辽宁鞍山－本溪地区铁矿床流体包裹体和硫、氢、氧同位素特征研究

鞍山-本溪地区是我国最大的铁矿集区,分布有诸多大型、特大型铁矿床,并且产出有弓长岭二矿区大型和齐大山、南芬中型磁铁富矿床。贫铁矿体与变质沉积岩和火山碎屑岩等围岩呈层状或似层状产于太古宙花岗岩中,富铁矿体(TFe50%)呈层状或透镜体状产于贫铁矿体和围岩及其附近的断裂带中,并可见明显的热液蚀变现象。为了探讨鞍本地区富铁矿的成因,为指导找富矿提供依据,本文主要对比研究了鞍本地区贫铁矿石和富铁矿石中流体包裹体、硫同位素和氢氧同位素特征。贫铁矿石(磁铁石英岩和假象赤铁石英岩)石英中含有大量的孤立分布负晶形气体包裹体(Ⅰc类包裹体),富铁矿石石英中主要以液体包裹体(Ⅰb类包裹体)为主,可见含子矿物的流体包裹体;贫铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围为-6.5‰~11.8‰,平均值为0.4‰,富铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围较大,为-7‰~14.4‰,平均值为2.0‰;贫铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为3.4‰~10.4‰,平均值为7.1‰,石英δ18 O变化范围为11.8‰~15.1‰,平均值为13.4‰,富铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为-1.4‰~6.5‰,平均值为2.3‰,富铁矿石中石英δ18 O变化范围为9.6‰~15.8‰,平均值为13.6‰,δD变化范围为-129‰~-75‰,平均值为-104‰。富铁矿石中石英流体包裹体、黄铁矿δ34S和磁铁矿δ18 O部分继承了贫铁矿石的特征,但是显示更多的后期热液特征,暗示鞍本地区富铁矿石是在贫铁矿石的基础上受后期热液改造形成的。富铁矿石中石英的氢氧同位素特征表明其热液流体主要为混合岩化热液,富铁矿的形成可能为去硅富铁模式,同时也可能有铁质活化再转移模式。     

鞍本地区EW向深大断裂地质特征

在“鞍本地区沉积变质型铁矿控矿条件及找矿模型研究”工作中,尝试在GIS平台上对鞍本地区进行区域地质、航磁、重力、化探、地热泉等资料进行综合分析,发现该区存在一条近EW向展布的航磁和重力水平一阶导数负值异常带,该带南北两侧的地磁场、重力场和地球化学场具有明显的差异.研究成果显示,这条EW向断裂带具有控岩、控矿作用.该断裂自新太古代以来一直有活动迹象,新太古代时,可能是火山喷发的重要通道,已知大型或特大型沉积变质型（鞍山式）铁矿床均分布在断裂北侧长约90 km、宽约20 km的带状区域内;元古宙—古生代时,断裂带对沉积环境具有明显的制约,断裂带两侧的沉积环境不尽相同;中生代时,一系列中酸性侵入岩沿该断裂侵入（局部为隐伏岩体）;新生代沿该断裂出露有一系列平行带状展布的地热泉.     

辽宁鞍本地区铁矿床地质特征及找矿标志分析

在区域成矿地质背景分析的基础上,对辽宁鞍山、本溪地区典型条带状铁矿床的矿床地质特征和找矿标志进行了分析总结,研究表明铁矿产于太古宙晚期花岗岩-绿岩带内,主要为条带状含铁建造型铁矿床,鞍山群茨沟岩组、樱桃园岩组是找矿主要层位.矿石具有条带状、块状构造,半自形等粒粒状变晶结构、残留结构等.含铁建造的演化趋势与火山作用密切相关.鞍本凹陷区以及高大磁异常、复杂磁异常、低缓磁异常、深大磁异常和剩余磁异常区是寻找大型、超大型铁矿的最有利部位.     

鞍本地区早前寒武纪地质体铅同位素组成及铀源条件定量计算方法研究

本文对比了鞍本地区前寒武纪铅-锌-银矿区和铀矿区的硫化物矿石和花岗岩长石Pb同位素组成,分别用矿石铅二阶段普通铅法、铅构造模式图解和全岩铅同位素组成三阶段拟合法计算了年龄和全岩原始铀含量。结果表明,矿石铅和长石铅模式年龄约为2000 Ma,在铅构造模式图上投影于2000~1600 Ma间,花岗岩和辽河群全岩拟合年龄为2000~1800 Ma;铅同位素组成显示铅-锌-银来自早元古代辽河群地层,连山关地区明显为放射性成因Pb同位素组成,源于富铀花岗岩。连山关矿石铅年龄和全岩三阶段年龄与该区铀矿床沥青铀矿的年龄基本一致;花岗岩原始铀的得失计算表明,该地区不同地质体均经历了约2000~1800 Ma花岗岩重熔改造,花岗质岩石发生了铀的丢失,是连山关地区铀矿的主要来源。     

Spatial distribution rules and affecting factors of BIF in Anshan-Benxi area

A detailed investigation on 3D spatial distribution rules of Banded Iron-bearing Formation(BIF) with methods of gravity-magnetic inversion and 3D modeling of iron mine is presented based on the former analysis in the Anshan-Benxi area.Three dimension spatial distribution types of BIF are concluded as hook-like,tabularlike and "W"-like.BIF was mainly developed in three types of space including(1) the syncline cores,(2)cover coverage area,and(3) the deeper buried area where the range of tectonic uplift is small.The influences of tectonism,magmatic intrusion and uplift-erosion on the spatial distribution shapes of BIF are clarified.     

辽宁本溪大台沟铁矿地质特征

本溪大台沟铁矿床位于本溪市桥头镇,是近年来发现的最大的鞍山式铁矿床。该矿床为隐伏的超大型铁矿床,埋深1100～1200m,已控制矿体延长2000m,最大延深840m,最宽处1100m。矿体总体为近直立的厚板状体,夹石很少,为单一矿体。矿石类型为磁铁石英岩(磁铁矿石)、赤铁石英岩(赤铁矿石)及其过渡类型的磁铁赤铁石英岩(混合矿石)。矿石品位较均匀,矿床有害杂质含量低。初步估算333+332类资源量约34亿t。     

鞍本地区超大型铁矿床分布规律及特征

鞍本地区是我国最重要的沉积变质铁矿产地之一,该区已探明的铁矿资源/储量约占全国同类型铁矿已探明资源/储量的40%。区内已发现有9个资源/储量大于10亿t的超大型铁矿,它们分布在东西长约85km、南北宽约25km的带状区域内,超大型铁矿密度之大非常罕见。超大型铁矿分布于区内鞍山群南部边部区域,与茨沟岩组、樱桃园岩组含铁层位密切相关。如果去除人为划分矿床范围因素,一些超大型铁矿床的资源储量大于30亿t。这些超大型铁矿床延深很深、规模很大;矿体既有厚大板状体,也有多层状矿体。     

辽宁本溪歪头山条带状铁矿的成因类型、形成时代及构造背景

辽宁鞍本地区位于华北克拉通东北缘,分布有诸多大型-特大型条带状铁矿床。本文对该区歪头山铁矿进行了岩石学、矿物学及年代学研究。歪头山铁建造以条带状铁矿石为主,兼含有少量的块状矿石,其顶底板围岩及矿体夹层主要为太古界鞍山群斜长角闪岩。元素地球化学分析表明,铁矿石富集重稀土[(La/Yb)_PAAS=0.24~0.33],具La正异常(La/La^*=1.43~1.61)、Eu正异常(Eu/Eu^*=2.40~4.54)及Y正异常(Y/Y^*=1.10~1.30),Y/Ho值平均30.59,Sr/Ba值平均17.62,Ti/V值平均19.45,反映成矿物质可能来源于由海底火山活动带来的高温热液与海水的混合溶液。铁矿石无明显Ce负异常(Ce/Ce^*=0.92~1.06),暗示BIF沉积时海水处于缺氧环境。除Fe₂O₃^T与SiO₂外,铁矿石中其它氧化物含量均非常低,且贫Th、U、Zr等具有陆源性质的元素,表明大陆碎屑物质对BIF贡献极少。斜长角闪岩稀土元素配分型式近于平坦[(La/Yb)_N=0.80~1.10],无明显Ce异常(Ce/Ce^*=0.95~0.99)与Eu异常(Eu/Eu^*=0.88~1.16);其大离子亲石元素富集,高场强元素无明显亏损。地球化学分析表明,斜长角闪岩原岩可能为产于弧后盆地的玄武质火山岩。锆石形态与微量元素分析显示,斜长角闪岩中的锆石均属岩浆成因。SIMS锆石U-Pb定年显示斜长角闪岩原岩形成于2533±11Ma,代表了歪头山BIF的成矿年龄;在玄武质岩浆喷发过程中,还捕获了一组年龄为2610±5Ma的锆石。电子探针分析显示磁铁矿成分纯净(FeO^T=92.04%~93.05%),其标型组分特征暗示歪头山BIF属沉积变质型铁矿。综合分析认为,歪头山铁矿属Algoma型BIF,成矿与弧后盆地岩浆活动密切相关,指示了新太古代末华北克拉通普遍发育的一期BIF成矿事件。     

辽宁鞍本地区铁矿成矿规律与资源潜力分析

在成矿地质背景分析的基础上,分析研究鞍本地区铁矿床地质特征、成因类型和矿成矿规律,并对资源潜力进行了分析预测.研究表明：鞍本地区铁矿均为变质条带状铁矿,矿体具有层控性,该地区铁矿资源潜力巨大,实现铁矿找矿突破是完全可能的,在得出上述结论的基础上同时提出了进一步工作部署建议.     

鞍本地区太古界硅铁建造沉积变质岩中石榴石类矿物研究

通过对鞍本地区的中、上鞍山群沉积变质岩中石榴石的化学成分、物理性质和晶胞参数的研究,本区石榴石主要为铁铝榴石,并可划分为:①镁铝—铁铝榴石,主要出现在中鞍山群沉积变质岩中;②锰铝—铁铝榴石,多产在上鞍山群中,均为沉积变质成因。石榴石a_0值越小指示变质程度越强,a_0值越大则表明地层层位越新。中鞍山群下部石榴石变质温度为620℃±,上部为550℃±;上鞍山群为500℃±。属于角闪岩相产物。石榴石还可作为找铁矿的一种矿物学标志,因为石榴石的铁铝榴石分子高,钙铝榴石分子低可能表明有富铁矿的存在。