本文關(guān)鍵詞：皖南地區(qū)大型韌性剪切帶及其與金成礦作用關(guān)系研究　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本文以皖南地區(qū)大型韌性剪切帶為對象,以大型韌性剪切帶與金成礦作用關(guān)系研究為主線,通過對白石坑、田子坑、韓家等6條重要構(gòu)造路線剖面實(shí)測、天井山礦區(qū)17條坑道的大比例尺地質(zhì)編錄及地質(zhì)填圖和大量室內(nèi)顯微構(gòu)造的專題研究,從構(gòu)造形變學(xué)、構(gòu)造巖石學(xué)、構(gòu)造地球化學(xué)等方面進(jìn)行了璜茅-五城-屯溪韌性剪切帶的的構(gòu)造變形特征的精確厘定；結(jié)合“汪村—流口—鶴城—瑤里—鵝湖—大背塢”區(qū)域構(gòu)造剖面的測制,完成了皖南地區(qū)大型韌性剪切帶分布略圖(1：25萬)的編制；通過對區(qū)內(nèi)天井山、小賀、白石坑、田子坑、韓家、九畝丘、璜尖、小連口金礦和鄰區(qū)的金山、大背塢金礦的系統(tǒng)調(diào)查和對比研究,重點(diǎn)對大型韌性剪切帶與金成礦作用關(guān)系進(jìn)行了精細(xì)分析和大型韌性剪切帶的含金性評價,揭示了大型韌性剪切帶與金成礦作用之間的時間、空間和成因關(guān)系,建立了適合于皖南地區(qū)的金礦地質(zhì)找礦模型。本文取得了以下主要研究進(jìn)展：(1)以璜茅—五城—屯溪剪切帶為對象,準(zhǔn)確厘定了皖南地區(qū)大型韌性剪切帶的存在。并從構(gòu)造形變學(xué)、構(gòu)造巖石學(xué)、構(gòu)造地球化學(xué)等三大路徑,進(jìn)行了大型韌性剪切帶地質(zhì)特征的精細(xì)研究：1)璜茅—五城—屯溪剪切帶為大型韌性剪切帶,在研究區(qū)內(nèi)總體呈喇叭狀展布,寬約2-5km,向NE發(fā)散,向SW收斂。宏觀上強(qiáng)弱分帶明顯,以元古代地層和晉寧期巖體的接觸帶為最強(qiáng)應(yīng)變帶,發(fā)育超糜棱巖,應(yīng)變強(qiáng)度向兩側(cè)逐漸減弱,在弱應(yīng)變帶發(fā)育糜棱巖化千枚巖和初糜巖。在元古代糜棱巖地層中可見A型褶皺,S-C組構(gòu),透鏡狀石英發(fā)育。在長英質(zhì)糜棱巖中可見長石石英斑晶形成的旋轉(zhuǎn)碎斑,且面理線理均較為發(fā)育,面理線理產(chǎn)狀顯示韌性剪切帶總體呈NE-NNE走向,且以水平位移為主；同期的次級剪切系變形強(qiáng)度顯著低于主剪切帶,以脆韌性或脆性剪切特征控礦；2)璜茅-五城-屯溪韌性剪切帶微觀特征與宏觀特征相符,初糜巖-超糜巖均有分布,宏觀上S-C組構(gòu)和透鏡狀石英以及微觀上的旋轉(zhuǎn)碎斑和書斜構(gòu)造顯示璜茅-五城-屯溪韌性剪切帶兼具左行和右行剪切的特征,而EBSD石英組構(gòu)特征顯示石英為中低溫變形和低溫變形的疊加,同樣指示韌性剪切帶具有多期活動特征,通過宏觀上巖脈的變形判斷韌性剪切帶為先右行剪切,后左行剪切。結(jié)合本地區(qū)大地構(gòu)造演化,初步推斷為在印支-早燕山期的陸內(nèi)造山形成了右行剪切韌性剪切帶,而在晚燕山期則形成了左行的韌性剪切帶；微觀上,在韌性剪切帶內(nèi)的石英普遍具有波狀消光、拔絲狀拉長、亞顆�；扰蛲购蛠嗩w粒旋轉(zhuǎn)動態(tài)重結(jié)晶,部分石英顆粒顯微破裂作用形成布丁構(gòu)造,書斜構(gòu)造,局部可見壓溶作用形成的壓力影、對向不對稱生長石英脈等,以及晶質(zhì)塑性變形形成的旋轉(zhuǎn)碎斑等,動態(tài)重結(jié)晶主要為膨突重結(jié)晶以及少量的亞顆粒旋轉(zhuǎn)動態(tài)重結(jié)晶；長石無顯著變形,僅少量雙晶彎曲,指示主剪切帶韌性變形溫度不超過400℃。由長石、石英變質(zhì)變形特征可以得出,韌性剪切帶變形變質(zhì)機(jī)制主要是在中低溫條件下的位錯滑移、顯微-超顯微破裂以及壓溶作用；重結(jié)晶石英新晶粒粒徑在鏡下的測量結(jié)果顯示,具有一定蝕變的糜棱巖與沒有蝕變的糜棱巖的重結(jié)晶石英顆粒粒徑無明顯差別,均在0.015-0.025mm之間,利用石英動態(tài)重結(jié)晶新晶粒大小法對韌性剪切帶差異應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算,得到皖南地區(qū)璜茅-五城-屯溪韌性剪切帶差應(yīng)力值變化范圍為74.97-106.08MPa;3)EBSD對韌性剪切帶的石英組構(gòu)分析顯示,韌性剪切帶中石英以中低溫菱面滑移和低溫底面滑移為主,說明韌性剪切帶主要為中低溫、低溫變質(zhì)環(huán)境；石英光軸表現(xiàn)為平行于b軸和c軸的點(diǎn)極密,疊加ac環(huán)帶極密,即說明石英以柱面{10-10}a滑移和菱面{10-11)a疊加底面{0001}a滑移為主,變形溫度為中溫、中低溫(400～550℃)和低溫(400℃)。塑性變形機(jī)制和EBSD石英組構(gòu)特征均顯示韌性剪切帶為中低溫條件下的變質(zhì)變形；4)宏微觀運(yùn)動學(xué)特征及EBSD石英組構(gòu)特征顯示璜茅-五城-屯溪韌性剪切帶至少發(fā)生了兩次韌性剪切活動,且先為右行韌性剪切,后為左行韌性剪切；5)石英、長石變形機(jī)制及EBSD石英組構(gòu)指示的變質(zhì)溫度環(huán)境說明皖南地區(qū)璜茅-五城-屯溪韌性剪切帶變質(zhì)相主要為低綠片巖相-高綠片巖相,局部可達(dá)低-中角閃巖相。(2)系統(tǒng)研究了皖南地區(qū)璜茅—五城—屯溪韌性剪切帶與金成礦關(guān)系,獲得了皖南地區(qū)存在大型韌性剪切帶及韌性剪切帶型金礦的充分證據(jù)。1)重點(diǎn)厘定了皖南地區(qū)璜茅—五城—屯溪大型韌性剪切帶及其幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征,進(jìn)行了韌性剪切帶的含金性評價；2)綜合研究顯示,璜茅-五城-屯溪剪切帶為區(qū)內(nèi)最主要控礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)金礦化可劃分為糜棱巖型礦化、蝕變巖型礦化和石英脈型礦化,三種礦化類型空間上均產(chǎn)于韌性剪切帶中,均與韌性剪切帶有密切的成因聯(lián)系,其中糜棱巖型礦化為同韌性剪切帶礦化,其礦體產(chǎn)出直接受控于韌性剪切帶；而蝕變巖型礦化和石英脈型礦化受疊加在韌性剪切帶上的脆性破裂控制,時間上屬后韌性剪切成礦,但其空間產(chǎn)出亦受韌性剪切帶控制,特別是石英脈型礦體,其總體產(chǎn)狀與韌性剪切帶一致；3)將璜茅地區(qū)未受韌性剪切帶作用的靈山花崗巖與韌性剪切帶內(nèi)長英質(zhì)糜棱巖做金等相關(guān)元素含量對比,結(jié)果顯示韌性剪切帶對金等相關(guān)元素有明顯的匯聚作用；將研究區(qū)內(nèi)井潭組地層和晉寧期巖體進(jìn)行金及相關(guān)元素含量進(jìn)行對比,結(jié)果顯示井潭組地層中與金相關(guān)的元素絕大部分含量高于靈山巖體,相對晉寧期巖體,井潭組地層可能為金礦成礦提供更充分的成礦元素；4)稀土元素分析顯示井潭組地層與晉寧期靈山巖體配分模式一致,指示了兩者可能為同源,而燕山期花崗巖稀土元素配分模式與井潭組地層和晉寧期花崗巖具有明顯的差別,顯示出明顯的富集輕稀土特征和不明顯的負(fù)銪異常；而對金礦體的稀土元素分析顯示其稀土配分模式與井潭組地層和晉寧期花崗巖相似而與燕山期巖體相差較大,指示成礦元素更可能來自于井潭組地層和靈山巖體,而與燕山期花崗巖關(guān)系較��；5)天井山金礦的黃鐵礦和毒砂硫同位素δ34S值集中于兩個區(qū)間：8‰～10‰和1‰～3‰,指示硫同位素組成具有深源和淺源混合的特征,且以淺源為主,三種礦化類型中黃鐵礦、毒砂的634S值接近也可以說明其礦化過程具有一定連續(xù)性或繼承性；6)熱液成礦期流體包裹體具有3種類型：氣液兩相包裹體、純氣相包裹體和含CO2的三相包裹體,其中以氣液兩相包裹體為主。包裹體測溫顯示,在第Ⅰ、Ⅱ成礦階段,均一溫度呈現(xiàn)明顯的兩個最佳均一溫度區(qū)間,分別集中于125～150℃之間和225～275℃之間,說明成礦流體可能為兩種流體的混合；隨著成礦作用進(jìn)行,從礦化階段早期到晚期,流體的溫度、鹽度和壓力總體均顯示出由高到低的變化趨勢,特別是溫度和壓力變化明顯,流體密度則在較小范圍內(nèi)波動,略微顯示出由低到高的變化趨勢。流體包裹體氫氧同位素測試結(jié)果顯示δ180H20值為-8.93～1.5%o,δD值為-76.4～-62.8%o,三個主要成礦階段的氫氧同位素值均落入巖漿水、變質(zhì)水與大氣降水線之間的位置,顯示成礦流體為巖漿水或變質(zhì)水與大氣降水的混合特征,并且伴隨礦化過程大氣降水的比例不斷升高,最后以大氣降水為主；7)韌性剪切帶與金礦的空間關(guān)系顯示,韌性剪切帶控制了金礦在區(qū)域內(nèi)的分布,也控制了不同礦化類型的空間展布,其中小賀為強(qiáng)應(yīng)變帶發(fā)育區(qū),以糜棱巖型和蝕變巖型礦化為主；產(chǎn)于主剪切帶中的金礦體主要呈透鏡狀,似脈狀,產(chǎn)于強(qiáng)烈韌性變形的剪切蝕變帶中,產(chǎn)狀與糜棱面理一致,而且礦脈傾伏方向和傾伏角也與糜棱面理上線理一致,顯示主剪切帶對金礦體的三維空間控制；而產(chǎn)于其上盤次級剪切帶中的天井山、田子坑、白石坑、金背塢、捉馬礦段則以弱應(yīng)變域的脆性破裂為主,形成含金石英脈型礦化；7)深入探討了韌性剪切帶結(jié)構(gòu)與金礦化富集、金礦體定位的對應(yīng)匹配關(guān)系,重點(diǎn)查明了皖南地區(qū)韌性剪切帶與金成礦作用的時空關(guān)系和成生聯(lián)系,建立了皖南地區(qū)韌性剪切帶控礦模式。認(rèn)為本區(qū)金成礦過程與陳柏林等(1999)提出的長期活動韌性剪切帶多種金礦化類型疊加模式一致,所以皖南地區(qū)金礦應(yīng)屬于韌性剪切帶型金礦。(3)天井山金礦是一個發(fā)育石英脈型礦化、蝕變巖型礦化和糜棱巖型礦化的多礦化類型復(fù)合金礦化體系,各礦化類型之間的時空配置具有密切的內(nèi)在成生聯(lián)系,組合產(chǎn)出特征明顯。成礦演化宏觀結(jié)構(gòu)劃分為初始沉積期、構(gòu)造-巖漿作用預(yù)富集期和內(nèi)生熱液富集期,主成礦期成礦演化的微觀結(jié)構(gòu)劃分為Ⅰ.微量金-石英階段；Ⅱ.金-單一硫化物-石英階段；Ⅲ.金-多金屬硫化物-石英階段；Ⅳ.微量金-螢石-方解石-石英階段。天井山金礦為典型的韌性剪切帶型金礦,但其主成礦階段表現(xiàn)為晚期脆性破裂控礦；從控礦構(gòu)造、礦物標(biāo)型、礦床地球化學(xué)特征的系統(tǒng)分析表明,天井山金礦的礦床規(guī)模應(yīng)與大背塢金礦相當(dāng),后者之所以成為大型金礦,主要是充分開發(fā)利用了糜棱巖型和蝕變巖型低品位礦石,而天井山金礦目前則僅限于開采淺部的石英脈型礦石。(4)突破前人只在外接觸帶淺變質(zhì)碎屑巖中找含金石英脈型礦的禁區(qū),明確提出應(yīng)關(guān)注和重視內(nèi)接觸帶的花崗巖型糜棱巖帶的找礦工作。因?yàn)橐巴夤ぷ靼l(fā)現(xiàn)在同一條韌性剪切帶中,外接觸帶的構(gòu)造變形主要表現(xiàn)為劈理化帶、片理化帶和千枚巖帶；而內(nèi)接觸帶的花崗質(zhì)巖石則以糜棱巖帶和碎粒巖帶為特征,提出了沿襲內(nèi)接觸帶發(fā)育的含金韌性剪切帶(巖體內(nèi)接觸帶300米范圍內(nèi)),有可能發(fā)現(xiàn)規(guī)模型花崗糜棱巖型和蝕變巖型金礦體的新認(rèn)識。目前已在天井山XJ9的106米中段進(jìn)入巖體80多米處見0.6—1.46米厚的花崗糜棱巖型礦體,以毒砂、黃鐵礦為主,含金品位O.n—n克噸,延長已工程控制80米。其可能為皖南金礦的勘查提供新對象,并孕育新突破；發(fā)現(xiàn)并評價了二種新的金礦化類型：即花崗糜棱巖型(200中段、XJ6等)和含金蝕變巖型。其中后者已成為礦山的主要開采對象和地勘單位的主要勘查對象,但前者尚未得到應(yīng)有重視；大力倡導(dǎo)重視和加強(qiáng)低品位礦石的開發(fā)利用,并取得了極為顯著的社會、經(jīng)濟(jì)效益。具體表現(xiàn)為：天井山金礦成為皖南地區(qū)首個儲量過噸的成型金礦床,并被國家授予“礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用示范企業(yè)”。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P618.51;P542

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1314603