一种厚层灰岩覆盖区隐伏花岗岩体示踪的方法

1.本发明涉及厚层灰岩覆盖区隐伏花岗岩体研究领域，特别涉及一种厚层灰岩覆盖区隐伏花岗岩体示踪的方法。


背景技术：

2.目前灰岩覆盖区最常用的隐伏花岗岩示踪方法为地球物理方法或者地球化学示踪法，分为重力法、双频激电法，这些方法均存在一定的缺陷：1)重力法在岩体分布范围较小或者产状较陡时，产生的重力差异是非常小的；2)花岗岩接触带上有大面积金属成矿，也会产生综合效应，无法精确识别；3)而传统双频激电法由于灰岩本身是低阻体且产状是多变的，所以探测深度是有限的，且存在多解性。
3.目前地球化学示踪法主要为对地表的岩枝与岩脉开展元素地球化学与同位素地球化学示踪深部岩体或岩基，也同样存在一些问题：1)厚层灰岩覆盖区使得地表与浅部岩脉或岩枝缺失，难以获得研究样品；2)地球化学示踪方法无法对岩体形态、规模以及埋深做出预测。
4.深部岩浆岩出溶的热液流体可以沿着断层运移至浅部结晶，当断层发育时，热液运移距离要比岩浆侵位远得多。方解石作为常见的脉石矿物，往往大量出露地表，以不同产状产出于断层、地层、岩体以及矿体中。以地表断层中方解石作为研究对象，通过已有研究方法，能够判断覆盖区深部是否存在岩浆岩活动，且可以精确厘定深部岩浆活动的时代。结合广域电磁测深技术，可对覆盖区深部岩浆岩赋存位置及形态进行大致判断。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中上述技术问题，本发明提供了一种厚层灰岩覆盖区隐伏花岗岩体示踪的方法。
6.为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种厚层灰岩覆盖区隐伏花岗岩体示踪的方法，所述方法包括如下步骤：
7.s1:在厚层灰岩覆盖区采集不同类型的方解石矿物；
8.s2:对方解石开展显微鉴定与la-icp-ms稀土元素分析；
9.s3:将方解石磨成粉末，开展c-o同位素组成分析；
10.s4:根据方解石的稀土配分型式、δ
13cpdb
与δ
18osmow
值判别深部是否存在岩浆活动；
11.s5:通过方解石u-pb定年，精确厘定深部岩浆活动的时代；
12.s6:采用广域电磁测深与面分析方法探测深部岩体的空间形态。
13.进一步的，所述步骤s1具体为：通过野外作业，在厚层灰岩覆盖区采集不同类型的方解石矿物，按照不同指标区分方解石不同类型，具有如下不同类型：方解石颜色分为乳白色、粉红色、肉红色、黑色；颗粒大小分为细粒和粗粒；产出形状分为脉状或团块状；产出位置分布在围岩中、岩体中、矿体中。
14.进一步的，所述步骤s2具体为：将样品采回后，通过简单清洗，选取样品合适部位
切片，光薄片可用于显微鉴定，主要观察方解石共生矿物及穿切关系，若不同类型方解石存在穿切关系，那么根据穿切关系判断方解石的生成顺序；通过观察方解石共生矿物，判断当前类型方解石是否与成矿有关；切取的测温片用来对方解石进行la-icp-ms稀土元素分析；激光剥蚀过程使用高纯度氦气作为载气，与氩气混合后，进入电感耦合等离子质谱仪中采集原始信号，所述高纯度氦气流速为1.1升/分钟，所述氩气流速为13.5升/分钟；分析测试的激光束斑直径、频率和能量分别为35μm、5hz和2.0j/cm2，剥蚀方式为单点剥蚀，每个点的分析时间为90s，包括50s空白信号和40s样品信号；方解石单矿物微量元素含量处理中采用nist-610，nist-612、bhvo-2g和macs-3进行多外标单内标校正，用epma分析方解石中的钙含量，不同类型方解石拥有不同的稀土配分型式，不同的稀土配分模式用来判断深部是否有岩浆岩活动。
15.进一步的，所述步骤s3具体为：将样品手动装入12ml圆底硼硅酸盐容器中，并使用丁基橡胶隔片密封；用双孔针以100毫升/分钟的速度穿透隔膜，用5级氦自动冲洗外容器；再在每个外输液器中滴入4-6滴磷酸，将外容器放入一个铝制托盘中，在72℃下保持4小时，使其钙化；随后，通过标准的100μl样品环取样，将样品气体引入质谱仪10次；使用加热到70℃的气相色谱柱，将二氧化碳与其他成分分离，然后将所述二氧化碳对应的峰通过分流进入质谱仪中；分析精密度(2σ)优于0.2
‰
，分析结果δ
13
c以pdb为标准，δ
18
o以smow为标准，转换关系为：δ
18o(v-pdb)
＝(δ
18o(v-smow)
–
30.91)/1.0309，不同类型方解石的c-o同位素投图有差别，中等的δ
13cpdb
(-12
‰
～3
‰
)，低的δ
18osmow
(5
‰
～8
‰
)可以有效判定厚层灰岩覆盖区深部有无岩浆岩活动。
16.进一步的，所述步骤s4具体为：通过实验得到方解石的稀土配分型式和δ
13cpdb
与δ
18osmow
值，将测得的数据投点在δ
13
c-δ
18
o图解中，根据呈现出的不同分布型式判断方解石热液来源。
17.进一步的，所述步骤s5具体为：样品处理后，在双目镜下把方解石用双面胶粘于载玻片上，放上pvc环，用环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入pvc环中，烘干，待树脂充分固化后将样品靶从载玻片上剥离；将样品靶进行打磨和剖光后，在单偏光镜、正交偏光镜和阴极发光显微镜下进行图像分析；根据方解石显微照片圈定合适的待测靶区，测试之前，用酒精或无水乙醇将其表面清洗干净；通过方解石u-pb定年结果可以精确厘定深部岩浆活动的时代。
18.利用低温热液矿物方解石lree富集型稀土元素分配型式与中等的δ
13cpdb
(-12
‰
～3
‰
)，低的δ
18osmow
(5
‰
～8
‰
)可以有效判定厚层灰岩覆盖区深部有无岩浆岩活动；2)热液方解石的u-pb定年技术可以准确约束深部岩浆岩侵位的时间；3)广域电磁测深剖面与面分析技术可以有效反演出深部高阻体(视电阻率》7000ω.m)的形态。
19.本发明的上述方案有如下的有益效果：
20.本发明的上述方案所述的地球物理方法与低温热液矿物地球化学联合示踪方法具有以下几点改进：
21.1)采用了广域电磁测深技术，可以有效穿过灰岩覆盖层，使得有效探测深部达到了地下5km；
22.2)岩浆热液有关的低温热液矿物分布范围要远大于岩脉或岩枝，尤其是断层破碎带中，低温热液矿物方解石可以沿区域断裂从地下3～5km运移至地表；
23.3)方解石的稀土元素分配型式与c-o同位素组成可以有效区分沉积成因方解石与岩浆热液成因方解石；
24.4)方解石的u-pb定年技术约束深部岩浆活动的时代。
附图说明
25.图1是本发明实施例1不同类型的方解石示意图；
26.图2a是本发明实施例1不同类型方解石对应不同的含矿元素含量图；
27.图2b是本发明实施例1不同类型方解石对应不同的稀土配分型式图；
28.图3是本发明实施例1不同类型方解石的c-o同位素图；
29.图4是本发明实施例1方解石u-pb定年结果；
30.图5是本发明实施例1广域电磁反演剖面的覆盖区视电阻率的分布状态图。
具体实施方式
31.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
32.除非另有定义，本发明中所使用的专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
33.采集的方解石样品均来自于湖南省永州市道县铜山岭矿田断层中，共采集四个样品，采集样品经纬度坐标分别为111
°
30'5.1"、25
°
17'22.3"；111
°
22'30.1"、25
°
15'20.8"；111
°
27'15.4"、25
°
17'42.8"；111
°
29'16.4"、25
°
17'30.2"。
34.本发明针对现有的问题，提供了一种厚层灰岩覆盖区隐伏花岗岩体示踪的方法。
35.实施例
36.一种厚层灰岩覆盖区隐伏花岗岩体示踪的方法
37.具体步骤为如下：
38.s1：通过野外作业，在厚层灰岩覆盖区采集不同类型的方解石矿物，一般从方解石颜色(乳白色、粉红色、肉红色、黑色)、颗粒大小(细粒、粗粒等)、产状(脉状、团块状)、产出位置(围岩中、岩体中、矿体中)四方面来大致区分方解石的不同类型，如图1展示的两种不同类型的方解石，一种呈粉红色，矿物颗粒较大，另一种呈白色，颗粒较小。此实施例在湖南省永州市道县铜山岭矿田断层(经纬度坐标：111
°
30'5.1"、25
°
17'22.3")采集到方解石原生样品。将方解石样品装袋并记录样号后，带回实验室进行进一步处理；
39.s2：将方解石样品采回后，通过简单清洗，选取样品合适部位切片，光薄片用于显微鉴定，主要观察方解石共生矿物及穿切关系。若不同类型方解石存在穿切关系，那么可以根据穿切关系判断方解石的生成顺序；通过观察方解石共生矿物，判断当前类型方解石是否与成矿有关。切取的测温片用来对方解石进行la-icp-ms稀土元素分析。用中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测重点实验室激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(la-icp-ms)对方解石进行原位稀土元素分析。实验室使用teledyne photon machines analyte he excimer 193nm激光剥蚀系统，激光剥蚀过程使用高纯度氦气(1.1升/分钟)作为载气，与氩气(13.5升/分钟)混合后进入电感耦合等离子质谱仪中采集原始信号。分析测试的激光束
arf准分子激光器，电感耦合等离子体质谱系统主要有nu plasma和neptune等型号。样品处理后，在双目镜下把方解石用双面胶粘于载玻片上，放上pvc环，用环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入pvc环中，放入烘箱烘干，待树脂充分固化后将样品靶从载玻片上剥离；将样品靶进行打磨和剖光后，在单偏光镜、正交偏光镜和阴极发光显微镜下进行图像分析；根据方解石显微照片圈定合适的待测靶区，优选表面平整、无包裹体或裂隙和杂质少的部位，减少普通铅的影响。测试之前，用酒精或无水乙醇将其表面清洗干净，避免表面铅污染。通过方解石u-pb定年结果可以精确厘定深部岩浆活动的时代，如图4所示，某一方解石标准样品通过la-icp-ms测得的u-pb年龄为254.4
±
1.7ma(2σ,mswd＝5.6,n＝214)，得到的方解石年龄可以反映深部岩浆活动的时代；
43.s6：通过广域电磁反演剖面可以揭示覆盖区视电阻率的分布状态，从而得到深部岩体的空间形态。如在某覆盖区研究中，发现了一个异常高电阻体(》7000ω.m)，经钻孔资料证实，表明存在一个花岗岩侵入体。花岗岩侵入体形态可通过广域电磁反演剖面清晰地反映出来，岩体与地层的接触带为成矿的有利部位，如图5所示。
44.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。