东秦岭成矿带辉钼矿Mo同位素组成特征及其地质意义

摘要

东秦岭是目前我国已探明储量最大的钼矿成矿带，控制储量已达800万吨，对其矿床成因、物质来源以及后期热液流体作用的研究一直是学术界关注的热点。这些钼矿的成矿期主要分三个时代:晚三叠、白垩纪早期以及白垩纪中晚期。晚三叠成矿期主要是和华北克拉通与扬子板块碰撞的局部伸展导致的逆冲推覆构造过程有关;白垩纪早期成矿期与依泽纳吉板块和太平洋板块俯冲引起的弧后拉张有关;而白垩纪中晚期成矿主要是和中国东部大规模的岩石圈的拆沉减薄作用有关。
　　随着非传统稳定同位素分析技术的发展，Mo同位素在矿床研究上得到了广泛的应用。近年来的研究表明，在成矿过程中，Mo在不同矿物相之间的配位结构差异会导致同位素发生分馏;在岩浆热液过程中，会发生三种Mo同位素的分馏模式，导致辉钼矿中富集重的Mo同位素;此外，辉钼矿的晶型和结晶温度也会影响辉钼矿中Mo同位素组成。因此，Mo同位素研究对进一步深入了解东秦岭钼矿成矿物质来源、区分其矿床类型、反演成矿温度以及成矿期次等方面有重要的意义。
　　为此，选择了南泥湖、三道庄、尚古寺、南沟、汝阳（东沟）以及夜长坪等几个典型的矿床作为研究对象，其成矿类型主要包括斑岩型、石英脉型、伟晶岩型以及矽卡岩型。南泥湖和三道庄岩体属过铝质系列，成矿年龄为144.3Ma。尚古寺岩体属弱过铝质系列，属于高钾钙碱性花岗岩，成矿年龄为123Ma。南沟钼矿床岩体属于高钾钙碱性、高硅、低钛、富碱、富铝系列，成矿年龄为107～103Ma。汝阳（东沟）岩体为高硅、富钾、贫铁、贫镁，属富钾的铝质过铝质花岗岩，成矿年龄为116～115Ma。夜长坪岩体为钾长花岗岩，经历了后期的多种围岩蚀变，成矿年龄为145Ma。
　　本研究主要应用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和多接收器电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)分析了东秦岭辉钼矿的晶型特征、Mo含量及其Mo同位素特征，讨论了影响该地辉钼矿Mo同位素组成的各种因素。初步得出以下几点认识:
　　1.东秦岭辉钼矿的Mo同位素组成整体轻于大陆地壳的平均同位素组成，但基于主微量元素及其它传统同位素的特征，基本可判别该区域成矿物质来源为下地壳。而不同时代结晶的辉钼矿Mo同位素组成没有系统差别。大的Mo同位素组成的差异可能反映了除源区差异以外，其它方面因素的影响。
　　2.对比不同结晶温度及晶型类别(2H和3R)的辉钼矿的Mo同位素组成特征，发现结晶温度及晶体类型与该地辉钼矿Mo同位素的组成并没有明显的相关关系。
　　3.对两个含脉体的斑岩型辉钼矿剖面的不同区域进行Mo同位素研究，发现辉钼矿和含矿岩体中Mo同位素组成可能主要受热液流体的影响，随着Mo在流体中的迁入和迁出，导致成矿岩体和辉钼矿中Mo同位素组成发生改变，使得辉钼矿的Mo同位素组成不能反映其源区特征。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 钼的地球化学性质

1．2 钼同位素研究进展及其储库

1．2．1 岩浆岩

1．2．2 海水

1．2．3 大洋沉积物

1．2．4 岩浆热液矿物

1．3 辉钼矿Mo同位素研究现状

1．4 选题的依据及研究意义

1．5 研究内容与研究方法

1．5．1 研究内容

1．5．2 研究方法

1．6 完成的工作量

1．7 论文概述

第二章 地质背景和样品描述

2．1 地质背景

2．1．1 区域地质概况和主要地层

2．1．2 东秦岭的地质演化

2．1．3 东秦岭钼矿带的成矿时间

2．1．4 东秦岭钼矿及其成因

2．2 区域内主要钼矿床

2．2．1 南泥湖—三道庄矿床

2．2．2 尚古寺矿床

2．2．3 南沟矿床

2．3 样品信息

第三章 分析方法

3．1 Mo同位素的化学分析和提纯

3．2 No同位素测量方法

3．3 XRD分析方法

第四章 结果与讨论

4．1 实验结果

4．2 成矿年龄与Mo同位素的关系

4．3 辉钼矿晶体类型与Mo同位素组成的关系

4．4 成因类型及成矿温度和Mo同位素组成的关系

4．5 后期流体活动对Mo同位素组成的影响

第五章 结论

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果