胶北地块与金矿有关的侵入岩岩石学及地球化学研究

摘要

胶东半岛是我国最主要的原生金矿矿集区，金矿的主要赋存在郭家岭花岗岩，通过对郭家岭花岗岩地球化学特征系统研究，探讨花岗岩及金矿的成因和物质来源。
　　 本文研究的两个花岗岩岩体为上庄岩体和郭家岭岩体，两岩体同属郭家岭型花岗岩。通过对共存的花岗岩、基性脉岩和金矿石样进行岩相学矿相学观察、全岩主、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素以及锆石微量元素、U-Pb和Lu-Hf同位素分析，探讨胶东半岛中生代岩浆岩源区性质和区域金矿和花岗岩成因机制。
　　 La-ICPMS锆石U-Pb年龄得出郭家岭岩体年龄125.4±2.2Ma，上庄岩体U-Pb年龄128.8±2．0Ma，都为中生代早白垩世，两岩体年龄相差仅3Ma，在年龄误差范围来看可以把两岩体作为同一期岩体，也在年龄角度证实两岩体都同属郭家岭花岗岩。同位素计算结果表明，两岩体的锆石都含有太古宙和晚侏罗纪的继承锆石，指示两岩体的成岩物质来源具相似性，都包含太古宙岩石成分和晚侏罗世花岗岩成分；基性脉岩中锆石全为捕获锆石，其U-Pb年龄并不代表基性脉岩的形成时间，其中太古代年龄可能代表胶东群组分，早元古代可能是粉子山群成分的加入的显示，新元古代的锆石指示在地壳深部可能有扬子地壳存在，中晚侏罗世年龄的锆石说明脉岩岩浆混染了周围玲珑岩体成分。
　　 郭家岭岩体和上庄岩体具有相似的稀土元素和微量元素分配模式，表现明显的LREE富集和HREE极度亏损，都没有明显的铕负异常。郭家岭岩体和上庄岩体花岗岩都具有类似埃达克岩的特征，都具有高的Sr含量913ppm-1325ppm，低的Y含量2.2-8.4ppm和Yb含量0.21-0.68ppm，较高的(Dy/Yb)N比值1.62-2.28，暗示花岗岩岩浆形成时石榴石是一个重要的残留相，而没有斜长石作为残留相。两岩体具有较低的MgO、Cr、Ni含量和Mg＃，推测郭家岭型花岗岩岩浆形成可能是榴辉岩相压力条件下地壳的部分熔融，或低压下具高Sr/Y比值的中酸性岩石的部分熔融产生的继承性结果。
　　 郭家岭岩体和上庄岩体花岗岩样品与苏鲁造山带广泛分布的晚侏罗-早白垩世花岗岩具有相似的初始Sr-Nd同位素组成，(87Sr/86Sr)i,为0.7106-0.7120，εNd(t)为-18.1-13.2，表明它们的地壳源区在放射成因同位素组成上具有一定的相似性。郭家岭岩体和上庄岩体花岗岩的Nd模式年龄分别为1928Ma和2365Ma，Hf模式年龄分别为2372±190Ma和2648±62Ma，锆石Hf同位素与全岩Nd同位素之间出现脱耦，Hf模式年龄都大于全岩Nd模式年龄，可能暗示着在花岗质岩浆活动之前其源区存在着广泛的地壳深熔作用并伴有强烈的Sm/Nd分异。
　　 郭家岭岩体和上庄岩体花岗岩都具有很高的锆石Ce4+/Ce3+比值，平均为980，结晶环境处于很高的氧逸度条件下，使花岗岩岩浆具有很高的携带金属离子的能力，有利于成矿。金矿石的矿相学显示，郭家岭岩体中石英脉型金矿和上庄岩体中的蚀变岩型金矿床的金属矿物主要为黄铁矿，局部有少量的黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿和闪锌矿。矿化蚀变类型有硅化、绢云母化、碳酸盐化、黄铁矿化及钾化。赋存于郭家岭岩体金矿在黄铁矿和闪锌矿的内部和边缘有疑似自然金产出，上庄岩体中金矿床自然金主要以细脉状、浸染状产出。

目录

声明

摘要

前言

金矿成矿年代及矿床成因

胶东金矿的成矿物质来源

金矿成矿大地构造环境

存在问题

本论文获得的认识

论文工作量

第一章 研究区地质概况

1.1 区域地层及变质作用

1.1.1 新太古代胶东岩群

1.1.2 古元古代荆山群和粉子山群

1.1.3 新元古代蓬莱群

1.1.4 中生代莱阳群、青山群

1.1.5 新第三系和第四系

1.1.6 胶东群变质岩系与金成矿的物质关系

1.2 区内断裂构造

1.2.1 主要断裂带

1.2.2 深断裂与剪切带构造系统与成矿

1.3 岩浆岩

1.3.1 玲珑花岗岩

1.3.2 郭家岭花岗岩

1.3.3 栾家河花岗岩

1.3.4 脉岩

1.3.5 煌斑岩脉与矿脉的关系

1.4 矿床地质

1.4.1 胶东金矿分布与矿集区的界限

1.4.2 胶东金矿的类型和成矿时代

1.4.3 胶东金矿的成矿期和成矿阶段

1.4.4 典型金矿床地质概况

第二章 采样位置、样品描述及实验方法

2.1 采样位置和样品描述

2.1.1 上庄岩体样品及矿石样

2.1.2 郭家岭岩体样品及矿石样

2.2 样品实验分析方法

2.2.1 锆石分离及激光ICPMS U-Pb定年

2.2.2 锆石Lu-Hf同位素分析

2.2.3 全岩主、微量元素含量测定

2.2.4 Sr-Nd-Pb同位素分析

2.2.5 探针片、薄片的制备

第三章 岩相学和矿相学

3.1 岩相学

3.1.1 酸性侵入岩

3.1.2 基性岩脉

3.1.3 含金矿石

3.2 矿相学

3.2.1 郭家岭岩体石英脉型金矿

3.2.2 上庄岩体蚀变岩性金矿

第四章 元素-同位素地球化学及成岩时代

4.1 锆石U-Pb年龄

4.1.1 郭家岭岩体花岗岩

4.1.2 上庄岩体花岗岩

4.1.3 郭家岭花岗岩各岩体年龄总结

4.1.4 上庄岩体中基性岩脉

4.2 全岩主微量元素特征

4.2.1 花岗岩主微量特征

4.2.2 岩体中基性岩脉的主微量元素特征

4.3 全岩Sr-Nd-Pb同位素组成

4.4 锆石Lu-Hf同位素特征

4.4.1 郭家岭岩体花岗岩

4.4.2 上庄岩体花岗岩

4.4.3 上庄岩体基性岩脉

4.5 锆石微量元素

4.5.1 郭家岭岩体花岗岩

4.5.2 上庄岩体花岗岩

4.5.3 上庄岩体基性脉岩

4.5.4 锆石中Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比值与岩浆氧逸度及成矿的关系

第五章 大地构造环境判别及其地质意义

5.1 岩体成岩构造环境判别

5.2 锆石Hf同位素对源区的制约

5.3 成因机制

结论

参考文献

致谢