冀东司家营条带状含铁建造铁矿石铁同位素特征及其地质意义

司家营条带状含铁建造(Banded iron formation,BIF)型铁矿床是冀东地区规模最大的铁矿床,前人对其进行了大量的年代学、岩石学和元素地球化学工作,但目前尚未对其进行Fe同位素研究。笔者等通过Fe同位素和主微量、稀土元素相结合的方法对司家营BIF的成矿物质来源和形成背景提出了有效制约,同时对司家营BIF的锆石U-Pb年龄数据进行补充。锆石U-Pb年代学显示,司家营BIF形成于2537~2531 Ma。地球化学数据显示司家营BIF矿石主要由TFe_(2)O_(3)和SiO_(2)组成,具有较低的Al_(2)O_(3)和TiO_(2)含量,富集Fe重同位素(δ^(56)Fe=0.341‰~0.525‰);稀土元素配分模式呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征,具有明显的Eu、Y、La正异常,Y/Ho值较高(Y/Ho=34.96~45.84)。这些特征表明司家营BIF是基本无碎屑物质参与的化学沉积岩,稀土元素来源于高温热液和海水的混合溶液,铁质来源于海相热液流体。司家营BIF缺乏真正的Ce负异常和Fe同位素组成均为正值指示其形成于缺氧环境。综合对比世界上其他地区太古宙BIF的Fe同位素特征,笔者等认为新太古代时期地球海洋含氧量逐步上升,此时海洋总体属于缺氧环境,但部分地区氧气含量较高。

国内外前寒武纪条带状铁建造研究现状

条带状铁建造(BIFs)主要发育于早前寒武纪时期(3.8~1.8Ga),记录了早期地球演化的重要信息且蕴含丰富的铁矿石资源。本文梳理总结了国内外BIF相关领域的研究认识及存在问题:1统计对比显示,BIF沉积事件与地幔柱、地壳增生等重大地质事件相关;2稀土元素及Nd同位素示踪表明,Fe来源于海水与海底高温热液的混合溶液,其中高温热液与海水比例为1:1000;3 BIFs缺乏负Ce异常且富集重Fe同位素,暗示沉积时古海洋整体处于缺氧环境以避免Fe^(2+)发生氧化;4一些重要科学问题尚未解决,例如Si的主要来源、沉淀机制及条带成因等;5华北克拉通BIFs多形成于约2.54Ga,BIF类型、形成时代与富矿成因等问题有待深入研究。本文认为,加强国内外典型BIFs的对比研究并适当应用现代先进测试技术,有利于探索BIF沉积的精细过程及古老克拉通的早期演化。

鞍山—本溪地区前寒武纪条带状铁建造铁矿时代、物质来源与形成环境

前寒武纪条带状铁建造（BIFs）蕴含丰富的铁矿石资源,记录了早期地球演化的重要信息.鞍山—本溪地区发育巨量的太古宙 BIFs.鞍山—本溪地区 BIFs 由互层的硅铁条带组成,金属矿物以磁铁矿为主,含少量赤铁矿、黄铁矿及菱铁矿等.围岩与BIFs呈整合接触,具有变火山岩的岩石学特征及地球化学特征,表明BIFs属于阿尔戈玛型,其变火山岩围岩年龄可大致代表BIFs沉积时代.锆石U-Pb 年代学显示,鞍山—本溪地区至少发育约3．10 Ga及约2．55 Ga两期BIFs 沉积成矿事件,后者在华北克拉通广泛发育.鞍山—本溪地区 BIFs 地球化学具有以下特征：①低的TiO2与Al2 O3含量及高场强元素负异常,表明沉积过程中陆源碎屑物质加入量很少；②PAAS 标准化REE配分模式显示重稀土元素富集,La、Y 及 Eu 正异常,暗示 BIFs 沉积自海水与海底高温热液的混合溶液；③接近同时代亏损地幔的εNd （t）值（3．0~4．7）,表明 Fe 可能来源于海底热液活动淋滤洋壳；④BIFs中仅发育少量黄铁矿,基本不显示 Ce负异常且富集铁的重同位素（δ（57 Fe）值为（0．13~2．73）×10^-3）,暗示古海洋整体处于低硫、缺氧环境,BIFs 的沉淀可能与富 Fe2＋溶液遭遇环境突变有关.元素地球化学分析表明,大孤山与陈台沟围岩具有弧火山岩特征,南芬与歪头山围岩类似于弧后盆地玄武岩,因此,鞍山—本溪地区BIFs沉积于火山弧相关构造背景.

鞍山-本溪地区条带状铁建造的铁同位素与稀土元素特征及其对成矿物质来源的指示

通过Fe同位素、稀土元素与主量元素相结合的方法,对辽宁省鞍山-本溪地区新太古代条带状铁建造(BIF)的成矿物质来源提出了有效制约。BIF的化学成分主要由TFe2O3和SiO2组成,并且具有较低的Al2O3和TiO2含量,表明该地区BIF型贫铁矿是由极少碎屑物质加入的化学沉积岩。稀土元素的总量较低,经页岩标准化后的稀土元素配分模式呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征,具有明显的Eu、Y、La正异常,这些特征表明该地区BIF是古海洋的化学沉积岩,同时具有明显的火山热液贡献特征。用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定Fe同位素的结果表明,相对于标准IRMM-014,所测样品均显示Fe的重同位素富集,且Fe同位素组成与Eu异常存在明显的正相关关系,表明该地区BIF中铁的来源与海底火山热液活动密切相关,首次从成矿元素Fe本身为条带状铁建造的成矿物质来源提供了直接的证据。

澳洲铁矿床研究现状及存在的问题

澳大利亚是世界上铁矿石资源最为丰富的国家之一,其铁矿床主要产在西澳皮尔巴拉地区,有三种类型,分别是:①赋存在条带状含铁建造(BIF)中的层状铁矿床(BID),②产在古河道中的河道型铁矿床(CID),和③主要由BID受侵蚀崩塌或冲积形成的碎屑型铁矿床(DID),以前两种类型为主。BID型铁矿通常品位高,规模大,是本区最为重要的矿床类型,其矿床成因尚存在争论,主要有三种观点,分别是表生—变质模式、同造山的热液模式和深成—表生模式。CID型铁矿由于其规模较大和容易开采,因此在西澳的铁矿石开采中占有很重要的地位,矿石以球粒状构造和富含铁化的木屑为主要特点。关于CID型矿床的成因,争议较大,观点甚多。一些学者认为CID型矿床的形成受特定条件(包括气候、地表风化和地质背景)的控制;而有些学者则认为CID型矿床形成于一个富含有机酸的饱和地下水的加积河道内,与铁的原位溶解和再沉淀有关。矿化发生在古地下水—大气界面,因此受地下水位的控制。由于对铁矿的矿床成因没有形成统一的认识,因此对指导找矿产生了较大影响。

近场源三极激电法在坦桑尼亚铁建造型金矿床中的应用

铁建造(BIF)型金矿是坦桑尼亚绿岩带中的主要金矿床类型,该国每年大约有1/3的黄金产量来自于此类型矿床;为了给矿区成矿预测和优化选择靶区提供地球物理信息,投入了装置轻便、效率高的近场源三极激电方法,对浅层矿化岩层或矿化带进行了快速圈定;近场源激电异常特征反映了与金矿有关的条带状铁建造(BIF)的延伸方向、位置和范围,为钻探工程布置、进而发现隐伏-半隐伏铁建造型金矿床提供了充分依据,其测量效果较好,目前该矿区已成为大型铁建造(BIF)型金矿产地,提交了(332)+(333)金金属量34 t。

甘肃镜铁山含铜条带状铁建造的年龄

采用Ｓｍ－Ｎｄ同位素等时线法，确定甘肃镜铁山含铜条带状铁建造的年龄为１３０９±８０Ｍａ，说明它形成于中元代蓟县纪。

山西五台绿岩带柏枝岩组条带状铁建造(BIFs)成因及其环境意义

五台绿岩带BIFs主要分布在金岗库组、文溪组和柏枝岩组中,其中以柏枝岩组BIFs铁矿最具工业规模和开采价值。对柏枝岩组8个BIFs矿区及出露点的12件铁矿石和1件变质火山岩样品进行了岩相学、地质年代学和地球化学分析。研究表明,柏枝岩组BIFs自东向西含铁矿物由磁铁矿逐渐转变为碳酸铁矿物(铁白云石或菱铁矿),对应的CaO含量和FeO/Fe_(2)O_(3)值有明显增加的趋势。LAICPMS锆石UPb定年结果显示,BIFs赋存的变质火山岩(石英绿泥钠长片岩)原岩形成于(2526±14)Ma,代表了柏枝岩组BIFs的沉积年龄。高Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、HFSE和TREY含量及其之间呈正相关性暗示BIFs中有微量陆源碎屑物质混染,并且根据La/Sc,Th/Sc和Zr/Sc值认为这些物质主要来源于地壳长英质碎屑。尽管如此,大部分BIFs显示出一致的La正异常、Y正异常、LREE亏损、HREE富集及高于球粒陨石的Y/Ho值的特征,与现代海水REY特征相一致。并且BIFs还显示出强烈的正Eu异常,表明有高温热液流体的参与。根据改进的Sm/Yb vs.Y/Ho和Eu/Sm vs.Sm/Yb元素混合计算模型可知,柏枝岩组BIFs的成矿物质来源于大量海水和少量海底高温热液(0.1%~1%)的混合,并在沉积过程中混入少量地壳长英质碎屑组分(<0.1%)。相比西部富碳酸盐BIFs,东部和中部富磁铁矿BIFs受到地壳长英质碎屑的贡献比例更大。此外,根据五台绿岩带新太古代—古元古代“二阶段”构造演化模型,柏枝岩组BIFs形成于第一阶段的末期。并且,依据无Ce异常、正Eu异常、较低的Th/U值和极高的Fe/Mn值,认为沉积时水体整体处于缺氧状态,但其水体是不均一的,出现了细微的氧化还原分层。西部富碳酸盐BIFs因沉积于深部的还原水体中而具有更高的正Eu异常,而中部和东部富磁铁矿BIFs沉积于相对较浅的弱还原水体中而具有较低的Eu异常。

西澳大利亚卡尔古里金哩超大型金矿地质特征及成矿机理

卡尔古里超大型金哩矿床位于西澳大利亚伊尔岗太古界地块东部维卢纳(Wiluna)至诺斯曼(Norsman)金矿带的中部,以储量巨大(3 000 t)、产量高(2004年年产黄金29 t)、品位富(27 g/t)著称,为世界三大金矿之一,了解其成矿环境、地质特征、成矿机理、控矿因素,也许对我们找大型金矿有所裨益。

扬子地台西缘铅锌矿床分布规律及矿源层探讨

为探索川滇黔相邻区铅锌矿床之成因规律,提升成矿理论认识及预测找矿效果,通过对区内铅锌矿床分布规律研究得出如下认识:1)发现矿床(点)之集群分布趋势,据此将成矿区域划分为3个矿集区;2)统计发现,震旦系和石炭系具有较高的成矿机率(51.57%),灯影组和摆佐组汇聚了区域80.98%的金属量;3)构造单元分级控制了成矿单元展布,而矿集区与二级构造单元之间具有不完全的对等性,矿集区Ⅰ、Ⅱ由康滇地轴和龙门山拗陷及二者向上扬子区域跨越地带联合控制;4)根据菱(赤)铁矿与铅锌矿空间耦合,以及菱(赤)铁矿伴生铅锌元素、铅锌矿物含量均较高等现象,论证了在盆地演化早期,古陆边缘拗陷带(或海盆)内之次级单元代表了浅海环境之低能较深水凹(断)陷或海湾环境,沉积了古生界志留系兰多维列统特列奇阶至下石炭统德坞阶和中元古界下昆阳群(会理群)两套含铁建造,形成了区域Pb、Zn成矿金属元素的初始富集,并于成岩-后生期经热液流体循环改造而成矿,含铁建造提供了成矿的主要矿质来源;5)本区成矿物质硫源-膏盐层主要赋存于灯影组和摆佐组下伏地层以及寒武系多个层位;6)矿源层、硫源共同决定了矿集区以及层控的形成机制,并成为控制其分布的决定性因素。

西澳大利亚卡尔古里金哩超大型金矿地质特征及成矿机理

卡尔古里超大型金哩矿床位于西澳大利亚伊尔岗太古界地块东部维卢纳(Wiluna)—诺斯曼(Norsman)金矿带的中部,以储量巨大(3 000 t)、产量高(2004年年产黄金29 t)、品位富(27 g/t)著称,为世界三大金矿之一,了解其成矿环境、地质特征、成矿机理、控矿因素,也许对我们找大型金矿有所裨益。