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《中国地质大学(北京)》 2015年
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黑龙江翠宏山铁多金属矿床成矿作用研究

陈贤  
【摘要】:黑龙江翠宏山矽卡岩型铁多金属矿床位于兴安岭-内蒙地槽褶皱区东部,地处小兴安岭-张广才岭成矿带中北部。该矿床中W、Mo、Zn达大型规模,Fe、Pb达中型规模,Cu为小型规模,并伴生Se、In、Cd、Ga、Ge、Re、In等分散元素,其中Se,In,Cd达成矿规模可回收,已探明储量分别为252吨、341吨和2936吨。本文在前人研究的基础上,通过对翠宏山铁多金属矿床地质特征、矿床地球化学特征的系统研究,获得如下成果及认识:1.黑龙江翠宏山铁多金属矿床成矿作用可划分为两期四个阶段,即矽卡岩期和石英-硫化物期,矽卡岩期包括早矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段和氧化物阶段,石英-硫化物期包括硫化物阶段;其中晚矽卡岩阶段、氧化物阶段和硫化物阶段为主成矿阶段。早矽卡岩阶段主要矿物为透辉石、钙铁榴石等无水硅酸盐矿物;晚矽卡岩阶段金属矿物为磁铁矿,非金属矿物主要为阳起石、绿帘石、透闪石等含水硅酸盐矿物;氧化物阶段金属矿物为白钨矿、辉钼矿和锡石,非金属矿物为萤石、绿帘石、斜长石、钾长石及少量石英等;硫化物阶段金属矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿,其次为黄铜矿、毒砂等金属硫化物,非金属矿物主要为绿泥石、绿帘石、绢云母、蛇纹石、方解石等。矿石中分散元素Se、In、Cd等主要分布于铅-锌-铜硫化物矿石中,无独立矿物相,并以类质同象形式赋存于金属硫化物中。Se主要载体矿物为方铅矿和辉钼矿,黄铁矿中赋存度极低;In和Cd均主要赋存于闪锌矿中。2.翠宏山铁多金属矿床中,矿石微量、稀土元素组成与矿区二长花岗岩特征近于相似,具有较好的继承关系,同时其含量介于二长花岗岩和铅山组大理岩之间,暗示矿石成矿物质与围岩有较好的渊源关系,且主要由矿区二长花岗岩提供,并有少部分源于地层的贡献。矿石S、Pb、Re-Os同位素均显示成矿物源具有壳幔混源特征。3.翠宏山矿区翠北矿段辉钼矿Re-Os等时线年龄为(205.1±1.9)Ma翠中矿段Re-Os等时线年龄为(204.0±3.9)Ma。矿区黑云母花岗岩锆石U-Pb年龄为(496+1.5)Ma,二长花岗岩成岩年龄为(199.0±3.1)Ma、(193.0±1)Ma,花岗斑岩成岩年龄为(173.0±1.0)Ma。(199.0±3.1)Ma的二长花岗岩锆石U-Pb年龄在误差范围内与辉钼矿Re-Os年龄一致。同时结合二长花岗岩与矿体密切接触的野外钻孔资料,表明二长花岗岩与成矿关系最密切,翠宏山铁多金属矿床成矿时代为199-205 Ma,成矿作用发生于印支末期。4.矿区岩体锆石Hf同位素特征研究显示,黑云母花岗岩εHf(t)值介于-4.7-0.0之间,二阶段模式年龄为1463~1764Ma,表明其物源为地壳物质。二长花岗岩及花岗斑岩8Hf(t)值均介于-4.3-10.1之间,二阶段模式年龄主要介于781~1184Ma之间,表明其物源主要来自新生地壳,并有幔源加入。暗示松嫩地块在中-新元古代时期曾发生两次重要的地壳增生事件。5.印支末期,中亚造山带东段的小兴安岭-张广才岭构造带处于伸展环境,软流圈地幔上涌促使深部地壳发生部分熔融形成岩浆房,高温高压条件下,岩浆体系向上部底侵,朝着二长花岗岩端元演化,最终沿断裂带运移侵位至铅山组地层和加里东中期黑云母花岗岩中,演化过程中,岩浆热液携带大量成矿物质迁移,并与围岩发生复杂地球化学反应,形成一系列蚀变和矿化,萃取部分成矿物质,随着大气降水的混入,使含矿热液温度、盐度、温度、压力下降,在进一步演化过程中,随氧化还原条件的变化,成矿物质沿岩体与地层接触带发生大规模的沉淀并形成矿体。结合区域研究认为,矿区周边发育的诸多同时代矽卡岩型矿床和斑岩型矿床,可能都是同一个成矿系统的产物,为早期岩浆-热液系统与不同围岩作用的结果,即岩浆向斑岩组分端元演化,含矿热液不断从岩浆熔体和围岩中萃取成矿物质,并主要在斑岩体顶部发生成矿物质堆积,形成霍吉河、鹿鸣、翠岭等斑岩型矿床,而岩浆朝中、酸性侵入岩组分端元演化,并侵位于碳酸盐岩中则形成翠宏山、大西林、小西林、西北河、响水河、二股西山等矽卡岩型矿床。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P618.2

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