华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代——SHRIMP锆石U Pb定年

华北克拉通是我国早前寒武纪条带状铁建造(BIF)最重要的分布区。近年来大量锆石定年研究表明,华北克拉通BIF形成于始太古代到古元古代早期,但主要为新太古代晚期(2.50～2.55Ga)。最重要的BIF分布于华北克拉通东部的鞍本、冀东和鲁西地区,沉积环境相对稳定是大规模BIF形成的重要条件。华北克拉通新太古代晚期BIF形成的构造环境还不十分清楚,但可能为岛弧构造环境。BIF明显的时代专属性是地质和大气演化的结果。     

微生物参与前寒武纪条带状铁建造沉积的研究进展

地球演化早期太古代和早元古代大规模的条带状铁建造(BIF)是目前世界上最重要的铁矿资源。已有的稳定同位素组成、分子化石以及岩石磁学性质等证据支持早期微生物广泛参与了BIF的形成。本文评述了微生物参与BIF形成过程中铁搬运和沉淀及其同位素分馏、生物标志物和岩石磁学证据。深入地研究BIF成矿中的微生物矿化贡献,有助于解释BIF形成机制,反演前寒武纪大气—海洋环境演化,以及理解地球早期生命的过程。     

吉林省前寒武纪变质铁矿成矿地质条件浅析

本文在概略讨论了吉林省前寒武纪地质演化与铁矿成矿作用的基础上,从含矿地层、原始沉积环境、变质作用、构造等对前寒武纪变质铁矿成矿的控制作用进行了分析.认为吉林省前寒武纪变质型铁矿完全受基底构造控制,含矿岩系原岩建造基本为海底火山建造;前寒武纪变质铁矿普遍经历了三期成矿作用;区域变质变形作用对矿床的形成起了决定性作用.     

古全球变化与非等时韵律沉积及前寒武纪条带状铁矿建造形成的终止

前寒武纪各种地质记录表明了太古代－元古代早期古全球天南环境具有显著的陆少洋多和大气富ＣＯ２，盆Ｏ２的特征。ＢＩＦｓ大气－海洋系统中Ｆｅ＾２＋的氧化是铁质发生沉淀的一个重要过程，在前寒武纪早期缺Ｏ２的环境，生物－无氧氧化和日光－紫外线为主的宇宙射线光致氧化作用产生的直接非生物－无氧氧化过程，在前寒武幻早期缺Ｏ２环境对Ｆｅ＾２＋的氧化可能起着重要和主导的作用。     

冀东马兰庄条带状硅铁建造的变质时代及地质意义

前寒武纪条带状硅铁建造(BIF)是世界,也是中国最重要的铁矿资源类型,无论是储量,还是开采量,均居首位.前寒武纪条带状硅铁建造是地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代—早元古代(3.2～1.8 Ga),记录了地球早期大气和海洋的化学成分、氧化还原状态及演化,是广大地质工作者长期关注的焦点之一.在国外,与BIF...     

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。     

北京密云地区放马峪条带状铁建造的形成与变质时代:锆石SHRIMP U-Pb定年

通过对北京密云地区放马峪条带状铁矿矿石围岩中含磁铁矿石榴子石斜长片麻岩进行SHRIMP锆石U-Pb测年研究,主要获得3组锆石207Pb/206Pb年龄,分别为(1 817±13)Ma、(2 456±6)Ma和(2 529±8)Ma。结合其岩相学、阴极发光图像分析,其中具有变质成因的锆石年龄分别为(1 817±13)Ma和(2 456±6)Ma,代表了该区条带状铁建造的两期变质时代;而另外1组年龄为(2 529±8)Ma的锆石,具岩浆锆石韵律环带特征,代表了该含磁铁矿石榴子石斜长片麻岩中碎屑锆石的年龄,从而间接限定了该区条带状铁建造的形成时代为(2 456±6)Ma到(2 529±8)Ma之间。结合前人研究资料,认为其可能形成于新太古代晚期。这些成果为该区乃至整个华北地区前寒武纪BIF型铁矿以及晚太古代至古元古代的构造演化提供了进一步详实的年代学资料。     

内蒙古大青山地区早前寒武纪变质地层的组成及特征

内蒙古大青山地区是华北克拉通北缘早前寒武纪变质杂岩发育地区，也是高级变质地层发育地区。多年来，对该区早产寒武纪变质地层的组成和划分一直存在着争议。近几年来，作者以相同或相似的岩性组合为基本填图单位，以变形变质作用特征的研究为主线，结合岩浆活动作用，原岩建造等方面的研究，通过对内蒙古大青山地区的6幅、：5万区域地质调查，提出自该区早前寒武纪变质地层自下而上可划分为古太古代兴和岩群，中太古代乌拉山岩群和古元古代美岱召岩群3个岩群，并进一步划分为8个岩组。其中兴和岩群和乌拉山岩群均遭受了麻粒岩相－高角闪岩相条件下的多期强烈的变形变质作用改造，并相互参差交错地工生在一起。详细地构造解析结果表明，兴和岩群和乌拉山岩群均遭受到一期下地壳麻粒岩相环境下的近水平剪切变形和高角闪岩相条件下的近南北向和近东西向纵向构造置换作用的改造。早期近水平剪切导致乌拉山岩群的各个地层单元以透镜状岩片叠置于兴和岩群之上，后期纵向构造置换作用导致兴和岩群和乌拉山岩群的不同地层单元沿现存叶理相互穿插，造成以现存叶理为标志的“假互层”或“假夹层”。美岱召岩群为一套浅变质的碎屑沉积岩系，仅遭受绿片岩相变质，变形特征也不同于乌拉山岩群，其以角度不整合覆盖在由乌拉山岩群，兴和岩群及侵入其中变质深成岩组成的高级变质杂岩之上。     

国外前寒武纪铁建造的研究进展与有待深入探讨的问题

形成于早前寒武纪的铁建造,是一种富铁〔w(TFe)>15%〕的硅质化学沉积岩,其主要矿物组成是铁氧化物(磁铁矿和赤铁矿)及石英。根据铁建造的岩相学特征,将其划分为条带状铁建造和粒状铁建造;根据铁建造的沉积环境,将条带状铁建造划分为与火山岩有关的Algoma型和与细碎屑-碳酸盐岩有关的Superior型2种类型。铁建造的出现,起始于38亿年前,主要集中于28～18亿年,在18亿年之后有一个连续的缺失,但在8亿年左右因雪球事件而重新少量出现。Algoma型铁建造主要发育于中-新太古代,而Superior型则集中出现于古元古代;前者多形成于前寒武纪克拉通化之前,与海相火山活动和陆壳巨量增生密切相关,而后者多形成于克拉通化之后,与稳定发育的克拉通盆地和大气氧含量增加有关。Algoma型铁矿具有单个矿体规模较小、品位较低和多层发育等特征,而Superior型铁矿则具有单个矿体规模较大、品位较高、层位稳定等特征。由于铁建造在地质历史上大规模发育且不重复出现,所以,开展铁建造的研究不仅具有经济价值,而且具有重要的科学意义。铁建造的研究趋势是,在世界范围内进一步深化地球早期构造(地幔柱与早期板块构造)演化、水圈及大气圈组成与演化、地球早期生物活动,以及铁建造成因和时空分布规律等方面的研究。     

Algoma型和Superior型硅铁建造地球化学对比研究

前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是世界上最重要的铁矿资源类型和地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代-古元古代(3.2～ 1.8Ga),记录了地球早期岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的状态及演化.前人根据BIFs的岩石组合和构造地质环境将其划分为Algoma型和Superior型.本文对比研究了Algoma型和Superior型BIFs的硅、氧、铁和多硫同位素特征.不同时代和不同类型BIFs的硅氧同位素组成非常相似,强烈亏损30Si,δ30SiNBS-28为较大的负值.二者的铁同位素和硫同位素非质量分馏效应明显不同.Algoma型BIF的△33S多为负值,而Superior型BIF的△33S多为正值;Algoma型BIF富集重铁同位素,δ56FeIRMM-144多为高正值,而Superior型BIF相对富集轻铁同位素,δ56FeIRMM.144多为负值或小正值.研究提出无论是Algoma型,还是Superior型BIFs都是由地球早期的海底火山热液喷气作用形成的,二者属于同一成矿系统,相对而言,Algoma型BIF与火山活动关系更密切,距离同期火山活动中心更近,多形成于深水盆地,环境更加还原.     

加强前寒武纪条带状铁建造中伴生矿床的研究

在世界范围内,前寒武纪条带状铁建造中除产出大量贫铁矿和富铁矿外,常共生和伴生许多金属和非金属矿产,特别是金、锰、铅锌铜和镍以及硫铁矿等矿床,其中不少达到大型和超大型规模,其经济价值超过铁矿床本身,在一些国家的国民经济中占有重要位置。我国前寒武纪鞍山式条带状铁建造除主要产出贫铁矿和少量富铁矿外,少数地区也已发现伴生金矿床。但目前已知多属于中小型矿床,大型金矿床和其他金属矿床迄今为止尚未发现,从综合找矿角度,应重视和加强这些矿床的研究和进一步寻找,一旦有新发现,一矿变多矿,在找矿中必将有重大突破。本文主要介绍国内外目前对这些矿床的研究现状和基本地质特征,为目前我国的找矿工作提供借鉴,扩大找矿思路。     

Major element distribution in Archean banded iron formation (BIF): influence of metamorphic differentiation

The Archean (2.8 Ga) Banded Iron Formation (BIF) of the Bell Lake region of Yellowknife greenstone belt, Canada is recrystallized to metamorphic assemblages of the amphibolite facies. This BIF is characterized by centimetre‐scale Fe‐rich and Si‐rich mesobands. In the Si‐rich mesobands, thin layers of magnetite microbands are developed in a quartz matrix. The Fe‐rich mesobands are composed mainly of Ca‐amphibole (hornblende), Fe–Mg amphibole (grunerite), and magnetite. The metamorphic foliation locally cuts across the mesoband boundaries, indicating the mesobanding was formed prior to peak metamorphism. Variations in mineral modal proportions between Fe‐rich mesobands and microbands are diagnostic of depositional compositional differences between beds. Micro‐X‐ray fluorescence imaging reveals metamorphic differentiation within Fe‐rich mesobands, with segregation of Fe–Mg amphibole, and the incompatible element Mn is concentrated at the margins of the Fe‐rich mesobands during the amphibole‐forming reactions. Ti was relatively immobile during metamorphic segregation and its distribution provides a record of the original structures in the Fe‐rich mesobands.     

华北克拉通东南缘BIF型铁矿变质火山岩夹层锆石U-Pb年龄及其对铁矿形成时限的制约

霍邱BIF型铁矿位于华北克拉通东南缘,矿体均赋存于晚太古代霍邱岩群内,主要呈似层状,与围岩产状基本一致,界线较清晰,受地层层位控制明显,为典型的层控型矿床。本次工作采集霍邱铁矿周集铁矿床ZK2918、ZK2512两处钻孔中石英磁铁矿矿体内英安质片麻岩夹层。对片麻岩类的岩石学特征、原岩性质及同位素地质年代学等进行的研究表明,英安质片麻岩类的原岩为安山质火山岩,成岩年龄分别为2 750±15 Ma,2 740±7.2 Ma;表明在华北克拉通东南缘霍邱地区存在着～2.75 Ga的岩浆活动。此外,受变质火山岩年龄制约,霍邱岩群及赋存于其中的BIF铁矿的形成时代也应为～2.75 Ga。     

河北迁安变质铁矿床深部找矿突破及富矿成因探讨

通过2005年12月-2009年6月实施的全国危机矿山接替资源找矿项目,在河北省迁安铁矿床的深部取得了重大的找矿突破,钻孔见矿率达78.26％,新增铁矿资源量2.43×109 t,其中,杏山铁矿C22线XZK0610孔和XZK0618孔均见到厚大矿体,全孔累计见矿进尺厚度分别为209.04 m和169.41m.同时在XZK0610孔深915.84～970.33m处为富矿,富铁矿体进尺长度54.49 m,w(TFe)最高为59.56％,平均品位53.48％,富矿产于贫矿体中,呈层状产出,贫矿体与富矿体呈互层状,富铁矿体与贫矿层属同沉积—变质成因.     

沉积变质型铁矿成矿条件及富铁矿形成机制

我国铁矿床类型有沉积变质型、岩浆型、接触交代 热液型(矽卡岩型)、火山岩型、沉积型和风化淋滤型6种,以沉积变质型最为重要。我国的沉积变质型铁矿床主要分布于华北克拉通,以鞍山式铁矿为代表,沉积时代为新太古代末,为阿尔果马型条带状铁建造 (BIF)变质而成;吕梁地区的袁家村式铁矿为苏比利尔型BIF变质而成,BIF沉积时代为2. 384~2. 210 Ga或新太古代末;舞阳、霍邱地区的沉积变质型铁矿可能为苏比利尔型BIF变质产物,BIF沉积时代分别为2. 473~2. 468 Ga、＜2. 54 Ga。BIF的形成与缺氧环境向大氧化事件初期的层化海洋环境过渡有关,海水中巨量溶解的铁质部分氧化,在初始层化海洋氧化还原界面附近的浅海环境以胶体形式沉淀。我国的BIF遭受区域变质变形作用,成为条带状磁铁石英岩,作为沉积变质型铁矿开发利用。BIF经历后期流体改造可形成富铁矿,形成机制有“去硅富铁”、“铁质活化再富集”和“去碳酸盐富铁”3种,弓长岭富铁矿的成矿年龄为1. 85 Ga左右,由BIF“去硅富铁”而成;齐大山富铁矿可能形成于2. 5 Ga,由BIF“铁质活化再富集”而成;袁家村富铁矿形成于1. 41~1. 34 Ga,可能由含碳酸盐的BIF“去碳酸盐富铁”而成。     

西澳大利亚伊尔岗克拉通铁矿床研究进展

伊尔岗克拉通位于澳大利亚西南部,是地球上最古老的克拉通之一。该克拉通内产出的铁矿床均与条带状含铁建造（BIF）有关,可分为2种类型：①深成—表生矿床;②表生—富集矿床,主要分布在尤恩米（Youanmi）地体中。深成—表生型铁矿床具有相似的变形历史、镁铁质火成岩围岩、深成热液蚀变事件和高品位的铁矿石类型。深成热液蚀变包括早期碳酸盐-磁铁矿蚀变、中期形成磁铁矿矿石、晚期碳酸盐-赤铁矿蚀变,但是这些矿床在岩相、变质程度、矿物学和地球化学方面都存在差异,目前还没有统一的成因模型。表生—富集型铁矿床可能是通过表生淋滤BIF中的硅质条带形成的,但不含硅质条带的BIF的出现,说明没有对硅质条带的选择性表生溶解也可以形成高品位矿体。     

安徽省霍邱铁矿成矿特征及构造控矿的深部找矿意义

安徽霍邱铁矿是一个大型BIF铁矿田,矿体均赋存于一套晚太古代中高级变质作用的含铁建造,为南北向海槽条带状硅铁建造,大地构造位置位于嵩箕-砀山古陆核南缘东西向凹陷区。主要矿体自下而上可分为A+B矿带和D矿带:前者为变粒岩-片岩-磁铁石英岩建造;后者为片岩-大理岩-赤铁(镜)铁石英岩建造。本文对该矿田的地质背景、矿体赋存条件、构造型式进行深入分析,推测矿区周边及深部构造与控矿因素,综合相关地质情况,我们推测其周边还可能存在新的隐伏矿床,该研究对霍邱铁矿的外围成矿规律研究与找矿预测具有参考价值。