新疆卡鲁安锂矿床花岗岩与伟晶岩成因关系：锆石定年、Hf-O同位素和全岩地球化学证据

作     者：张玉洁 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：王庆飞;田世洪

授予年度：2019年

学科分类：081803[工学-地质工程] 0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：新疆卡鲁安矿区 花岗伟晶岩矿床 地球化学 Li同位素 成因关系 

摘      要：稀有金属矿产对现代工业和科技发展至关重要,伟晶岩矿床作为稀有金属的主要来源其成因与成矿作用有待深入研究,新疆北部的阿尔泰造山带是中亚造山带的重要组成部分,区内花岗伟晶岩及与其有关的稀有金属矿床分布广泛。卡鲁安-阿祖拜伟晶岩矿田处于中阿尔泰构造单元哈龙-青河稀有金属成矿带上,发现了潜在的大型-超大型卡鲁安锂矿床,由于缺乏系统可靠的花岗岩与伟晶岩数据资料,卡鲁安矿床花岗岩与伟晶岩的来源与演化过程及其成因联系尚不明确。本论文对卡鲁安矿区样品开展系统的主微量元素、Pb-Sr-Nd同位素、锆石U-Pb定年和Hf-O同位素以及锂同位素研究,旨在揭示卡鲁安矿区花岗岩与伟晶岩形成时代、潜在物质来源、构造背景,并进一步探究两者之间的成因关系。研究结果显示,外围黑云母花岗岩样品具有较高KO含量(4.1.3%),A/CNK的值位于1.05到1.09之间,是位于高钾钙碱性系列的过铝质S型岩石;伟晶岩亦具有较高KO含量(0.4.0%),A/CNK值位于1.08到4.37之间,伟晶岩为低钾拉斑玄武岩至高钾钙碱性系列的过铝质-强过铝质岩石。外围黑云母花岗岩锆石U-Pb年龄为407.9 Ma左右,ε(t)值为1.3.4;伟晶岩锆石U-Pb年龄为205 Ma左右,ε(t)值为-0.7.1。伟晶岩正的ε(t)值表明其初始岩浆源于地幔物质的部分熔融,或者是壳源物质和亏损地幔共同作用的结果。主微量元素揭示出外围黑云母花岗为贫粘土的碎屑岩源区,外围伟晶岩、含矿伟晶岩到无矿伟晶岩源区从贫粘土的碎屑岩源区过渡到富粘土的泥质岩源区。上述结果结合花岗岩与伟晶岩相似的Pb-Sr-Nd同位素组成,表明花岗岩与伟晶岩可能具成因关系。Li同位素结果显示δLi与Li含量之间并不存在线性关系,表明花岗岩浆结晶分异过程中δLi值与岩浆分异程度无关,锂同位素组成特征反映了其源区特征。δLi与岩浆结晶分异参数Rb、Zr/Hf、Nb/Ta值以及SiO含量之间不存在明显的相关性,表明花岗岩岩浆结晶分异过程中并没有产生明显的锂同位素分馏。无矿伟晶岩δLi值(-6.82.0‰)较高,代表了花岗岩岩浆演化的最后熔体部分,角岩δLi值可能受到了锂同位素扩散分馏作用的影响。伟晶岩具有与外围黑云母花岗岩一致的δLi值,表明伟晶岩为外围黑云母花岗岩部分熔融的产物。