川西典型伟晶岩型矿床的形成机理及其大陆动力学背景

论文摘要

川西地区是我国重要的伟晶岩成矿省,产有国内锂储量最大的甲基卡超大型锂矿床、可尔因大型锂铍矿床和丹巴大型白云母矿床等著名伟晶岩型矿床。这三个典型矿床同位于松潘-甘孜造山带,均形成于中生代,且矿种、规模各不相同,是研究伟晶岩型矿床的成矿作用及其与大陆动力学背景关系的理想对象。但是,该地区位置偏僻,交通极为不偏,地质研究程度很低。因此,本人所在项目组先后两次到川西开展野外考察,采集了大量的岩石样品。在室内也做了大量测试和研究工作:①由于区域缺乏精确的定年结果,论文做了7件白云母40Ar/39Ar定年;②针对伟晶岩熔体（流体）演化过程,本人亲自做了约50天的包裹体测温工作,并测定了流体的成分和碳氢氧同位素;③对各矿区的伟晶岩及花岗岩进行了岩石化学分析,由其推断成岩成矿的地质过程;④对各矿区的白云母进行了全面的岩石化学分析,从单矿物的角度分析了成岩成矿的地质过程;⑤搜集了大量的地质资料。通过这些工作取得了一些新认识:1.系统地研究了甲基卡矿床、可尔因矿床和丹巴矿床,认为三者的成因分别属于“岩浆液态不混溶”、“岩浆结晶分异”和“岩浆+变质混合型”。2.岩浆演化过程的不同是造成甲基卡和可尔因矿床矿种相同,规模不等的主要原因。相对于岩浆结晶分异作用,岩浆液态不混溶作用分离出的高度富挥发分的熔体对稀有金属具有很高的富集作用,更易于形成大型、超大型矿床。3.在松潘-甘孜造山带,造山过程、岩浆活动、成矿作用之间存在内在联系。甲基卡矿床形成于造山带主体的外围,主要受到单向构造应力影响,构造运动期次较少,构造环境相对封闭,表现为岩浆的一次性侵位,为岩浆液态不混溶作用的发生提供了可能;可尔因矿床位于造山带主体内部,受到自西向东和自北向南的构造应力的影响,遭受多期构造运动,易于发生多期多阶段的岩浆结晶分异作用;丹巴位于造山带主体的东缘中心部位,是自西向东和西北向南双向构造应力在晚期汇聚的中心,该地区的地壳厚度大,构造应力较弱,深部岩浆难以上升侵位,因此,变质作用对伟晶岩矿化具有很大的贡献。

论文目录

• 1 引言
• 1.1 与伟晶岩有关的稀有金属矿产的供需现状
• 1.1.1 锂
• 1.1.2 铍
• 1.1.3 铌、钽
• 1.1 伟晶岩研究的现状
• 1.2.1 伟晶岩的分类
• 1.2.2 伟晶岩的成因类型
• 1.2.3 伟晶岩形成与造山过程的耦合关系
• 1.3 川西伟晶岩型矿床研究的目标及意义
• 1.3.1 伟晶岩成因模式研究
• 1.3.2 川西伟晶岩对松潘-甘孜造山带造山过程的示踪作用
• 1.3.3 造山过程、岩浆活动、伟晶岩成矿作用间的内在联系
• 1.4 论文完成的工作量
• 2 区域地质特征
• 2.1 区域构造背景
• 2.2 区域地层、变质作用、岩浆活动
• 2.2.1 区域地层
• 2.2.2 区域变质作用
• 2.2.3 区域岩浆活动
• 2.3 松潘-甘孜造山带与伟晶岩有关的矿产资源概况
• 3 可尔因伟晶岩型稀有金属矿床
• 3.1 可尔因矿区的地质特征
• 3.1.1 地层
• 3.1.2 构造
• 3.1.3 可尔因复式岩体
• 3.1.4 变质作用
• 3.2 可尔因矿床的地质特征
• 3.3 可尔因复式岩体的地球化学特征
• 3.3.1 主量元素
• 3.3.2 微量元素
• 3.3.4 稀土元素
• 3.3.5 小结
• 3.4 可尔因矿床的白云母地球化学特征
• 3.4.1 白云母的主要化学组分特征
• 3.4.2 白云母的微量元素特征
• 3.4.3 白云母的稀土元素特征
• 3.4.4 小结及讨论
• 3.5 可尔因矿床的成岩成矿流体特征
• 3.5.1 流体包裹体特征
• 3.5.2 均一温度
• 3.5.3 盐度
• 3.5.4 捕获压力与捕获温度
• 3.5.5 流体成分
• 3.5.6 碳、氢、氧同位素组成
• 3.5.7 成岩成矿流体的演化过程
• 3.6 可尔因矿床的形成机理
• 3.6.1 可尔因复式岩体的成因
• 3.6.2 可尔因复式岩体与伟晶岩的关系
• 3.6.3 白云母钠长花岗岩与稀有金属矿化伟晶岩脉的关系
• 3.6.4 成矿模式
• 4 甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床
• 4.1 甲基卡矿区的地质特征
• 4.1.1 地层
• 4.1.2 构造
• 4.1.3 二云母花岗岩
• 4.1.4 变质作用
• 4.2 甲基卡矿床的地质特征
• 4.2.1 伟晶岩的类型及产出形态
• 4.2.2 伟晶岩的内部结构
• 4.2.3 稀有金属的赋存状态
• 4.2.4 典型矿脉——No.134 伟晶岩地质特征
• 4.3 甲基卡矿床的地球化学特征
• 4.3.1 主量元素
• 4.3.2 微量元素
• 4.3.3 稀土元素
• 4.3.4 同位素
• 4.3.5 小结
• 4.4 甲基卡矿床的流体包裹体特征
• 4.4.1 流体包裹体的类型及特征
• 4.4.2 测温结果
• 4.5 NO.134 锂辉石型伟晶岩脉的流体特征
• 4.5.1 No.134 脉的流体包裹体特征
• 4.5.2 含硅酸盐子矿物包裹体的特征
• 4.5.3 No.134 伟晶岩脉的流体演化过程
• 4.6 甲基卡矿床的流体特征
• 4.6.1 均一温度
• 4.6.2 盐度、组分特征
• 4.6.3 捕获压力
• 4.6.4 流体成分
• 4.6.5 碳、氢、氧同位素组成
• 4.6.6 小结
• 4.7 甲基卡矿床的形成机理
• 4.7.1 与结晶分异型伟晶岩的不同点
• 4.7.2 富Li-F 花岗岩浆的液态不混溶现象
• 4.7.3 甲基卡矿床发生岩浆液态不混溶作用的依据
• 4.7.4 成矿模式
• 5 丹巴伟晶岩型白云母矿床
• 5.1 丹巴矿区的地质特征
• 5.1.1 地层
• 5.1.2 构造
• 5.1.3 变质作用
• 5.1.4 岩浆活动
• 5.2 丹巴矿床的地质特征
• 5.2.1 矿脉的形态、产状及规模
• 5.2.2 矿脉的物质成分及伟晶岩分类
• 5.2.3 矿脉的结构构造
• 5.2.4 围岩
• 5.2.5 丹巴布依沟白云母伟晶岩的特点
• 5.3 丹巴矿床的白云母地球化学特征
• 5.3.1 主量元素
• 5.3.2 微量元素
• 5.3.3 小结
• 5.4 丹巴矿床的成岩成矿流体特征
• 5.4.1 流体包裹体的类型
• 5.4.2 流体包裹体的均一温度
• 5.4.3 流体包裹体的盐度
• 5.4.4 流体成分
• 5.4.5 碳、氢、氧同位素组成
• 5.4.6 小结
• 5.5 丹巴矿床的形成机理
• 5.5.1 矿区主要地质体的形成时代
• 5.5.2 构造-变质-伟晶岩
• 5.5.3 成矿模式
• 6 川西伟晶岩型矿床的大陆动力学背景
• 6.1 川西典型伟晶岩型矿床的形成时代
• 6.1.1 可尔因稀有金属矿床的年代学研究
• 6.1.2 甲基卡稀有金属矿床的年代学研究
• 6.1.3 丹巴白云母矿床的年代学研究
• 6.1.4 雪宝顶钨锡铍矿床的年代研究
• 6.2 川西伟晶岩型矿床对松潘-甘孜造山带的示踪作用
• 6.2.1 伟晶岩对大陆活动示踪的依据
• 6.2.2 川西伟晶岩的示踪结果
• 6.3 其他方面的信息对伟晶岩示踪结果的证明
• 6.3.1 区域花岗岩的化学组成
• 6.3.2 区域地层厚度
• 6.4 总结
• 7 构造-岩浆-成矿作用
• 7.1 大陆动力学背景对川西伟晶岩矿化类型的制约
• 7.2 川西伟晶岩型矿床的LI-F 花岗岩浆液态不混溶作用
• 7.2.1 富Li-F 花岗岩浆的形成环境
• 7.2.2 富Li-F 花岗岩浆的稀有金属矿化过程
• 7.2.3 构造环境对F-Li 花岗岩浆液态不混溶作用的制约
• 7.2.4 化学组分对Li-F 花岗岩浆液态不混溶作用的制约
• 7.3 LI-F 花岗岩浆对稀有金属的富集作用
• 7.3.1 岩浆结晶分异作用对稀有金属的富集
• 7.3.2 岩浆液态不混溶作用对稀有金属的富集作用
• 7.3.3 其他影响稀有金属富集的因素
• 7.3.4 小结
• 7.4 川西伟晶岩型矿床形成的构造-岩浆-成矿作用模式
• 8 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附表 1
• 附表 2
• 附图 1
• 图版说明和图版
• 个人简历