我国两大类伟晶岩的成岩成矿特征及构造环境对比研究

来源 :中国地质科学院 | 被引量 : 11次 | 上传用户:guoguo10
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我国的伟晶岩型矿床在造山系和陆块区均有分布,且以造山系为主。本文选取四川康定甲基卡伟晶岩型稀有金属矿、河北曲阳中佐伟晶岩型白云母矿和河北兴隆麻地稀有金属花岗岩为典型矿床,采用Li同位素、B同位素、独居石U-Pb测年等新技术、新方法对上述矿床的成岩、成矿特征及构造环境开展了对比研究,取得了一些基础性的认识,具体如下:四川康定甲基卡二云母花岗岩中云母为原生云母,具有富Al特征,黑云母的类型为铁叶云母(但靠近黑鳞云母),白云母的类型为纯白云母,并不富Li。基于黑云母化学成分计算得到矿床结晶压力约变化于430MPa~560MPa,平均480MPa,结晶温度约变化于480℃~550℃,平均520℃,氧逸度变化于10-17~10-18,形成于氧逸度较低的还原环境。对二云母花岗岩微量元素R型聚类分析显示,与稀有金属成矿最密切的元素为Li、Rb、Ti、W、Mn,岩体北侧成矿效率高于南侧,北侧外围区域应是下一步找矿工作的重点。岩体Sr、Nd、H、O同位素研究表明,岩浆来源主要以三叠系西康群砂泥岩的部分熔融为主。新三号伟晶岩脉与二云母花岗岩Li同位素研究显示,新三号伟晶岩脉的δ7Li介于-1.700‰~+3.799‰,二云母花岗岩的δ7Li介于-1.56‰~+0.90‰,具高Li低δ7Li的特征。伟晶岩和岩体基本一致的Li同位素组成不仅为二者的同源性增添了新的证据,而且暗示伟晶岩的成矿流体来自二云母花岗岩。河北曲阳中佐伟晶岩形成年龄约2506Ma,形成于新太古代,相比造山系伟晶岩其形成年龄明显偏老,表明伟晶岩的形成与其所处大地构造背景的演化密切相关。伟晶岩中电气石属镁电气石(接近铁电气石),其B同位素δ11B(‰)介于-10.5‰~-7.3‰,是在较高温度(700℃~600℃)(早期结晶的伟晶岩)条件下、岩浆熔体与高温流体和围岩发生同化混染的过程中形成的,属熔浆-热液贯入结晶成因,围岩中Fe、Mg等物质成分为电气石的形成提供了必要的物质来源。伟晶岩氧同位素变化于11.40‰~13.00‰,氢同位素变化于-67‰~-96‰,流体来源属变质水与岩浆水的混合水。河北兴隆麻地稀有金属花岗岩独居石U-Pb年龄为175.6Ma,形成于燕山早期。岩体地球化学特征显示,岩体为高钾、钙碱性、S型花岗岩,综合Sr、Nd同位素特征,岩浆来源为壳源物质部分熔融。岩体Li含量介于181ppm~1022ppm,δ7Li介于+2.99‰~+5.83‰,具有与四川甲基卡二云母花岗岩不同的高Li高δ7Li特征。对比研究揭示,上述矿床具有如下异同点:相同点方面,根据矿床地球化学特征,甲基卡二云母花岗岩和麻地花岗岩均为高钾、钙碱性、过铝质、S型花岗岩,属地壳物质重熔产物。不同点方面:1.在矿床成矿类型、成矿温压条件上,甲基卡为稀有金属伟晶岩,形成于氧逸度较低的还原、封闭环境,而中佐为白云母伟晶岩,形成的温压条件高于甲基卡伟晶岩;2.在成矿时代上,甲基卡花岗伟晶岩形成于印支末期,曲阳中佐伟晶岩形成于新太古代,兴隆麻地花岗岩形成于燕山期,甲基卡代表了地球演化成熟期伟晶岩,中佐和麻地代表了地球演化早期伟晶岩;3.在同位素组成上,甲基卡具有高6Li特征,麻地具有高7Li特征,初步认为基底源于太古宇等古老地层的伟晶岩具有高7Li特征,而川西甲基卡具有高6Li的特征,这可能与川西地区独特的三叠系基底有关。构造环境方面,伟晶岩矿床的形成需要相对稳定的成矿构造环境,陆块区虽然有着较为稳定的构造环境,但岩浆活动相比造山系明显偏弱,稀有金属难以得到有效富集,而造山系构造活动较为活跃,含矿岩浆能够持续演化,并在造山运动后相对宁静时期不断聚集,往往能够形成大型、超大型伟晶岩矿床。控矿构造方面,褶皱、断裂、节理及岩体等均能影响伟晶岩矿床的形成及产出,一般情况下,伟晶岩矿床的形成受复合型控矿模式的控制。有利于伟晶岩矿床形成的控矿构造环境包括穹窿构造、复背斜、复向斜、深大断裂及两条或多条断裂交叉部位。我国伟晶岩型稀有金属矿床在构造环境上与造山过程有较好的耦合关系,一般产于造山晚期、造山期后的大陆演化的稳定阶段,因此,伟晶岩型稀有金属矿床本身具有一定的示踪意义。
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