青海省都兰县洪水河铁矿地质地球化学特征及成因研究

论文摘要

洪水河铁矿区位于青海省都兰县境内。大地构造位置属于青藏高原北缘东昆仑造山带东段东昆中带,即昆中断裂北部,北邻柴达木盆地,南邻东昆仑南坡俯冲碰撞增生杂岩带,整体受断裂构造控制。本文以洪水河铁矿为主要研究对象,以其地质地球化学特征及成因为主要研究内容。矿区出露地层包括金水口岩群和狼牙山组,矿体主要呈层状、似层状产于狼牙山组地层中。矿区断裂发育,受昆中断裂的影响产生与区域构造相同的北西西-南东东向构造线,矿区为区域褶皱的一翼,表现为一单斜地层。矿区及其周边岩浆岩发育广泛,岩性主要为中酸性侵入岩,以北西向分布的早-中三叠世石英闪长岩和花岗岩为主,之前被认为属于海西期。成矿期次划分为沉积期、变质期、热液期和氧化期。矿石类型包括块状矿石、条带状矿石和热液叠加型矿石。矿石的岩性为磁铁石英岩,矿石矿物主要为磁铁矿与赤铁矿,次为黄铁矿,脉石矿物主要为石英。矿石结构类型为半自形-他形晶粒状结构,其次是自形-半自形晶粒状结构,构造类型为条带状构造、块状构造和脉状构造。赋矿围岩岩性为绿泥石千枚岩,变余砂质结构到鳞片变晶结构、千枚状构造,绿泥石、绿帘石、绢云母、方解石、石英等矿物发育,其原岩为砂质岩。围岩碎屑锆石显示岩浆结构,锆石U-Pb年龄主要集中于6991914Ma,出现4个峰值:分别为788Ma、1118Ma、1557Ma和1831Ma附近,推测其最早沉积年龄为788±9Ma,限定了洪水河铁矿床的形成时代为新元古代中期。围岩Hf同位素εHf（t）值为-30.48.3,说明其来源组成具有极大的非均一性,两阶段模式年龄为14483596Ma,εHf（t）值有正有负,说明这类锆石的母岩中既有新生的地壳物质,又有再造的古老地壳,可能分别对应中元古代的新生地壳和太古宙地壳的再造。通过对锆石年龄分类讨论,并将碎屑锆石年龄与其邻区出露的古老地层和岩体时代进行对比,推测太古宙基底、白沙河岩组、小庙组、万宝沟群及中元古代晚期在东昆仑地区形成的中酸性岩体为其物源。主微量元素结果显示,矿石富SiO2和TFe2O3,矿石Al2O3、TiO2高于围岩,说明矿体形成过程中存在陆源物质的加入,MgO、CaO、MnO、Na2O、K2O、P2O5含量较低;围岩千枚岩SiO2含量高、TFe2O3明显低于矿石、其它主量元素含量与矿石相当。矿石与围岩中大离子亲石元素Rb、Sr、Ba和V、Cr、Y的含量高且变化大,Nb、Ta、Zr等元素在围岩中含量基本正常,在矿石中含量相对亏损。围岩稀土元素配分图相对平坦,说明沉积环境一致,ω（ΣREE）为（58.5228.1）×10-6,ω（LREE）为（46.82203.16）×10-6,LREE/HREE为4.038.14,K2O/Na2O值为0.1144.00,均值8.38,Eu/Eu*范围为0.871.16,显示出被动大陆边缘沉积环境特征;矿石稀土元素配分图显示轻稀土相对亏损、重稀土相对富集,中等Y/Ho值,与高温海底热液和海水混合曲线基本吻合,但仅Eu异常方面存在异同,说明其沉积环境更倾向于低温热液和海水的混合环境。洪水河铁矿带北东方向产出洪利矽卡岩型铅锌矿床,通过矿床地球化学特征验证洪水河热液叠加型矿石中的石英硫化物脉的形成是否与矽卡岩矿床有关。测试分析发现,矽卡岩型矿石δ34SV-CDT值为-2.44‰3.34‰,平均值为1.67‰,符合岩浆幔源硫的特征;热液叠加型铁矿石硫化物的δ34SV-CDT值为6.36‰6.47‰,高于前者δ34SV-CDT值,暗示二者并无成因联系,这部分样品的δ34S较岩浆幔源硫略高,说明硫源受到壳源物质混染。铅同位素测试结果显示,矽卡岩型矿石硫化物206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb分别为18.375618.4109、15.621515.6239、38.403238.4269;热液叠加型铁矿石硫化物206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb分别为18.430018.7832、15.689315.7439、38.634038.7932,铅同位素组成上的差异同样也说明二者并无成因联系。推测后期热液可能来源于深部,在上升过程中萃取了围岩,使其具有壳源物质混染的特征。氢氧同位素测试结果显示,洪水河铁矿后期石英硫化物脉中石英δ18O值为18.0‰和14.6‰,估算流体δ18OH2O值为11.1‰和7.7‰;流体包裹体氢同位素δD值为-105.5‰和-93.5‰。初步推测洪水河BIF型铁矿床后期石英硫化物脉的热液来源为原生岩浆热液。最终,我们认为洪水河铁矿成因类型与拉皮坦型BIF相符,成矿模式为“沉积变质-热液叠加”,矿体与围岩为同沉积产物,沉积环境为拉张背景下的被动大陆裂谷边缘。热水喷流形成的热液与海水共同作用萃取洋壳中的铁硅物质,在Sturtian冰期结束进入间冰期后,海水氧化还原环境改变致使铁硅物质沉淀富集,沉积过程伴随着陆源物质的混入。由于海水对流循环使铁硅质层交替沉淀,形成韵律沉积形式。矿床后期经历了变质作用与热液叠加作用。

论文目录

• 中文摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 课题来源及研究意义
•   1.2 地理位置及交通条件
•   1.3 研究现状及存在问题
•     1.3.1 BIF型铁矿国内外研究现状
•     1.3.2 工区以往工作研究程度
•     1.3.3 存在的问题
•   1.4 研究内容、分析测试方法及本次研究的工作量
•     1.4.1 本次研究主要内容
•     1.4.2 相关实验条件及分析测试方法
•     1.4.3 本次研究的工作量
• 第2章 区域地质背景
•   2.1 大地构造位置
•   2.2 区域地层特征
•     2.2.1 下-中元古界
•     2.2.2 中-上元古界
•     2.2.3 下古生界
•     2.2.4 上古生界
•     2.2.5 中生界
•     2.2.6 新生界
•   2.3 区域构造特征
•     2.3.1 昆北断裂带
•     2.3.2 昆中断裂带
•     2.3.3 昆南断裂带
•   2.4 区域岩浆岩特征
•     2.4.1 区域火山岩特征
•     2.4.2 区域侵入岩特征
•   2.5 区域矿产
• 第3章 矿田及矿区地质特征
•   3.1 矿田地质特征
•   3.2 矿区地质特征
•     3.2.1 矿区地层
•     3.2.2 矿区构造
•     3.2.3 矿区岩浆岩
• 第4章 矿床地质特征
•   4.1 矿体特征
•   4.2 矿石特征
•     4.2.1 矿石矿物成分
•     4.2.2 矿石组构
•   4.3 围岩特征
•   4.4 成矿期次划分
•   4.5 化学成分特征
• 第5章 碎屑锆石年代学及铁矿沉积背景研究
•   5.1 碎屑锆石年代学特征
•   5.2 碎屑锆石Hf同位素特征
•   5.3 岩石地球化学特征
•     5.3.1 主量元素特征
•     5.3.2 微量元素特征
•   5.4 原岩恢复
•   5.5 沉积期物源分析
•   5.6 沉积环境判别
• 第6章 热液期矿化的地球化学特征
•   6.1 硫同位素研究
•   6.2 铅同位素研究
•   6.3 氢氧同位素研究
• 第7章 矿床成因研究
•   7.1 成矿时代
•   7.2 成矿作用
•     7.2.1 沉积期成矿作用
•     7.2.2 变质期成矿作用
•     7.2.3 热液期成矿作用
•   7.3 成矿模式
• 结论
• 参考文献
• 图版
• 附表
• 作者简介及科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张强

导师: 丁清峰

关键词: 沉积变质型铁矿,东昆仑造山带,洪水河铁矿,地质地球化学特征,碎屑锆石,矿床成因

来源: 吉林大学

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: 吉林大学

基金: 国家自然科学基金委员会资助项目《青海东昆仑五龙沟矿集区金,铜多金属热液成矿作用及成矿背景研究》项目编号为 41572056

分类号: P618.31

总页数: 102

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