安徽庐枞盆地泥河铁矿床成矿流体特征及其对矿床成因的指示

庐枞盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块北缘,是长江中下游成矿带中重要的铁铜多金属成矿区。庐枞盆地西北部勘探新发现的大型泥河铁硫硬石膏矿床,矿床中硬石膏在不同蚀变-矿化阶段均广泛发育,具有鲜明的成矿特色,是玢岩型铁矿床成矿流体研究的理想对象。本次工作在详细野外地质和室内研究基础上,对矿床不同成矿阶段硬石膏等脉石矿物中流体包裹体开展较系统的包裹体岩相学、显微测温学和拉曼光谱学研究。鉴定出矿床中的包裹体类型有Ⅰa型原生包裹体(L+G),Ⅰb型次生包裹体(L+G)和Ⅱ型包裹体(L),均属盐水体系。拉曼探针分析结果显示包裹体的主要成分为盐水溶液,气相成分含有微量的CO2、N2和CH4。各成矿阶段矿物中包裹体测温工作表明,硬石膏-辉石-磁铁矿阶段、硬石膏-黄铁矿-磁铁矿阶段、高岭石-硬石膏-石英-黄铁矿阶段和重晶石-方解石-硬石膏阶段成矿流体温度的峰值分别为460.0～380.0℃、350.0～270.0℃、250.0～190.0℃和190.0～150.0℃,成矿流体盐度的平均值分别为14.11%NaCleqv,10.73%NaCleqv,4.03%NaCleqv和3.26%NaCleqv,成矿流体经历了从中高温中等盐度流体向中低温低盐度流体的演化过程。在此基础上初步分析了矿床成矿流体系统的演化过程和成矿机理,建立了泥河矿床的成矿模式。

安徽庐江泥河铁矿的发现及意义

泥河铁矿是在玢岩铁矿模式、大型矿集区成矿理论的指导下,通过系统分析和研究庐枞地区成矿地质条件和成矿规律,选择1∶5万航磁异常与重力异常套合地区,在1∶1万地磁测量基础上,利用钻探对磁异常进行验证而发现的,这一发现是长江中下游地区近20年来找矿的重大突破之一。勘探成果表明,泥河铁矿是一个由大型磁铁矿、大型硫铁矿、中型硬石膏矿组成的复合型矿床。泥河铁矿主要的赋矿围岩为上侏罗统砖桥组下段的火山碎屑岩及闪长玢岩,赋矿的有利构造为闪长玢岩体的穹状隆起部位。其围岩蚀变强烈,矿床成因类型为广义玢岩型铁矿。根据成矿条件和重磁异常,庐枞地区仍然具有重要的找矿远景,泥河主矿体东南部、泥河与罗河之间、矾母山-义津桥地区是今后铁矿找矿的重点地区。

安徽省庐江县泥河铁硫矿床地质特征及成因初步分析

泥河铁硫矿床位于长江中下游成矿带内庐枞盆地的西北部,矿床中铁、硫储量均达到大型矿床规模,硬石膏储量达到中型规模,是长江中下游成矿带内近年来重大找矿突破之一,其发现具有重要的理论意义和勘探价值。泥河矿区内主要地层为砖桥组和双庙组安山质火山熔岩和碎屑岩,侵入岩体主要为辉石闪长玢岩。磁铁矿体呈厚大的透镜状分布于闪长玢岩穹窿顶部,硫铁矿体和硬石膏矿体主要呈透镜状、似层状产于砖桥组地层中。矿床中金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿,非金属矿物主要为硬石膏、辉石和石英。矿石以磁铁矿-硬石膏-辉石组合为特征。矿石的结构构造主要为浸染状构造,块状构造,自形-半自形粒状结构、他形粒状结构、交代假象结构和筛状结构等。矿区围岩蚀变强烈,自下往上划可分为深色蚀变带、叠加蚀变带和浅色蚀变带,主要蚀变类型包括硬石膏-辉石岩化,黄铁矿化、硅化和泥化等。泥河矿床的形成经历了热液期和四个成矿阶段,即磁铁矿-黄铁矿阶段、石英-碳酸盐-黄铁矿阶段、石英-黄铁矿阶段和脉状碳酸盐硫酸盐阶段。通过对矿床地质特征的分析以及与宁芜盆地典型玢岩型铁矿床对比研究,本文认为泥河铁矿床的形成与辉石闪长玢岩关系密切,属于"陶村式"玢岩型铁矿床。

安徽庐江泥河铁矿矿床地球化学特征及其对成因的制约

泥河铁矿位于长江中下游成矿带庐枞中生代火山岩盆地中,矿床具有典型玢岩型铁矿的地质特征,是研究玢岩型铁矿成因的良好对象。本次工作在详细的野外观察及室内研究的基础上,对泥河铁矿主成矿期矿石矿物的稀土元素、硫同位素及铅同位素进行了分析测试工作。主成矿期磁铁矿、黄铁矿稀土元素配分模式呈现LREE富集、HREE曲线平直、Eu轻微负异常的特征,与赋矿砖桥组熔岩、闪长玢岩的稀土元素配分模式较为一致,结合矿石矿物与围岩的铅同位素特征,推测成矿金属元素主要来源于赋矿的火山-次火山岩,可能有少量壳源物质的加入。黄铁矿与硬石膏的硫同位素表现出双峰式分布的特征,说明岩浆活动与三叠纪膏盐层均对硫有所贡献。三叠纪膏盐层在泥河铁矿的成矿过程中,不仅仅是重要的矿化剂,同样是铁质沉淀的氧化剂。综合矿床地质与地球化学特征,认为泥河铁矿是由次火山岩体演化产生的含矿高温热液在闪长玢岩穹窿顶部,通过交代充填作用形成的玢岩型铁硫矿床。

基于普通克里格法的泥河铁矿床资源储量估算研究

本文基于安徽泥河铁矿床的三维矿体模型,利用普通克里格法对其资源储量进行了估算,并采用反距离加权插值法对估算结果进行了对比研究。结果显示,普通克里格方法在目前国内勘探程度提供的数据支持下可以适用,结果科学可靠。该研究可推动国际先进的资源储量估算方法在国内找矿勘探中的应用。

安徽庐枞盆地泥河铁矿床年代学研究及其意义

庐枞盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块北缘,是长江中下游成矿带中重要的铁铜多金属成矿区。庐枞盆地内火山岩和侵入岩分布广泛,包括龙门院、砖桥、双庙和浮山4组火山岩以及34个出露地表的侵入岩体。泥河铁矿床是盆地西北部新勘探发现的大型铁矿床,其精确的成岩成矿时代及其形成构造背景研究仍十分薄弱。本次工作在详细野外地质工作的基础上,系统开展了泥河铁矿床成岩成矿年代学研究,通过对岩浆岩锆石LA ICP-MS和金云母40Ar-39Ar定年方法,确定矿区中的辉石闪长玢岩、正长斑岩和粗安斑岩的成岩时代分别为132.4±1.5Ma、129.4±2.0Ma和134.3±1.2Ma,成矿时代为130.9±2.6Ma。矿床地质特征表明辉石闪长玢岩是成矿母岩,粗安斑岩形成于成矿作用之前,正长斑岩为成矿期后形成的脉岩,穿切火山岩地层和矿体。上述定年结果与地质事实吻合,表明泥河铁矿床的成岩成矿作用几乎同时发生。通过与庐枞盆地和区域成岩成矿时代对比,认为盆地内玢岩型铁矿床集中形成于130Ma左右,是长江中下游成矿第二期成矿作用活动的产物,庐枞盆地内130Ma左右的辉石闪长玢岩侵入体是寻找泥河式玢岩型铁矿床的勘探靶区。

多种电磁测深技术在深部控矿构造探测中的应用研究——以泥河铁矿为例

长江中下游成矿带是我国东部重要的铁、铜多金属矿产资源基地,使用现代地球物理探测技术对该成矿带典型矿床深部结构进行探测,对认识深部矿床成因、总结找矿方法和深部找矿的实践具有重要意义。本文选取位于长江中下游成矿带庐枞矿集区内的泥河玢岩铁矿为实验区,开展了音频大地电磁(AMT)、可控源音频大地电磁(CSAMT)和瞬变电磁(TEM)等电磁法探测实验;通过对AMT、CSAMT和TEM数据的处理和反演,发现3者相同测线反演结果反映的控矿地质体电性特征基本一致,但细节上存在一定差异。综合3种电磁测深反演结果,电性特征刻画了砖桥组火山岩地层分布,分辨出闪长玢岩体的隆起部位和基本形态,揭示了矿体的赋存位置。认为在合理的数据采集、处理和反演条件下,电磁测深能有效地区分复杂地质构造条件下次火山岩与围岩的电性差异,找到控矿构造界面,从而推断出矿体的位置。

安徽省庐江县泥河铁矿重磁异常特征

泥河铁矿是应用理论找矿、验证磁异常发现的一处大型铁、硫火山岩型矿床。被中国地质调查局评为2008年度十大发现之首,是地质找矿新机制"泥河模式"矿床。重磁勘探在该矿床的发现和普查的过程中发挥了重要作用,重磁异常特征倍受关注。泥河铁矿位于鼻状重力高异常区,剩余重力异常与矿体分布相吻合;原始地磁场以存在△T负异常为特征,△T正异常松散、零乱,与周边异常无明显区别;△T化极异常强度低,经上延或滤波等信息提取处理后形态较好,与矿体分布一致,是验证和矿床普查布钻的重要依据,定量反演计算也在矿床普查过程中发挥了作用。

安徽庐枞盆地泥河铁矿床成矿流体性质:来自He-Ar-H-O同位素的证据

安徽庐江泥河铁矿床位于长江中下游成矿带庐枞中生代火山岩盆地,受控于切穿至Moho面的罗河-缺口断裂,矿床具有典型玢岩型铁矿的特征。泥河铁矿床硬石膏-透辉石-磁铁矿阶段流体3He/4He=0.14~0.76Ra(平均0.3548Ra),40Ar/36Ar=262.2~364.9(平均299.3),δ18OSMOW=-2.16‰~5.04‰,δDSMOW=-40.7‰^-34.8‰;硬石膏-黄铁矿-磁铁矿阶段流体3He/4He=0.0108~0.1301Ra(平均0.0697Ra),40Ar/36Ar=221.4~401.4(平均315.1),δDSMOW=-31.8‰^-15.4‰,δ18OSMOW=-2.72‰~1.88‰;高岭石-硬石膏-石英-黄铁矿阶段流体3He/4He=0.0162~0.0223Ra(平均0.0193Ra),40Ar/36Ar=312.5~367.6(平均340.05),δDSMOW=-25‰^-8‰,δ18OSMOW=-6.59‰^-4.89‰。成矿流体的同位素特征显示,幔源流体可能参与了泥河铁矿床早期的成矿作用,后期改造型饱和大气降水逐步加入并占据成矿作用的主导地位。研究结果表明,长江中下游地区中生代强烈的壳幔相互作用,是形成区域巨量金属矿床的重要机制,区域的深大断裂构成了幔源岩浆、幔源物质参与浅部成矿的通道。

安徽庐枞盆地泥河铁矿床与膏盐层的成因联系及矿床成矿模式

安徽庐枞盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块北缘,是长江中下游成矿带中重要的铁铜多金属成矿区和玢岩型铁矿的集中产地。庐枞盆地西北部勘探发现了大型泥河铁矿床,其硫铁矿和硬石膏矿床也达到了中大型规模,矿床中硬石膏在不同蚀变-矿化阶段均广泛发育,具有鲜明的成矿特色。深部勘探揭示庐枞盆地深部存在含石膏沉积地层(膏盐层),但目前膏盐层与成矿作用关系尚未引起研究重视。本文总结和分析了泥河铁矿床的地质地球化学特征,着重分析了膏盐层与铁矿床形成的关系,并在阐明成矿流体系统演化过程和成矿机理的基础上,提出泥河矿床的形成与三叠系膏盐层有着重要的成因关系,膏盐层是泥河铁矿床形成的重要地质条件之一。铁矿床及蚀变围岩中的大量硬石膏主要来自膏盐层;膏盐层为铁的成矿作用提供了大部分硫和矿化剂元素。在此基础上,建立了泥河铁矿床的两期成矿模式,即中晚三叠世含膏盐地层的沉积作用期(预备成矿期)和早白垩世的岩浆热液成矿期。

安徽庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型

开展长江中下游地区玢岩型铁矿床轴向原生晕地球化学分析及建模,可弥补地球物理勘探结果的多解性及探测精度的局限性,对定位和评价深部盲矿体具有至关重要的作用。文章在以往研究的基础上,开展庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床钻孔原生晕的研究工作,采用多元统计分析方法,查明了主要成矿指示元素在不同地质体中的富集和亏损,确定了磁铁矿、硫铁矿和硬石膏矿体的矿中、近矿及远矿指示元素组合,结合矿床成因模型,建立了泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型,通过罗河和小包庄玢岩型铁矿床的佐证,认为该模型可以应用于长江中下游成矿带玢岩型铁矿床的勘探工作中。

庐枞盆地泥河铁矿床中硬石膏微量元素特征、沉淀机制及其对铁成矿作用的制约

泥河铁矿床是长江中下游成矿带庐枞火山岩盆地中典型的磁铁矿-磷灰石型铁矿床。硬石膏是矿床中的主要脉石矿物,在矿床的各个阶段均有发育。本文在详细的野外地质工作和岩相学观察基础上,系统的对矿床各成矿阶段硬石膏开展LA-ICP-MS分析测试工作对硬石膏形成机制进行了分析,初步探讨了硬石膏在铁成矿过程中的作用及意义。矿床中的硬石膏分为三类:与透辉石、磁铁矿、黄铁矿、磷灰石等矿物共生的紫色板状硬石膏(Type Ⅰ);与黄铁矿共生的白色板状硬石膏(Type Ⅱ)以及呈独立脉状产出的白色糖粒状硬石膏(Type Ⅲ)。Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏REE含量远低于Type Ⅰ硬石膏,Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏的稀土配分模式相似,二者与Type Ⅰ硬石膏具有很大差别。泥河铁矿床硬石膏中REE含量受结晶学因素的影响较小,主要影响因素为温度、流体的演化过程以及络合物阴离子的类型和数量。早期高温热液中REE主要以Cl络合物形式迁移,矿床中较早沉淀的富稀土矿物捕获了大量REE,使体系中REE含量大幅度减少,致使Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏稀土含量偏低。晚期流体盐度的降低导致了Cl-/SO42-比值变低,热液中稀土元素的减少以及络合物配位体的改变导致了Type Ⅱ和Type Ⅲ硬石膏稀土配分模式趋于平滑。此外Type Ⅲ硬石膏个别点显示出轻稀土富集的特征,说明热液晚期可能存在硬石膏的溶解再沉淀过程,该过程会改变硬石膏中的稀土配分模式。硬石膏的加入可以提高体系氧逸度,提高热液中铁元素的形成磁铁矿的比率从而利于形成大规模铁矿体。

安徽庐江——枞阳矿集区典型铜、铁矿床三维电性结构特征

"玢岩型"铁矿和斑岩型铜矿是庐江-枞阳矿集区两个主要矿床类型,以往研究主要集中在矿床学、岩石学、年代学和地球化学等方面,地球物理工作开展相对较少。随着找矿深度不断加大,地球物理的作用越来越大。为建立典型矿床地球物理探测的解释"标尺",笔者选择泥河铁矿和沙溪铜矿为研究对象,开展三维音频大地电磁测深工作,获得了典型铜、铁矿床及围岩的三维电性结构模型。结果显示,玢岩(泥河)铁矿电性主体表现为层状结构,由浅至深主要为低阻的沉积层、高阻火山岩、相对低阻的蚀变带以及相对高阻的次火山岩,赋存于次火山岩体顶部穹隆状的磁铁矿主要表现为高阻特征。斑岩(沙溪)铜矿电性主体表现为块状(或纵向带状)结构,浅表为低阻沉积盖层,深部主要为相对高阻的沉积地层和高阻斑岩体,赋存于岩体内或围岩接触带的矿体则为中等电阻特征。为便于模型的实用,笔者将两类矿床的复杂电性模型转化为简化的概念电性模型,为寻找类似矿床提供快速对比"标尺"。

安徽南部庐枞盆地罗河-泥河铁矿田含矿辉石粗安玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

安徽庐枞火山岩盆地中的罗河-泥河铁矿田产有与燕山期岩浆活动有关的大型铁矿床,是长江中下游玢岩型铁矿的一个重要组成部分。对矿田的含矿岩体进行了薄片鉴定和化学分析,结果表明该类岩浆岩为超浅成的中偏基性辉石粗安玢岩。运用锆石LA-ICP-MSU-Pb定年方法进行年龄测定,测得的206Pb/238U平均年龄分别为133.3Ma±0.6Ma(LJ23)、133.2Ma±1.1Ma(LJ37)、132.8Ma±2.6Ma(NHK1-2),3个年龄在误差范围内基本一致,表明矿田内辉石粗安玢岩的形成年龄约为133Ma。这一时间正好位于区内龙门院-砖桥和双庙-浮山两大火山喷发旋回的间歇期,为砖桥火山喷发旋回后期潜火山作用的产物。结合基础地质、矿床地质分析和含矿岩体、磁铁矿单矿物化学分析结果,推测矿田的成矿时间为133～131Ma。表明成岩成矿作用与发生于中国东部140Ma左右的构造体制大转折和130Ma左右的大规模岩石圈拆沉两大地质事件相吻合。

安徽庐江泥河铁矿床成矿流体特征研究

安徽庐江泥河铁矿床位于长江中下游成矿带庐枞中生代火山岩盆地，为一典型的玢岩型铁矿床。本文在详细野外调研的基础上，开展了泥河铁矿床各个成矿阶段流体包裹体测温工作，明确磁铁矿黄铁矿化阶段流体均一温度集中在330～370℃之间；石英碳酸盐黄铁矿化阶段流体均一温度集中在260～295℃之间；石英黄铁矿化阶段流体均一温度集中在205～250℃之间；脉状碳酸盐硫酸盐阶段流体均一温度集中在140～190℃之间。利用包裹体均一及冰点温度算得流体盐度集中在6％～12％之间，密度集中在0．70～0．8g／cm^3之间，属于中盐度中低密度流体。结合前人的研究工作，对泥河铁矿床的成矿作用过程及流体演化进行了初步的探讨。

基于已知信息约束的重磁三维反演在深部磁铁矿勘查中的应用——以安徽泥河铁矿为例

安徽泥河铁矿是一个典型的玢岩型铁矿,矿体埋深大,在地表产生的重磁异常幅值较小。为评估重磁资料精细处理与三维反演在磁铁矿深部勘查中的应用效果,选择泥河铁矿开展基于已知信息约束的重磁反演试验:首先通过模型试验对比了不同已知信息约束条件下的三维反演效果,然后通过针对性的位场分离方法提取了泥河铁矿的剩余重磁异常,将已知的地表地质信息转化为物性信息,构建了剩余密度和磁化率参考模型,用以约束重磁三维反演。根据反演所得密度体及磁化率体的三维分布模型,结合物性与岩性之间的关系,确定了泥河铁矿体的三维空间形态,该结果与地质勘探结果基本吻合。研究结果表明,基于已知信息约束的重磁三维反演,可以大幅提高反演结果的可靠性,对于高磁高密度的磁铁矿而言,是寻找和刻画深部磁铁矿体的有效方法。

安徽省庐江县泥河铁矿工程地质特征分析

泥河铁矿位于安徽省庐江县城南约25km。地处庐枞盆地西北部边缘,紧邻郯庐断裂带,为一大型含硫磁铁矿、大型硫铁矿、中型硬石膏矿组成的多种隐伏矿床。2007-2009年,经过3年的勘查工作,共计投入钻探工作量8.33m(74个钻孔),查明该矿床开采技术条件为水文地质条件简单、工程地质条件中等、环境地质条件中等偏复杂的复合型矿床。笔者曾有幸自始至终参加了该矿床的勘查工作。本文在掌握第一手资料的基础上,对该矿床工程地质特征做了进一步的分析研究,以期对泥河铁矿未来的开采工作有所借鉴。

安徽泥河铁矿侵入岩地质地球化学特征

泥河铁矿是安徽省境内近几年发现的继罗河铁矿后的又一大型隐伏铁矿。矿床类型属"玢岩型",与成矿关系密切的为次火山岩侵入岩。通过地质地球化学分析可知,矿区主要次火山岩为闪长玢岩,其SiO2含量属于正常类型,偏基性、偏碱性,稀土含量偏低,轻稀土富集,明显的负Eu异常,微弱的Ce负异常。侵入岩均显富集Rb、Th等大离子亲石元素。表明侵入岩源区物质主要来源于深部的幔源物质,混染了少量的壳源物质。

便携式X射线荧光光谱技术在泥河铁矿岩心矿化蚀变信息识别中的应用

便携式X射线荧光光谱(PXRF)是针对野外原位快速分析而发展起来的一项新技术,常被用于岩石露头地球化学研究和土壤重金属污染评价等方面.本研究以安徽省泥河铁矿钻孔为例,在野外对5个钻孔的岩心系统划分岩性段,利用便携式X射线荧光光谱仪原位测量每个岩性段的Fe、Mn、Cr、Co、Ni、Ti、V、Cu、Zn、Pb、Ag、Mo、K、Ca、As、Sb、Bi、Cs、Zr、Nb等元素含量,绘制钻孔各元素含量分布图.研究发现,(1)利用PXRF技术获得的岩心Fe元素高含量部位与根据化学分析得到的铁矿石品位数据而圈定的磁铁矿体范围吻合较好;(2)Fe元素和Fe-V-Mn-Cr-Ni-Ti-Bi组合异常、Zn元素和Zn-Cu-Cd组合异常分别对铁矿化和铜、锌矿化具有较好的指示作用;(3)K、Ca异常分别对钾长石化、硬石膏化等蚀变具有较好的指示作用.由此可见,PXRF技术在野外岩心矿化和蚀变信息识别中具有方便、快捷、实用、可靠、无损、成本低廉等优点.

多尺度地球物理与成矿系统探测:现状与进展

不同的构造环境,物源基础和保存环境形成矿床在观测结果上表现为不同的地球物理属性,地球物理探测方法利用密度、磁化率、极化率、电阻(导)率、波阻抗等物性差异进行地下地质体探测.利用地球物理方法进行成矿系统探测需要剖析从局部到区域矿物矿床形成的物源、通道和富集以及保存的完整过程,以便在不同的尺度范围内完成地球物理多属性结构成像,指导下一步具体找矿任务.区域地球动力演化、物质和能量源区控制着成矿始端,成矿流体富集成矿以及保存条件控制着成矿末端,流体迁移的通道将成矿始端和成矿末端连接,形成一个完整的成矿系统.本文从成矿系统始端和末端两方面分别阐述各个地球物理探测方法的发展历程和适用范围,最后通过长江中下游成矿带庐枞矿集区泥河铁矿找矿实例论述多尺度地球物理探测方法在成矿系统始端和末端应用效果.