华北克拉通前寒武纪BIF铁矿研究:进展与问题

研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性.大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的峰期为新太古代晚期(2.52 ～2.56Ga);BIF铁矿类型可划分为阿尔戈马型和苏比利尔湖型两类,但华北以晚太古代绿岩带中的阿尔戈马型为主,仅吕梁的古元古代袁家村铁矿具典型苏比利尔湖型铁矿特征.根据BIF在绿岩带序列中的产出部位和岩石组合关系,可将华北BIF划分为:1)斜长角闪岩(夹角闪斜长片麻岩)-磁铁石英岩组合;2)斜长角闪岩-黑云变粒岩-云母石英片岩-磁铁石英岩组合;3)黑云变粒岩(夹黑云石英片岩)-磁铁石英岩组合;4)黑云变粒岩-绢云绿泥片岩-黑云石英片岩-磁铁石英岩组合;5)斜长角闪岩(片麻岩)-大理岩-磁铁石英岩组合等5种类型.华北克拉通BIF形成时代与早前寒武纪岩浆活动的时间基本一致(2.5～2.6Ga),但与华北克拉通陆壳增生的峰期(2.7～2.9Ga)有一定偏差,其原因可能与新太古代晚期华北克拉通构造-热事件十分强烈有关.华北克拉通新太古代BIF大多形成于岛弧环境,但局部地区(如固阳)BIF铁矿可能形成于深部有地幔柱叠加的岛弧环境.华北克拉通BIF富矿主要有三种类型:原始沉积、受后期构造-热液叠加改造和古风化壳等,但总体不发育富铁矿,国外发育的风化壳型富铁在我国甚为少见.本文认为在探讨BIF铁矿类型时,需要从绿岩带发育序列进行综合判别.阿尔戈马型铁矿一般产于克拉通基底(绿岩带)环境,苏比利尔湖型铁矿一般形成于稳定克拉通上的海相沉积盆地或被动大陆边缘.华北克拉通BIF铁矿地球化学研究结果表明,BIF铁矿无Ce负异常且Fe同位素为正值,从而暗示铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境,而铕正异常可能指示BIFs为热水沉积成因,其机制可能为海水对流循环从新生镁铁质-超镁铁质洋壳中淋滤出F(e)和Si等元素,在海底排泄沉淀成矿,而条带状构造的形成可能归咎于成矿流体的脉动式喷溢.但对于BIF铁矿的物质来源、成矿条件和机制、富铁矿成因、华北克拉通不发育苏比利尔湖型铁矿的原因等方面,仍需深入研究.     

华北克拉通东南缘霍邱杂岩岩石成因及BIF成矿作用

<正>发育大量BIF铁矿的霍邱杂岩中含有大量的2.6 Ga的岩石,很少有2.6~2.5 Ga的记录(Wang et al.,2014;Liu et al.,2015;Liu and Yang,2015),而华北克拉通其他地区广泛发育2.6~2.5 Ga的岩石(如TTG片麻岩)。锆石Hf同位素研究表明,在2.8~2.7 Ga时期,该杂岩主要发生的是老陆壳的再造(Liu     

华北克拉通～2.7Ga的BIF:来自莱州-昌邑地区含铁建造的年代学证据

越来越多的研究资料显示~2.7Ga是华北克拉通陆壳生长的一个重要阶段,但缺少同时期的世界主要克拉通上广泛发育的BIF铁矿。胶北莱州-昌邑地区的BIF铁矿赋存在原划分的粉子山群小宋组含铁建造中,含铁建造的岩石组合主要为黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩、含石榴黑云片岩夹角闪磁铁石英岩,磁铁浅粒岩。岩石地球化学分析显示,斜长角闪岩具有岛弧玄武岩的地球化学特点,变质酸性火山岩具有埃达克质岩的地球化学特点,故推测莱州-昌邑地区的含铁建造形成于与岛弧相关的构造环境,而与粉子山群形成的裂谷构造背景无关。锆石同位素年代学研究表明,含铁建造中变质酸性火山岩(埃达克质火山岩)的岩浆结晶年龄为2726±10Ma,在变质泥砂岩中获得了~2.73Ga和~2.9Ga两组碎屑锆石U-Pb年龄,并缺少新太古代晚期(~2.5Ga)的构造岩浆热事件信息;在斜长角闪岩中获得的变质锆石年龄为~1850Ma,并有2.68Ga的继承或捕获锆石年龄信息;因此推断莱州-昌邑地区的BIF铁建造有可能形成于新太古代早期(~2.7Ga),而在新太古代晚期(~2.5Ga)则处于相对稳定的构造背景。含铁建造被~2.17Ga的二长花岗岩侵入,并共同卷入胶北古元古代晚期(~1.85Ga)的变质变形作用改造。莱州-昌邑地区含铁建造的岩石组合和锆石年龄信息与胶北地块栖霞地区比较有所不同,这可能揭示出胶北地块在新太古代早期(~2.7Ga)构造环境差异和古板块构造演化的重要信息。     

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。     

鞍山-本溪地区鞍山群含BIF表壳岩形成时代新证据:锆石SHRIMP U-Pb定年

鞍本是华北克拉通最为重要的BIF铁矿集中区之一,BIF赋存于鞍山群表壳岩中.通过对广泛分布的鞍山群表壳岩的12个样品进行锆石SHRIMP U-Pb定年,大都获得2.50~2.55 Ga岩浆锆石年龄,一些岩石中存在2.7~3.5 Ga碎屑锆石或外来锆石.一些东北部（东部）岩石记录了新太古代晚期-古元古代早期变质锆石年龄.结合前人研究成果,可得出如下结论:（1）鞍本地区广泛分布的鞍山群含BIF表壳岩形成时代为新太古代晚期;（2）鞍山群表壳岩形成于陆壳基底之上.该研究进一步支持了已有认识:鞍本为东部古陆块西缘新太古代晚期巨型BIF成矿带的重要组成部分,稳定的构造环境有利于大规模BIF形成.      

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带BIF与VMS共生矿床的构造背景及成因联系

华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带,以产出中国最古老的红透山火山岩型块状硫化物（VMS）铜锌矿床而闻名.但近年同位素年代学研究表明,该绿岩带还发育同期的条带状（BIF）铁矿.对该绿岩带开展BIF铁矿、VMS铜锌矿时空和成因关系及其形成构造背景和海洋环境的研究非常必要.在综述近年笔者及前人获得的清原绿岩带地质剖面观察、典型VMS铜锌矿床和BIF铁矿床地质、锆石U-Pb年代学、主微量元素和Nd-Fe-S同位素地球化学等资料的基础上,总结了清原绿岩带VMS-BIF矿床组合形成的构造背景、成矿物质来源及形成规律.最后建立了新太古代清原绿岩带VMS-BIF弧后盆地系统成矿模式.这对于指导区域找矿预测、了解新太古代陆壳演化和古海洋环境均有重要的科学意义.      

内蒙古合教BIF型铁矿的形成时代、地球化学特征及地质意义

内蒙古合教铁矿位于华北克拉通西部陆块北缘阴山地块,是固阳绿岩带内的一例具有中型规模的BIF型铁矿床.本文对矿区斜长角闪岩、铁矿石开展了年代学和岩石地球化学研究.对斜长角闪岩夹层进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,锆石普遍发育振荡环带,Th/U比值均大于0.1（0.27~1.00）,得到上交点年龄为2 549±29 Ma（MSWD=0.51）,可大致代表合教BIF铁矿的形成时代,该时期是华北克拉通早寒武纪构造-变质-热事件和BIF（banded iron formation）形成最为强烈的时期（2.52~2.60 Ga）.斜长角闪岩原岩可能为玄武岩,表明合教铁矿为与火山活动关系密切的Algoma型BIF.斜长角闪岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线近于平坦,与E-MORB和弧后盆地玄武岩（BABB）曲线相似,原始地幔标准化蛛网图与BABB曲线相似,均存在Rb、Ba、Sr、K等大离子亲石元素的富集和Nb、Ta、U、Th等高场强元素的亏损,显示了岛弧岩浆岩的特征,结合前人提出的岛弧叠加地幔柱构造模式,认为合教斜长角闪岩原岩形成于弧后盆地构造环境,并有地幔柱的叠加作用,代表了合教BIF沉积时的构造环境.铁矿石LREE亏损,HREE富集[（La/Yb）_PAAS=0.29~0.50],具有轻微的La正异常（La/La*=1.00~1.13）,不明显的Ce负异常（Ce/Ce*=0.90~0.95）,明显的Eu正异常（Eu/Eu*=1.54~2.27）和较明显的Y正异常（Y/Y*=1.07~1.42）.铁矿石的稀土配分曲线与固阳绿岩带科马提岩和海底热液海水混合物均极为相似,表明合教BIF的形成与海底热液活动有关,认为合教BIF型铁矿的Fe主要由海底高温热液淋滤科马提岩提供.      

前寒武纪VMS与BIF铁矿床共生组合研究进展

VMS和BIF铁矿作为两种重要的矿床类型,在前寒武纪常常以共生组合方式赋存于古老克拉通内的表壳岩系中,是早期地球构造和环境演化耦合作用的产物。该组合不仅记录了当时特定的构造及大气和海洋环境,而且两者也是全球铜、铁、铅、锌等金属的重要来源,因此,开展VMS与BIF共生组合的研究具有重大科学价值和经济意义。前人研究表明,前寒武纪VMS与BIF集中出现于~2.7 Ga和~1.9 Ga,与同时期地幔柱活动和地壳增生的高峰相对应,两者共生时BIF通常产出于VMS外围或上盘,但在矿体空间展布上具有此消彼长的关系;研究还认为,前寒武纪地幔柱活动诱发的海底扩张、海底和地表强烈的火山活动形成的多重热液系统,可同时为VMS和BIF提供物质来源,海水的硫逸度、氧逸度及大气的氧含量是影响VMS与BIF空间分布及VMS硫同位素组成的重要因素。目前,VMS与BIF共生组合研究取得了较大进展,但仍存在一些问题:缺乏典型共生实例的精细解剖,已有共生模型缺乏详细的矿床成因机制研究支撑,对两者共生组合产出的构造背景和古海洋环境仍存在不同认识。华北克拉通的清原和五台新太古代绿岩带发育有较大规模的VMS与BIF铁矿共生现象,对其开展详细研究工作将为解决上述问题提供借鉴。     

新太古代清原绿岩带下甸子BIF铁矿地质特征及含黄铁矿条带BIF的成因探讨

新太古代清原绿岩带位于华北克拉通北缘,该绿岩带中发育独特的VMS和BIF(Algoma型)组合,其中下甸子铁矿是此类BIF的典型代表。下甸子BIF赋存于绿岩带南天门组下部,围岩及夹层为斜长角闪岩及少量石榴云母片岩。矿体夹层斜长角闪岩中锆石的SIMS年代学分析获得了2497.8±7.4Ma的变质年龄,而原位氧同位素分析显示变质锆石的δ18O值为5.3‰~6.2‰,与现代地幔基本一致,表明在变质过程中其锆石的氧同位素体系保持稳定。BIF矿石类型主要有硅酸盐型和含黄铁矿条带型两种,前者的矿物组合为石英、磁铁矿和铁阳起石,而后者的矿物组合为石英、磁铁矿、阳起石、黄铁矿和少量方解石。大部分矿石的Al_2O_3、TiO_2和HFSE(如,Zr、Hf、Th、U等)含量极低,说明其未受到碎屑物质混染,PAAS标准化后,两类矿石稀土元素显示与海水类似的特征,即La、Y的正异常和LREE相对于HREE的亏损;同时,显著的正Eu异常指示成矿过程中有海底高温热液组分的参与;此外,所有样品均无明显的Ce异常,表明其沉淀自还原的海水中。通过与华北地区其他Algoma型BIF对比发现,下甸子两类矿石均具有较高的CaO/(CaO+MgO)值以及接近球粒陨石的Y/Ho值,表明其可能沉淀环境与海底热液喷口较近,且热液组分(以高温热液为主,可能有少量低温热液)的贡献较大。相比于硅酸盐型矿石,含黄铁矿条带型矿石的HREE含量较低、Eu正异常和LREE含量偏高,这可能与其沉淀过程中海底的局部热液的脉动式活动有关,其中黄铁矿条带可能为热液喷流沉积成因。BIF围岩斜长角闪岩的地球化学特征分析显示,其原岩玄武质岩石的岩浆可能来自亏损地幔,但在上升过程中受到了少量陆壳物质的混染,结合前人对清原绿岩带表壳岩系和TTG的年代学及地球化学研究,推测下甸子BIF可能形成于晚太古代洋陆俯冲过程中的火山弧或弧后盆地环境中。     

内蒙古固阳绿岩带条带状铁建造地球化学特征与沉积环境讨论

Algoma型条带状铁建造(BIF)是一种海相化学沉积岩,它发育在太古宙绿岩带的火山-沉积岩序列中,大部分经历了后期变质变形作用。稀土元素具有稳定的地球化学性质,因而被广泛用于指示BIF的原始沉积环境。华北克拉通北缘固阳绿岩带中的BIF(如三合明、公益明、东五分子、公巨成等)赋存于新太古代色尔腾山群的变火山-沉积序列中,普遍经历了绿片岩相—低角闪岩相变质,呈条带状构造,其主要矿物组成为自形—半自形粒状磁铁矿和他形粒状石英,含少量角闪石,局部地区可见石榴石、绿泥石、斜长石等富Al矿物。根据BIF中惰性元素的含量及其相关性,可划分为纯净的BIF和遭受碎屑物质混染的BIF,并通过特征的Co/Th比值判断出这些碎屑物质主要来自于玄武质岩石。纯净及遭受轻微碎屑物质混染的BIF稀土元素特征通过后太古宙页岩(PAAS)标准化后,与现代海水及其他地区典型太古宙BIF相似,均表现为轻稀土相对重稀土亏损,正La、Y异常以及较高的Y/Ho比值(29)。大多数样品发育不明显的负Ce_(PAAS)异常,说明BIF沉淀自缺氧的环境;正Eu_(PAAS)异常明显,说明海水中有高温(250℃)热液的加入,其比例为0~10%。然而,遭受强烈碎屑物质混染的BIF稀土元素特征则具有明显差异。此种类型BIF的出现及分布不均,指示了在BIF沉积之前的局部地区或时间段内,深部海水处于相对动荡的环境。     

鲁西新太古代济宁群含铁岩系形成时代——SHRIMP U-Pb锆石定年

济宁群以隐伏的地质体分布于华北克拉通鲁西地区,以往被划归古元古代。近年来在济宁群的钻探和地球物理研究中,发现存在较大规模条带状硅铁建造,其形成时代引起地学界极大关注。本文对济宁群变质碎屑沉积岩和长英质火山岩进行了锆石SHRIMP年龄测定。含砾绿泥绢云千枚岩的碎屑锆石年龄主要集中在～2.7Ga,可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.61±0.01Ga。变质长英质火山岩岩浆锆石年龄为2.56±0.02Ga。研究表明,济宁群形成于新太古代晚期,而不是以往认为的古元古代。华北克拉通条带状铁建造主要形成于新太古代晚期。济宁群在岩石组合、变质作用方面与鞍山、冀东以及五台地区同时代含硅铁建造的表壳岩系有差别,但是与本溪南芬铁矿的岩石组合有相似之处。这些可能为我国的隐伏太古宙BIF铁矿的研究与勘探提供了重要依据。     

登封地区早前寒武纪地壳演化－地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩（BIF）等组成,变质原岩为主要基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩。3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石。它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41。嵩山群主要由石英岩和片岩组成,绿片岩相变质。嵩山群石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥沙质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同。石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga。会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在。花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga（钾质花岗岩样品除外）。根据研究,可得出如下结论和认识：1）登封群形成于新太古代末期（2.51～2.53 Ga）,与前人认识一致。2）不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围（2.50～2.55 Ga）,结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关。3）在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分。4）可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群（2.14～2.47 Ga）或滹沱群（2.08～2.14 Ga）对比。5）石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物。     

前寒武纪地球动力学(Ⅶ):早期大陆地壳的形成与演化

冥古宙到太古宙大陆地壳主要由花岗质片麻岩区和绿岩带构造单元组成。大量的研究表明,以花岗质岩石出现为标志的大陆地壳最早的碎屑锆石记录为约4.4Ga,最早的英云闪长质-花岗闪长质片麻岩形成于约4.03Ga,最早的绿岩带层序形成于约3.8Ga。冥古宙到始—古太古代时期的花岗质片麻岩区主要由英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩组成(TTG片麻岩),中—新太古代,尤其是新太古代晚期TTG片麻岩仍然为花岗质片麻岩区的主要岩石组成,但是花岗质片麻岩的成分出现了明显的多样化趋势,最明显的标志就是出现了大量的花岗闪长岩-二长花岗岩-碱长花岗岩组合。绿岩带的组成较为复杂,早期科马提岩、拉斑玄武岩等铁镁质火山岩占主导地位,组合有BIF等沉积层序,尤其是科马提岩的出现标志着高温地幔岩浆作用占主导作用。而晚期绿岩带科马提岩占的比重已经明显较少,大量出现拉斑玄武质-钙碱性玄武质到英安质火山岩和副变质沉积层序,局部出现类玻安岩、埃达克岩的变质火山岩记录。地球动力学体制研究表明,冥古宙到古太古代以地幔柱构造体制占主导地位,从始太古代到古太古代(3.0Ga)地幔柱活动和地幔对流使岩石圈不断加厚。在地幔对流沉降部位,由于地幔对流的拖曳使其铁镁质地壳逆冲堆垛并不断增厚,其深部发生麻粒岩相-榴辉岩相变质、部分熔融形成初始的大陆地壳花岗质岩石,并孕育了早期高温状态的板块热俯冲。中太古代晚期和新太古代初期形成了以榴辉岩为标志的类现代板片俯冲的构造体制,新太古代末期尽管地幔柱构造体制在局部仍起重要作用,但是类现代板片俯冲构造体制已经成为这一时期主导的动力学体制。     

南非巴伯顿绿岩带太古宙无花果树群扇形三角洲层序

南非巴伯顿绿岩带无花果树群标志着构造作用和具有重要意义的陆源和火山碎屑沉积作用的开始,而在此之前则主要是一期火山喷溢作用阶段。绿岩带南部,下无花果树群整合于昂韦瓦克特群之上,并可归纳为两大类:(1)由火山碎屑和被改造过的火山岩屑组成的火山碎屑沉积;(1)非火山成因的陆源砂岩和砾岩沉积.这两类岩石可改进一步分成六个岩相。无花果树群下部岩组的岩相分为两个相组合:(1)水下三角洲前缘组合,由细粒气降火山碎屑和有微弱造的火山碎屑与再沉积的陆源砂岩和砾岩组成;(2)陆上组合,它被解释为冲积扇表面湍急的季节性河流作用形成的砂岩及砾岩。地层层序具向上变粗的特点,底部以粉砂岩和细砂岩为主,到顶部则为中砾岩和粗砾岩,这是扇形三角洲向相对较浅的静水水体推进过程中形成的层序特点。砾岩碎屑成分表明,这些粗粒沉积物的物源就是下伏的绿岩带岩石或同期火山岩。绿岩带抬升部位的侵蚀作用显然仅限于浅层。在扇形三角洲几个进积旋回形成过程中,构造运动和火山活动均起重要作用.     

刚果(金)Kalumbwe-Myunga铜钴矿区硅质岩地球化学特征及其意义

罗安群矿山组是研究区的主要赋矿层位,发育有硅质岩。通过野外观察和岩石主量元素、微量元素以及稀土元素等研究,对硅质岩的地球化学特征、沉积环境及成矿作用进行了分析。结果表明,研究区硅质岩SiO_2平均含量为82.12%。在Fe-Mn-Al、SiO_2/Al_2O_3-Al_2O_3判别图上,显示硅质岩为非纯热水沉积成因,且有陆源碎屑物质混入。样品的Ba/Sr值为2.35～50.47,U/Th值为1.32～24.37,表明硅质岩沉积时海底热水作用强烈。稀土元素分配模式、∑REE、LREE/HREE和(La/Ce)N值表明硅质岩主要形成于大陆边缘,沉积时还受到热水作用影响。由于脆性和裂缝的发育,硅质岩有利于金属矿物富集成矿,金属矿物及其氧化物沿其裂隙分布。     

登封地区早前寒武纪地壳演化—地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学制约

河南中部登封地区早前寒武纪基底主要由新太古代登封群、古元古代嵩山群和早前寒武纪花岗质岩石组成.登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩及少量磁铁石英岩(BIF)组成,变质原岩主要为基性火山岩、中酸性火山岩和碎屑沉积岩.3个登封群变质酸性火山岩样品给出2.51～2.53 Ga岩浆锆石年龄,存在2.61～2.69 Ga残余锆石.它们高SiO2,tDM(Nd)和εNd(t)分别为2.52～2.79 Ga和0.51～4.41.嵩山群主要由石英岩和片岩组成,经受绿片岩相变质.石英岩碎屑锆石年龄峰值为2.5 Ga,与华北克拉通孔兹岩系变泥砂质岩石中存在大量2.1～2.3 Ga碎屑锆石明显不同.石英岩中可靠的最年轻碎屑锆石年龄为2.45 Ga,部分碎屑锆石年龄大于2.65 Ga,最大达3.26 Ga.会善寺奥长花岗岩、大塔寺英云闪长岩、路家沟钾质花岗岩和石秤二长花岗岩形成时代分别为2.55 Ga、2.53 Ga、2.51 Ga和1.78 Ga,会善寺奥长花岗岩中存在2621～2638 Ma残余锆石,并有～2.51 Ga变质增生边存在.花岗质岩石在元素地球化学组成上存在较大变化,但具有类似Nd同位素组成,tDM(Nd)为2.60～2.80 Ga(钾质花岗岩样品除外).根据研究,可得出如下结论和认识:①登封群形成于新太古代末期(2.51～2.53 Ga),与前人认识一致.②不同类型花岗质岩石,与登封群表壳岩一道,形成于一个相对较小的时间范围(2.50～2.55 Ga),结合岩石组合和地球化学组成特征,推测其形成与板底垫托作用有关.③在岩石组合和形成时代等方面,五台和箕山地区花岗绿岩带与登封地区的十分类似,可能为同一大型花岗绿岩带的不同部分.④可把嵩山群形成时代限制在2.0～2.45 Ga之间,与五台地区高凡群(2.14～2.47 Ga)或滹沱群(2.08～2.14 Ga)对比.⑤石秤花岗岩是华北克拉通古元古代之后拉张构造体制下壳内岩浆作用的产物.     

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。     

北大巴山与志留纪火山作用相关的碳酸盐岩沉积学特征及形成环境

生物碎屑灰岩、生物礁是造山带内最为常见的岩石类型之一,它们可以形成于多种构造环境。研究这些岩石组合的结构组成及生物赋存状态可为古地理恢复及造山带演化提供依据。分布于北大巴山地区与富TiO2碱性火山岩紧密相关的碳酸盐岩组合长期以来被认为是被动陆缘台地相组合。该套碳酸盐岩组合主要由生物礁、生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、泥质灰岩、角砾灰岩共同构成。砂屑灰岩及生物灰岩中常伴随有薄层凝灰岩夹层;同时这些碳酸盐岩中富含不同比例的火山碎屑成分,发育粒序层理、平行层理、波纹斜层理和滑塌构造。生物碎屑灰岩通常与凝灰质砂岩、泥岩构成韵律层,火山质碎屑在类岩石中主要表现为粒径0.5~3 mm的棱角状—次棱角状玄武岩和凝灰岩碎屑,具有近源沉积特征;生物礁中通常出现1~2.5 cm棱角状—次棱角状玄武岩碎屑,且在生物礁之间的砂岩夹层中含有丰富的0.5~1 mm的次圆状玄武岩碎屑;砂屑灰岩中含有棱角状—次棱角状玄武岩和辉石两类碎屑,其中辉石碎屑粒径通常为1~2 mm,同时该类岩石中还含有丰富的黄铁矿,这些黄铁矿通常因其粒径变化而发育粒序结构特征。角砾状灰岩可分别由砂屑灰岩、生物礁及生物碎屑灰岩构成,也可由三者共同构成,玄武岩碎屑仅出现于角砾状生物礁灰岩中。这些碳酸盐岩中的生物化石具有曾经历过明显的搬运改造特征,其中生物碎屑灰岩和砂屑灰岩中的化石碎屑以次圆状为主,生物礁中的生物化石平行于砂岩夹层分布且发生不同程度的压扁和挤压变形,岩石中普遍发育滑塌沉积构造。这些特征共同表明,该套碳酸盐岩与下伏的碱性玄武岩形成密切相关,二者共同构成了与现代大洋中典型洋岛/海山相一致的结构特征,且这些碳酸盐岩多沿着下伏玄武岩的周边沉积,具有深水—斜坡环境的沉积组合,同时因其中所包含的生物化石经历了一定距离搬运作用而发生再沉积,进一步表明这些生物发育时代可能要略微早于该套火山—沉积组合的形成时代。     

印度铁矿资源与巴勒迪拉(Bailadila)铁矿地质特征

<正>1印度铁矿资源概述铁矿是印度优势矿产之一,其资源极为丰富,目前已查明并生产开发的铁矿有44处。主要赋存于太古界和下元古界中,中-上元古界基本上没有铁矿形成。铁矿容矿岩石主要有4种:麻粒岩相岩石、基性-超基性岩、绿岩带和绿片岩相岩石。其中,产于麻粒岩相岩石及基性-超基性岩石中的铁矿分布比较分散,主要在印度南部泰米尔德纳邦中部、安得拉邦、卡那塔克邦、马哈拉施特拉邦东部等地。矿床规模一般为小—中型,矿体多呈似层状和透镜状。矿石品位在35%~40%,属于中—贫矿石,其储量占印度全国铁矿     

西昆仑赞坎地区古元古代化学沉积岩系的地球化学及微区特征研究

赞坎铁矿是西昆仑地区典型的铁矿床之一,该矿区内存在一套共生的化学沉积岩系"铁矿层和硅质岩"。本研究对该化学沉积岩系的宏观地球化学特征和微观矿物学组构及矿物地球化学特征进行了分析和探讨,研究结果支持赞坎铁矿为遭受了改造的沉积变质型铁矿并形成于类似大陆边缘海相环境。显微镜下,富铁矿石主要包含石英、磁铁矿和硅酸盐矿物并具有明显的条带状构造,而硅质岩则表现为细-微晶石英颗粒构成的紧密堆积结构。矿石富铁条带的XRD和EBSD分析结果表明,该矿石富铁条带内的主要矿物为磁铁矿、辉石和微量磷灰石,磁铁矿颗粒的晶胞参数为a=b=c=8.394A,z=8并吻合沉积变质型铁矿的特征。LA-ICPMS分析结果表明,磁铁矿内杂质元素的氧化物平均含量按照Cr_2O_3(2764×10~(-6))、Al_2O_3(2494×10~(-6))、V_2O_5(1494×10~(-6))、SiO_2(1255×10~(-6))、TiO_2(589.7×10~(-6))、MnO(162.5×10~(-6))、MgO(114.9×10~(-6))依次降低,其地球化学示踪结果吻合沉积变质型铁矿的特征。全岩地球化学分析结果显示,硅质岩的SiO_2含量70.58%~81.78%、Ba含量平均372.4×10~(-6)、U含量平均2.21×10~(-6)、ΣREE值平均97.37×10~(-6),这些特征总体上吻合热水成因,而部分样品偏高的Al_2O_3含量和∑REE值及无明显Eu异常则指示了非热水成因陆源沉积物的贡献;硅质岩的Al/(A1+Fe+Mn)值0.68~0.96、MnO/TiO_2值0.00~0.05、Al/(Al+Fe)值0.74~0.97、Sc/Th值2.22~7.07、U/Th值0.33~0.86、Al_2O_3/TiO_2值平均32.24吻合,这些指标指示其形成于类似大陆边缘海相的沉积环境;硅质岩的Ni/Co平均3.10吻合富氧环境,Sr/Ba值平均0.23指示该硅质岩形成环境的水动力总体偏弱,这说明赞坎地区硅质岩及铁矿的原始形成环境相对富氧且水动力总体偏弱。由于遭受了后期的构造-岩浆事件改造,赞坎铁矿的矿石地球化学特征与典型BIF存在略微的差异,但其岩石学、宏观地球化学和微区矿物学特征均在总体上吻合沉积变质型BIF的特点。综上所述,赞坎铁矿属于早前寒武纪的沉积变质型BIF铁矿,该铁矿形成于类似大陆边缘海相环境并遭受了后期构造-岩浆事件的改造。