非弧斑岩铜成矿的岩浆约束-以义敦地块燕山期相关岩体为例
文献类型:学位论文
| 作者 | 刘迁 |
| 答辩日期 | 2024 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地球化学研究所 |
| 导师 | 潘力川 |
| 关键词 | 磷灰石,斑岩铜矿,岩浆氧化状态,挥发分,义敦岛弧 |
| 其他题名 | Magmatic constraints of non-arc porphyry copper mineralization-A case study of Yanshanian related plutons in Yidun terrane |
| 英文摘要 | 斑岩铜成矿系统提供了世界75%的Cu、50%的Mo及20%的Au的储量,是以上金属最主要的来源之一。因其重要性,一直是学界关注的重点。传统认为,斑岩铜矿主要产于大洋板片俯冲形成的陆缘弧和岛弧环境。这是因为大洋板片俯冲脱水形成的氧化性流体交代上覆地幔楔,进而诱地幔楔的部分熔融,形成了氧化、富集挥发性组分和金属元素的成矿岩浆。然而,近年的研究发现,很多斑岩型矿床是陆内岩浆活动的产物。由于陆内环境不存在洋壳的俯冲作用,因此相比于岛弧岩浆,陆内岩浆通常更加贫水、氯、硫,具有较低的氧逸度。在这一构造环境下,岩浆如何产生了斑岩铜矿,成矿岩体相比于不成矿的岩体在岩浆肥沃度上存在哪些差异,就成了斑岩矿床研究中的焦点问题。义敦地块地处青藏高原东部,是世界特提斯构造域的重要组成部分,也是中国重要的斑岩铜矿找矿靶区。义敦地块发育一期燕山期非俯冲环境岩浆活动以及与其密切相关的斑岩-矽卡岩铜成矿作用。尽管义敦地块南、北段燕山期岩浆岩形成于相似的构造背景,展现了相似的岩石类型和矿物组成。但有意思的是,斑岩铜矿主要与义敦地块南段岩体有关(红山、铜厂沟等),而义敦地块北部分布广泛的斑岩却普遍贫铜矿。为了研究义敦地块燕山期陆内环境成矿与不成矿斑岩的岩浆特征,揭示导致义敦地块南、北段燕山期斑岩铜成矿潜力差异性的主要原因,本次研究选择义敦地块南段具有代表性的成矿岩体(红山)和北段不成矿岩体(茨林措、绒依措和哈格拉)为研究对象,采用全岩和矿物地球化学方法揭示了上述岩体在岩浆氧逸度、挥发分组成和源区等方面的异同,讨论了燕山期义敦地块南北段成矿差异的制约因素,初步提出磷灰石地球化学对义敦地区找矿工作的有效指标,具体有以下认识:(1)义敦地块南段成矿红山岩体母岩浆相比于义敦地块北段三个不成矿岩体母岩浆具有更高的氧逸度、挥发分Cl和S。基于全岩Fe3+/Fe2+比值、磷灰石δCe值以及锆石成分计算的岩浆氧逸度,我们发现与斑岩铜矿相关的红山岩体的岩浆氧逸度与世界绝大多数成矿斑岩岩浆相近(△FQM>+1),而其他三个不成矿岩浆的氧逸度则明显偏低(△FQM<0)。通过磷灰石中挥发分含量和分配系数,我们估算了岩浆中的挥发分含量,结果表明四个岩体母岩浆均具有较高的水含量,但红山成矿岩浆相比其他三个不成矿岩浆具有更高的Cl和S的含量。磷灰石XCl/XOH-XF/XOH和XCl/XOH-XF/XCl表明四个岩体在磷灰石结晶过程中没有明显的流体出溶作用。(2)上述四个岩体岩浆肥沃度差异可能与岩浆源区有关。一般认为非弧环境斑岩成矿岩浆为新生下地壳重熔的产物,但红山磷灰石相比其他三个岩体具有更加富集的Nd同位素特征,表明前者源区混入的新生物质反而可能更少。因此,源区物质组成差异可能不是导致义敦岛弧南、北段斑岩成矿潜力差异的最主要原因。通过磷灰石Sr/Y-δEu-La/Yb,我们发现红山是埃达克质岩,而其他三个则不是。埃达克质岩可能与岩浆富水导致角闪石先于长石分离结晶有关。但我们发现部分不成矿岩体与红山岩体一样也含有角闪石,且通过锆石数据计算四个岩体水含量均大于4.0wt%,暗示两者之间水含量差别不大。因此以上四个岩体的埃达克质与非埃达克岩地球化学特征差异更可能与岩浆源区深差异有关。红山岩体的埃达克质岩地球化学特征,暗示其母岩浆可能来自于榴辉岩相深度,在此深度的源区部分熔融会导致石榴子石残留,从而提高熔体中Fe3+/Fe2+的比值,引起岩浆氧逸度的升高。这也可能是红山岩体相比其他三个岩体具有更高氧逸度的关键原因。因此,结合上述讨论,我们认为岩浆源区深度(地壳厚度),可能是导致燕山期义敦地块南、北段斑岩岩浆肥沃度差异的一大主要原因。(3)依据磷灰石的Sr/Y-δCe-F/Cl指标,有效的区分本次研究的四个成矿和不成矿岩体成矿,这一指标体系可能对义敦地块斑岩找矿具有一定的指示意义。但是是否具有适普性,还需要更进一步的研究。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 93 |
| 源URL | ![]() |
| 专题 | 地球化学研究所_研究生 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘迁. 非弧斑岩铜成矿的岩浆约束-以义敦地块燕山期相关岩体为例[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式: OAI收割
来源:地球化学研究所
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