冀东司家营条带状含铁建造铁矿石铁同位素特征及其地质意义

司家营条带状含铁建造（Banded iron formation,BIF）型铁矿床是冀东地区规模最大的铁矿床,前人对其进行了大量的年代学、岩石学和元素地球化学工作,但目前尚未对其进行Fe同位素研究。本文通过Fe同位素和主微量、稀土元素相结合的方法对司家营BIF的成矿物质来源和形成背景提出了有效制约,同时对司家营BIF的锆石U- Pb年龄数据进行补充。锆石U- Pb年代学显示,司家营BIF形成于2537~2531Ma。地球化学数据显示司家营BIF矿石主要由TFe2O3和SiO2组成,具有较低的Al2O3和TiO2含量,富集Fe重同位素（δ56Fe=0.341‰~0.525‰）;稀土元素配分模式呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征,具有明显的Eu、Y、La正异常,Y/Ho比率较高（Y/Ho=34.96~45.84）。这些特征表明司家营BIF是基本无碎屑物质参与的化学沉积岩,稀土元素来源于高温热液和海水的混合溶液,铁质来源于海相热液流体。司家营BIF缺乏真正的Ce负异常和Fe同位素组成均为正值指示其形成于缺氧环境。综合对比世界上其他地区太古宙BIF的Fe同位素特征,本文认为新太古代时期地球海洋含氧量逐步上升,此时海洋总体属于缺氧环境,但部分地区氧气含量较高。     

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。     

鲁西杨庄条带状铁建造特征及锆石年代学研究

泰山群主要分布于鲁西地区中部,是鲁西花岗-绿岩带的一个重要组成部分。近年来,在沂水县杨庄发现了一定规模的沉积变质铁矿,铁矿层位赋存于柳杭岩组上段的斜长角闪岩段内。本文对杨庄铁矿BIF及侵入地层的岩浆岩进行锆石年代学测定,测定的含磁铁矿斜长角闪岩中锆石U-Pb年龄数据主要集中在2.6Ga附近,确定斜长角闪岩的形成年龄为2615±61Ma;铁矿顶板黑云母石英片岩的形成年龄小于2527±66Ma,该岩段又被晚期混合花岗岩穿插,其锆石年龄测定结果为2469±34Ma,所以推测黑云母石英片岩的形成年龄在2.5Ga附近。据此我们认为鲁西地区的"柳杭岩组"似可近一步解体为新太古的斜长角闪岩段(含磁铁矿建造)和古元古的表壳岩段(以片岩系为主)。混合花岗岩的形成年龄属于古元古代早期,似乎可以填补全球地质演化的静寂期 (2.3~2.5Ga)。以泰山群为代表的变质岩系在地下较深部位出现或者被中晚元古代盖层覆盖,为探讨华北克拉通早期演化和开展华北克拉通BIF型铁矿研究具有重要意义。     

辽宁抚顺地区太古宙条带状硅铁建造地球化学特征及成因

经过近几年对抚顺地区铁矿的勘查找矿工作,发现抚顺地区太古宙硅铁建造的矿石类型及地理分布,与横贯抚顺地区的浑河深大断裂存在某种特定的位置关系,这种关系具有普遍的规律性.作者在总结抚顺地区数个太古宙硅铁建造矿石特征的基础上,从分析多个硅铁建造矿床的地球化学特征入手,探讨其成矿的环境、过程,从而提出抚顺地区太古宙硅铁矿床的成矿模式,即海底火山喷气、热水-成矿流体洋底环流-沉积-变质重结晶的成矿模式.在中新太古代时期,浑河断裂作为当时的海底扩张带（或洋中脊）,经过海底扩张作用,形成浑河裂谷.海底断裂附近频繁的火山活动,沿浑河断裂不断涌出的地下喷气、热水,萃取海底的拉斑玄武岩中的铁元素,形成富含铁、硅的热水溶液,这种热水溶液称之为成矿流体.成矿流体经过洋底环流作用,向两侧运移,在合适的环境下堆积成岩.该种岩石后来遭受区域变质作用和构造-岩浆热事件多重作用改造,发生变质重结晶成矿.     

弓长岭太古代条带状硅铁建造中长英质变质岩的原岩恢复及地层学意义

弓长岭太古代条带状硅铁建造中的长英质变质岩为该地层的标志层(K和K_S层)。原岩恢复表明二矿区黑云母石英钠长变粒岩(K层)为含火山灰的中酸性火山熔岩;而岭东区的石榴云母石英片岩(K_S层)为含火山灰的泥砂质沉积岩,二者不能对比。据此,本文补充和完善了该区地层剖面。它表明弓长岭硅铁建造生成于大陆边缘的陆棚浅海环境,其铁矿层赋存于一海进层序的中上部。该建造的沉积岩组合特征与绿岩带不同,而与典型的高级区表壳岩组合类似。     

五台山绿岩带条带状铁建造金矿床成矿地质特征与找矿标志

通过综合研究五台山条带状铁建造金矿床区域成矿地质背景及矿床(体)地质特征,应用层控说、构造控矿等成矿理论,总结了该类金矿主要控矿因素,认为后期构造叠加是富集成矿的首要的、关键性控矿因素,构造叠加改造的矿源层是最有利的成矿部位和最佳找矿地区。并归纳了找矿标志,意在推动本区金矿找矿突破,运用地、物、化等综合方法找矿效果较好。     

冀东、五台和吕梁地区条带状铁矿的稀土元素特征及其地质意义

详细报道了冀东、五台和吕梁地区条带状铁矿全岩样品的稀土元素分析结果。结果表明,研究区BIF具有非常相似的特征：稀土总量均较低;经页岩标准化的稀土元素配分模式均呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征;Y/Ho比值较高;具有明显的Eu、Y、La的正异常,且这些特征表明研究区BIF的稀土元素来源于火山热液和海水的混合溶液。虽然BIF均显示Eu正异常,但不同类型、不同沉积年龄BIF的铕异常程度不同：与吕梁地区Superior型铁矿相比,冀东和五台地区的Algoma型铁矿显示了更大的Eu正异常;并且自中太古代-新太古代-古元古代,BIF的铕正异常逐渐减小,这可能反映了随着BIF沉积年龄的减小,进入到该地区海水中的高温热液流体逐渐减少;同时,研究区BIF缺乏明显的Ce负异常,可能暗示在BIF沉积时海水的氧化还原状态为缺氧环境。     

同步辐射X射线荧光微探针技术测定太古宙条带状硅铁建造中硅质条带及包裹体的微量元素

通过对35亿年前曹庄岩组的条带状硅铁建造(BIF)的硅质条带以及石英中包裹体微量元素的分析,初步探讨了35亿年前的 BIF 形成时期海洋的化学成分。结果表明太古宙海洋中贫乏 P、V、Cu 等生命元素,限制了真核生物的发展,而其它微量元素高度富集,为化学自养细菌提供了良好的环境。在 BIF 的硅质条带的形成过程中,微量元素的含量受到磁铁矿沉积吸附的强烈控制。     

前寒武纪条带状硅铁建造的形成机制与地球早期的大气和海洋

前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是地球早期特有的化学沉积建造类型,记录了当时大气和海洋的化学成分、氧化还原状态及演化。本文系统测定了华北地台条带状硅铁建造的硫硅氧同位素组成。不同时代和不同类型条带状硅铁建造中石英的硅同位素组成非常相似,强烈亏损30Si,δ30SiNBS-28大部分位于-2.0‰～-0.3‰之间,平均-0.8‰;硅铁建造中石英的δ18OV-SMOW相对较高,8.1‰～21.5‰,平均13.9‰;二者均与现代海底黑烟囱、泉华及热水沉积硅质岩的硅氧同位素组成相似。在同一样品中,磁铁矿条带中石英的δ30SiNBS-28普遍低于相邻硅质条带中石英的值,而δ18OV-SMOW刚好相反,反映了硅铁建造沉积时的初始特征。BIFs中硫化物的δ34SV-CDT变化范围很大,-22.0‰～+11.8‰,但大部分集中分布在0值附近。Δ33S=-0.89‰～+1.2‰,显示出了明显的硫同位素非质量分馏特征,说明当时大气氧浓度很低。与火山活动关系密切的Algoma型硅铁建造的Δ33S多为负值,而远离火山活动中心的Superior型硅铁建造的Δ33S多为正值。提出无论是Algoma型,还是Superior型BIFs都是由海底热液喷气作用形成的。富含溶解硅和铁的热水溶液喷发到在海底以后,由于温度突然下降,硅酸H4SiO4在海水中达到过饱和状态,导致SiO2首先沉淀,形成硅质层;随着热水溶液与海水的不断混合,温度不断降低,Eh值不断升高,Fe2+逐渐被氧化生成Fe3+随后沉淀,形成富铁层。一套硅铁韵律层代表了一次大的海底喷气活动;海底热液喷气的周期性活动形成了规律性的硅铁韵律层。BIFs的广泛分布和硫同位素非质量分馏效应的普遍存在,表明当时大气氧水平很低,可能不足现在氧水平的1‰;火山和海底喷气活动非常强烈,海水温度较高,呈酸性,pH值在3.0～5.5之间;海洋中可溶解硅H4SiO4和Fe2+的浓度很高;而可溶硫酸盐的浓度极低,1mM。早元古代(1.8Ga)以后海洋硫酸盐浓度升高,由富铁海洋转化为富硫酸盐的海洋,是造成BIFs消失的根本原因。大规模火山喷发和海底喷气活动对海洋的成分和氧化还原状态影响很大,使海洋的氧化时间较大气至少推迟了6亿年。     

山西五台山和冀东迁安地区条带状铁矿的岩石化学特征及其地质意义

详细报道了五台山地区白峪里、柏枝岩和峨口(又名山羊坪铁矿)3个新太古代条带状铁矿床和冀东迁安地区条带状铁矿样品的岩石学和岩石化学特征,并与辽宁鞍山和山东韩旺以及国外同类矿床进行了对比。五台山地区和冀东迁安地区条带状铁矿的微量元素和稀土元素的含量和配分特征与国内外同类矿床十分一致:4个地区条带状铁矿样品均富集Th、U、La、Ce、P、Sm等元素,亏损K、Nb、Sr、Hf、Er、Ti等元素;稀土元素总量均较低,是太古宙海洋沉积特征之一,轻稀土元素轻微亏损,重稀土元素稍富集,具有明显的Eu的正异常,部分具有Y正异常。Y的异常通常代表了海水的特征,Eu的正异常指示了高温海底热液的特征,由此可判断铁硅质建造形成于热海水环境。五台山地区与条带状铁矿伴生的黄铁矿的δ34S值在零附近,表明其来源于地幔。由此可知所研究条带状铁矿床是幔源的火山喷发或火山喷气带来的硅铁质溶于海水后在特定条件下经化学沉积而成。     

冀东柞栏杖子BIF地球化学特征、形成时代及其地质意义

冀东地区柞栏杖子BIF出露于绿片岩相—低角闪岩相朱杖子岩群变质岩中。铁矿石主要由石英和磁铁矿组成,还含有少量透闪石和黑云母。主量元素主要为Si O2、Fe2O3和Fe O,其次为少量的Ca O和Mg O。较低的Al2O3含量、极低的Ti O2含量和高场强元素(HFSE)暗示,铁矿石中陆源碎屑物质含量很低。铁矿石的稀土元素含量较低,稀土元素配分模式特征为轻稀土元素相对亏损、重稀土元素相对富集。较明显的Eu正异常、轻微的Y正异常及较高的Y/Ho值的稀土元素特征,类似于高温热液和海水的混合热液,暗示成矿物质主要来自于海水和高温热液。对柞栏杖子BIF矿体夹层黑云斜长变粒岩进行SHRIMP锆石U-Pb定年,207Pb/206Pb年龄加权平均值为2572±8Ma(MSWD=5.8),可代表柞栏杖子BIF的形成年龄。综合前人研究,认为冀东地区变质级别不同的BIF物质来源相同、形成年代相近,BIF的变质可能和2500Ma左右华北克拉通东部陆块发生的地幔岩浆底侵事件有关。     

冀东司家营BIF铁矿流体包裹体及氧同位素研究

司家营BIF是冀东地区最大的铁矿床,赋存于一套绿帘-角闪岩相变质的新太古代变质岩中,可划分出5个演化期次,分别为沉积期、绿帘-角闪岩相变质期、褶皱变形期、韧性剪切和热液蚀变期以及抬升氧化期。其中绿帘-角闪岩相变质期形成的条纹状阳起磁铁石英岩以及韧性剪切和热液蚀变期形成的条带状磁铁石英岩、块状磁铁石英岩和黄铁矿石英脉的石英中广泛发育流体包裹体,可分为次生包裹体(Ⅰ类)、假次生包裹体(Ⅱ类)、原生包裹体(Ⅲ类)、含子矿物包裹体(Ⅳ类)和含CO2三相包裹体(Ⅴ类)。分布于条纹状磁铁石英岩石英-1中Ⅱ和Ⅲ类包裹体以及条带状磁铁石英岩石英-1Ⅴ类包裹体的均一温度为352~560℃、流体压力为0.11~0.20GPa、盐度为0.4%~3.3%NaCleqv,流体温压特征可代表绿帘-角闪岩相变质作用的温压条件;分布于条带状磁铁石英岩、块状磁铁石英岩和黄铁矿石英脉石英-2中Ⅱ和Ⅲ类包裹体均一温度集中于153~211.8℃,盐度为0.5%~22.6%NaCleqv,条纹状磁铁石英岩中磁铁矿-1的δ18O值为1.4‰~2.8‰,条带状和块状磁铁石英岩中磁铁矿-2的δ18O值为1.7‰~6.2‰。流体包裹体和氧同位素特征表明低温热液流体是铁矿床发生"去硅富铁"的主要原因;在不同类型矿石的石英中均产出有较多的气液两相和赤铁矿共生的Ⅰ类包裹体,可反映抬升氧化期流体特征,均一温度介于117~223℃,盐度集中分布于0.4%~5.0%NaCleqv,较低的氧化作用是司家营BIF无法形成假象赤铁矿-细板状赤铁矿型富铁矿体的直接原因。     

冀东沉积变质型铁矿成矿规律及找矿方向北大核心CSCD

铁矿是重要的大宗金属矿产资源,冀东地区作为我国重要的钢铁基地面临着后备资源不足的问题,亟待深入开展冀东地区铁矿成矿规律和找矿方向研究。本文在近年来冀东地区找矿实践的基础上,利用勘查区找矿预测理论方法体系,系统归纳冀东铁矿床特征,共划分5个成矿区带,分析了本区鞍山式沉积变质型铁矿含铁建造、变质变形空间分带规律及控矿构造特征,并总结该地区矿床成矿规律。提出滦县滦南铁矿成矿区带成矿构造受背形和断裂构造共同控制的观点,指出冀东地区“就矿找矿”预测要素可简化为矿体控制程度和地球物理标志两大类。认为冀东铁矿地质工作程度高,进一步找矿的2个主要方向:一是已有大中型矿山深部和外围“就矿找矿”,预测其仍有较大资源潜力;二是迁安铁矿成矿区带第三层硅铁建造,属新发现的成矿空间,具有重要的找矿意义。     

冀东司家营铁矿床富矿成矿条件研究

根据野外勘查,对冀东司家营铁矿床的普通矿石和富铁矿石进行了岩相学、主量元素、微量元素和稀土元素的研究。富铁矿顺层产于贫矿体中,富铁矿石颗粒与贫铁矿相比稍粗,主要由磁铁矿及铁闪石组成,部分铁闪石蚀变为绿泥石,表明司家营铁矿床的富铁矿矿石的形成与后期热液活动密切相关。司家营铁矿床不同矿石的主量元素分析结果表明,富矿石较普通矿石的石英含量减少,镁铁质矿物含量相对增加,所有矿石中MnO/TFe2O3比值极低,含量变化于0.001～0.01之间,平均值为0.002,指示了矿石的热水沉积成因。普通矿石和富铁矿石的微量元素和稀土元素配分模式有较好的一致性,表明不同类型矿石成矿物质来源可能相同。与磁铁矿普通矿石相比,赤铁矿普通矿石和富铁矿矿石的∑REE+Y含量更高,稀土元素配分曲线相比较更加平缓。造成赤铁矿普通矿石∑REE+Y含量增高和稀土元素配分曲线平缓的原因可能是赤铁矿距离地表较近,遭受后期淋滤作用。关于富铁矿矿石稀土元素∑REE+Y含量最高和稀土元素配分曲线平缓的原因,除了铁质沉积物更易吸收稀土元素外,后期变质热液蚀变也是非常重要的因素。     

山东韩旺新太古代条带状铁矿的稀土和微量元素特征

山东韩旺条带状铁矿是一个新太古代大型鞍山式铁矿床,本文主要对韩旺条带状铁矿进行了岩石学和岩石化学方面的研究,并与国内外该类型矿床进行对比.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,其分布与五台山条带状铁矿和世界条带状铁矿分布区一致.韩旺铁矿稀土元素含量较低,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,具有较强的Eu的正异常和明显的Y的正异常,无明显的Ce异常,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.文章中也对韩旺条带状铁矿中Sr/Ba、Ti/V等元素的比值与其他地区进行了对比.综合研究结果认为韩旺条带状铁矿具有与火山热液伴生的铁质,形成于海洋化学沉积环境.     

辽宁弓长岭铁矿床二矿区矿石及类矽卡岩的地球化学特征及其找矿意义

辽宁弓长岭铁矿床二矿区的矿石可分为较富和较贫两种类型,其中富矿的边部分布有大量的类矽卡岩,包括石榴石岩、绿泥石岩、含石榴石绿泥石岩、含磁铁矿阳起石岩等,说明富矿的形成与热液活动有关。类矽卡岩及两类矿石的微量元素相对原始地幔富集大离子亲石元素和高场强元素,但Sr、Hf相对亏损;稀土元素特征表现为总量较低,具有相似的PAAS稀土配分模式,为轻稀土元素相对亏损的左倾型,具有明显的Eu正异常和弱Ce负异常。从较贫铁矿石、较富铁矿石到类矽卡岩稀土元素总量呈逐渐上升趋势,结合野外地质特征,说明较富铁矿石和类矽卡岩在继承了较贫铁矿石的稀土配分模式的基础上可能又叠加了热液中的稀土元素地球化学特征,因此弓长岭铁矿床出露的类矽卡岩、较富铁矿石可能是由热液交代改造原始沉积的较贫铁矿石形成的。     

冀东水厂沉积变质型铁矿床流体包裹体特征

水厂铁矿是冀东地区一大型铁矿床,属于典型的BIF型铁矿床,矿体赋存于晚太古代变质岩系中。本文选取不同类型的磁铁石英岩样品,对其中石英流体包裹体进行系统的岩相学特征分析及显微测温测试,探讨变质流体的物化性质。流体包裹体岩相学结果显示,水厂铁矿主要发育五类包裹体,分为Ⅰ型次生包裹体、Ⅱ型富液的两相包裹体、Ⅲ型富气的两相包裹体、Ⅳ型含子晶的三相包裹体和Ⅴ型富CO_2的三相包裹体。流体包裹体显微测温结果显示,水厂铁矿变质作用峰期发育Ⅲ型和Ⅴ型包裹体,峰期变质流体均一温度为377~580℃,盐度(0.35wt%~9.73wt%)NaCleqv,显示高温低盐度特征;而变质作用峰期期后发育Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅳ型包裹体,均一温度介于101~537℃之间,盐度范围为(0.88wt%~20.07wt%)NaCleqv,均一温度及盐度范围较宽。水厂铁矿以上流体包裹体特征结合其它地质证据,共同验证了水厂铁矿形成后遭受到变质作用的改造,并且可能存在多期次的特征。     

冀东峪耳崖金矿床辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义

峪耳崖金矿床是冀东地区重要的金矿之一,位于华北板块燕山造山带东段,马兰峪复背斜北翼。金矿体赋存于峪耳崖花岗岩及其与灰质白云岩接触带中,矿化类型包括石英脉型和细脉浸染型,属中温热液型矿床。本次工作采用Re-Os同位素测年技术,对该矿床主成矿阶段的7件辉钼矿样品进行了精确定年,获得模式年龄为(168.4±2.5)Ma~(171.7±3.0)Ma,加权平均年龄为(169.84±0.95)Ma,等时线年龄为(171.9±2.7)Ma,表明矿床形成于中侏罗世,与成矿花岗岩侵位时间基本一致。辉钼矿的铼含量为50.63×10-6~116.1×10-6,平均84.61×10-6,指示成矿物质可能为壳幔混合来源。结合前人研究成果资料分析,峪耳崖金矿是冀东地区燕山早期区域性强烈构造-岩浆-成矿作用的产物。     

冀东太平寨-娄子山太古宙麻粒岩相变质峰期流体研究

冀东太平寨-娄子山地区太古宙麻粒岩系变质峰期流体包裹体首次见于夕线石中,按形 态 和产状可分三类,均形成于峰期至其稍后阶段。它们成分相似。特征是:①富碳质,XC　O2+C　H4=0.64～0.93; ②含少量H2O,XH 2O=0～0.22,且与峰期矿物 组合平衡热力学计算的水活度(aH2O=0.04～0.31)和含量( XH2O=0.03～0.22)完全吻合; ③有时含一定量H2S和SO2; ④盐水溶液 中阴离子总量极低(0.12～0.61mol/L)。石英和石榴石中也有特征相同的这期包裹体。峰 期包裹体中C　O 2均一温度多数 为-28℃～-22℃,密度为0.96～1.06g/cm3,包裹体整体密度应稍高,相应的压力为0.60 ～0.70G Pa。流体的氧逸度lgfO2在-17～-15之间。峰期流体上述各种特征在空间上较 均匀,相邻的不同岩石类型中aH2O值相似,结合地质和原岩特 征分析,认为流体中C　O2可能为深部地幔来源,其成因与基性岩浆底侵及其结晶作 用有关。