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《中国地质科学院》 2004年
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铜陵矿集区矿田构造控矿与成矿化学动力学研究

李进文  
【摘要】: 铜陵矿集区位于安徽省铜陵市,是长江中下游成矿带中段的大型铜金矿集区。研究表明,区内铜(金、硫、铁)矿床与中酸性侵入岩具有密切时空和成因联系。这些侵入岩受基底和盖层构造的控制,主要沿铜陵-沙滩脚构造-岩浆带分布,形成时代集中于148.20±2.13~134.35±3.03Ma,总体上是从花岗闪长岩→石英二长闪长岩→辉石二长闪长岩依次侵位的。侵入岩由高钾钙碱性系列和碱性系列组成,两者间不存在演化关系,前者主要为下地壳底部深变质岩发生部分熔融形成的岩浆在有少量幔源玄武质岩浆注入的情况下先于后者形成;后者是幔源碱性玄武质岩浆与有限的地壳物质发生同化混染进而通过结晶分异作用形成的。下地壳或岩石圈地幔拆沉继而环流热幔上涌是侵入岩形成的直接起因,中酸性侵入岩浆的强烈活动也标志着本区构造环境由挤压向伸展的调整,而大规模的铜(金、硫、铁)成矿作用即发生于伸展构造环境中。侵入岩的“体中体”构造发育;岩浆多次侵入活动具有共岩浆补余分异效应,且对大规模的金属成矿作用可能起到了重要作用;岩体冷速率一般与其相关成矿作用的强度成反相关。 区内矿床可划分为热液脉型、矽卡岩型和层控矽卡岩型3个主要成因类型,不同类型的矿床受不同的构造控制。根据控矿特征,矿田构造可分为浅带“行、列、汇”构造样式、中带岩浆侵入接触构造体系和深带“隆中凹”构造,三者的深度分别为0~1km左右、1~3.0km左右和>3.0km,在空间上构成了矿田构造的垂直分带。三个层次的控矿构造带分别控制了热液脉型矿床(体)、矽卡岩型矿床和层控矽卡岩型矿床。浅、中、深控矿构造带在不同的矿田常具有不同的组合形式,可以单独出现,也可以是两两组合,当三者完全产出时则构成了完整的矿田构造垂直分带。矿田构造垂直分带的发育程度是控制“多位一体”成矿和矿床成矿组合的主要原因。矿田构造的形成、演化经历了海西期“隆中凹”构造的形成和发育、印支期褶皱和层间滑脱构造的形成、燕山期层间滑脱构造的发育和岩浆侵入接触构造体系及“行、列、汇”构造样式的成生与演化等阶段。各类矿床矿石中石英、方解石和石榴石矿物流体包裹体的观测表明,流体包裹体可以分为富气相包裹体、富液相包裹体和含子晶多相包裹体三类,其均一温度变化范围较大,为128~>570℃;盐度变化于1.07~60.72wt%NaClequiv,其中含石盐子晶包裹体的盐度为30.27~60.72wt%NaClequiv。矽卡岩型矿化初始阶段的成矿流体呈超临界态,并在成矿主阶段发生过流体沸腾或不混溶作用。减压降温是引起成矿流体发生沸腾的原因,也是导致流体中矿质淀积的主要因素。流体包裹体的均一温度和盐度变化特征表明,热液脉型矿化稍晚于矽卡岩型矿化。成矿流体以H_2O、CO_2、N_2、Na~+、K~+、Ca~(2+),Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-为主要成分,含有少量到极少量的CH_4、He、Ar、O_2、C_2H_6、H_2S等成分,少量样品含F~-;流体中CO_2、O_2、Ca~(2+)、K~+、SO_4~(2-)、Cl~-和F~-等成分的含量可能对成矿规模具有重要的控制作用。从早阶段到晚阶段,成矿流体经历了由还原性增强再降低的动态演化过程,而还原性增强有利于金属硫化物的沉淀。成矿流体主要来自岩浆水,而且流体从岩浆分出时已含有一定量的铜等成矿元素,并在岩浆-流体的相互作用过程中,其中的成矿元素逐渐富集。 水-岩反应动力学实验研究揭示,流速相对较低的流体有利于Cu、Mo和Zn等成矿元素从岩石中溶出,水-岩反应速率与流体流速基本成反相关,与流体在体系内的停顿时间成正相关,但反应速率是呈非线性变化的。成矿流体中的Cu可能主要是在超临界态流体中迁移,而在低于临界态条件下从流体中析出;在低于临界态的350℃温度条件下,Zn元素仍保持从岩石中呈大量溶出,可能因此导致了Cu、Zn等成矿元素在空间上常构成分带特征。 同位素测年表明,区内金属成矿经历了海西期和燕山期两个时代,成矿作用时限分别为313.2±32.7Ma~290±10Ma(晚石炭世)和140.3±1.7Ma~134.2±3.9Ma(晚侏罗世~早白垩世)。但燕山期为主成矿期,中酸性侵入岩是铜(金、硫、铁)矿床成矿物质的主要来源,海西期原始沉积矿胚层是层控矽卡岩型矿床的重要成矿场地准备,仅提供了很少的矿质。与侵入岩有关的热液成矿早阶段的流体为岩浆热液,主阶段和晚阶段有大气降水或地下水的参与,而一定深度岩浆房的流体和矿质补充对大规模的铜、金成矿作用是非常重要的。 应用演化成矿概念,以区域地质构造演化为背景,分析总结了铜陵矿集区的成矿地质演化历史。研究了矿集区的内部结构及其与地球化学块体的关系,根据成矿时限与矿床储量相对丰度相关关系评估了燕山期铜矿成矿强度,并在此基础上分析了找矿方向。
【学位授予单位】:中国地质科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:P617

【引证文献】
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【参考文献】
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10 裴荣富,叶锦华,梅燕雄,尹冰川;特大型矿床研究若干问题探讨[J];中国地质;2001年07期
【共引文献】
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9 蓝廷广;范宏瑞;胡芳芳;杨奎锋;王永;;山东微山稀土矿矿床成因:来自云母Rb-Sr年龄、激光Nd同位素及流体包裹体的证据[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
10 刘玄;范宏瑞;胡芳芳;郑小礼;蓝廷广;杨奎锋;;胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
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7 高小跃;西乌旗地区古生代地层格架及油气远景[D];辽宁工程技术大学;2009年
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10 王东坡,张立平,刘立,L.A.Frakes,计桂霞,高福红;松辽盆地白垩纪冰筏沉积的发现及其地质意义[J];长春地质学院学报;1996年04期
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7 Tom Parsons;王刚;;岩浆作用影响低角度正断层活动吗?[J];国外火山地质;1994年02期
8 N.B.W.Harris ,周频波;碰撞带岩浆作用的地球化学特征[J];地质地球化学;1988年06期
9 王德滋,周全城;岩浆作用与地球动力学刍议——以中国东南沿海为例[J];岩石矿物学杂志;1991年03期
10 王伏泉;对岩浆作用与内生金矿产的若干关系探讨[J];黄金地质;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈廷愚;任纪舜;;大陆地壳演化中岩浆作用的富碱趋势[A];中国地质科学院文集(20)[C];1990年
2 王二七;;青藏高原新生代地壳变形对同碰撞岩浆侵位的制约[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
3 赵志丹;莫宣学;Don J.DePaolo;周肃;董国臣;王亮亮;张凤琴;郭铁鹰;;青藏高原拉萨地块碰撞后岩浆作用的地球化学类型——Sr-Nd-Pb特征及其对大陆俯冲和成矿作用的启示[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
4 武广;李之彤;李广远;庞庆帮;韩仲文;王宏博;;黑龙江省漠河县洛古河地区岩浆作用与成矿[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 张晓晖;翟明国;;华北北部古生代大陆地壳增生过程中的岩浆作用与成矿效应[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(上)[C];2011年
6 李献华;李武显;;华南早中生代岩浆作用的时代、成因及构造意义[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
7 马昌前;;大陆地壳造山—非造山构造转换及岩浆作用响应[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
8 阎国翰;蔡剑辉;任康绪;牟保磊;李凤棠;;华北克拉通碱性岩等板内拉张性岩浆作用与超大陆裂解及深部地球动力学[A];2006年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2006年
9 张丛森;赵崇贺;;云南剑川粗面斑岩——正长岩杂岩体形成的物化条件[A];中国地质科学院南京地质矿产研究所文集(51)[C];1991年
10 岳永君;;对裂谷边缘的概念及形成机制[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 本报记者 蔡玉冰;黄金自古天上来?[N];广东科技报;2011年
2 王鑫 穆华一;西安地调中心锁定基础研究方向[N];中国国土资源报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王惠初;柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山及岩浆作用[D];中国地质大学(北京);2006年
2 郭晓东;云南省马厂箐斑岩型铜钼金矿床岩浆作用及矿床成因[D];中国地质大学(北京);2009年
3 颜代蓉;湖北阳新阮家湾钨—铜—钼矿床和银山铅—锌—银矿床地质特征及矿床成因[D];中国地质大学;2013年
4 许长海;大别造山带碰撞后构造热/岩浆演化过程[D];同济大学;2002年
5 于增慧;冲绳海槽火山岩中岩浆包裹体及气体同位素组成研究[D];中国科学院海洋研究所;2000年
6 陆三明;安徽铜陵狮子山铜金矿田岩浆作用与流体成矿[D];合肥工业大学;2007年
7 周红英;鞍山地区东山杂岩太古宙早期地质演化—SHRIMP年代学及Nd、Hf同位素制约[D];中国地质大学(北京);2007年
8 刘欢;西南三江南段成矿地质背景与地球化学分形解析[D];中国地质大学(北京);2013年
9 董存杰;青城子铅锌金银多金属矿田矿床地质特征及成矿系统分析[D];中国地质大学(北京);2012年
10 黄河;中国南天山地区古生代花岗岩与区域地质演化[D];中国地质大学(北京);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 霍庆龙;胶西北中生代陆内岩浆核杂岩拆离—滑脱带成矿与深部预测[D];中国地质大学(北京);2014年
2 徐飞;运用定量化结构分析方法揭示致矿侵入体形成过程[D];中国地质大学(北京);2014年
3 胡建勇;山西临县紫金山碱性杂岩体的岩浆作用及其动力学背景[D];太原理工大学;2007年
4 李钢柱;新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床成矿岩浆作用[D];兰州大学;2008年
5 赵秀羽;羌塘走构油茶错—纳丁错新生代火山岩岩石学、地球化学特征研究[D];吉林大学;2008年
6 张茂超;云南朱布铂钯矿成矿作用[D];兰州大学;2013年
7 刘珺;安徽庐枞火山岩盆地中巴家滩岩体的地质地球化学特征和成矿潜力评价[D];合肥工业大学;2005年
8 杜泽忠;藏南拉木由塔锑(金)矿床地质地球化学特征及成因探讨[D];中国地质大学(北京);2011年
9 鲁玉龙;内蒙古太仆寺旗金豆子山铅锌矿床构造特征及构造控矿研究[D];成都理工大学;2011年
10 殷卓;基于重力异常研究九瑞矿集区断裂构造与控矿关系分析[D];长安大学;2010年
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