辽宁鞍本地区铁矿床黄铁矿和辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

本文利用Re-Os同位素体系(ICP-MS方法)对1件辉钼矿和10件黄铁矿样品进行定年。1件辉钼矿的ReOs模式年龄为(2376±37)Ma,10件黄铁矿获得了3组Re-Os年龄:1(2567±36)Ma~(2540±37)Ma(模式年龄);2(2237±112)Ma(模式年龄);3(1572±140)Ma(等时线年龄)。(2376±37)Ma的辉钼矿形成于古元古代,是目前中国已知最老的辉钼矿年龄之一,其成矿物质来自地壳,(2237±112)Ma的黄铁矿属于热液成因,其成矿物质来自地壳,(2376±37)Ma~(2237±112)Ma的Re-Os年龄代表了一次重要的热液改造事件;(2567±36)Ma~(2540±37)Ma的黄铁矿是原始沉积形成的,是目前中国已知最老的黄铁矿年龄,该年龄代表了2.5Ga形成BIF的地质事件;(1572±140)Ma的黄铁矿形成于中元古代,具有明显的壳源特征,该年龄代表了一次较晚期的热液改造事件。这些年龄为确定鞍本地区铁矿的热液活动时间提供了新的重要证据,对深入认识区域成矿规律和探讨地质构造演化具有重要意义。     

鞍山-本溪地区富铁矿分布规律及成因探讨

中国的“鞍山式”（沉积变质型）铁矿常以“大、贫”著称,但鞍山-本溪地区许多铁矿床中赋存有富铁矿,其中弓长岭铁矿中的富铁矿资源量超过亿吨.通过对鞍本地区“鞍山式”铁矿的分布特征、典型矿床富铁矿体特征的研究,提出了本地区变质改造形成的富铁矿分布在一条东西长85 km、南北宽25 km范围内的认识,并认为中生代花岗岩可能也参与了部分矿区富铁矿的形成过程.     

鞍山—本溪地区含铁变质地层的划分与对比

鞍山—本溪地区是我国前寒武系条带状铁建造型铁矿的主要分布区,已探明资源储量约占全国同类型铁矿已探明资源储量的40%,是我国最大的铁矿石资源基地。通过铁矿带对比,依据变质岩石组合、原岩建造以及铁矿地质特征,将鞍山—本溪地区含铁变质地层划分为茨沟组、大峪组和西鞍山组。与绿岩带柱状剖面对比,茨沟组和大峪沟组相当于绿岩带中部岩系的上部岩组,西鞍山组相当于绿岩带上部沉积岩系。     

辽宁弓长岭铁矿二矿区构造特征分析

辽宁弓长岭铁矿不仅发现较早、规模较大、开采历史较长,而且向下延深较大且富铁矿增多。针对弓长岭二矿区的构造解剖研究表明,二矿区至少经历了4期构造变形:第一期为小型塑性流变褶皱,第二期为区域规模的倒转同斜褶皱,第三期属于横跨叠加褶皱,第四期为区域规模的隆升。伴随着四期褶皱作用的断裂构造,从早到晚,则表现为韧性剪切带-脆韧性剪切带-韧脆性剪切带-脆性破裂。构造变形对铁矿的形成有一定的控制作用。     

鞍山—本溪地区前寒武纪条带状铁建造铁矿时代、物质来源与形成环境

前寒武纪条带状铁建造(BIFs)蕴含丰富的铁矿石资源,记录了早期地球演化的重要信息。鞍山—本溪地区发育巨量的太古宙BIFs。鞍山—本溪地区BIFs由互层的硅铁条带组成,金属矿物以磁铁矿为主,含少量赤铁矿、黄铁矿及菱铁矿等。围岩与BIFs呈整合接触,具有变火山岩的岩石学特征及地球化学特征,表明BIFs属于阿尔戈玛型,其变火山岩围岩年龄可大致代表BIFs沉积时代。锆石U-Pb年代学显示,鞍山—本溪地区至少发育约3.10Ga及约2.55Ga两期BIFs沉积成矿事件,后者在华北克拉通广泛发育。鞍山—本溪地区BIFs地球化学具有以下特征:1低的TiO2与Al2O3含量及高场强元素负异常,表明沉积过程中陆源碎屑物质加入量很少;2PAAS标准化REE配分模式显示重稀土元素富集,La、Y及Eu正异常,暗示BIFs沉积自海水与海底高温热液的混合溶液;3接近同时代亏损地幔的εNd(t)值(3.0~4.7),表明Fe可能来源于海底热液活动淋滤洋壳;4BIFs中仅发育少量黄铁矿,基本不显示Ce负异常且富集铁的重同位素(δ(57Fe)值为(0.13~2.73)×10-3),暗示古海洋整体处于低硫、缺氧环境,BIFs的沉淀可能与富Fe2+溶液遭遇环境突变有关。元素地球化学分析表明,大孤山与陈台沟围岩具有弧火山岩特征,南芬与歪头山围岩类似于弧后盆地玄武岩,因此,鞍山—本溪地区BIFs沉积于火山弧相关构造背景。     

鞍本地区太古宙原型沉积盆地恢复初探

鞍本地区是我国重要的沉积变质型铁矿矿集区,本文作者通过对该区区域航磁、重力等物探资料进行解译,结合区域地质与矿产资料,对该区太古宙沉积盆地形态进行恢复,并对其演化过程进行讨论,认为沉积了鞍山群的盆地原始形态为近东西向展布的断陷型盆地,在2.0~2.7 Ga期间遭受变质变形改造,最终形成轴向近南北的直立水平褶皱。通过对原型盆地的恢复,将有助于解释鞍山群各岩组同位素测年结果相近的问题,同时也能为合理部署铁矿找矿工作提供依据。     

鞍本地区“鞍山式”铁矿石品位—体重的一元回归方程

鞍本地区“鞍山式”铁矿石品位与体重呈线性关系,相关系数为0.977047038;经筛选,选取了1557组品位--体重数据,建立起鞍本地区“鞍山式”铁矿石品位--体重的一元回归方程y=0.030774255x+2.376616029;经过在新矿区的应用试验,证明基于大样本、宽品位范围建立的一元回归方程更具代表性、客观性.     

Constraints on the Archean atmospheric oxygen and sulfur cycle from mass-independent sulfur records from Anshan-Benxi BIFs, Liaoning Province, China

The Archean atmospheric oxygen concentration and sulfur cycle was long debated. The banded iron formation (BIF) is a special type of the sedimentary formation, which has truly recorded the atmospheric and oceanic conditions at that time. In this study, the composition of multiple sulfur isotope (δ 34S/δ 33S/δ 32S) for sulfides bedded in the Archean (~2.7 Ga) BIFs, in Anshan-Benxi area of Liaoning Province has been measured. The value of △33S varies from -0.89‰ to 1.21‰, which shows very obvious mass-independent fractionation (MIF) signatures. These non-zero △33S values indicate that the Archean sulfur cycles are different from what it is today, which have been deeply influenced by gas phase photochemical reactions. Algoma-type BIFs which are closely related to the volcanic activity have negative △33S value, however, Superior-type BIFs which are far away from the volcanic center have positive △33S value. The δ 34S varies in a large range from -22.0‰ to 11.8‰, which indicates that the bacteria reduction activity has already existed at that time, and that the oceanic sulfate concentration has at least reached 1 mmol/L in local areas. Combined with the contemporaneous existence of the hematite, magnetite and the occurrence and preservation of the sulfur MIF, it can be inferred that the Archean atmospheric oxygen level must be at 10-2―10-3 of the present atmospheric level (PAL).     

鞍─本地区条带状铁建造中硅铁矿物分异反馈及生长动力学演化

自组织过程中矿物的竞争性颗粒生长模型与颗粒生长动力学演化方程是鞍─本地区条带状铁建造（ＢＩＦ）在变质分异作用过程中硅铁分异形成硅质矿物条带与铁矿物条带的生长反馈系统及矿物竞争性颗粒生长的动力学演化过程，竞争状态的表面扩张担负起了Ｏｓｔｗａｌｄ成熟律作用，使系统向减少颗粒数但加大颗粒体积的状态演化，导致了矿物相的成层分异。