冀东沉积变质型铁矿床瞬变电磁响应研究

本文介绍瞬变电磁方法在冀东沉积变质型铁矿勘查中的应用。根据冀东地区成矿地质背景,以及BIF型铁矿的矿体形态、产状、赋存部位、规模大小及含矿岩层特征,建立了层状模型、透镜体模型与向形模型三种地质模型。将地质模型转化为可处理的地球物理模型,按实际地质情况改变模型参数,完成了瞬变电磁的时域二维正演计算。分析了三种模型在多种情况下（低阻覆盖层、不同倾角、不同深度、发射源特征和不同电阻率）的瞬变电磁响应特征。结果表明,低阻覆盖层对于瞬变电磁场的扩散有一定的屏蔽作用,因而减小探测深度;随着矿体倾角的逐渐增大,瞬变电磁响应强度逐渐减弱,水平板状矿体比垂直板状矿体的响应要更为明显;勘探效果随着地质体埋深的增加而逐渐减弱;发射磁矩的大小对于瞬变电磁场的强弱产生直接影响,在实际应用中需要结合多方面因素,选择最佳的发射边长来达到最佳的勘查效果。利用冀东司家营地区进行的瞬变电磁勘察数据,研究了该地区铁矿床瞬变电磁响应特征,验证了上述模型的结论。     

冀东迁滦地区沉积变质型铁矿床变质作用程度：来自石榴子石的制约

石榴子石是冀东地区沉积变质铁矿中常见的变质矿物之一。本文采集迁安-滦县地区代表性铁矿中含有石榴子石的岩石样品,对其石榴子石进行电子探针和X-射线粉晶衍射分析,得出司马地区为角闪岩相,杏山-黄柏峪一带为角闪岩-麻粒岩相,水厂-大石河地区为麻粒岩相,这与前人对迁滦地区用主要矿物共生组合等来研究变质相的结论相一致;同时迁滦地区沉积变质铁矿中石榴子石的端元组分和晶胞参数a0随变质程度的增加呈规律性变化: 司马地区的铁铝榴石+钙铝榴石→杏山-黄柏峪一带的铁铝榴石→水厂-大石河一带铁铝榴石+镁铝榴石,其晶胞参数a0值逐渐减小。因此在沉积变质型铁矿床中,变质矿物石榴子石的化学成分及晶胞参数特征对不同地区的变质程度具有示踪意义。     

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。     

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。     

冀东马城沉积变质型铁矿床流体包裹体研究

司家营铁矿床是冀东地区典型的沉积变质型铁矿床,也是冀东地区最大的铁矿床,累计探明资源量达32亿吨。本文首先对司家营铁矿的区域地质、矿区地质及控矿条件等进行了系统总结,并结合前人对司家营铁矿构造背景、成矿时代、铁矿成因及后期改造作用的研究,初步建立了司家营铁矿的成矿模式。通过对司家营铁矿的航磁、地磁异常特征、区域重力异常特征及可控源音频大地电磁测深(CSAMT)剖面进行解析和矿致异常信息的提取,认为重磁法为主、电法为辅的地球物理方法在该地区可有效圈定矿集区。因此,本文在总结归纳司家营铁矿矿床地质控矿条件及地球物理特征的基础上,建立了司家营铁矿地质-地球物理找矿模型。该模型的建立可为滦县-滦南-昌黎地区进一步开展沉积变质型铁矿的找矿工作提供理论依据。     

沉积变质-热液交代型稀土、铁矿床的成因特征

我们研究了一种特殊类型的稀土和铁的矿床,它是由于沉积变质作用以及后期来自岩浆的热液交代作用的迭加而形成的。     

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。     

我国先寒武纪沉积变质铁矿床中的黑斯闪石及其成因探讨

黑斯闪石(Hastiogsite)是闪石类矿物之一。1957年C．E．蒂利(Tilley)在加拿大黑斯廷斯地区变辉长岩中发现，并以此地定名。前人对黑斯闪石着重进行了矿物学方面的研究。到目前为止，国内尚未对黑斯闪石进行详细的报道。     

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。     

冀东马城沉积变质型铁矿床流体包裹体研究

马城沉积变质型铁矿床是在近几年铁矿勘查中新发现超大型矿床,其矿体赋存于新太古界滦县群,铁矿形成后遭受了多期变质变形作用及后期热液蚀变。本文在野外工作的基础上,对马城沉积变质型铁矿床中不同类型磁铁石英岩中的石英开展了详细的流体包裹体研究,马城铁矿遭受绿帘-角闪岩相变质作用的峰期阶段主要形成IIb类气体包裹体和IV类含液态CO2三相包裹体,流体包裹体均一温度为314℃~580℃,盐度主要位于2wt%~10 wt%Na Cl区间,表现为低盐度特征;绿帘-角闪岩相变质作用峰后形成IIa类液体包裹体和III类含子矿物包裹体,流体包裹体主体均一温度为120~447℃,盐度0.88wt%~35.32wt%Na Cl,均一温度和盐度变化范围较大,可能代表了区域变质峰后阶段变质流体具有多期性的特点;后期热液蚀变阶段形成I类次生包裹体,包裹体均一温度为131~239℃,盐度为1.4wt%~21.6wt%Na Cl,表现为中低盐度特征。     

冀东杏山BIF铁矿形成时代及成因探讨

杏山BIF型铁矿位于冀东曹庄一带,矿体赋存于太古界三屯营组变质岩系中。矿石多为条纹-条带状构造,其围岩和夹层以斜长角闪岩为主,兼具少量黑云石英片岩和黑云钾长片麻岩。对BIF铁矿进行的地球化学分析表明,条带状铁矿石富集重稀土((La/Yb)*PAAS平均0.46),Eu正异常(Eu/Eu*PAAS平均2.19)、La正异常(La/LaPAAS平均2.14)和Y的正异常(Y/Y*PAAS平均1.85)明显,加之高的Y/Ho值(平均46.81),说明成矿物质来源于海底高温热液与周围海水的混合溶液;无Ce的负异常说明BIF形成于低氧逸度环境;BIF显示较低的Al2O3和TiO 2含量,且二者缺乏相关性,说明在BIF沉淀过程中几乎没有陆源碎屑物的加入。对矿体围岩斜长角闪岩、黑云石英片岩及黑云钾长片麻岩的原岩恢复,表明斜长角闪岩的原岩为玄武岩-安山质玄武岩,黑云石英片岩及黑云钾长片麻岩的原岩可能为泥质碎屑岩。元素地球化学分析表明,黑云钾长片麻岩具有较低的总稀土含量(59.46×10-6~66.99×10-6)、不明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.77~0.91)、略微的Th和U富集、无Nb和Ta的亏损;而黑云石英片岩具有较高的稀土总量(168.7×10-6~171.0×10-6)、强烈的轻稀土富集((La/Yb)N=6.81~7.07)和较弱的Eu负异常(Eu/Eu*=0.64~0.68),两者不一致的地球化学特征说明他们具有不同的物质来源。斜长角闪岩与N-MORB具有相似的特征,如富集大离子亲石元素(LILEs),亏损Th和U、Nb、Ta、Ti、Zr和Hf等无明显亏损。综合分析表明斜长角闪岩的母岩浆来源于尖晶石二辉橄榄岩30%的部分熔融,且其母岩浆在分异结晶过程中可能受到陆壳物质的混染。对矿体夹层斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果表明其原岩形成于2859±22Ma至2491±13Ma之间,最有可能形成于新太古代晚期,这间接约束了杏山BIF型铁矿的形成时代,暗示着迁西岩群主体可能仍形成于新太古代晚期。而2859±22Ma的捕掳锆石年龄反映杏山-曹庄地区可能存在有中太古代表壳岩。     

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.     

弓长岭铁矿蚀变岩及富矿成因

弓长岭铁矿床是鞍山本溪地区最典型的BIF型铁矿床之一,而且是该地区最大的富铁矿产区。从野外产出关系来看,弓长岭矿区的富铁矿与蚀变岩密切相关,蚀变岩与富铁矿基本上是形影相随。蚀变岩具有分带性,由富铁矿向外依次为镁铁闪石岩石榴石岩绿泥石岩弱蚀变斜长角闪岩斜长角闪岩。弱蚀变岩保留了蚀变原岩的岩貌特征,矿物的蚀变并不完全,可见残余的原生矿物。强蚀变岩的蚀变较彻底,基本无原生矿物残留。将蚀变岩与斜长角闪岩、磁铁石英岩的地球化学特征进行对比可以发现弱蚀变岩、石榴石岩、绿泥石岩与斜长角闪岩的痕量元素特征基本一致,而镁铁闪石岩的痕量元素特征更接近磁铁石英岩。再结合镜下特征、野外接触关系、主量元素特征等证据,认为除了镁铁闪石岩是由磁铁石英岩蚀变形成,其余蚀变岩都是由斜长角闪岩蚀变形成。根据各类蚀变岩中主要矿物的(Fe+Mg)/Si值以及蚀变岩的SiO2和Fe2OT3含量变化规律可以发现,在蚀变岩和富矿形成过程中发生了Mg、Fe以及Si的迁移。对本次取样的样品进行原岩恢复和构造环境判别投图,投图结果表明,绿泥石岩和弱蚀变岩的最初原岩都是形成于弧后盆地的玄武岩。