刚果共和国Ivindo基底杂岩中Nabeba条带状铁建造的地质、地球化学特征

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摘要
刚果共和国西北部的Nabeba铁矿床是世界最大的铁矿床之一,其主要产于太古代绿岩带的条带状铁建造(BIF)中,其周边为Ivindo基底杂岩体(IBC)。该杂岩体主要由奥长花岗岩-英云长闪长岩-花岗闪长岩(TTG)和花岗岩组成。作为典型的BIF,对Nabeba地区的太古宙岩石成因、构造背景及其中赋存的铁矿床的研究非常有限。但是,由于Nabeba BIF多已发生变形和变质,因此难以重建其沉积地质环境。本文通过详细的野外地质调研、矿石和围岩的岩石学、岩石化学、锆石U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素地球化学、磁铁矿的微量元素地球化学、流体包裹体研究等,探讨了IBCTTG岩套的岩石成因和条带状铁建造的成岩环境,并建立了BIF赋存的Nabeba铁矿床的成因模型。岩石化学、年代学和锆石Lf-Hf同位素结果表明,TTG岩套侵位时间为约2897-2889Ma,应为同碰撞或碰撞后产物。其锆石Hf同位素值(εHf(t))介于+1.22-+4.55,Th/La>0.12,表明其可能源于镁铁质源区的部分熔融(TDM2年龄为3028-3230Ma),地幔上涌可能是诱发其熔融的可能原因。Nabeba铁建造的岩石化学显示了化学沉积的成因特征,其具有低Al2O3+TiO2(250℃)的混合。从矿区高品位矿石与矿区蚀变的关系可以看出,矿区高品位的原生铁矿化的形成可能与后期的热液流体作用有关。基于流体包裹体的显微测温和包裹体成分的激光拉曼探针分析,笔者认为,造成矿区铁进一步富集的流体为H2O-NaCl±CO2流本,且早期为中-高温(203-405℃)。根据包裹体的盐度可分为两组,即中低盐度(1-15wt.%NaClequiv)和高盐度(30-35wt.%NaClequiv.),其可能与流体的沸腾作用有关。晚期流体为H2O-NaCl体系,流体具有中-低温(150-290℃)和中-低盐度(1-11wt.%NaClequiv.)。流体与BIF反应形成了高品位铁矿石。流体包裹体中水的氢氧同位素结果表明,其流体主要来源于岩浆水,并有大气降水的加入。流体混合和相分离可能是造成内生铁矿石中铁沉淀形成的原因。

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