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《中国地质大学(北京)》 2017年
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黑河地区早白垩世火山岩特征及其意义

邵帅  
【摘要】:黑龙江省黑河地区广泛发育中生代火山岩,但是火山岩的岩石组合、成因、岩浆源区以及所表征的大地构造环境目前存在很大争议,区内金矿成矿作用与火山岩之间的相互联系尚且缺乏深入研究。本文对研究区火山岩开展详细的岩石学、年代学、岩石地球化学等研究,取得如下认识:1.厘定火山岩的形成年代为早白垩世晚期,是以安山岩—英安岩—流纹岩为主的,包含钾玄岩、玄武安山岩、歪长粗安岩、安粗岩、粗面英安岩、粗面岩的火山岩组合。2.火山岩地球化学特征显示其具有宽广的Si、Al、K、Na、Ca、Fe、Mg等分布范围。火山岩主要为亚碱性系列,岩石Na_2O/K_2O比值一般1.2。A/CNK在1附近,为准铝质-过铝质岩石。SiO_2-TFe O/Mg O图上既有钙碱性系列(包括低铁钙碱性系列),又有拉斑系列。SiO_2-K_2O图上主要为中钾钙碱-高钾钙碱系列。SiO_2-(Na_2O+K_2O-Ca O)图上主要为钙碱系列、碱钙系列和碱性系列,在SiO_2-Mg O图中主要落入实验玄武岩的局部熔融范围和镁安山岩系列范围。痕量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素,K、La、Zr、Hf、Tb、Tm为峰,亏损Nb、Ta、Ti、Y、Yb等高场强元素。稀土元素球粒陨石标准化配分模式为缓右倾型的模式,轻稀土相对富集,重稀土内部分馏不明显,具有微弱负Eu异常。大部分岩石具有高Sr低Y的特征,其中一些岩石具有埃达克岩特征。3.基于火山岩组合、火山岩地球化学特征,结合构造环境判别等,认为该区早白垩世火山岩形成于与洋俯冲有关的大地构造环境,在早白垩世晚期已经发育为成熟的大陆边缘弧。推测该区早白垩世火山岩是蒙古-鄂霍次克洋向南侧俯冲的产物,岩浆可能的源区为俯冲的洋壳、上覆的地幔楔、兴安弧的下地壳。黑河地区早白垩世晚期弧火山岩的发育,指示蒙古-鄂霍次克洋在早白垩世仍在向南部俯冲,其闭合晚于早白垩世晚期(~117Ma)。4.研究表明研究区金矿床的围岩(或母岩)为早白垩世火山岩,区内北东向的韧性剪切带可能是蒙古-鄂霍次克洋俯冲带的组成部分和浅源表现,是区域控岩控矿主体构造。区内金矿床与类似TTG特征火山岩、镁安山岩系列、埃达克岩等与俯冲有关的岩类关系密切,暗示金矿床的生成与洋板片熔融密切相关。研究区内与早白垩世火山岩相关的金矿床有两种类型:与安山岩有关的火山热液型金矿床;与闪长玢岩有关的蚀变岩型金矿床。由于闪长玢岩与安山岩具有同期、同源以及相同地球化学属性,以上两种金矿类型只是因岩浆就位深度不同而导致的。推测在已经发现的中-低温火山热液型金矿床深部可能存在蚀变岩型(韧性剪切带型)金矿,在早白垩世安山质火山岩以及次火山岩(闪长玢岩)分布区具有良好的金矿找矿远景。
【关键词】:黑龙江黑河地区 早白垩世晚期 弧火山岩组合 金矿 俯冲环境
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P588.14;P618.51
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 第一章 前言10-18
  • 1.1 研究背景及选题依据10-12
  • 1.2 研究现状及存在问题12-15
  • 1.3 研究方法及技术路线15-16
  • 1.4 研究内容及主要工作量16-18
  • 第二章 区域地质背景18-36
  • 2.1 研究区大地构造环境18-19
  • 2.2 区域地质背景19-28
  • 2.2.1 区域地层19-26
  • 2.2.2 区域岩浆岩26-27
  • 2.2.3 区域构造27
  • 2.2.4 区域矿产分布特征27-28
  • 2.3 研究区地质背景28-36
  • 2.3.1 研究区遥感地质特征30
  • 2.3.2 研究区地层单元30-34
  • 2.3.3 研究区岩浆岩34-36
  • 第三章 火山岩岩石学特征36-52
  • 3.1 岩相学特征38-46
  • 3.2 矿物学特征46-52
  • 3.2.1 斜长石46-47
  • 3.2.2 角闪石47-50
  • 3.2.3 辉石50-52
  • 第四章 火山岩年代学52-65
  • 4.1 测试方法52
  • 4.2 岩石锆石U-Pb同位素年代学52-65
  • 第五章 火山岩分类及岩石地球化学特征65-98
  • 5.1 测试方法65-66
  • 5.2 火山岩分类命名及岩石组合66-68
  • 5.3 火山岩成分与侵入岩对比68-69
  • 5.4 主量元素地球化学特征69-90
  • 5.5 火山岩的稀土、微量元素元素特征90-98
  • 第六章 讨论98-126
  • 6.1 火山岩形成时代及年代地层98-100
  • 6.2 火山岩形成的大地构造环境100-110
  • 6.2.1 钙碱性系列、钾玄岩系列火山岩的空间分布101
  • 6.2.2 LF-CA系列、镁安山岩系列火山岩的空间分布101-103
  • 6.2.3 相当于TTG组合的火山岩组合的空间分布103-104
  • 6.2.4 埃达克岩的空间分布104-105
  • 6.2.5 指示洋俯冲的岩石地球化学证据105-107
  • 6.2.6 火山岩形成的动力学背景及对蒙古-鄂霍次克洋闭合时限的探讨107-110
  • 6.3 火山岩的岩浆源区110-112
  • 6.4 弧的成熟度及演化112-115
  • 6.5 岩浆作用与成矿关系115-126
  • 6.5.1 矿床地质特征115-121
  • 6.5.2 岩浆作用与金矿成矿关系121-126
  • 结论126-127
  • 致谢127-128
  • 参考文献128-135
  • 附录135

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