辽东金属矿床的成矿时代及其热演化史——以青城子与五龙矿区为例

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矿体的成矿时代和热演化史是金属矿床研究的两个重要方面。成矿时代的准确限定对成矿机理的研究具有重要意义,但由于成矿过程的多期性和后期蚀变等原因的影响,使成矿时代的确定成为长期困扰矿床学家和年代学家的难题。同时,对矿体进行热演化史的研究可以帮我们更好地了解矿体的冷却抬升过程,为矿床勘探提供方向。在本论文中,我们以位于辽东半岛的青城子和五龙矿区为研究对象,对上述两方面进行深入研究。  根据我们得到的煌斑岩脉基质、钾长石和闪锌矿40Ar/39Ar年龄结果并结合前人的研究成果发现,青城子矿区在中生代的成矿作用存在多期性,限定的主要期次有:225~204Ma,152~149Ma,138~130Ma,分别属于晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世;五龙金矿的成矿时代是114.45±0.97Ma,属于早白垩世。  从我们本次利用40Ar/39Ar法对矿石矿物闪锌矿进行定年得到的结果可以得出:闪锌矿内的包裹体成分复杂,含有明显的过剩40Ar。即使大部分流体包裹体镜下观察具有原生流体包裹体的特征,但可能由于存在多期性或不易分辨的次生包裹体的混合,造成了较混乱的年龄谱。但是,反等时线可以清楚地反映样品存在过剩40Ar,并能利用反等时线图上数据点的分布范围限定成矿时代。我们本次的两个闪锌矿样品分别获得225~152 Ma和225~204 Ma的年龄范围,后者较好地限定了矿区一期晚三叠世的成矿作用,前者的年龄范围虽有些宽泛,但与通过其他年龄数据得到的矿区从晚三叠世开始持续到早白垩世的成矿作用时间也是相吻合的。说明利用40Ar/39Ar法对矿石矿物进行定年是有发展前景的。对于我们研究区的热演化史方面,目前还缺乏相关的研究成果。我们通过对矿区出露的岩体采样获得锆石、磷灰石(U-Th)/He年龄。对造成部分年龄分散的原因进行了分析,得到α粒子的射出效应和辐射损伤可能是两个重要因素。再利用(U-Th)/He年龄进行矿区低温阶段热历史反演,包括:利用年龄-封闭温度法、矿物对法等方法计算平均剥蚀速率、平均冷却速率和剥蚀量;利用热历史的定量模拟和年龄集中程度共同暗示了可能存在早白垩世、晚白垩世末期-古新世、始新世末期-渐新世三期快速抬升过程,青城子矿区的矿体经历了这三期抬升作用,而五龙金矿形成时代晚,只经历了后两期抬升过程,使矿体上升到近地表。最后,对可能引起矿区发生快速抬升的区域构造活动进行了简要分析得到:太平洋板块向西的挤压力是发生快速抬升的主要原因。
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