膏盐层对玢岩型-矽卡岩型铁矿床的控制作用研究

来源:地调局资源所 发布时间:2023-02-07

  玢岩型铁矿(铁氧化物-磷灰石矿床)和矽卡岩铁矿床是我国重要的富铁矿类型。长江中下游成矿带发育大量的玢岩和矽卡岩型铁矿床。这些矿床的空间分布与中下三叠统蒸发岩关系极为密切。中国地质调查局矿产资源研究所(以下简称“资源所”)李延河研究员、段超副研究员在前人工作基础上,应用硫同位素、矿物微区分析等方法,对该地区典型玢岩型和矽卡岩型铁矿床开展了详细的研究,对膏盐层在玢岩型铁矿-矽卡岩型铁矿成矿过程中的控制作用进行了详细的阐述。 

图7-1 长江中下游地质矿产分布图-石膏矿 

  1 长江中下游多金属成矿带与三叠纪岩相古地理及膏盐层分布(据李延河等,20132014 

  1)长江中下游成矿带内玢岩型-矽卡岩型铁矿床中普遍含石膏,大多数硫化物具有异常高的S同位素值(5‰–10‰),硫酸盐S同位素值(17‰-21‰)与海相蒸发岩层(28‰-30‰)相似,计算表明铁矿床中60%~80%硫来自膏盐层硫酸盐的高温还原。 

  2)蒸发沉积膏盐层是最重要的氧化屏障,向岩浆-热液成矿系统提供氧化剂(SO42-)、矿化剂(NaCaCl等)和挥发份,将成矿熔体中的Fe2+氧化成Fe3+形成铁氧化物和贫铁硅酸盐熔体,在矿化剂和挥发份的作用下熔离形成富挥发份铁矿浆,出溶形成富铁成矿溶液。在成矿岩体与膏盐层接触带附近富集形成矿浆型-矽卡岩型铁矿,在远离接触带部位形成热液交代-充填型玢岩铁矿,同时导致大规模的NaCl蚀变。 

  3)膏岩层中的硫酸盐将Fe2+氧化为Fe3+的同时,S6+被还原为S2-,向成矿系统提供硫源,形成硫化物矿石或黄铁矿矿床。蒸发岩层中的硫酸盐(石膏)被活化并随热液流体迁移到成矿系统的上部或侧面,形成硬石膏/石膏矿体(矿脉)。 

  4)建立了玢岩/矽卡岩型铁矿-石膏矿-硫铁矿三位一体成矿模型(图2)和宁芜-庐枞火山盆地双层成矿结构找矿模型(图3),该模型已被系列找矿勘查证实,推动玢岩铁矿找矿实现突破。 

图9-1 玢岩型-矽卡岩型铁矿床成矿系统模型 

  图2 玢岩型-矽卡岩型铁矿床成矿系统模型(Duan et al., 2021;李延河等,2021

膏盐层的作用-宁芜铁矿模型新解-改 

  图3 长江中下游玢岩型铁矿床双层成矿结构(据李延河等,2014

  1梅山铁矿;2–凹山铁矿;3–东山铁矿;4–高村铁矿;5–和睦山铁矿;6–白象山铁矿;7–姑山铁矿

    

  相关科研论文: 

  1)李延河, 段超, 韩丹, 陈新旺, 王丛林, 杨秉阳, 张成, 刘锋. 2014. 膏盐层氧化障在长江中下游玢岩铁矿成矿中的作用. 岩石学报,30(5): 1355–1368. 

  2)李延河, 谢桂青, 段超, 韩丹, 王成玉. 2013. 膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用. 地质学报, 879):1324–1334. 

  3)李延河,段超,王丛林,杨秉阳,侯可军,张成,刘佳林.2021.安徽凹山玢岩型铁矿床--宁芜矿集区玢岩型铁矿床成矿作用研究.北京:中国地质出版社 

  4Chao Duan, Yanhe Li, Jingwen Mao, Qiaoqiao Zhu, Guiqing Xie, Qiu Wan, Wei Jian, Kejun Hou. 2021. The role of evaporite layers in the ore-forming processes of iron oxide-apatite and skarn Fe deposits: Examples from the middle-lower Yangtze River metallogenic Belt, East China. Ore Geology Reviews, 138, 104352 

  5Chao Duan, Yanhe Li, Jingwen Mao, Kejun Hou, Conglin Wang, Bingyang Yang, Qian Wang, Wei Li, . 2019. Ore formation at the Washan iron oxide–apatite deposit in the Ningwu Ore District, eastern China: Insights from in situ LA-ICP-MS magnetite trace element geochemistry, Ore Geology Reviews, 112, 103064 

  6)李延河,段超,韩丹,刘锋,万德芳,王成玉.2017.矿浆型铁矿的氧同位素判别标志:以宁芜玢岩铁矿为例.岩石学报,3311):3411-3421