陕西柞木沟铁矿矿物学、成矿年代学特征及对矿床成因的指示意义

柞木沟铁矿床为北大巴山地区的钛磁铁矿矿床。矿区赋矿岩体为辉绿岩,主要矿物组成为单斜辉石、长石、角闪石、黑云母、钛磁铁矿和钛铁矿等。文中利用电子探针对柞木沟矿床内部典型矿石矿物组成研究发现,单斜辉石主要为普通辉石,角闪石为镁绿钙闪石和阳起石,黑云母主要为铁质黑云母,少量为镁质黑云母。柞木沟铁矿床赋矿辉绿岩母岩浆具有高碱(K2O+Na2O含量3.56%~4.79%)、高钛(TiO2含量3.50%~5.58%)特征,指示其为碱性系列岩浆。单斜辉石平衡温度为1 138~1 167℃,铁钛氧化物形成温度为781~808℃,氧逸度(lgf(O2))为-14.15~-14.36,黑云母结晶温度分为600~650℃和~700℃两个区间,氧逸度介于NNO与MH之间。矿石内部锆石SHRIMP U-Pb测年结果为(437.9±3.7)Ma,与区域不含矿岩体年龄一致,说明二者为同期岩浆作用产物。矿体赋存于岩体中、矿体与含矿辉绿岩围岩呈渐变过渡关系、磁铁矿的岩浆成因、磁铁矿的矿物化学特征及氧同位素组成特征共同指示柞木沟矿床为典型岩浆矿床。北大巴山地区早古生代晚期的拉张作用,导致深部的岩浆上升并在浅部快速就位,早期结晶出少量铁钛氧化物;随着温度降低,辉石、长石、角闪石等铁镁硅酸盐矿物开始结晶,进而包含早期结晶的铁钛氧化物。岩浆的氧逸度逐渐升高以及后期富铁质流体的注入导致铁钛氧化物大量结晶,最终完成该区的成矿作用。