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。     

安徽龙桥铁矿床辉长闪长岩的发现及其岩石学和年代学研究

龙桥铁矿床是长江中下游成矿带内的大型铁矿床,主矿体呈似层状赋存于三叠系东马鞍山组泥灰岩、角砾状灰岩和泥质粉砂岩中,单个矿体铁矿石资源量大于1亿吨,具有鲜明的成矿特色。前人研究认为,矿区内正长岩类侵入岩与成矿关系密切,龙桥矿床是成矿带内唯一与正长岩有关的大型铁矿床。随着生产勘探,在矿床中部井下巷道中发现辉长闪长岩侵入体,为矿床成因以及成矿模式提供了新的线索。文章在详细的野外地质工作基础上,开展了辉长闪长岩的岩石学、地球化学和年代学研究。辉长闪长岩岩体呈岩株状产出,被正长岩体穿切破坏,靠近矿体部位发育透辉石矽卡岩化蚀变。辉长闪长岩主要由拉长石(60%)、钾长石(10%)、普通辉石(10%)和角闪石(5%)组成;与正长岩相比,辉长闪长岩明显具有低硅、低钾、高镁铁特征。锆石LA ICP-MS定年结果表明其成岩时代为(133.5±0.8)Ma。在前人对龙桥矿床研究的基础上,笔者认为龙桥铁矿床辉长闪长岩与铁成矿作用关系更为密切,成岩成矿作用几乎同时发生,而正长岩为成矿期后破矿岩体。通过与庐枞矿集区和长江中下游成矿带内铁矿床对比表明,庐枞矿集区内大型铁矿床与正长岩无成因联系,而闪长质侵入岩则是庐枞矿集区内重要的成矿母岩。龙桥铁矿床与长江中下游成矿带庐枞、宁芜矿集区内玢岩型铁矿床以及鄂东南矿集区内矽卡岩型铁矿床在成岩成矿时代方面相近,属长江中下游第二期成岩成矿作用的产物。闪长质侵入岩是成矿带内矽卡岩型及玢岩型铁矿成矿的必要条件,而正长岩类侵入岩的形成大多晚于闪长岩,与铁成矿作用无直接关系。     

安徽庐枞盆地龙桥铁矿床中钴的赋存状态和空间分布规律

中国东部的长江中下游、莱芜、邯邢和临汾等矿集区中发育大量的矽卡岩型铁矿床,其中普遍伴生钴,部分矿床估算伴生钴资源量大于1万t,达到中型钴矿床的规模。已有研究表明,中国东部富钴矽卡岩型铁矿床的成矿时代相同,成矿特征相似,均为中国东部130Ma大规模成矿作用的产物,反映较大规模的铁钴成矿作用受统一的动力学背景控制。钴与其他伴生组分一样,其工业价值主要不取决于矿石中钴的含量,而取决于钴的赋存状态,因此开展矽卡岩型铁矿床中钴的赋存状态和分布规律研究具有重要的理论和实践意义。龙桥矽卡岩型铁矿床位于长江中下游成矿带,是目前发现的成矿带内伴生钴含量最高的矿床。矿床主矿体长1000m,成矿岩体位于矿体中部,黄铁矿分布范围广,距离岩体中心不同距离均有分布,是研究矽卡岩型铁矿床中钴赋存状态和空间分布规律的理想对象。本次研究在龙桥铁矿床勘探巷道-370m平面自西向东采集了9件含黄铁矿样品,黄铁矿主要呈浸染状-细脉状交代磁铁矿。研究表明,龙桥铁矿床中钴主要赋存在黄铁矿和磁铁矿中,其次为独立钴矿物(主要为辉砷钴矿)。黄铁矿的LA-ICP-MS微区微量元素分析结果表明,龙桥黄铁矿中Co(0.019×10~(-6)～5639×10~(-6))、Ni(0.025×10~(-6)～5798×10~(-6))和As(0.46×10~(-6)～14526×10~(-6))的含量均具有较大的变化范围,黄铁矿总体上具有边缘富钴、核部贫钴的特征,黄铁矿边部的钴含量是核部的100～1000倍。通过对LA-ICP-MS测试数据以及时间分辨率剖面的逐一对比,推测Co主要以类质同象形式替代Fe进入黄铁矿晶格。由于钴在黄铁矿中分布极不均匀,不同空间位置采集的黄铁矿样品中Co含量平均值和变化范围没有明显规律。本文通过类比,提出中国东部矽卡岩型铁矿床中钴矿物可能是普遍存在的,但以前受限于分析测试手段未能发现;如何在选矿过程中分离富集钴矿物和富钴黄铁矿,是矽卡岩型铁矿床硫精粉中钴回收利用的关键。