辽河群富铁表壳岩系磁铁矿微量元素组成对古元古代铁矿成因的制约——以周家地区为例

铁矿石是工业发展不可缺少的矿产资源,多数铁矿石赋存于前寒武纪条带状铁建造(BIF)中。古元古代是苏必利尔型BIF形成的重要时期,但它们在华北克拉通并不发育。在胶-辽-吉构造带的辽河群中存在一系列形成于2.2~2.1Ga的富铁表壳岩系及具有经济价值的块状和层状铁矿石。揭示这些富铁岩石中磁铁矿的成因,并与苏必利尔型BIF进行对比,对探索华北元古宙铁矿找寻方向有重要意义。本文对辽宁周家地区辽河群中的块状和层状铁矿石、共生浸染状和脉状矿化变粒岩及弱矿化磁铁变粒岩开展的岩相学和磁铁矿微量元素研究表明,区域存在三类地球化学特征不同的磁铁矿。第一类磁铁矿来自块状矿石和浸染状矿化变粒岩,它们的Mg、Mn含量较高,Ti、V和Co含量低;第二类磁铁矿赋存于层状矿石和弱矿化磁铁变粒岩中,它们的Mg、Mn含量较低而Ti、V和Co含量稍高;第三类磁铁矿仅产出于脉状矿化变粒岩中,它们的Cr-Ni-V-Ti-Mn体系与前两类磁铁矿均不相同。元素含量及变化趋势的相似性表明,块状和层状矿石的形成分别是浸染状矿化变粒岩和弱矿化磁铁变粒岩中磁铁矿进一步生长富集的结果,而脉状矿化变粒岩中铁镁组分含量高是导致第三类磁铁矿具有最高Cr、Mn含量的主要因素。在Cr-Ni、Ti-Ni/Cr和V-Ti图解中,本文研究的磁铁矿多数具有低温热液成因的元素地球化学特征。弱矿化磁铁变粒岩中磁铁矿的Ti和Ni含量具负相关性,表明它们经历了由高温到低温条件的变化过程。虽然都是变质-热液作用的产物,但本文研究的辽河群三类磁铁矿与西澳古元古代Hamersley苏必利尔型BIF中的磁铁矿在元素组成上存在明显差异,表明它们的形成条件在温度、氧逸度和体系成分等方面与典型苏必利尔型BIF中的磁铁矿不同。

辽东半岛大石桥周家铁钴矿控矿构造特征及其区域地质意义

构造作用往往能为成矿流体提供重要的导矿通道,以此对矿床的形成及富集起着关键的控制作用,对其进行深入的研究能为地质找矿提供理论依据。本文对中国东北地区辽宁大石桥市周家铁钴矿开展了详细的地质工作,包括剖面测制、构造解析和岩相学观察等。野外观察及室内岩相学研究指示Fe-Co矿矿体主要赋存于里尔峪组二段变粒岩和浅粒岩中。此外,还有少量铁矿见于古元古代辽吉花岗岩中。构造解析显示周家Fe-Co矿围岩变形包括早期紧闭褶皱、逆冲断层以及断层相关褶皱和晚期布丁构造、倾竖褶皱。通过野外岩脉穿切关系并综合前人年代学资料,可以将周家铁钴矿形成过程分为三个阶段,早期发生原始地层变形,即为S_(0)发生变形形成S_(1)和F_(1)阶段;中期逆冲断层及紧闭褶皱等产于强烈造山期的构造要素为周家铁钴矿在古元古代的富集成矿提供了重要的构造条件;周家铁钴矿最终构造样式为倾竖褶皱和布丁状铁矿体,形成于晚期古元古代造山后的抬升剥蚀。