安徽庐枞盆地燕山期成矿地球动力学背景及成矿模式

论文摘要

安徽庐枞盆地是长江中下游铁铜金成矿带的一个重要矿集区,夹持在郯庐断裂与长江断裂之间,属于中国东部中生代燕山期发育的一个继承式火山岩盆地。盆地内金属成矿作用与燕山期岩浆大爆发密切相关。本文在收集、整理前人大量研究资料的基础上,通过野外地质矿产调查、系统的样品采集和显微观察、测试分析,以“构造-岩浆-成矿作用”的时空演化为主线,从三维角度和矿田尺度对庐枞盆地不同期次、不同序次控岩控矿构造形迹的系统解析和对盆地内不同类型矿床的控矿构造规律、岩浆作用及其时空关系的系统厘定,即查明研究区在全球构造体系下深部断裂构造体系-岩浆继承活动的地球动力学过程与浅表构造-成矿作用响应。运用“应变菱形分析技术”方法,解析庐枞盆地构造体系。建立盆地成矿作用的空间结构；通过测试含矿岩浆岩的成岩时代来约束成矿作用的时限,建立庐枞盆地成岩成矿作用的时间结构；进而系统分析成矿地球动力学背景,探讨盆地燕山期成矿动力学机制,最终建立地球动力学成矿模式。本文取得了以下主要认识和进展：1.含矿岩浆岩岩石学和岩石化学分析结果表明,区内岩浆岩发育埃达克质钙碱性侵入岩系列和橄榄安粗岩系的火山岩-侵入岩系列。前者主要分于沙溪地区及其盆地深部；后者主要分布于盆地内部；它们均为同一深部过程、不同性质源区的岩浆作用产物。综合微量元素和同位素资料,认为盆地火山岩主要来源于EMI富集地幔；结合板块环境判别和古地理演化,岩浆喷发环境为弧后裂谷环境,并非典型的陆内裂谷；2.对区内典型矿床矿石的显微观察和黄铁矿电子探针、含矿岩浆岩及矿石稀土、微量元素以及稳定同位素地球化学研究,认为区内的玢岩型铁矿、沉积-热液叠加改造型铁矿、脉状热液型铜-金矿床和斑岩型铜矿在成因上均与燕山期岩浆活动密切相关；前三类成矿作用类型受橄榄安粗岩系列火山-侵入岩控制,斑岩型成矿作用则受埃达克质钙碱性侵入岩系列控制；3.综合成矿地球化学、岩相学和成矿年代学研究成果,提出了罗河铁矿的成矿岩体属于砖桥组（火山旋回）期后火山活动间隙期的次火山辉石粗安玢岩,并非前人认为的火山熔岩；对比分析龙桥铁矿和罗河-泥河铁矿的磁铁矿单矿物稀土微量元素特征,结果表明沉积热液改造矿床和玢岩型矿床在成因上存在联系,为龙桥铁矿提供成矿热液的岩浆可能与罗河-泥河次火山岩类相似；拔茅山矿床可能属于沉积改造成因,其层位可以与龙桥进行对比；矿化特征研究结果显示,井边热液脉型铜矿床可能与朱家凹、雨坛卧龙矿床成因存在差异,应当进一步与沙溪斑岩型铜矿床进行对比研究；4.利用高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年技术,获得沙溪、雨坛、拔茅山侵入岩和泥河、罗河次火山含矿岩浆岩的成岩年龄分别为134.0±1.5Ma、129.6±0.8Ma和129.7±1.4Ma以及132.8±2.6Ma、133.3±0.6Ma和133.2±1.1Ma,建立了盆地成岩成矿作用的时间结构；对比长江中下游地区大规模成矿作用集中在200～160 Ma、140 Ma左右和130～110Ma的三个时期的岩浆成矿规律,认为庐枞盆地成矿作用对应140 Ma左右和130～110Ma两个时期,分别对应构造体制转折的过渡背景和大规模岩石圈的伸展拆沉背景；5.运用“应变菱形分析”方法对庐枞构造体系和动力机制解析,结果显示成岩成矿作用受燕山期太平洋板块的俯冲和深部壳幔作用的双重因素控制,属于中生代燕山期新华夏系力场；区内的深大断裂及其基底断裂属于太平洋板块与欧亚板块动力场产生的第一序次结构面：S4（NE40°）、S2（NE280°）、S3（NE310°）,这些结构面控制盆地燕山期大规模岩浆喷发-侵入活动,制约区内成矿带的分布；第一序次结构面与以第一序次结构面断裂（NE40°及NNW350°）为边界形成的规模较小的第二序次结构面中的扭张性或张扭性结构面和区域,对火山喷发晚期的脉状热液型Cu-Au成矿作用的空间分布具有一定的控制作用：6.运用“应变菱形分析”方法解析盆地控矿构造规律建立了盆地成矿的空间结构：（1）3个成矿带：沙溪-东顾山Cu-Au成矿带、龙桥-罗河Fe-Cu-（Au）成矿带、黄屯-枞阳Cu-Au-（Fe）成矿带；（2）3个成矿环：高温Fe、S成矿内环、中低温Fe、Cu成矿中环、中低温Cu、Zn、Pb多金属成矿外环；（3）三维尺度上的两大成矿块体,一是分布于沙溪地区和盆地深部的与斑岩型成矿作用相关的埃达克质钙碱性岩浆岩成矿块体；一是分布于盆地内部与玢岩型、沉积-热液叠加改造型、脉状热液型成矿作用相关的橄榄安粗岩火山-侵入岩成矿块体；7.根据岩浆地球化学的深部信息、古地理构造格架、板块环境判别、区域的岩浆活动规律和“应变菱形解析”的综合认识,认为庐枞盆地在华北与扬子板块对接时期就已经形成了NE方向深大断裂的基本格架；燕山早期构造主要属于太平洋与欧亚板块形成的新华夏构造体系,是成岩成矿的有利就位空间；进入白垩纪以后印度洋板块对本区产生了一定的影响,迁就、利用新华夏系的构造形迹形成引张为主的构造。8庐枞盆地燕山期的成矿地球动力学背景属于岩石圈的大规模拆沉减薄。在该动力机制下,形成了大规模的金属矿产。在此基础上,构建了庐枞盆地燕山期的岩浆-成矿动力学模式；

论文目录

• 作者简介
• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• 0.1 选题依据及研究意义
• 0.2 研究位置及自然地理概况
• 0.3 研究现状及存在问题
• 0.3.1 成矿动力学研究进展
• 0.3.2 板块环境判别研究现状
• 0.3.3 成矿模式建立
• 0.3.4 长江中下游地区的研究进展
• 0.3.5 庐枞盆地的研究进展
• 0.3.6 存在问题
• 0.4 研究内容及技术方法路线
• 0.4.1 研究内容
• 0.4.2 研究方法与技术路线
• 0.5 工作量
• 第一章 区域地质背景
• 1.1 区域地层及其赋矿特征
• 1.1.1 地层的基本特征
• 1.1.2 地层的赋矿特征
• 1.2 区域构造特征
• 1.2.1 深大断裂
• 1.2.2 基底隆起（褶皱）
• 1.2.3 火山机构
• 1.3 区域岩浆岩特征
• 1.3.1 火山岩
• 1.3.2 次火山岩
• 1.3.3 侵入岩
• 1.4 岩石圈结构及区域地球物理特征
• 1.4.1 岩石圈结构
• 1.4.2 区域重力异常特征
• 1.4.3 区域磁场特征
• 1.5 区域矿产及分布
• 1.6 区域地质演化及其中生代成矿作用
• 1.6.1 区域地质演化发展史
• 1.6.2 中生代构造演化及其成矿作用
• 第二章 燕山期成矿岩浆动力学特征
• 2.1 火山岩岩石类型及岩石地球化学特征
• 2.1.1 火山岩岩石类型
• 2.1.2 火山岩造岩矿物的岩石化学特征
• 2.1.3 火山岩地球化学特征
• 2.2 成矿侵入岩岩石类型及岩石地球化学特征
• 2.2.1 侵入岩的岩石组合
• 2.2.2 部分成矿侵入岩的岩相学特征
• 2.2.3 部分成矿侵入岩的造岩矿物特征
• 2.2.4 部分成矿侵入岩的地球化学特征
• 2.3 岩浆岩地球化学特征小结
• 2.4 岩浆岩的空间分布
• 2.4.1 火山岩的空间分布
• 2.4.2 侵入岩的空间分布
• 2.5 岩浆岩的时间规律
• 2.5.1 火山岩的时间规律
• 2.5.2 侵入岩的时间规律
• 3.5.3 燕山期岩浆岩的时空演化
• 2.6 岩浆岩源区性质
• 2.6.1 橄榄安粗岩的源区性质
• 2.6.2 埃达克质岩的源区性质
• 2.7 岩浆岩演化特征
• 2.7.1 橄榄安粗岩系
• 2.7.2 埃达克质岩系
• 第三章 地球动力学背景及其机制分析
• 3.1 区域大地构造环境判别
• 3.1.1 火山岩的构造环境判别
• 3.1.2 花岗岩的构造环境判别
• 3.1.3 构造环境判别的意义
• 3.2 欧亚大陆（中国东部）古构造格架演化
• 3.2.1 中、新元古代的构造格局
• 3.2.2 古生代的构造格局
• 3.2.3 中新生代的构造格局
• 3.3 区域构造事件的约束
• 3.3.1 来自华北地块与扬子地块对接的制约
• 3.3.2 来自中国东部构造体系的制约
• 3.4 区域构造应变菱形解析
• 3.4.1 变形构造体系应变菱形力学解构原理
• 3.4.2 控岩及控矿变形构造
• 3.5 地球动力学背景
• 3.5.1 一些地球动力学机制的讨论
• 3.5.2 动力学背景及动力模式
• 3.5.3 燕山期成矿岩浆岩的动力学背景
• 第四章 成矿作用及其时空结构
• 4.1 岩浆-成矿作用
• 4.1.1 成矿作用类型
• 4.1.2 成矿作用特征——典型矿床研究
• 4.1.3 成矿地球化学研究
• 4.1.4 岩浆-成矿作用小结
• 4.2 岩浆-成矿作用的时间结构
• 4.2.1 含矿岩浆岩制约成矿时代的理论基础
• 4.2.2 含矿岩浆岩的年龄对成矿年代的制约
• 4.2.3 庐枞盆地成矿作用的时间结构
• 4.3 岩浆-成矿作用的空间分布
• 4.3.1 成矿作用的空间分布特征
• 4.3.2 成矿作用的空间分布制约
• 4.3.3 庐枞盆地成矿的空间结构
• 第五章 区域成矿规律
• 5.1 成矿规律
• 5.1.1 新华夏系地球动力场形成的结构面对成矿的时空控制
• 5.1.2 庐枞盆地两类岩浆系列控制成矿作用的规律
• 5.1.3 庐枞盆地及其邻区岩浆岩成矿专属性
• 5.1.4 庐枞盆地及其邻区岩浆-成矿的时间演化规律
• 5.1.5 庐枞盆地及其邻区岩浆-成矿的空间演化规律
• 5.2 庐枞盆地燕山期动力成矿模式
• 5.2.1 成矿模式构成要素
• 5.2.2 动力成矿模式
• 5.3 找矿方向
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 图版说明
• 图版Ⅰ
• 图版Ⅱ
• 图版Ⅲ