玢岩型铁矿床（铁氧化物-磷灰石矿床）对成矿母岩的“选择”：来自锆石微量元素和Hf-O同位素的约束

　　安徽宁芜中生代火山盆地是中国东部最为典型的玢岩型铁矿床（铁氧化物-磷灰石矿床，IOA型矿床，Kiruna-type deposit）集中发育的矿集区，发育有30多个典型的玢岩型铁矿床。在宁芜矿集区，发育有龙王山、大王山、姑山和娘娘山4组火山作用旋回，包括喷发-喷溢-次火山岩侵入等火山活动，他们发育时间短（集中于约10Ma内，图1）并具有类似的岩石地球化学特征。然而，4组火山旋回中只有大王山旋回晚期侵入的次火山岩与玢岩型铁矿床的形成有关。因而，揭示这4组火山旋回源区、演化及岩浆本身的特征差异对于约束玢岩型铁矿床成矿母岩特征具有重要的意义。 

　　中国地质调查局矿产资源研究所（以下简称“资源所”）段超副研究员应用锆石Hf-O同位素和微量元素分析，详细区分了与成矿相关和不相关火山旋回的岩浆特征，揭示了IOA玢岩型铁矿床成矿母岩的岩浆特征。研究发现： 

　　（1）宁芜矿集区中生代火山旋回具有三个岩浆源区：与洋壳相关的富集地幔、太古代基底和新元古代地壳物质。龙王山和大王山旋回岩浆的主要源区包括太古宙地壳和富集地幔，而姑山和娘娘山旋回的岩浆源区则主要为新元古代地壳和富集幔。根据岩浆源，宁芜矿集区的四个火山作用旋回可分为两组：龙王山-大王山火山旋回和姑山-娘娘山火山旋回（图1）。 

　　（2）龙王山组和大王山组的岩浆氧逸度（f_O2）分别为ΔFMQ +0.6至+2.2和ΔFMQ +0.8至+3.0。相比之下，姑山组的岩浆f_O2值要低得多，ΔFMQ为 +0.2至+0.6，而娘娘山组的峰值为ΔFMQ +0.6至+2.4和+3.2至+4.2 （图2）。 

　　（3）根据火山岩锆石微量元素新数据并结合前人的研究结果，认为适中的岩浆氧逸度（ΔFMQ +0.8至+3）、富F、高含水量、高比例的富集地幔物质以及较高程度的岩浆演化是玢岩型铁矿床成矿母岩的制约因素（图2）。 

　　图1 宁芜矿集区火山岩锆石Hf-O同位素特征与岩浆源区转变特征 

　　图2 宁芜矿集区火山岩岩浆氧逸度与演化程度特征 

　　相关科研论文： 

　　Chao Duan, Yanhe Li, Jingwen Mao, Qiu Wan, Sheng He, Conglin Wang, Bingyang Yang, Kejun Hou. 2023. Zircon U–Pb ages, Hf-O isotopes and trace elements of the multi-volcanism in the Ningwu ore district, eastern China: Implications for the magma evolution and fertility of iron oxide–apatite (IOA) deposits, Gondwana Research, 116: 149-167.