微量元素中Ba、Th、Sr等元素含量变化范围较大,大离子亲石元素Rb相对富集,K元素相对亏损;高场强元素Th、Ta、Nb、Hf、Zr相对变化范围大,Yb相对亏损,Y相对富集。岩体稀土分配类型可以分为三类:第一类具有较高的稀土元素丰度,轻稀土比重稀土富集,重稀土走势平坦,Eu负异常较弱;第二类稀土总含量相对较低,轻重稀土分馏程度不明显,分配形式总体为平坦型,Eu异常不明显;第三类岩石稀土元素含量较低,轻稀土变化范围大,重稀土变化范围集中,轻重稀土分馏程度较为相同,Eu负异常强烈。综合微量、稀土元素特征,岩体总体上具有多阶段侵位成岩的特点,部分期次岩体的原岩浆具有板块碰撞消减前的消减板块边缘环境,即岛弧环境或者活动大陆边缘,体现出由消减的活动大陆边缘向同碰撞转换体制的特征。本区岩浆既有壳源物质又有幔源物质的参与,具有壳-幔混合成因的特点。
  引胜沟岩体对矿床、矿(化)点在空间上的分布具有明显的控制作用,目前在该岩体的周边发现上加克、尕什江、加多沟、大西沟等矿床和矿(化)点多达20余处。由于上加克硫铁矿矿床具有较大规模,成矿条件好等特征,故而引胜沟岩体成矿意义的探讨主要通过对上加克矿床的研究来进行。通过对该矿床的矿区地质特征、矿床地质特征、矿体特征、围岩蚀变特征进行实地勘察,并采集矿石样品进行光薄片磨制、鉴定、测试和分析,对引胜沟岩体的成矿意义有了初步的认识。
  上加克矿区地层主要为新元古界下震旦统东岔沟组下亚组(Z1d1)、古近系和第四系,在区域上居于千沙沟背斜和大峡倒转向斜两者之间,为一向东倾斜的单斜构造。矿区岩浆岩属于引胜沟岩体的边缘相,种类不多,以闪长岩为主。
  上加克硫铁矿矿体主要赋存在矿区的Z1d1(2-5)地层中,闪长岩将矿体分为上下两个部分,上部为1号矿带,下部为2号矿带。1号矿带的规模大,主要矿体为11、14、16、17;2号矿带的主要矿体为21和22。矿石类型划分为:致密块状矿石、稠密浸染状-团块状矿石、浸染状-不规则细脉浸染状矿石、稀疏浸染状-小团快状矿石。矿石构造以块状构造、浸染状构造、条带状构造、角砾状构造、脉状构造、土状构造和胶状构造为主;结构以半自形-他形粒状结构、溶蚀结构、残余结构和压碎结构为主。矿石中的元素以S和Fe为主。伴生的有益元素主要为Ta;有害元素包括F、As、Pb、Zn;其他元素常见的有P,以P2O5为主。
  围岩蚀变主要有四类:矽卡岩化、绿泥石化、硅化和次生变化。矿化期次可以初步分为四个阶段:矽卡岩阶段;绿帘石-绿泥石-硫化物阶段;石英-硫化物阶段;无矿石英阶段。
  通过对引胜沟岩体西部闪长岩与成矿关系的初步研究认为:闪长岩在侵位的过程中不仅为本矿区硫化物矿床的形成提供了部分成矿物质,而且将地壳深部地层的成矿元素携带到了浅部;高温的岩浆在上升、入侵和就位的过程中,不仅加热地壳中不同地层的围岩,发生了热接触变质作用,并且还吸附和加热了围岩中的水、矿化剂和成矿物质,结合区域构造作用驱动地下水流动和循环,并在有利于矿化的部位成矿;闪长岩不仅仅在空间上起了控制矿层位置的作用,而且还具有矿液沉淀隔层的作用。

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