大兴安岭中南段哈力黑坝岩体的年代学、地球化学及其构造拆沉作用

【研究目的】在区域地质调查基础上,本文探讨了大兴安岭中南段哈力黑坝岩体早白垩世花岗岩成岩年代、岩石成因类型、源区性质及地球动力学背景。【研究方法】本文基于显微镜、XRF和(LA-)ICP-MS等手段对哈力黑坝岩体早白垩世花岗岩进行了岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素组成研究。【研究结果】哈力黑坝早白垩世花岗岩主要包括中细粒黑云母花岗岩和细粒斑状黑云母花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为(139.1±0.7)Ma和(138.4±1.0)Ma。岩石主量元素具有高硅(74.09%~77.19%)、富碱(7.92%~8.46%),低CaO(0.35%~1.14%)和低MgO(0.15%~0.47%)的特征,属高钾钙碱性系列;其A/CNK值介于0.95~1.08,为准铝质—弱过铝质岩石。岩石相对富集轻稀土元素,(La/Yb)N=3.69~13.17,稀土配分模式图呈右倾海鸥型,具有较为明显的负铕异常(δEu=0.11~0.47)。岩石微量元素组成显示岩石富集Rb、U、Th、Zr、Hf等元素,强烈亏损Sr、Ba、Ti、P等元素。岩石具有高正的ε_(Hf)(t)值(+5.0~+11.2)和年轻的二阶段Hf模式年龄(408~731 Ma)。【结论】哈力黑坝岩体早白垩世花岗岩为铝质A型花岗岩,其源区主要为年轻地壳物质,并有老地壳物质的贡献,形成于伸展的大地构造背景,受控于岩石圈拆沉减薄过程。

大兴安岭中南段浑迪音罕乌拉破火山地质特征及形成时代

根据“火山岩性岩相—火山构造—岩石地层”三重填图方法调查成果,在大兴安岭中南段浑迪音罕乌拉一带识别出一个中心式破火山机构,火山喷发产物由外环带新民组酸性火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩及内环带塔木兰沟组中性熔岩、火山碎屑岩组成;地层产状围斜内倾,发育环形、放射状断裂。识别出的岩相类型主要有爆发相、溢流相、火山喷发沉积相、沉积相、火山爆发崩塌相、火山通道相等。主要活动时期为(163.7±1.7)Ma~(162.8±0.9)Ma,时代归属中侏罗世晚期。浑迪音罕乌拉破火山划分为新民期、塔木兰沟期两个火山喷发旋回;新民期火山喷发旋回按爆发相—溢流相—火山喷发沉积相或沉积相的周期划分出8个韵律,塔木兰沟期火山喷发旋回按安山岩结构、构造的变化规律划分为2个韵律。经分析,浑迪音罕乌拉破火山的形成大致可归纳为5个阶段,分别为①酸性岩浆强烈爆发阶段;②爆发活动减弱,爆发相、溢流相交替进行阶段,间歇期形成大量火山爆发沉积物;③宁静溢流期,形成中性安山岩;④地下岩浆房空虚,火山口部位塌陷,形成环状、放射状断裂,火口处形成火山爆发崩塌相岩石;⑤安山岩沿火山通道侵入,并占据火山通道。

大兴安岭中南段铜矿地质特征及矿床成因研究

位于中国东北部的大兴安岭地区,拥有丰富的矿产资源。其中包括铜、金、银、钼以及其他金属。这些矿产资源的形成和分布与该地区独特的地质特征密不可分。为了评估地质灾害和环境影响,对该地区的地质特征及矿床成因展开研究至关重要。因此,本文的研究重点聚焦于大兴安岭中南段的铜矿地质特征及矿床成因。

大兴安岭中南段甘珠尔庙地区晚中生代两期花岗岩的时代、成因、物源及其构造背景

大兴安岭晚中生代岩浆活动在东北亚晚中生代构造岩浆演化研究中具有重要意义。本文首次报道了大兴安岭中南段甘珠尔庙地区5个晚中生代花岗岩体的锆石U-Pb年龄和地球化学研究结果。这些岩体形成于晚侏罗世(154Ma)和早白垩世(139~125Ma),显示高硅富碱特征,属高钾钙碱性系列,为高分异钙碱性I-A过渡型花岗岩,其中,早白垩世花岗岩分异程度高于晚侏罗世花岗岩。锆石Hf同位素特征显示,这些花岗岩源区以年轻物质为主,其中,晚侏罗世花岗岩εHf(t)值(+9.9^+15.9)高于该区底侵的新生下地壳,源区可能有更年轻的新底侵物质参与。早白垩世花岗岩εHf(t)值略低(+3.4^+13.9),其物源主要为底侵的新生下地壳和古生代俯冲增生杂岩混源,可能还混有少量更年轻的新底侵物质。结合区域资料分析,甘珠尔庙地区晚中生代花岗岩形成于后造山伸展背景,这种背景可能与蒙古-鄂霍茨克洋闭合碰撞后伸展有关。

大兴安岭中南段塔尔气地区满克头鄂博组流纹岩年代学和地球化学研究

对出露在大兴安岭中南段塔尔气地区的满克头鄂博组的流纹岩进行了详细的年代学和地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,流纹岩形成于143～141 Ma,时代为早白垩世早期,而不是以前认为的晚侏罗世。地球化学特征表明该时期流纹岩属高钾钙碱性过铝质岩石,球粒陨石标准化稀土配分曲线呈轻稀土富集的右倾形式,(La/Yb)N=2.55～12.82,具有明显负Eu异常。原始地幔标准化图解显示大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、U、K、Pb的富集及高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti、P的强烈亏损,这是壳源岩浆的特征。流纹岩锆石εHf(t)=+4.6～+10.9,二阶段Hf模式年龄为501～905 Ma,反应其源区物质主要为早古生代—新元古代时期增生的年轻地壳物质。满克头鄂博组流纹岩形成于造山后伸展环境,可能与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的岩石圈伸展作用相关。

大兴安岭中南段铜多金属矿床成矿系统

在区域地质背景分析和典型矿床研究的基础上,通过对大兴安岭中南段铜多金属矿床成矿地质特征的分析,阐明了该区铜多金属矿床的空间分布、容矿围岩、与成矿有关岩体和成矿时代,运用区域成矿学研究方法将该区铜多金属成矿初步划分为燕山期斑岩热液、印支—燕山期动力热液和晚华力西—燕山期热水喷流沉积叠加后期热液3个成矿系统。研究表明,本区应重视在侏罗世—白垩世火山岩区寻找大型铜多金属矿床,加强在已知矽卡岩型或热液脉型矿床的深部和外围寻找斑岩型矿床。

大兴安岭中南段中生代中基性火山岩岩石学地球化学研究

大兴安岭中南段中生代火山岩的成因和形成时的构造背景涉及南蒙古 -兴蒙造山带的后期构造演化及区内众多的铜、银多金属矿床的形成 ,因而对其成因的研究具有重要意义。在野外工作基础上 ,对大兴安岭中南段中生代中基性火山岩进行了较为系统的岩石学和元素地球化学研究。结果表明 ,火山岩的岩石类型为玄武粗安岩、粗面安山岩、英安岩及粗面岩 ,属钙碱性岩石系列 ;玄武粗安岩、粗面安山岩、英安岩及粗面岩的常量元素以富集SiO2 ,Na2 O ,K2 O和亏损Fe2 O3,FeO ,MgO ,CaO等为特征 ,微量元素以富集亲石元素和亏损铁族元素及Nb ,Ta为特征 ;火山岩的稀土元素分配模式为轻稀土富集型 ;(87Sr/86 Sr) i 为 0 .70 4 5～ 0 .70 77,且主要集中在 0 .70 4 5～ 0 .70 5 5的区间内 ,εNd(t)多数为正值。火山岩是地幔物质部分熔融的产物 ,形成于张性构造环境 ,它们是天山 -兴安造山带后造山期软流圈或地幔柱上涌所引起的岩石圈伸展作用、内蒙古 -吉黑印支造山带造山期后的伸展作用和蒙古 -鄂霍茨克残余洋“剪刀式”闭合所形成的拉张作用等综合效应的响应事件。

大兴安岭中南段布敦化铜矿床H-O-S-Pb同位素特征及成矿指示

布敦化铜矿是大兴安岭中南段一个斑岩-热液脉型复合铜矿床,包括南部的金鸡岭斑岩型铜矿段和北部的孔雀山热液脉型铜矿段。本文在详细的矿床地质特征研究基础上,通过对矿体的氢、氧、硫和铅同位素系统研究,探讨了成矿流体和成矿物质来源以及成矿机制。氢、氧同位素组成表明,金鸡岭矿段与孔雀山矿段早期成矿流体主要以岩浆水为主,至成矿晚期有大气降水的参与。硫同位素分析结果表明金鸡岭矿段相对富集重硫,成矿热液的硫同位素组成为+2.54‰-+2.60‰。而孔雀山矿段相对富集轻硫,成矿热液的S同位素组成为-1.84‰--1.71‰,两矿段的硫同位素组成表明硫主要来源于地球深部,铅同位素组成则表明铅具壳幔混合的特点,其来源与岩浆活动密切相关。结合大兴安岭中南段区域地质演化历史认为,布敦化矿床两个矿段的成矿作用均是由流体混合而导致黄铜矿等金属硫化物的大量沉淀。

大兴安岭中南段燕山期两类不同成矿花岗岩类角闪石的化学成分及其成岩成矿意义

大兴安岭中南段燕山期两类不同成矿花岗岩类岩体中角闪石主要为钙质角闪石。角闪石的主化学成分表明本区燕山早期早阶段与铜成矿有关的花岗岩类主要为壳幔型花岗岩 :而与 Sn多金属成矿有关的花岗岩类可能为壳源成因。燕山期两个不同期次不同成矿系列的花岗岩中角闪石的化学成分明显不同 ,燕山早期早阶段与铜成矿有关的斜长花岗斑岩其角闪石相对以富镁、硅贫铁为特征 ,M*变化于 0 .2 4～ 0 .5 4之间 ,平均值为0 .37;燕山晚期早阶段与锡、铅、锌多金属矿化有关的花岗斑岩类岩体角闪石以富铁贫硅、镁为特征。角闪石的 M* 为 0 .10～ 0 .2 7,平均值为 0 .19。角闪石的化学成分及不同成矿岩体的微量元素和同位素特征是区分区内两类不同成矿岩体的有效判别标志。

浅析大兴安岭中南段多金属成矿航磁异常特征

大兴安岭作为在古亚洲洋构造-成矿域基础上发展起来的北方造山带，具有多块体拼合增生造山的典型特征，中生代、新生代又受到多种成矿地质作用的改造和叠加，成矿条件十分优越，具备了大规模成矿的条件和潜力。这里在充分研究大兴安岭中南段地质构造、航磁特征的基础上，对航磁异常进行综合解释，寻找与成矿密切相关的中酸性岩体及其隐伏岩体和隐伏断裂构造等；利用成熟的地质异常理论与成矿勘探的思想，对大兴安岭中南段与多金属成矿密切有关的中酸性岩体、热液构造活动与二叠系等主要成矿地层的关系进行了研究，寻找与多金属成矿直接相关的地质复杂度高值区，进而圈定了研究区内的成矿有利地段。旨在为正在大兴安岭中南段的多金属矿产勘查提供一定的参考。

地球化学元素基因谱曲线及其地质意义——以内蒙古大兴安岭中南段成矿区(带)为例

元素的聚散取决于其自身原子结构(内因)和地质作用环境(外因)两方面的因素,地球化学元素基因谱曲线就是地球化学系统对地质成矿作用的响应结果。以内蒙古大兴安岭中南段铜锡多金属成矿区(带)为研究区,通过1∶20万地球化学水系沉积物测量数据的处理分析,简述了地球化学元素基因谱曲线的构造与生成,重点探讨了水系沉积物测量数据构成的元素准基因谱曲线所包含的时空结构、关联结构等元素序结构信息,以及它们所包含的重要地质意义。通过对研究区地球化学填图元素准基因谱曲线的综合分析,指出两次叠加成矿作用造就了该地区中大型多金属矿床的形成,为该地区进一步地质找矿指明了基本方向。

大兴安岭中南段昌图锡力银铅锌锰多金属矿床成矿物质来源及矿床成因：来自S-Pb-C-O同位素的制约

昌图锡力银铅锌锰矿床位于内蒙古锡林郭勒盟东乌旗地区,是近年来在大兴安岭成矿带中南段锡林浩特—霍林郭勒铅-锌-银-铜-钼多金属成矿亚带上新发现的一处多金属矿床,填补了该区域的找矿空白。矿床主要赋矿地层为白音高老组中酸性火山熔岩夹火山碎屑岩建造,矿体呈脉状、透镜状,构造控矿作用明显,北西及北东向构造交汇处是成矿有利部位。热液成矿期可以划分为4个成矿阶段:石英-黄铁矿阶段、铅锌金属硫化物阶段、银矿物阶段、石英-碳酸盐阶段。为探讨昌图锡力多金属矿床成矿物质来源及矿床成因,开展了S、Pb、C、O同位素分析。测试结果表明:矿床中矿石硫化物的δ 34 S值为0. 6‰~4‰,呈塔式分布特征,表明硫的来源为相对单一的深源岩浆。矿石中Pb同位素 206 Pb/ 204 Pb值为18. 129~18. 177,平均值为18. 155;207 Pb/ 204 Pb值为15. 500~15. 561,平均值为15. 533;208 Pb/ 204 Pb值为37. 849~38. 049,平均值为37. 959,μ值变化范围为9. 3~9. 41,ω值变化范围为34. 69~35. 82,铅同位素组成及各项分析数据表明矿石铅为壳幔混合来源。昌图锡力矿床硫、铅同位素组成与大兴安岭中南段多金属矿床的相似性暗示它们可能具有类似的成矿物质来源。矿床中δ 13 CV- PDB 值为-6. 1‰^-7. 9‰,δ 18 OV- SMOW 值为+8. 7‰^+13. 2‰,指示碳同位素来源于深部岩浆,并且晚期成矿阶段受到低温蚀变作用的影响,菱锰矿的形成是由于温度降低以及水/岩反应的耦合作用所导致。依据赋矿围岩年代推测昌图锡力矿床成矿时代大约为130~140Ma,与大兴安岭中南段成矿高峰期相一致。矿床的形成是深部岩浆流体逐步演化的产物,岩浆活动为成矿作用提供了热动力及成矿物质,初步认为昌图锡力银铅锌锰多金属矿床成因类型属于浅成低温热液型多金属矿床。

大兴安岭中南段火山岩型铀矿成矿条件及远景预测

大兴安岭中南段地质背景复杂,区内铀矿化主要以火山岩型为主,大多数分布于中生代火山盆地内。笔者通过对区内地质资料的系统收集、整理和综合分析,结合编图和野外调查,初步查明该地区的铀矿化特征、控矿因素和成矿规律,总结出3种铀矿化类型,并预测了6片铀成矿远景区,为今后在大兴安岭中南段地区开展铀矿找矿工作,提供了找矿方向及思路。

大兴安岭中南段典型银锡多金属矿床成矿条件与找矿潜力

大兴安岭中南段银锡多金属成矿带位于中亚造山带东部,近年来找矿成果丰硕。在对边家大院、拜仁达坝-维拉斯托、双尖子山3个银锡多金属矿床的成矿特征进行系统分析的基础上,探讨本区银锡多金属矿成矿条件与找矿潜力。结果显示,本区银锡多金属成矿与花岗质岩浆侵入密切相关,成岩与成矿具多期多阶段特征,主要发生于早白垩世,峰值为130~150 Ma。成矿岩体多具高硅、低镁、富碱的特征,形成于蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋两大构造体系叠加影响的伸展背景。银锡多金属成矿受地层-构造-岩浆岩三位一体联合控制,成矿条件优越,找矿潜力较大。在边家大院矿床西区的深部和外围以及北大山、磨盘山岩体的周边,有找寻锡多金属矿床的潜力。借鉴大兴安岭北段的找矿经验,应注重在本区中生代火山岩中找寻银铅锌多金属矿床。

大兴安岭中南段莲花山铜银矿床硫、铅同位素组成特征及成矿物质来源

莲花山铜银矿床是位于大兴安岭中南段东坡的热液脉型铜银矿床。为了进一步探讨该矿床的成矿物质来源,本文对矿石硫、铅同位素进行了分析测试。研究结果表明:矿区金属硫化物的硫同位素组成变化范围较小,δ^(34)S_(VCDT)值主要介于0.0‰~3.0‰之间,塔式分布特点明显可见,指示该矿床成矿流体中硫的来源主要为深部岩浆;铅同位素组成在构造模式图中,样品投影点主要落于地幔演化线和造山带演化线之间,说明矿石铅主要来自于壳幔物质的混合。

大兴安岭中南段扎木钦铅锌银多金属矿床成矿物质来源及矿床成因:来自S、Pb同位素的制约

扎木钦铅锌银矿床位于内蒙古科尔沁右翼中旗,是近些年来在大兴安岭中南段地区新发现的一处大型多金属矿床。扎木钦矿床矿体主要呈脉状、透镜状、层状、似层状赋存于白音高老组中酸性火山岩中;根据矿石的结构、构造以及矿物之间的共生组合、穿切关系,划分出毒砂-黄铁矿阶段、铅锌金属硫化物阶段、银矿物阶段、石英-碳酸盐阶段四个主要成矿阶段。在对矿床成矿地质条件详细总结研究的基础上,为探讨扎木钦多金属矿床成矿物质来源及矿床成因,本文对矿床中主要金属硫化物开展了S、Pb同位素组成分析。硫同位素测试结果表明扎木钦矿床中δ^(34)S值为4. 4‰～5. 8‰,平均值为5. 05‰,数值均一,变化范围小,具有塔式分布特征,指示硫来源于深源岩浆。铅同位素测试结果为:^(206)Pb/^(204)Pb值为17. 761～18. 291,平均值为18. 130;^(207)Pb/^(204)Pb值为15. 509～15. 671,平均值为15. 593;^(208)Pb/^(204)Pb值为37. 800～38. 205,平均值为38. 032,上述结果显示其铅同位素组成稳定。μ值为9. 30～9. 69,ω值变化范围为34. 57～38. 15。各项分析数据及图解指示铅具有壳幔混合来源特征。扎木钦矿床硫铅同位素组成与大兴安岭地区成矿物质为岩浆来源的金属矿床特征极为相似,矿床成矿与早白垩世火山岩浆活动关系密切,是深部岩浆流体逐步演化的产物,矿床成因类型为陆相火山热液型铅锌银多金属矿床。

大兴安岭中南段上古生界烃源岩地层的岩石物性特征

区域地层发育特征研究认为大兴安岭中南段上古生界具有较好的油气勘探前景,本次系统采集了扎鲁特盆地、突泉盆地、乌兰浩特地区的地层岩石物性标本,测试了密度及电阻率。结合前人物性研究资料与本次工作结果,系统地整理了扎鲁特盆地、突泉盆地、乌兰浩特地区地层岩石物性参数,重点分析了上古生界林西组地层的物性界面,为在该地区开展非震地球物理测量提供了基础性资料。从古地理环境和电阻率特征两个方面对比了三个地区的林西组烃源岩地层,认为突泉盆地地区形成烃源岩的条件相对有利,并且泥岩的板岩化程度低,是寻找林西组烃源岩最有利的地区。

大兴安岭中南段区域构建演化及其成矿作用

大兴安岭中南段是我国东部重要的成矿集中区之一,是振兴东北的重要资源基地。近年来这里的地质找矿工作取得了很大进展,并发现某些内生金属矿床具有独特的成矿特征,有极大的理论和实践研究意义。因此,急需在现有基础上,进一步研究大兴安岭地区的成矿作用,总结成矿规律,明确找矿方向,归纳建立找矿模型,指导新一轮地质找矿。

大兴安岭中南段桦杆子沟岩体地球化学特征、锆石Hf同位素及地质意义

大兴安岭中南段晚中生代岩浆活动剧烈,其岩浆物源及伸展构造成因一直存在争议。桦杆子沟岩体呈复式岩基产出,主要分为二长花岗岩与黑云母花岗岩组成的正常花岗岩单元和闪长质包体及其寄主岩等构成的基性岩浆单元。两类岩石主量元素相似,具高硅(67.71%~76.62%)、富碱(7.92%~9.10%),低CaO(0.37%~0.50%)、MgO(0.19%~0.34%)的特征,属高钾钙碱性系列;闪长质包体及其寄主岩相对富CaO(1.98%~2.39%),MgO(1.17%~1.23%),同属高钾钙碱性系列;ACNK值介于0.98~1.06之间,为准铝质—弱过铝质岩石。岩石相对富集轻稀土,(La/Yb)_N为1.97~8.18,在球粒陨石标准化稀土配分图解中呈缓右倾海鸥型,具有较为明显的负铕异常(δEu为0.01~0.40)。两类岩石微量元素组成显示岩石富集Rb、U、Th、Zr、Hf等元素,强烈亏损Sr、Ba、Ti、P等元素,为高分异I型花岗岩。岩石具有高正的ε_(Hf)(t)值(+3.7^+8.7)和年轻的二阶段Hf模式年龄(408~731 Ma),表明这些花岗岩源区主要为年轻地壳物质,并有幔源物质的混入。在蒙古—鄂霍茨克洋闭合导致陆壳碰撞的地球动力背景下,由基性的幔源岩浆携带大量的热量上涌至新元古界的下地壳,诱发下地壳岩石(变杂砂岩)部分熔融,并与幔源熔体(角闪岩相部分熔融)混合形成母岩浆,最终上涌侵位形成了以桦杆子沟为代表的复式岩体。

大兴安岭中南段查干白旗岩体地质地球化学特征

查干白旗岩体位于大兴安岭中南段西南端。对其进行系统的地质学和地球化学研究有助于丰富对区域花岗岩成因机制及构造背景的认识。岩体主要由黑云花岗斑岩与黑云母花岗岩组成。岩石主量元素显示具高硅(71.04%~77.25%)、富碱(7.87%~8.16%),低铝(12.4%~13.45%)的特征,里特曼指数为1.93~2.21,ACNK值介于1.05~1.16之间,属弱过铝质钙碱性系列。岩石相对富集轻稀土,(La/Yb)N为3.84~12.73,在球粒陨石标准化稀土配分图解中呈右缓倾U型配分模式,具有明显的负铕异常(δEu为0.17~0.44)。微量元素组成显示岩石富集Rb、Th、Pb、Hf等元素,亏损Ba、Sr、P、Ti、Eu等元素,具高分异I型花岗岩特征。在蒙古-鄂霍茨克洋闭合碰撞后的伸展环境下,幔源岩浆底侵作用促使上覆地壳发生部分熔融形成花岗质岩浆,岩浆经过分异演化,最终侵位固结形成了查干白旗岩体。