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胶东中生代金成矿期区域流体的构造物理化学研究

夏林  
【摘要】: 区域成矿流体研究是当今地球科学研究中的一个热点,但在区域地质流体的分布、运移及与矿产的关系等方面,尚未提出有应用价值的成果。本论文在导师的“构造物理化学”理论及方法的指导下,选择胶东金矿集中区作为区域构造与成矿流体研究的对象,该选题既在地质背景上具备了优势,又在理论创新上达到了较高的起点,论文研究取得了以下一些成果: (1)作者通过系统收集并研究前人的研究文献与成果,认识并论述了胶东金矿集中区三个阶段的发育特点,进一步明确指出中生代由于郯庐断裂带强烈的左行压剪以及太平洋-库拉板块的持续向西俯冲,在早白垩纪明显右行剪张情况下,构造体制发生变化,胶东地区大规模的岩石圈减薄,是胶东金矿集中区形成的主要地质构造背景 (2)研究并总结了胶东地区作为区域流体研究的三个有利条件,即成矿时代相对比较集中、成矿构造应力场较稳定和成矿可能有相同的成矿流体活动这三个有利条件。 (3)在胶东野外观察的基础上,通过岩石三维变形和应力计算,获得构造附加静水压力。结果表明,胶东地区主要成矿构造带的构造附加静水压力值介于40~65MPa这个范围内,且自西向东呈逐渐降低的趋势,大致反映了区域流体沿蚀变网络的自西向东的流动方向。 (4)研究胶东典型金矿床包裹体流体的温度、压力、盐度及成分,结果表明,尽管各矿区之间有差别,但是其流体包裹体类型主要为CO_2-H_2O-NaCl型,且成矿流体中普遍CO_2含量比较高。 (5)编制了小比例尺的胶东区域成矿流体构造物理化学参数等值线图,并分析了其区域分布特征。以Ca~(2+)为例,Ca~(2+)在胶东西北几个峰值点皆为金矿床集中的区域,表明了Ca~(2+)与金矿化之间的关系。东部没有汇集中心,只有一系列等值线由南向北增加,表明了该区花岗岩体的长轴展布方向。再以CO_2为例,CO_2高值区分别为马家窑金矿区和招平断裂带南段的尹格庄-姜家窑金矿区。另外,两组CO_2梯度变化大的地带代表了区域断裂构造的走向,表明CO_2在一定程度上受断裂构造的控制。作者选择了20项浓度参数、气相成分参数、比值参数及状态参数,分析了其分布特征,并阐明了其地质意义。 (6)对区域流体有关参数进行模糊聚类分析,可以划分出5个群:[1]以三山岛金矿、焦家金矿及台上金矿为代表的类群;[2]以灵山沟金矿、金翅岭金矿及十里铺银矿为代表的类群;[3]以马家窑金矿、流口金矿及黑岚沟金矿为代表的类群;[4]以金青顶金矿、邓格庄金矿及乳山金矿为代表的类群;[5]以东部范家埠金矿为代表的类群。其类群的不同尽管反映了成矿围岩或花岗岩原岩的差别,然而更明显证明是成矿断裂带直接导矿,且其产生上述各矿种组合有各自的特征,结合构造围岩与矿床类型的关系可进一步说明断裂构造在流体成矿方面具有控制性作用。 (7)在全面学习前人工作成果的基础上,进一步扩展研究了胶东的硫同位素分布,发现在平面上,从西到东,硫同位素出现五条高值带和五条低值带相间分布的特征,结合地质背景认为这种分布特征是受断裂和非断裂干扰区的构造规模和强度所控制的;同时,在形成深度上,硫同位素值δ~(34)S往东部有逐渐降低的趋势,反映西部隆起更高剥蚀更强一些。结合前人关于石英脉型金矿床δ~(34)S值普遍比蚀变岩型金矿床的δ~(34)S值低的研究,可以将硫同位素分布作为区域成矿流体研究的基础,也能作为区域地质找矿的判断标志。


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