长江中下游成矿带庐枞盆地小包庄铁矿床地质特征研究

罗河铁矿床位于长江中下游成矿带内庐枞火山岩盆地的西北部,是成矿带内已发现规模最大的铁矿床。2013年在罗河铁矿床深部又勘探新发现了小包庄大型铁矿床,这是长江中下游成矿带内近年来重大找矿突破之一,具有重要的理论研究意义和勘探应用价值。本文在前人工作基础上,基于详细的钻孔观察和系统的岩相学、矿相学工作并结合电子探针测试分析,研究了小包庄铁矿床的矿化蚀变特征,厘定了矿床的成矿阶段,分析了成矿作用过程,并初步探讨了矿床成因。研究表明,罗河铁矿床和小包庄铁矿床为同一成矿系统在不同深度成矿作用的产物。小包庄铁矿床主矿体矿呈厚大的透镜状、似层状产于砖桥组地层中,位于罗河铁矿床主矿体之下约800~1000m,主要由浸染状矿体组成。矿床中金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿,非金属矿物主要为硬石膏、透辉石和碳酸盐,矿石的代表性矿物组合为磁铁矿-硬石膏-透辉石。矿石的结构构造主要有浸染状构造、脉状构造、块状构造、自形-半自形粒状结构、他形粒状结构和筛状结构等。矿床围岩蚀变强烈,主要蚀变类型有碱性长石化、透辉石化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化和硬石膏化。小包庄铁矿床形成经历了热液期的四个阶段,即碱性长石阶段、透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段、绿泥石-绿帘石-碳酸盐阶段和硬石膏-黄铁矿-碳酸盐-石英阶段,其中,铁矿化主要发育于透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段。通过矿床地质特征的分析以及与宁芜地区铁矿床的对比研究,本文认为小包庄铁矿床成矿物质和成矿流体来源于深部的闪长质侵入岩(?),而矿化发育在远离侵入岩或次火山岩之上的火山岩中,明显有别于宁芜地区玢岩铁矿床,类似于智利安第斯成矿带中部分产于安山质火山岩中的磁铁矿-磷灰石型矿床,是长江中下游成矿带中产于火山岩中的一类特殊类型的玢岩型铁矿。     

安徽南部庐枞盆地罗河-泥河铁矿田含矿辉石粗安玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

安徽庐枞火山岩盆地中的罗河-泥河铁矿田产有与燕山期岩浆活动有关的大型铁矿床,是长江中下游玢岩型铁矿的一个重要组成部分。对矿田的含矿岩体进行了薄片鉴定和化学分析,结果表明该类岩浆岩为超浅成的中偏基性辉石粗安玢岩。运用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法进行年龄测定,测得的206Pb/238U平均年龄分别为133.3Ma±0.6Ma(LJ23)、133.2Ma±1.1Ma(LJ37)、132.8Ma±2.6Ma(NHK1-2),3个年龄在误差范围内基本一致,表明矿田内辉石粗安玢岩的形成年龄约为133Ma。这一时间正好位于区内龙门院-砖桥和双庙-浮山两大火山喷发旋回的间歇期,为砖桥火山喷发旋回后期潜火山作用的产物。结合基础地质、矿床地质分析和含矿岩体、磁铁矿单矿物化学分析结果,推测矿田的成矿时间为133~131Ma。表明成岩成矿作用与发生于中国东部140Ma左右的构造体制大转折和130Ma左右的大规模岩石圈拆沉两大地质事件相吻合。     

安徽庐枞盆地罗河铁矿床中榍石LA-ICP-MS U-Pb定年及其意义

罗河铁矿床位于长江中下游铁铜金成矿带庐枞矿集区,已探明资源量约10亿吨,是成矿带内最大的铁矿床。矿床主成矿阶段广泛发育热液成因榍石,以榍石-硬石膏-磷灰石组合为特征,在矿床-800~-900m和-1500~-1600m两个不同深度稳定发育,为确定成矿时代和成矿流体演化提供了良好的研究对象。本次工作对罗河铁矿床深部和浅部两层矿体中热液榍石开展了年代学及地球化学研究,结果表明榍石中存在(Al,Fe)~(3+)+(F,OH)~-=Ti~(4+)+O~(2-)置换反应,并富含Zr、Nb和REE等元素。榍石中Zr含量估算矿床成矿温度约700℃,指示玢岩型矿床比矽卡岩型铁矿床具有更高的成矿温度,高温条件有利于Ti元素的迁移。榍石的稀土元素配分图均呈现出明显右倾,并具较高的稀土元素总量以及明显的负Eu异常特征,轻稀土富集表明其结晶早于磷灰石和绿帘石等矿物,形成于高温热液环境,不同深度榍石的Eu异常变化表明成矿流体的氧逸度从深部到浅部有所升高。热液榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb定年结果表明,上、下两层榍石形成时代分别为130.0±0.9Ma和129.1±0.8Ma~129.7±0.8Ma,表明罗河铁矿床两层矿体是同一成矿系统的在不同深度的产物。矿床成矿时代与区内隐伏闪长岩体成岩时代一致,结合矿床地质特征研究,本文认为闪长玢岩是矿床的成矿母岩。罗河铁矿床属于燕山晚期岩浆热液活动的产物,形成于区域早白垩世岩石圈减薄的环境。     

庐枞火山岩盆地重磁资料研究及深部找矿探讨

通过对庐枞火山岩盆地及周边重、磁资料以及实测高精度重磁剖面的综合解释,揭示了庐枞盆地的莫霍界面隆起带的特征,确定了郯庐断裂的位置,对庐枞火山岩盆地的边界断裂以及区内主要断裂构造进行了探讨,圈定了盆地范围,初步推测火山岩盆地的底界埋深约2000~2500m左右,为该区找矿工作提供了重要的参考资料。     

庐枞地区下白垩统罗河组的建立及其特征

庐枞火山岩盆地北西侧的断陷盆地内沉积了大量以杨湾组、赤山组等为代表的红色岩纪地层。在找矿勘查过程中发现,罗河地区深部杨湾组地层之下存在一套普遍含有纹层状硬石膏的深灰色薄层泥质粉砂岩、含硬石膏粉砂质页岩地层,局部形成了膏盐矿层,其与杨湾组地层的岩性、岩相等特征差异较大,并不整合覆盖在早白垩世火山岩地层之上。鉴于其与上下地层的差异性,以及其本身的独特性,建议单独建立一个岩石地层单位,命名为"罗河组"。该组岩石地层单位的建立,完善了区域下白垩统地层系统,对断陷盆内层序地层、岩相分析、构造演化的研究以及指导找矿都具重要意义。     

弥散试验在罗河铁矿变更建设项目地下水水质污染范围预测中的应用

罗河铁矿变更建设工程在项目建设、生产运行和服务期满后的各个过程中,可能造成地下水水质污染。野外弥散试验用于研究污染物在地下水中运移时其浓度的变化规律,并通过试验获得进行地下水质量定量评价的弥散参数,从而计算出特定时间内地下水水质污染的范围。     

庐枞盆地小包庄铁矿床地质特征及~(40)Ar-~(39)Ar同位素年代学研究

罗河铁矿床是20世纪80年代在长江中下游成矿带庐枞盆地中发现的规模最大的铁矿床。经深部找矿勘探工作,2013年在罗河铁矿床主矿体800~1000 m之下又发现了小包庄铁矿床,这是近年来在长江中下游成矿带深部找矿工作中的重大进展之一,对该矿床地质特征的总结和形成时代的精确厘定,是正确分析矿床成因机制,完善玢岩型铁矿床成矿理论的关键。文章在已有研究的基础上,通过详细的钻孔岩芯观察、系统的岩相学和矿相学及电子探针分析测试工作,查明了罗河铁矿和小包庄铁矿的矿化蚀变特征,厘定了矿化阶段,初步探讨了成矿作用过程;对小包庄铁矿床进行了高精度金云母~(40)Ar-~(39)Ar同位素年代学研究,获得坪年龄为(130.32±0.78)Ma,相应的等时线年龄为(130.5±1.5)Ma,反等时线年龄为(130.4±1.3)Ma。结合庐枞盆地及区域成岩成矿时代,认为盆地内玢岩型铁矿床集中形成于130 Ma左右,是长江中下游成矿带第二阶段(135~126 Ma)成矿作用的产物。     

安徽南部庐枞盆地罗河-泥河铁矿田含矿辉石粗安玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

安徽庐枞火山岩盆地中的罗河-泥河铁矿田产有与燕山期岩浆活动有关的大型铁矿床,是长江中下游玢岩型铁矿的一个重要组成部分。对矿田的含矿岩体进行了薄片鉴定和化学分析,结果表明该类岩浆岩为超浅成的中偏基性辉石粗安玢岩。运用锆石LA-ICP-MSU-Pb定年方法进行年龄测定,测得的206Pb/238U平均年龄分别为133.3Ma±0.6Ma(LJ23)、133.2Ma±1.1Ma(LJ37)、132.8Ma±2.6Ma(NHK1-2),3个年龄在误差范围内基本一致,表明矿田内辉石粗安玢岩的形成年龄约为133Ma。这一时间正好位于区内龙门院-砖桥和双庙-浮山两大火山喷发旋回的间歇期,为砖桥火山喷发旋回后期潜火山作用的产物。结合基础地质、矿床地质分析和含矿岩体、磁铁矿单矿物化学分析结果,推测矿田的成矿时间为133～131Ma。表明成岩成矿作用与发生于中国东部140Ma左右的构造体制大转折和130Ma左右的大规模岩石圈拆沉两大地质事件相吻合。     

安徽庐枞盆地罗河铁矿水岩反应化学动力学实验

选择罗河铁矿含矿围岩云辉粗安岩为研究对象,使用叠层反应器,进行了在22MPa、100～400℃的条件下水岩相互作用地球化学动力学实验,系统地研究了不同温度、不同流速下元素的溶解情况并计算出其溶解速率。实验发现,元素在溶液中的浓度随着流速、温度的变化而变化。大多数元素在溶液中的浓度随着温度的升高而增加,一般在300～400℃时浓度达到最大。溶解速率随温度的不断升高而发生变化,各种元素达到最大溶解速率的温度大多在200～400℃之间。但是各个元素的最大溶解速率对应的温度并不相同。流体的流速影响着元素的溶解速率,元素的最大溶解速率并不都是在最大流速时产生的。     

安徽南部庐枞盆地罗河-泥河铁矿田含矿辉石粗安玢岩锆石LA—ICP—MSU—Pb定年及其地质意义

安徽庐枞火山岩盆地中的罗河-泥河铁矿田产有与燕山期岩浆活动有关的大型铁矿床,是长江中下游玢岩型铁矿的一个重要组成部分。对矿田的含矿岩体进行了薄片鉴定和化学分析,结果表明该类岩浆岩为超浅成的中偏基性辉石粗安玢岩。运用锆石LA—ICP—MSU-Pb定年方法进行年龄测定．测得的^206Pb／^238U平均年龄分别为133．3Ma±0．6Ma（LJ23）、133．2Ma±1．1Ma（L137）、132．8Ma±2．6Ma（NHK1—2）,3个年龄在误差范围内基本一致,表明矿田内辉石粗安玢岩的形成年龄约为133Ma。这一时间正好位于区内龙门院-砖桥和双庙-浮山两大火山喷发旋回的间歇期,为砖桥火山喷发旋回后期潜火山作用的产物。结合基础地质、矿床地质分析和含矿岩体、磁铁矿单矿物化学分析结果,推测矿田的成矿时间为133-131Ma。表明成岩成矿作用与发生于中国东部140Ma左右的构造体制大转折和130Ma左右的大规模岩石圈拆沉两大地质事件相吻合。