收藏本站
《南京大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

滇东南老君山地区多期岩浆作用地球化学及成岩成矿背景研究

徐斌  
【摘要】:作为大陆地壳重要的组成部分,花岗岩的岩石成因与大陆地壳的演化存在密切的联系。侵位于滇东南老君山地区的早古生代花岗岩和晚中生代花岗岩是该区最重要的侵入体,对于其成因,特别是源区的性质和形成的地球动力学背景尚需要深入的研究。华南早古生代造山作用一直以来都是学术研究的热点,其中一个关键问题是造山运动所引起的花岗质岩浆作用过程中是否有地幔物质的参与。针对这一科学问题,本文对华南板块西部滇东南老君山地区三期典型的早古生代花岗岩(团田单元,南捞单元,老城坡单元)进行了详细的地质年代学和地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学显示这三期花岗岩的结晶年龄分别为~436Ma,~430Ma,~427Ma。其岩浆锆石的£Hf(t)值为-14~+3,指示这三期花岗岩的源区具有不均一性的特征。三期岩体均包含继承锆石核,其U-Pb年代和Hf模式年龄为元古代。大量的主微量元素协变组合显示老君山早古生代花岗岩具有明显的线性混合趋势。其中团田和南捞单元岩体具有强过铝质的地球化学特征(A/CNK1.1),而老城坡单元岩体具有弱过铝质特征(A/CNK=1.0~1.1)。相对于老城坡单元岩体,团田和南捞单元岩体表现为高K_2O、Rb/Sr、Rb/Ba和εNd(t)值,低 TFe_2O_3、Al_2O_3、MnO、MgO、CaO、TiO_2、Na_2O、Mg#和Nb/Ta值的特征。上述事实表明团田和南捞单元花岗岩形成于部分熔融的元古代变质沉积岩,其中基本上没有幔源物质的参与;然而,老城坡花岗岩很可能来源于壳源长英质熔体和幔源基性岩浆的混合作用。值得注意的是幔源组分相对于壳源组分具有更低的Nd同位素组成,而这与华南最近发现的幔源玄武岩具有一致的同位素特征。武夷-云开造山垮塌造成了早古生代华夏板块下地壳的部分熔融。其广泛的早古生代花岗质岩浆作用,以及伴随出现的幔源岩浆,表明了这个时期华南板块西部处于后碰撞伸展的构造环境。软流圈的上涌和玄武质岩浆的底侵很可能引起了华南板块西部大规模的长英质岩浆作用,幔源熔体在这个过程中提供了能量和物质。我们本次研究还对老君山地区与成矿有关的三类晚中生代花岗岩,包括中粗粒花岗岩、中细粒花岗岩和花岗斑岩,进行详细的地质年代学、主微量元素、矿物化学和Nd-Hf同位素研究。这三类花岗岩的锆石U-Pb定年结果分别为90.1±0.7 Ma,89.7±0.8 Ma,86.0±0.5 Ma,显示其在同一时期发生侵位。所有样品均显示强过铝质、富碱的特征,元素特征表现为高P、Li、Rb、Cs、Ta、Sn、W 和 U,低 Ti、Mg、Co、Ni、Sr、Ba、Zr、Hf、Th 及稀土元素。岩浆在运移过程中发生了明显的分异演化作用,其中斜长石和钾长石的结晶分异作用主要控制岩浆中Rb、Sr、Ba和Eu的浓度;而磷灰石、独居石等副矿物结晶分异作用则影响着稀土元素含量。地球化学特征显示老君山地区晚中生代花岗岩主要为高分异S型花岗岩。全岩εNd(t)值为-12.2~-10.8,锆石εHf(t)值为-15.5~-2.5,其Nd和Hf同位素两阶段模式年龄均为中-古元古代。研究表明,这些S型花岗岩均起源于中-古元古代陆壳中类似变质泥岩组分的部分熔融。老君山地区这三类晚中生代花岗岩的Sn含量远高于大陆上地壳和下地壳的平均值,属于含锡花岗岩。本次研究还对老君山地区-都龙超大型锡矿中的主要成矿矿物锡石进行了详细的锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年,获得206Pb/207Pb-238U/207Pb等时线年龄为86.6~90.6Ma,表明都龙矿区锡成矿作用主要发生在晚白垩纪,这与本次研究所测得老君山地区晚中生代含锡花岗岩的成岩年龄相一致。紧密的时间以及空间关系显示老君山地区晚中生代岩浆热液活动是都龙矿区锡成矿作用的关键。对含锡花岗岩中主要造岩矿物的电子探针研究进一步支持了富含挥发组分(F,C1)的老君山含锡岩浆主要起源于成熟度较高的地壳源区。其中黑云母电子探针成分显示含锡花岗岩的氧逸度低于Ni-NiO(NNO)体系,表明其岩浆结晶过程处于相对还原的环境。在低氧逸度还原条件下,Sn在岩浆中主要呈二价形式存在,具有较大的离子半径,因此Sn2+不易进入到成岩矿物的晶格中,而倾向于在结晶分异晚期的残余熔体和流体中富集。因此,老君山地区晚中生代岩浆演化过程中高程度的分异结晶作用有利于Sn在花岗质岩浆中发生初次富集,而晚期岩浆还原性的条件(fO_2NNO)使Sn在运移过程中更倾向于进入到热液流体中从而导致锡的再次富集,最终在有利的构造部位发生沉淀形成锡矿化。都龙超大型锡多金属矿床位于老君山地区西南部,是中国第三大锡石硫化物矿床,其锡的储量约30万吨。而与其相邻的个旧地区还存在中国第一大锡矿床-个旧超大型锡多金属矿床。作为滇东南地区两个世界级的锡多金属矿区,老君山和个旧具有一致的晚白堊世成岩成矿时代,因而综合对比这两个地区同时期的岩浆岩有助于更好地理解整个区域在这个时期的岩浆演化历史与成矿构造背景。相比于同时期的个旧矿区花岗岩,老君山地区花岗岩具有高的 Rb、Rb/Sr、初始 87Sr/86Sr 和锆石εHf(t)值,低的 TFe_2O_3、Al_2O_3、MgO、TiO_2、P_2O_5 和稀土元素含量。地球化学结果显示强过铝质的老君山花岗岩很可能代表长英质端元组分,其起源于纯壳源的中-古元古代变质沉积岩中泥质组分的部分熔融,而个旧花岗岩则可能来源于壳源岩浆(如老君山花岗质岩浆)和幔源基性岩浆(个旧辉长岩-细粒镁铁质包体MME)的混合作用。老君山和个旧地区岩浆作用很可能反映华南板块西部在晚白垩世处于伸展的板内构造环境。上涌的软流圈地幔及底侵的玄武质岩浆引起了上覆陆壳中变质沉积岩的部分熔融,从而形成S型花岗质岩浆(如老君山花岗岩),而幔源基性岩浆注入浅部地壳,同时与壳源长英质岩浆发生混合作用形成个旧(花岗岩-MME-辉长岩)杂岩体。这种岩浆作用的差异也同时合理地反映在这两个地区细微成矿差异上。通常相对高含量的Cu赋存于地幔,而相对高含量的Sn赋存于地壳。起源于纯壳源岩浆的老君山地区主要形成以Sn-Zn矿化为主的都龙锡多金属矿床,而经历了广泛的壳幔相互反应的个旧地区则形成了以Sn-Cu矿化为主的个旧锡多金属矿床。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P588.11;P611

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡东生;;动力成岩成矿理论的基本原理[J];西北地质;1987年01期
2 杨开庆;;动力成岩成矿理论的研究内容和方向[J];中国地质科学院地质力学研究所文集;1986年01期
3 陈炳才 ,卢宇;阳储岭钨钼矿床成岩成矿的热力学条件探讨及地质意义[J];地质与勘探;1982年10期
4 杨超群;中国钨锡钼铋矿床的成岩成矿系列和物质来源问题[J];地质与勘探;1984年05期
5 周涛发;范裕;袁峰;;长江中下游成矿带成岩成矿作用研究进展[J];岩石学报;2008年08期
6 ;成岩成矿理论与找矿[J];矿床地质;1990年02期
7 张治洮;;动力分异及其在成岩成矿作用上的意义[J];中国地质科学院地质力学研究所文集;1986年01期
8 ;第一届全国矿物中包裹体和成岩成矿实验学术交流会[J];科学通报;1978年05期
9 王联魁 ,朱为方 ,张绍立;华南花岗岩两个成岩成矿系列的演化[J];地球化学;1982年04期
10 张绍立;王联魁;朱为方;杨文金;;华南花岗岩类两个成岩成矿系列的副矿物特征[J];矿物岩石地球化学通讯;1983年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨开庆;;动力成岩成矿理论的研究内容和方向[A];中国地质科学院地质力学研究所文集(7)[C];1986年
2 张治洮;;动力分异及其在成岩成矿作用上的意义[A];中国地质科学院地质力学研究所文集(7)[C];1986年
3 贺节明;;西昌—滇中地区碱质交代岩及其成岩成矿特征[A];中国地质科学院文集(1981)[C];1983年
4 陈衍景;Franco Pirajno;;中国东部燕山期成岩成矿的构造背景研究评述[A];第二届全国成矿理论与找矿方法学术研讨会论文集[C];2004年
5 刘玉山;;成岩成矿实验在我所的建立和发展[A];中国地质科学院矿床地质研究所文集(20)[C];1987年
6 吕古贤;刘瑞珣;王方正;郭涛;舒斌;夏林;;关于成岩成矿深度构造校正测算的理论基础、方法和实测[A];地壳深部压力状态与地质作用学术研讨会论文集[C];2003年
7 谭忠福;张启富;袁正新;王承辉;芮柏;吴桂捷;;中国东部燕山运动的活动规律及其与成岩成矿物质分配律的研究[A];中国地质科学院文集(1981)[C];1983年
8 李尚淮;王建平;;成岩成矿期构造的鉴别及其在矿床形成中的意义[A];中国地质科学院地质力学研究所文集(7)[C];1986年
9 岳石;;粤西河台金矿区构造与成岩成矿关系研究[A];中国地质科学院文集(23)[C];1991年
10 王同荣;方维萱;郭玉乾;;滥泥坪白锡腊碱性钛铁质辉长岩成岩成矿特征[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S04黑色金属勘查技术及进展分会场[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 徐斌;滇东南老君山地区多期岩浆作用地球化学及成岩成矿背景研究[D];南京大学;2015年
2 岳石;粤西河台金矿区构造与成岩成矿关系的研究[D];中国地质科学院;1988年
3 姚磊;青海祁漫塔格地区三叠纪成岩成矿作用及地球动力学背景[D];中国地质大学(北京);2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张宗保;新疆哈腊苏铜矿成岩成矿地质条件研究[D];吉林大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026