山东省济宁强磁异常区深部铁矿初步验证及其意义

山东省济宁磁异常是一个重、磁同源体,面积大于100 km2,磁异常峰值为3800nT。钻探验证在孔深1041.57～1796.54m位置发现铁矿体,矿体总厚度74.04～220m,磁性铁平均品位15.89～25.19%。矿石类型有条带状方解磁铁石英岩和条带状磁铁石英大理岩,矿石的主要组成矿物为石英、方解石、磁铁矿、磁赤铁矿、菱铁矿。矿体产于济宁岩群浅变质岩系中,矿床特征与条带状铁建造（BIF）铁矿或鞍山式铁矿有明显区别,铁矿成因类型属与千枚岩、变质中酸性火山岩、大理岩有关的沉积变质型铁矿床。该区铁矿资源潜力巨大。     

中天山地块沙垄铁建造矿石矿物原位微量元素特征及其意义

位于中天山地块的沙垄铁建造是新近识别出的新元古界铁建造之一。前人已经对该铁建造的矿床特征、形成时代和构造背景进行了研究,并通过矿石的全岩元素地球化学和铁同位素分析,探讨了其矿床成因和沉积环境。但是,目前缺乏针对沙垄铁建造矿石矿物的矿物学和微区地球化学分析等的研究,制约了对其铁矿物形成过程和形成环境的深入认识。本文以沙垄铁建造中代表性铁矿石的磁铁矿和赤铁矿为主要研究对象,在详细的矿相学研究基础上,利用飞秒激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(fs-LA-ICP-MS)开展磁铁矿和赤铁矿的原位地球化学分析,进一步揭示磁铁矿和赤铁矿形成的过程和环境。沙垄铁建造的赤铁矿主要呈半自形微细粒板状,并且顺层定向分布,磁铁矿主要呈中粗粒状变斑晶产出。原位地球化学分析结果表明：磁铁矿总体具有较高质量分数的Si、Ca、Mn和较低质量分数的Ni、Cu、Zn,不同样品的磁铁矿V质量分数相对一致,Ti质量分数变化较大;赤铁矿相对于磁铁矿具有较高的Si、Ca、Ti、Cr质量分数和较低的Mn、Ni、Zn质量分数。磁铁矿的稀土总量较低(w(ΣREY)=1.49×10^-6～51.16×10^-6<...     

早前寒武纪BIF原生矿物组成及演化、沉积相模式研究进展

条带状铁建造(BIF)原生矿物组成有助于约束其沉积相和沉积环境,当前主要认为三价铁氢氧化物或铁硅酸盐微粒(主要成分为铁蛇纹石或黑硬绿泥石)可能是BIF原生矿物的主要成分,在后期成岩或变质作用过程中转变为赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等矿物。根据BIF的矿物组合可将其沉积相划分为氧化物相、硅酸盐相和碳酸盐相。通过沉积地层学和地球化学等方法研究,以古元古代大氧化事件为标志将沉积相总结为"缺氧还原"和"分层海洋"2种相模式:大氧化事件前,古海洋整体处于缺氧还原环境,BIF沉积相从远岸到近岸呈赤铁矿相—磁铁矿相—碳酸盐相分布,如南非West Rand群BIF(2.96~2.78 Ga)和Kuruman BIF(约2.46 Ga);大氧化事件期间及之后,古海洋上部氧化、下部还原,BIF沉积相与之前截然相反,从远岸到近岸呈碳酸盐相—磁铁矿相—赤铁矿相分布,如中国袁家村BIF(2.2~2.3 Ga)和加拿大Sokoman铁建造(约1.88 Ga)。总体看来,只有特定的沉积环境才能形成这种特殊的地质历史上不再重复出现的沉积建造,而原生矿物组成的甄别和推导、沉积相的形成机制、BIF沉淀条件的准确限定和微生物活动与BIF的关联等问题是推测古海洋环境的关键所在,也是目前亟待解决的问题。     

北祁连镜铁山铁矿床菱铁矿地球化学特征及其对海洋环境的约束

<正>条带状铁建造(BIF)为一种化学沉积岩,具有典型的薄层或薄板状,铁含量通常≥15%,主要由硅质(碧玉、燧石、石英)和铁质(磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿)薄层组成(James,1954)。最早的BIF形成于3.8Ga,2.5Ga左右达到峰值,到1.8Ga左右大规模的BIF结束,0.8~0.6 Ga,全球范围内     

鞍本地区大孤山条带状铁建造含铁矿物和相分带特征及形成环境分析

鞍山-本溪条带状铁建造(Banded Iron Formation,简称BIF)位于华北克拉通东北缘,是世界上典型BIF之一,也是我国最重要的铁矿资源基地。大孤山位于鞍山地区南部矿带,为新太古代典型的Algoma型BIF,与华北克拉通其它大多数BIF相比,具有较低变质程度(绿片岩相-低角闪岩相)和较完整的沉积相分布特征。因此,通过大孤山BIF的研究有利于追踪Algoma型BIF的原生矿物组成及其后期成岩-变质过程,进而通过分析原生矿物形成的物理化学条件探讨古海洋环境。依据原生矿物共生组合及产出特征,可将大孤山BIF沉积相划分为氧化物相(30%)、硅酸盐相(50%)和碳酸盐相(20%)。氧化物相主要分布于主矿体南部,主要矿物组成为磁铁矿和石英;硅酸盐相分布于主矿体中部,主要矿物组成除了石英和磁铁矿之外,还有黑硬绿泥石、绿泥石、镁铁闪石等;碳酸盐相分布于矿体北部,主要矿物组成为菱铁矿、磁铁矿和石英等。本文通过大孤山BIF岩相学观察和含铁矿物化学成分研究,推测原生沉积物的组成为无定形硅胶、三价铁氢氧化物和富铝粘土碎屑,在经历了成岩和低级变质作用后转变为具不同相带的条带状铁建造。通过分析磁铁矿、菱铁矿和黑硬绿泥石等矿物在不同P_(O_2)-P_(CO_2)和pH-Eh条件下的共生相图可知,这些矿物均是在较低氧逸度、中到弱碱性环境下形成。综合考虑矿物成分、共生组合及受变质作用较弱等信息,本文推测制约原生矿物形成的控制因素主要是古海水氧化还原状态、酸碱度、CO_2含量和硫逸度。     

新疆西天山式可布台铁矿地质特征及成因分析

式可布台铁矿床位于新疆西天山阿吾拉勒成矿带西段,其矿体形态呈似层状、层状及透镜状,顺层产出于上石炭统伊什基里克组中。矿石矿物以赤铁矿为主,含少量菱铁矿,脉石矿物主要为铁碧玉和石英。矿石呈自形-半自形粒状、细晶质结构,致密块状和条带状构造。在显微观察的基础上,重点对矿石进行了主量和微量元素及电子探针分析。结果表明,矿石中赤铁矿电子探针数据在(Ti+V)-(Ca+Al+Mn)图的投点落于BIF区域内及其附近,表明其形成过程与BIF相似,菱铁矿电子探针数据MnO含量大于0.5%,说明其为沉积成因;矿石稀土元素具明显的Eu正异常(δEu=1.16～5.16)、高(Sm/Yb)PAAS值及近似的海底热液Y/Ho值(Y/Ho=23.0),均表明成矿物质来源与海底热液有关;矿石主量元素中高的MnO/TiO_2值(4.33～49.36)及缺乏强烈的负Ce异常(δCe=0.63～0.85),表明其沉积环境远离陆缘,海水的氧化还原状态为氧化-低氧化的过渡环境。综合研究表明,式可布台铁矿物质来源主要与海底热液有关,赤铁矿为氧化-低氧条件下海水的化学沉积成因,成岩过程中在有机质参与下菱铁矿由赤铁矿转换而形成。     

加拿大冰川成因的晚元古代Rapitan铁建造的沉积和地球化学特征

加拿大西北地区和有空地区的RaPitan铁建造是在755和730Ma之间形成的。该铁建造与其他一些全球性铁建造几乎是同时期的，所有的铁建造都与冰川成因地层伴生。RaPitan铁建造的矿物和主要元素地球化学是很简单的（主要由赤铁矿和隧石组成），难于与太古亩和早元古代的许多主要条带状铁建造区别。RaPitan铁建造的稀土元素地球化学特征比太古宙或早元古代铁建造层序的稀土元素地球化学，是更少受到热液注入海洋系统的影响。这表明热液注入是受到RaPitan时期海水的高度稀释的。对RaPitan铁建造的沉积环境进行了研究。在厚层的冰川成因沉积物…     

西澳皮尔巴拉地区鲸背山铁矿床地质特征与形成规律

澳大利亚是全球铁矿石的生产大国,也是我国铁矿石的主要进口国。其铁矿主要产于西澳洲皮尔巴拉克拉通的哈默斯利省,与前寒武纪的条带状含铁建造(BIF)有关。对位于皮尔巴拉南部纽曼镇附近的世界上最大的露天铁矿山——鲸背山(Mt Whaleback)铁矿的形成背景、矿体特征及成因进行了总结。矿体产于哈默斯利群布洛克曼含铁建造中,矿体东部走向北东,西部走向近东西,总长度5 000余米。矿体在地表出露最宽处达600余米,一般200m;矿体向下延深最深达500m。主要矿石矿物为微板状赤铁矿和假象赤铁矿,还有少量针铁矿,基本不含磁铁矿。矿石基本没有磁性。围岩蚀变作用主要有:去硅化、高岭土化、赤铁矿化和碳酸盐化。元素地球化学、氧同位素和围岩蚀变等研究表明,鲸背山铁矿床属于热液改造型铁矿,其形成过程主要受原始矿源层BIF、正断层和热液流体等控制,使得BIF中的脉石矿物迁出,铁不断得到富集,从而形成高品位的铁矿床。由于西澳哈默斯利省面积大,含BIF的地层分布范围广,地质工作程度较低,因此该区隐伏铁矿找矿潜力依然较大。     

西北某喷流沉积型铁铜矿工艺矿物学研究

西北某铁铜多金属矿床规模大,具有铁、铜、金、铅锌等多金属矿化,属于海底喷流沉积型矿床。笔者采用工艺矿物学研究方法,查明了矿石工艺矿物学特性。研究结果表明,矿石的组成矿物种类较为复杂,铁矿物主要是磁铁矿、半假象―假象赤铁矿和菱铁矿,其次为赤铁矿,铜矿物主要包括黄铜矿和斑铜矿。矿石中铁矿物和铜矿物均具不均匀细粒―微细粒嵌布特征;通过选矿可获得铜精矿和铁精矿。     

山西吕梁袁家村条带状铁建造沉积相与沉积环境分析

山西吕梁作为华北克拉通上条带状铁建造(BIF)的重要产区之一,位于华北中央构造带中。袁家村BIF分布于吕梁岚县袁家村一带,极有可能是华北克拉通内最为典型的Superior型BIF。与华北克拉通其他大多数BIF相比,袁家村BIF具有明显的差异性,其中包括它的形成时代(2.3~2.1Ga)、铁建造类型和低级变质程度(低绿片岩相)等。因此,研究袁家村BIF具有特殊的研究意义,可为探讨大氧化事件之后古海洋氧化还原状态以及国内Superior型BIF的成因提供研究基础。袁家村BIF产于吕梁群袁家村组变沉积岩系的下部,前人根据上覆和下伏含火山岩地层的时代,推测袁家村组的形成时代为2.3~2.1Ga。BIF整体产状陡倾,沿北北东-北东东向呈L形带状分布。依据原生矿物的共生组合及产出特征,可将BIF沉积相划分为氧化物相(60%)、硅酸盐相(30%)和碳酸盐相(10%)。氧化物相是本区BIF最主要的沉积相,主要矿物为赤铁矿、磁铁矿和石英,从而可进一步划分为赤铁矿(24%)和磁铁矿(36%)亚相;硅酸盐相BIF以大量硅酸盐矿物出现为特征,散布于研究区,主要矿物组成除了石英和磁铁矿之外,还有铁黑硬绿泥石、绿泥石、铁滑石、镁铁闪石和阳起石等。在与碳酸盐相BIF构成过渡相的BIF中,还可发现大量的铁白云石。而碳酸盐相主要矿物为菱铁矿、铁白云石和石英等,主要发育于研究区的南部。依据含铁岩系构造格局特点复原获得了原始沉积相分布略图,沉积相主要呈南北向延展,自东向西显示出相变规律,西边为碳酸盐相,东边为氧化物相,其间是过渡的硅酸盐相。通过袁家村BIF的岩相学和含铁矿物化学成分的研究,可大致推测原始沉积的矿物组成为无定形硅胶、水铁矿、与铁蛇纹石和黑硬绿泥石组成类似的铁硅酸盐凝胶、富Al的粘土碎屑和含铁、镁、钙的碳酸盐软泥。这些沉积物在随后的成岩期和绿片岩相的区域变质作用下发生矿物之间的相互转变。BIF中主要含铁矿物的PO-P-Eh 2CO2和pH相关图解说明除了赤铁矿之外,其他矿物均是在较低氧逸度环境中形成的,且所有矿物共存的水体系为中性到弱碱性。袁家村BIF氧化物相中发育豆粒、内碎屑结构和板状交错层理等原始沉积构造,指示氧化相部分是在相对高能的浅水环境下沉积的。但BIF大部分应该形成于浪基面以下(200m)较为深水的环境中,沉淀可能同时发生于上部氧化和下部还原的水体之中,由于还原弱酸性的深部富铁海水在海侵的过程中上升到浅部相对氧化和弱碱性的浅水环境中,因为Eh、pH及氧逸度等物化条件的骤然变化,最终导致铁质的沉淀和沉积相自上而下的变化。     

铁还原细菌矿化产物及其对铁建造沉积的指示意义

铁还原细菌是微生物诱导矿化的典范之一,它可以利用有机质或氢气作为电子供体还原三价铁,并在细胞外矿化形成多种含铁矿物,比如磁铁矿、菱铁矿、蓝铁矿和绿锈等矿物,从而广泛参与自然界中铁元素的生物地球化学循环过程。本文主要介绍铁还原细菌矿化产物的矿物特征、形成条件和影响因素。此外,通过实验室内建立严格厌氧的环境体系,以与微量元素共沉淀的水合氧化铁为底物,本研究分别利用Fe_ap²⁺和铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4合成非生物成因和生物成因的磁铁矿,结果发现微量元素的存在会改变磁铁矿的形貌和粒径。结合前人提出的微生物可能参与铁建造沉积的过程,本文评估了微量元素作为识别矿物成因指标的有效性,探讨铁还原细菌矿化产物对铁建造沉积的潜在贡献。     

庐枞盆地龙桥铁矿床中菱铁矿的地质特征和成因意义

龙桥铁矿床是庐枞火山岩盆地中的一个大型的铁矿床,多年来对其矿床成因的认识存在较大的争论.文章在野外地质研究工作的基础上,通过对矿床中菱铁矿的岩矿分析鉴定和电子探针测试,确定了矿床纹层状矿石中的菱铁矿为沉积成因.通过对菱铁矿的产出特征分析,并结合龙桥铁矿床的部分地质地球化学研究成果,认为在该矿床形成过程中,早期沉积形成了纹层状的菱铁矿层,在燕山期的岩浆热事件中,部分沉积菱铁矿被交代形成了磁铁矿和具有残余骸晶结构等一系列矿石交代组构特征的矿物.纹层状矿石既具有沉积特征,也具有热液改造特征,证实了矿床的形成存在早期(三叠纪)的沉积成矿(菱铁矿)作用和晚期(燕山期)的热液成矿(磁铁矿)作用.菱铁矿的研究为进一步确定龙桥铁矿床的成因提供了新的佐证.     

江西乌石山沉积型铁矿地质特征及成矿过程

乌石山沉积型铁矿产于泥盆系锡矿山组粗碎屑岩内,属于"宁乡式"沉积型铁矿,矿体呈条带状展布,顺层产出,矿石矿物主要为鲕状赤铁矿、菱铁矿,脉石矿物主要为石英、绿泥石及少量碳酸盐。依据区内成矿特征及区域成矿规律研究,表明铁的物源来自于武功古陆,其成矿过程可划分为原始铁矿质矿源层富集阶段、铁矿层固结成岩阶段、铁矿层变形改造阶段。     

南非巴伯顿绿岩带条带状铁建造岩石磁学及磁性矿物的组成特征

条带状铁建造(BIFs)中含有大量的亚铁磁性矿物,其组成及来源是认识BIF成因的重要依据。本文研究了南非巴伯顿绿岩带无花果树群(距今约32亿年)恩圭尼亚组的BIFs样品的磁学和矿物学特征。通过测量富铁层与富硅层的磁滞回线、等温剩磁获得曲线与退磁曲线、矫顽力谱分析、一阶反转曲线(FORC)、低温(20～300K)有场/无场冷却曲线以及k-T曲线、Lowrie三轴热退磁曲线,结合扫描电镜观测,揭示出研究样品中磁性矿物主要为赤铁矿和磁铁矿。基于矫顽力谱分析,富铁层中磁铁矿主要是多畴及假单畴颗粒,相对含量平均为2. 1%;赤铁矿的相对含量平均为97. 9%。富硅层中磁铁矿主要为假单畴及超顺磁性颗粒,相对含量平均为4. 6%;赤铁矿相对含量平均为95. 4%。测试样品具有Morin转变特征,转变温度介于250～260K,说明BIFs中主要为赤铁矿(0. 5～6mm)。富硅层样品出现～107K、～125K两个Verwey转变温度,表明其中可能存在生物成因和非生物成因两种类型磁铁矿。     

山西新太古界柏芝岩组条带状铁建造中的菱铁矿:成因机制与古环境意义

菱铁矿是前寒武纪条带状铁建造(BIF)中重要的矿物组分和古海洋信息载体,但它可能具有原生、早期成岩和晚期成岩多种成因,这在一定程度上限制了其在古海洋条件分析中的应用。虽然前人对菱铁矿开展了广泛的地球化学分析,但在岩相学研究方面相对薄弱。为进一步揭示BIF中菱铁矿的成因机制,以山西代县羊角沟矿区新太古界柏芝岩组的BIF为研究对象,开展了系统的岩相学工作。研究表明,该BIF主要由厘米级交互的富铁与富硅条带构成,其中普遍缺少水体扰动沉积构造,偶见交错层理和风暴碎屑,表明主要沉积于风暴浪基面之下。菱铁矿的主要产出形式有3种:(1)亚毫米级条带,其内"悬浮"有风暴成因碎屑颗粒,具有水柱或沉积物/水界面的原生成因特征;(2)在富铁条带中的晶体间隙充填,可能为早期成岩成因;(3)富硅条带中存在绿泥石层间脉状充填或截切石英和铁白云石的脉体,具有晚期成岩成因。原生菱铁矿的产出,表明新太古代在风暴浪基面之下的海水强烈缺氧、富铁并具有低硫酸盐浓度的特征。尽管原生菱铁矿条带的产出表明菱铁矿具有反映海洋化学条件的潜力,但多种成因菱铁矿的同时产出,也要求在应用菱铁矿分析古海洋条件时应当分组构进行。     

山西新太古界柏芝岩组条带状铁建造中的菱铁矿:成因机制与古环境意义*

菱铁矿是前寒武纪条带状铁建造(BIF)中重要的矿物组分和古海洋信息载体,但它可能具有原生、早期成岩和晚期成岩多种成因,这在一定程度上限制了其在古海洋条件分析中的应用。虽然前人对菱铁矿开展了广泛的地球化学分析,但在岩相学研究方面相对薄弱。为进一步揭示BIF中菱铁矿的成因机制,以山西代县羊角沟矿区新太古界柏芝岩组的BIF为研究对象,开展了系统的岩相学工作。研究表明,该BIF主要由厘米级交互的富铁与富硅条带构成,其中普遍缺少水体扰动沉积构造,偶见交错层理和风暴碎屑,表明主要沉积于风暴浪基面之下。菱铁矿的主要产出形式有3种: (1)亚毫米级条带,其内“悬浮”有风暴成因碎屑颗粒,具有水柱或沉积物/水界面的原生成因特征;(2)在富铁条带中的晶体间隙充填,可能为早期成岩成因;(3)富硅条带中存在绿泥石层间脉状充填或截切石英和铁白云石的脉体,具有晚期成岩成因。原生菱铁矿的产出,表明新太古代在风暴浪基面之下的海水强烈缺氧、富铁并具有低硫酸盐浓度的特征。尽管原生菱铁矿条带的产出表明菱铁矿具有反映海洋化学条件的潜力,但多种成因菱铁矿的同时产出,也要求在应用菱铁矿分析古海洋条件时应当分组构进行。     

纳米比亚奥乔宗蒂约巴地区铁锰矿地质特征

纳米比亚奥乔宗蒂约巴地区铁锰矿,位于晚元古宙达马拉造山带内陆支带的东部中央南带。铁锰矿体呈层状或似层状产出于达马拉系第二岩性段石英岩地层中,矿石多呈黑色、灰黑色,中—细粒变晶结构,块状、条带状构造。矿石矿物主要有硬锰矿、针铁矿、磁铁矿、少量赤铁矿,脉石矿物主要为石英、斜长石、石膏和少量石榴子石、黑云母、锆石等。对比研究表明纳米比亚奥乔宗蒂约巴地区铁锰矿与奥乔松杜地区锰矿床的成因模式及成矿作用方式相似,铁、锰的沉积作用与海进-海退旋回有关。     

纳米比亚奥乔宗蒂约巴地区铁锰矿地质特征

纳米比亚奥乔宗蒂约巴地区铁锰矿,位于晚元古宙达马拉造山带内陆支带的东部中央南带。铁锰矿体呈层状或似层状产出于达马拉系第二岩性段石英岩地层中,矿石多呈黑色、灰黑色,中—细粒变晶结构,块状、条带状构造。矿石矿物主要有硬锰矿、针铁矿、磁铁矿、少量赤铁矿,脉石矿物主要为石英、斜长石、石膏和少量石榴子石、黑云母、锆石等。对比研究表明纳米比亚奥乔宗蒂约巴地区铁锰矿与奥乔松杜地区锰矿床的成因模式及成矿作用方式相似,铁、锰的沉积作用与海进-海退旋回有关。     

磁铁矿-赤铁矿之间转化关系研究：以弓长岭铁矿为例

磁铁矿和赤铁矿是自然界铁氧化物的两种主要存在形式,也是弓长岭铁矿区的主要矿石矿物,二者之间的转化曾经 被认为是氧化还原反应的结果。文中根据近几年提出的非氧化还原反应成矿理论,对弓长岭铁矿区内磁铁矿/赤铁矿之间的 转化关系进行新的解释。通过对弓长岭矿区矿石样品进行偏光显微镜和扫描电镜背散射等实验研究,发现了赤铁矿交代磁 铁矿、针铁矿交代赤铁矿、黄铁矿与磁铁矿、赤铁矿共生等现象。结合前人研究成果,从矿物组合、矿石结构以及矿物转 化前后体积变化等方面,论证了部分后生的赤铁矿是在缺氧的环境下由磁铁矿经非氧化反应转变而成,为该区后生赤铁矿 的形成现象提供了一种新的解释。     

鲁西台上铁矿床地质特征及矿床成因

台上铁矿床位于鲁西蒙阴县境内,为磁铁石英角闪岩型低品位铁矿床,成因上属沉积变质型铁矿床。矿体以条带状、透镜状为主;矿体规模较小,厚度、品位变化较大;主要矿石矿物为磁铁矿,其次为赤铁矿及褐铁矿,并可见少量黄铁矿;矿石主要呈细粒变晶结构,条带状及浸染状构造;矿石自然类型属需选贫铁矿矿石。矿体属泰山岩群雁翎关组的组成部分,与泰山岩群的形成与演化过程一致,在新太古代泰山岩群雁翎关组地层与岩浆岩接触带附近具较好的成矿远景。