华南典型花岗岩型稀有金属矿床的成矿机制与找矿模式研究

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导师姓名
张德会  李建康
学科专业
地球化学
文献出处
中国地质大学(北京)   2015年
关键词
稀有金属花岗岩论文  栗木矿床论文  宜春矿床论文  成矿机制论文  找矿模式论文
论文摘要

华南是我国乃至世界上著名的稀有金属资源之乡,区内稀有金属矿床的类型以花岗岩型为主。广西栗木钽铌钨锡矿床和宜春414钽铌锂矿床是华南地区两个典型的花岗岩型稀有金属矿床,矿床在垂向上均具有明显的分带性,是研究花岗岩型稀有金属矿床成矿机制和找矿模式等的理想对象。本文对采自两个矿床不同岩性带中的样品分别进行了岩石地球化学分析、H-O同位素测试、流体包裹体显微测温、40Ar-39Ar同位素定年、辉钼矿Re-Os法定年以及锆石U-Pb定年等方面的研究,重点利用热液金刚石压腔和激光拉曼开展了熔体包裹体的均一测温和组成分析,并对华南花岗岩型稀有金属矿床的时空分布规律和找矿模式进行了研究。通过以上研究,主要得出以下几点认识:(1)栗木和宜春矿床的成矿岩体都属于富Li、F的过铝质花岗岩。相对于原始地幔组分,二者均富集Rb、Th、U、Nb、Ta、P等元素,均亏损Sr、Ti、Y、REE等。岩体中REE总量低且变化范围广,稀土元素的配分型式具有强烈的Eu负异常以及稀土元素四分组效应。(2)在栗木矿床,自下部到上部成矿带,H2O-Na Cl包裹体的均一温度、盐度和密度表现出降低的趋势;H2O-CO2-Na Cl包裹体的均一温度和盐度则无明显变化,熔体包裹体的固相初熔温度和完全均一温度分别为560~600℃和704~853℃。估算的成矿压力和深度分别为270 MPa和10 km。由以上数据建立了栗木矿床的岩浆阶段钽铌、热液阶钨锡的成矿模式。(3)在宜春414矿床,自下部到上部岩性带,H2O-Na Cl包裹体的均一温度变化不大,但盐度呈增高趋势;熔体包裹体的均一温度和密度表现出降低的趋势,子矿物从以白云母为主,变化为以钠长石和锂云母为主,这些特征显示出岩浆充分结晶分异的特点。估算的成矿压力和深度分别为180 MPa和7 km。(4)栗木矿床和宜春矿床的成矿作用都主要受结晶分异作用控制,相对于栗木矿床,宜春矿床具有较好的封闭性,导致其未像前者一样在花岗岩体上部形成脉状钨锡矿体。(5)栗木矿床和宜春矿床的成岩成矿年龄分别为212~214 Ma和151~156 Ma,分属于晚三叠纪和晚侏罗纪。(6)华南花岗岩型稀有金属矿床的找矿模式可以分为正常型、错位型和缺失型的“两层楼+地下室”三种找矿模式,从地质特征、矿物组合、地球化学指标、流体和熔体包裹特征等方面,建立了华南花岗岩型稀有金属矿床的找矿评价方法。

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第1章 引言

1.1 钽、铌、锂等稀有金属资源供需现状

1.1.1 钽

1.1.2 铌

1.1.3 锂

1.2 花岗岩型稀有金属矿床研究现状

1.2.1 花岗岩型稀有金属矿床分类

1.2.2 花岗岩型稀有金属矿床的成矿机制

1.3 熔体包裹体在稀有金属矿床成矿机制研究中的应用

1.3.1 前人对稀有金属花岗岩中熔体包裹体的研究

1.3.2 H_2O含量的重要性及熔体包裹体在其估算中的应用

1.3.3 熔体包裹体在花岗岩类矿床成矿压力(深度)估算方面的应用

1.3.3.1 花岗岩类矿床中与熔体包裹体有关的压力计概述

1.3.3.2 与熔体包裹体共生的流体包裹体地质压力计

1.3.3.3 熔体包裹体地质压力计

1.4 利用热液金刚石压腔开展熔体包裹体均一实验的优势

1.5 研究内容及创新性成果

1.5.1 研究内容

1.5.2 技术路线

1.5.3 创新性成果

1.6 论文完成的工作量

第2章 区域地质特征

2.1 区域地层特征

2.2 区域构造特征

2.3 区域岩浆岩特征

2.4 区域矿产特征

2.4.1 矿床地质特征

2.4.2 岩石地球化学特征

第3章 广西栗木钽铌钨锡矿床

3.1 区域地质特征

3.1.1 地层

3.1.2 构造

3.1.3 岩浆岩

3.2 矿床地质特征

3.3 栗木岩体岩石地球化学特征

3.3.1 主量元素

3.3.2 微量元素

3.3.3 稀土元素

3.3.4 小结

3.4 成岩成矿流体特征

3.4.1 流体和熔体包裹体的岩相学特征

3.4.2 包裹体测温的实验方法

3.4.2.1 流体包裹体的显微测温实验方法

3.4.2.2 熔体包裹体的均一实验方法

3.4.3 包裹体测温的实验结果

3.4.3.1 流体包裹体的显微测温结果

3.4.3.2 熔体包裹体的均一实验结果

3.5 氢氧同位素特征

3.6 成岩成矿压力(深度)的估算

3.6.1 流体包裹体压力计

3.6.2 熔体包裹体压力计

3.7 不同岩性带中H_2O含量的变化

3.8 成岩成矿时代

3.8.1 栗木水溪庙矿床成岩成矿时代

3.8.2 栗木水溪庙矿床岩浆-流体冷却轨迹

3.9 成岩成矿岩浆-流体演化

3.10 成矿机制

3.11 成矿模式

第4章 宜春414钽铌锂矿床

4.1 区域地质特征

4.2 矿床地质特征

4.3 岩石地球化学特征

4.3.1 主量元素

4.3.2 微量元素

4.3.3 稀土元素

4.3.4 小结

4.4 成岩成矿流体特征

4.4.1 流体包裹体和熔体包裹体的岩相学特征

4.4.2 实验方法

4.4.2.1 盐水溶液包裹体的显微测温

4.4.2.2 熔体包裹体的均一实验

4.4.2.3 显微激光拉曼光谱子矿物成分分析

4.4.3 实验结果

4.4.3.1 盐水溶液包裹体的显微测温结果

4.4.3.2 熔体包裹体的均一实验结果

4.4.3.3 显微激光拉曼光谱分析结果

4.5 成岩成矿压力(深度)

4.6 不同岩性带中H_2O含量的变化

4.7 成岩成矿岩浆-流体的演化

4.8 宜春414矿床的成矿机制

4.9 成岩成矿时代

4.9.1 辉钼矿Re-Os同位素定年

4.9.1.1 测试分析方法

4.9.1.2 测试结果

4.9.2 锆石U-Pb定年

4.9.2.1 实验方法

4.9.2.2 实验结果

4.10 成矿模式

第5章 华南花岗岩类稀有金属矿床的时空分布特征及构造背景

5.1 时间分布

5.2 空间分布

5.3 时空演化规律

5.4 构造背景

第6章 华南花岗岩型稀有金属矿床的找矿模式

6.1 栗木矿床与宜春414矿床的异同及控制因素

6.1.1 矿床地质特征

6.1.2 岩石地球化学

6.1.3 H_2O含量

6.1.4 成岩成矿压力(深度)

6.1.5 成岩成矿时代

6.1.6 构造条件

6.2 找矿标志

6.2.1 地质标志

6.2.2 矿物组合

6.2.3 地球化学指标

6.3 找矿预测评价标志

6.4 找矿模式

第7章 结论

致谢

参考文献

图版

在读期间发表论文情况

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