河南舞阳铁山庙式BIF铁矿的矿物学与地球化学特征及对矿床成因的指示

河南舞阳铁矿位于华北克拉通南缘。铁山庙式铁矿是舞阳铁矿的一部分,赋存于新太古界太华杂岩铁山庙组表壳岩中。本文根据铁山庙式铁矿中三种不同类型矿石(条带状石英-辉石-磁铁矿、块状辉石-磁铁矿、块状石英-磁铁矿)中磁铁矿的矿物成分、全岩/矿的主量元素及微量元素特征,探讨铁山庙式铁矿床的成因。磁铁矿单矿物成分分析表明,条带状石英-辉石-磁铁矿矿石中磁铁矿的FeOT含量90.6%～93.1%,平均91.8%;块状辉石-磁铁矿矿石中磁铁矿的FeOT含量90.7%～91.2%,平均91.0%;块状石英-磁铁矿矿石中磁铁矿的FeOT含量92.0%～93.0%,平均92.4%。上述平均值均与磁铁矿FeOT的理论值(93.1%)接近。三种类型矿石的其它元素如TiO2、MgO、MnO、CaO、Al2O3、Cr2O3、NiO等含量均<0.1%,无明显区别,表明该区磁铁矿为含杂质极少的纯磁铁矿,表现出沉积变质成因磁铁矿的特征。矿石中斜方辉石-单斜辉石及近矿围岩紫苏辉石-长石-石英矿物组合,表明铁山庙式矿床经受了高级变质作用,石英、磁铁矿等矿物普遍发生变质重结晶,颗粒粗大,但仍保存原有的地球化学组成。元素地球化学分析显示,三种类型矿石中SiO2、TiO2、Al2O3、P2O5的含量相近;块状辉石-磁铁矿较其它二者相对贫铁、富钙、镁,这是由于块状辉石-磁铁矿石中富含铁普通辉石和铁次透辉石所致;矿石中TiO2、Al2O3含量都极低,说明该区成岩成矿过程中未受到碎屑物质的混染。三种不同类型矿石的主量元素含量总体上都与世界典型BIF的相近。对于稀土元素,三种类型矿石均具有轻稀土亏损、重稀土富集((La/Yb)PAAS=0.29～0.995<1),La、Eu、Y的正异常(La/La*=1.10～1.89;Eu/Eu*=1.30～2.23;Y/Y*=1.47～1.84),较高的Y/Ho比值(39.7～51.3),具有现代海水及高温热液混合特征。因此,我们认为铁山庙式铁矿三种不同类型的矿石是极少受到陆源碎屑混染的化学沉积成因,虽遭受后期变质作用,但仍属BIF型铁矿。

河南舞阳赵案庄铁矿床成因:来自磁铁矿和磷灰石的矿物学证据

河南舞阳赵案庄铁矿位于华北克拉通南缘,赋存于新早古元古界太华杂岩赵案庄组中,是舞阳铁矿的一部分。赵案庄铁矿在时空上与变质的超基性岩关系密切,矿石中的脉石矿物与其寄主岩石的主矿物一致,指示其成因方面的亲缘性。赵案庄铁矿石具有典型的海绵陨铁结构,其中的磁铁矿具有高V（1458×10-6-2524×10-6）、稍高Mg（2502×10-6-4674×10-6）和低Ti（395×10-6-3186×10-6）、Cr（3.30×10-6-66.1×10-6）、Ni（93.0×10-6-176×10-6）、Mn（259×10-6-937×10-6）的特征。磷灰石以粗粒（0.3-1.5mm）、等粒状分散在磁铁矿的粒间,具有高REE总量（4983×10-6-7038×10-6）、高F（2.69%-3.52%）、高F/Cl比值（21.5-78.8）和低Sr（215×10-6-241×10-6）的特征。磁铁矿和磷灰石的化学组成均指示岩浆成因,并携带热液信息。利用磷灰石的微量元素含量反演成矿岩浆的微量元素组成,表明成矿岩浆受到了地层物质的混染。橄榄石低Cr、Ni高Mg的特征也指示岩浆中富挥发分的特征。此外,矿石中大量的碳酸盐矿物指示岩浆中有来自地层的CO2加入,导致岩浆的氧逸度升高,促进了磁铁矿的结晶,并抑制了钛铁矿结晶,是磁铁矿低Ti的一个原因。此外,源区低Ti也是导致磁铁矿低Ti的原因。因此,本文认为赵案庄铁矿属与超基性岩有关的岩浆矿床但受到富CO2流体的影响。

河南省舞阳铁矿田太古代古地史及铁矿的形成过程研究

分析了舞阳铁矿地质概况,追溯了舞阳铁矿田太古代古地史和赵案庄式铁矿、铁山庙式铁矿的形成过程以及变质作用,氧化作用对矿床的改造作用过程。

河南舞阳地区赵案庄铁矿床成矿时代及地质意义——中国最古老的岩浆型铁矿床

河南舞阳地区赵案庄铁矿床是产于超基性岩中的隐伏矿床。超基性岩侵位于新太古界太华群赵案庄组透辉斜长角闪片麻岩中。矿体呈似层状,具有多层。矿石成分较复杂,主要矿物为磁铁矿、蛇纹石、氟磷灰石等。矿床规模为中等,其成因是与超基性岩有关的岩浆晚期磷灰石-磁铁矿矿床。在磷灰蛇纹磁铁矿石中选出的锆石样品为变质锆石,利用激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪（LA-MC-ICPMS）进行微区原位U_Pb同位素测年,获得不一致线的上交点年龄为（1943±5）Ma（MSWD=2.3）。同时对锆石阴极发光（CL）图像研究,表明该年龄代表锆石遭受强烈变质作用的年龄,可以限定矿体形成时代的上限,即矿体形成时代不晚于1943 Ma。超基性岩浆演化晚期,岩浆充填构造裂隙呈透辉石岩脉产出。透辉石脉与矿体同期并且穿切铁山庙组BIF型铁山铁矿。铁山庙组形成时代在2300～2500 Ma之间。透辉石岩脉形成时代不早于该组年龄,可作为赵案庄铁矿床形成时代的下限。赵案庄铁矿床的形成时代为1943～2300 Ma,为古元古代,这是中国目前发现的最古老的岩浆型铁矿床。该成矿地质时代反映了在华北陆块东南缘曾发生过一次地壳扩张和裂陷活动及华北克拉通裂解事件。

河南省舞阳铁矿田构造格架及演化

通过对舞阳铁矿田以往地质资料收集整理及野外调查,对该区构造格架特征进行了梳理,研究结果表明:本区位于鲁山背孜-舞阳出山复背斜构造的东段,以NW-SE向褶皱为主,物探重磁资料表明该区存在近南北向构造格架。将该区构造演化特征划分为4个期次,在主构造(第二期NW-SE向褶皱)形成后,第三期构造变形作用(NNE-SN)形成叠加褶皱,在构造的叠加部位,易形成埋深较浅的厚大矿体,对今后找矿工作具有一定的指导意义。

华北克拉通南缘太华群铁山庙铁矿床沉积时代的约束-锆石U-Pb定年及Hf同位素证据

华北克拉通南缘舞阳地区分布有大型铁矿床,赋存于早前寒武纪的太华群变质岩系中。铁山庙铁矿床在舞阳铁矿区分布广泛,大小矿体包括经山寺、冷岗、铁山庙、铁古坑以及岗庙刘等,产出层位为铁山庙组。近年来对铁山庙铁矿床的研究程度较高,不少学者认为其为Superior BIF型铁矿床,但是对于铁山庙铁矿床原始沉积年龄显见报道。本文通过选取穿切铁古坑铁矿体的混合岩化钾长花岗岩以及矿体顶板围岩辉石黑云斜长片麻岩为研究对象,利用SHRIMP锆石U-Pb定年以及原位Hf同位素测试分析技术,以此来约束铁山庙铁矿床沉积时代的上限和下限。结果显示,两个样品中的锆石均记录了两组年龄数据,且在误差范围内明显具有一致性。较老一组^(207)Pb/^(206)Pb年龄为2463~2478Ma,较新一组为1918~1961Ma。此外,混合岩化花岗岩中较老锆石的ε_(Hf)(t)变化范围为-6.96^-12.83,较新锆石的ε_(Hf)(t)为-7.19^-15.75,两类锆石的ε_(Hf)(t)值变化范围相似,说明较老锆石为继承锆石,其年龄可能代表源区岩石的形成时代,而较新锆石为变质锆石,代表深熔作用锆石发生重结晶作用的时间,即混合岩化花岗岩的形成时代;辉石黑云斜长片麻岩中较老一组锆石的ε_(Hf)(t)值为-0.55~2.75,较新一组锆石的ε_(Hf)(t)为-5^-10.06,两类锆石的ε_(Hf)(t)值差别很明显,较老一组锆石是碎屑锆石,其年龄可以约束原岩沉积的最大年龄,而较新一组锆石为变质增生成因,其年龄代表了岩石经历的一期变质事件。综合分析,铁山庙铁矿床的沉积时代可以约束在2.46~1.96Ga之间,很可能在2.3Ga左右,之后于~1.96Ga经历了强烈的区域变质作用。

河南舞阳铁山铁矿床地球化学特征及其环境意义

河南舞阳铁山铁矿床为新太古代大型鞍山式铁矿床,本文对铁山矿床进行了岩石学、地球化学方面的研究,并与国内外该类型矿床进行了对比。通过对铁山铁矿床赋矿围岩和矿石的地球化学分析,得出本区条带状硅铁建造可能与海相火山沉积物有关,属前寒武纪火山沉积变质型铁矿床。流体包裹体测温结果表明,含矿围岩中的包裹体均一温度集中在120~360℃之间,矿石中包裹体均一温度峰值为120~320℃,成矿流体具有低盐度[w(NaCl)为1%~14%]、低密度(0.75~1.00g/crn^3)特征。成矿溶液是一种低盐度的Na^+、Ca^(2+)、SO_4^(2-)、Cl^-型水,并含有较高的CO_2和一定量的O_2、N_2及少量CH_4。岩石学研究结果认为其经受了绿片岩相至低角闪岩相变质作用,磁铁矿部分受到变质重结晶,但局部仍保存有化学沉积的特征。在TFe-(CaO+MgO)-SiO_2图解中,其分布与鞍山、五台山条带状铁矿和世界条带状铁矿分布区一致。铁山矿床稀土元素含量较低,具有太古宙海洋沉积的特征,在PAAS(太古宙后平均澳大利亚沉积岩)标准化的稀土配分曲线中显示轻稀土的相对亏损和重稀土的相对富集,具有明显的Eu正异常(Eu/Eu*=0.30~2.21)和明显的Y正异常(Y/Y*=1.34~3.19),具有一定的La正异常(La/La*=0.81~1.60)和轻微Ce负异常(Ce/Ce*=0.87~1.01),这一特征与我国鞍山弓长岭和五台山及世界许多地区的太古宙BIF特征一致。微量元素中Ti、V、Co、Ni、Mn、Sr、Ba等元素的含量都较低,在原始地幔标准化的微量元素配分曲线中具U、Ta、La、Ce、P正异常,K、Nb、Sr、Hf、Zr负异常。对铁山条带状铁矿中Sr/Ba、Ti/V等元素的比值与其他地区进行了对比。综合研究结果认为铁山条带状铁矿具有与火山热液伴生的铁质,形成于缺氧的海洋化学沉积环境。铁矿床经历了前期含硅铁沉积物的沉积阶段和后期的区域变质作用阶段,变质成矿流体发生了不混溶现象,对成矿元素的富集起到一定的促进作用。

河南舞阳铁矿田铁山矿区深部找矿潜力分析

铁山矿区是舞阳矿田三大矿区之一,20世纪70年代铁山矿区共提交资源储量24336万t。当时的找矿深度小于500m,提交报告研究程度较低,存在较多的认识错误。笔者根据以往的地质资料、结合目前对矿体的开挖结果及最新钻探的验证,对矿体基本地质特征、成因特点、构造变动进行了分析研究,对地层及矿层的相互关系进行了重新梳理,对矿体的形态进行了重新认识,并对其深部找矿潜力进行了分析,指出了应注意的事项。

河南省舞阳铁矿田赵案庄组铁矿地质特征及成因分析

赵案庄矿区是舞阳矿田三大矿区之一,20世纪50~70年代该矿区在500m 以浅共提交资源储量1.3亿吨。通过近期的普查工作探获资源储量5000t。笔者根据以往的地质资料、结合本次的普查结果,对矿体基本地质特征进行了总结、对成因特点进行了分析、为下步的详查工作提供参考。

河南舞阳铁矿田赵案庄矿区深部找矿潜力分析

赵案庄矿区是国家级河南舞阳—新蔡地区铁矿集区西段舞阳铁矿田下属的一个重要矿区。赵案庄矿区20世纪50—70年代在500 m以浅共提交资源储量1.3亿t。通过近期的普查工作探获资源储量5000 t。文章通过对矿体基本地质特征、成因特点、构造变动分析,指出了找矿方向,并对找矿潜力做出了评价。

河南舞阳铁矿田含矿岩系原岩及古环境恢复

河南舞阳铁矿田地处河南舞阳—新蔡铁矿集区的重要区段上,已探明铁矿石资源储量超过10亿t,且仍有较大的找矿潜力。为在钻探施工过程中准确地确定所在层位,预测矿层,矿体连接时保障其准确性,根据矿物组成及其退化变质规律和沉积过程中碎屑颗粒大小及其比重差异,对含矿岩系原岩及古环境进行了恢复。笔者认为,主要含矿地层物质来源,赵案庄组为喜庄组风化剥蚀物、超基性海底火山喷发物、海洋物质的混合物;铁山庙组为喜庄组、赵案庄组风化剥蚀物、基性海底火山喷发物、海洋物质的混合物。基性、超基性火山喷发物质首先在陆地上沉积,后经搬运、分选,在潮坪环境下形成磁铁矿矿体。

河南舞阳铁矿田经山寺矿床外围找矿方向研究

经山寺矿床是舞阳铁矿田内的三大矿床之一。目前,在经山寺矿区500 m以上已探明资源储量22 409万t,其外围仍有较大的找矿潜力。根据矿体的基本地质特征和构造变动特点,分析该区矿床成因类型、找矿潜力和找矿方向,为该区找矿工作提供理论支撑,并达到实现找矿重大突破的目的。研究认为,矿床是在滨海环境下直接沉积形成的,矿床类型为与绿岩带有关的阿尔戈马型条带状建造铁矿床。在矿区已控制的范围内,矿层继续向深部延伸且厚度无变薄趋势;另外,矿区西侧外围及南侧500 m以下仍有较大的找矿空间,下一步找矿方向应锁定在经山寺至铁山矿区的15 km范围内,以及从舞钢市姚庄至叶县南房庄20 km内的三角地带。

河南舞阳铁矿田铁山庙组矿层下盘地质体成因

舞阳铁矿是一超大型矿床,共提交资源量超过11亿t。采用对岩性和副矿物特征、地质状态、岩相学标志分析以及岩石测试的方法,得出了铁山庙组铁矿层的下盘地质体原岩为石英砂岩或长石石英砂岩、经变质作用而形成白粒岩的沉积变质成因。研究区铁矿分布面积高达50多平方千米,由于受深度和地质演化的影响,已进行过勘查的区域仅占约20%,在其深部仍有较大的找矿空间。

论合理开发利用舞阳铁矿的几个问题

舞阳铁矿系指位于河南省平顶山市所辖舞钢市区内含铁矿大小共计１２处的一群铁矿区，总储量占河南省铁矿探明储量的５３％，主要有铁山（含铁古坑、铁山庙）、八台（含赵案庄、王道行）及经山寺等大、中型铁矿区。矿床类型主要为沉积变质型，次为岩浆型；区内铁矿品位不高，主要矿物为磁铁矿及部分赤铁矿。在阐述资源概况及建矿历程的基础上，对如何合理开发利用舞阳铁矿，重点就矿区的规划，红矿的利用，磷、铀的综合利用，矿产开发对环境的影响，以及矿山开发管理等问题进行了较为详细的论述。

河南省舞阳铁矿铁山庙矿床地质特征及成因分析

河南省舞阳铁矿铁山庙组矿床地层具有独特性,基于此,本文介绍舞阳铁矿铁山庙组的矿床地质特征,并就其成因进行分析。

河南省舞阳铁矿田找矿模型

20世纪50至70年代和2011—2013年,在舞阳铁矿田内共提交铁矿石资源储量超过10亿吨,达到了超大型规模。舞阳铁矿田形成铁矿层的地层有赵案庄组、铁山庙组和杨树湾组,前两者能够形成大型或超大型矿床。赵案庄组所形成的矿层由原来的赵案庄矿层及其东部未进行资源储量估算的下曹余庄矿区和在2011—2013年普查中所控制的深部矿体组成,矿体自北西到南东基本相连。铁山庙组所形成的矿层由原来的经山寺矿矿区和铁山矿区及在2011—2013年普查中所控制的深部矿体组成,在经山寺矿区南侧铁山庙组矿层被赵案庄组所隔断,分为两个大区。通过总结最新整装勘查成果与科研成果,建立了舞阳铁矿田成矿-找矿模型,为国内外寻找该类型矿床及在该区进一步开展找矿工作提供参考。