湖北金山店铁矿是长江中下游成矿带最西端的鄂东矿集区内典型的矽卡岩型铁矿床,矿体产于金山店岩体与中下三叠统碳酸盐岩和碎屑岩接触带及其附近,分为张福山(南缘)和余华寺(西北缘)两个矿区。赋矿围岩地层主要为嘉陵江组、蒲圻组和大冶组。矿体受接触带和断裂复合构造控制,呈层状、似层状产出,局部呈脉状。本文在前人工作的基础上,对金山店铁矿的矿床地质、矽卡岩矿物和成矿流体来源和演化等开展系统的研究工作,初步查明了含膏盐地层与成矿作用的关系,确定了成岩成矿年代,探讨了成矿动力学背景,取得了诸多认识,具体如下:(1)金山店铁矿的矿化蚀变阶段可分为无矿矽卡岩阶段、磁铁矿阶段、脉状矽卡岩阶段、硬石膏-黄铁矿阶段和石膏-方解石阶段。矽卡岩矿物主要为辉石、方柱石、金云母、角闪石、石榴石、榍石和绿帘石等。其中,辉石以透辉石(Di68.15-99.53Hd0.4-31.21Jo0.06-0.88)为主,方柱石主要为富氯的针柱石,角闪石属钙角闪石类,主要为镁绿钙闪石和氯质绿钙闪石。早期石榴子石主要为钙铝榴石和钙铝-钙铁榴石系列(And25.94~87.96Gro10.90~43.62Spe0.94~3.28~And33.10~37.62Gro59.40~63.22 Spe2.29~3.74),晚期石榴子石属为钙铁榴石-钙铝榴石系列(And62.71~97.69Gro1.96~34.00 Spe0.35~4.22),从早到晚石榴子石中的铁具有增高的趋势,暗示流体中铁质含量从早到晚也相应增加,且流体的氧化性逐渐增强。(2)金山店铁矿无矿矽卡岩阶段和硬石膏-黄铁矿阶段的矿物氧同位素值变化范围均较小,总体趋势为硬石膏(+11.6‰~+15.4‰)>方柱石(+8.6‰~+ 11.2‰)>金云母(+8.9‰~+10.4‰)>磁铁矿(+5.1‰~+7.6‰)。热液方解石的δ180变化范围较大(+10.4‰~+22.8‰),碳同位素值则较为均一(-0.7‰~+0.9‰);大理岩的氧碳同位素值则都较为均一,其中,δ18O变化范围为+25.0‰~+27.8‰,δ13C变化范围为+2.8‰~+3.7‰。与这些矿物平衡流体的氧同位素明显具有多元混合的特点:早期主要为岩浆水,磁铁矿阶成矿段流体以岩浆水为主,但具有一定含膏盐地层氧同位素的特征,晚期则显示大气水比例明显增加,在石膏-方解石阶段大气水特征最为明显。磁铁矿阶段和硬石膏-黄铁矿阶段的含硫矿物均具有富集重硫同位素的特征(硬石膏、石膏,~28‰;黄铁矿,~19‰),暗示成矿流体中的硫可能主要来自于含膏盐地层。(3)大规模的膏盐组分广泛参与金山店铁矿的成矿作用,导致了的一系列与之相关的地质、地球化学现象(证据)的产生,主要表现在矿物学、稳定同位素地球化学和构造等方面。含膏盐地层可能在高温岩浆热阶段或更早的岩浆阶段就已经加入到成矿体系之中,且加入的方式存在阶段性和不均一性。含膏盐地层的加入,对成矿作用过程产生了重要的影响,主要表现在:①强氧化性矿物硬石膏的大量加入,提高了成矿体系的氧逸度,导致大量Fe3+的产生,进而形成大量的磁铁矿;②含氯矿物的大量产出暗示成矿流体具有富氯的特征,这些氯对于铁质的活化、迁移和富集起到了重要的作用;③大量膏溶角砾岩的形成不仅有利于成矿流体与围岩之间的水岩作用,而且为矿质的沉淀提供了容矿空间。(4)锆石LA-MC-ICPMS U-Pb定年研究表明,金山店岩体形成年代范围为131~127Ma,与金山店矿田内矽卡岩型铁矿中的热液榍石LA-ICPMS U-Pb年龄(130.4± 1.1~127±12 Ma)和金云母40Ar-39Ar年龄(128.6±1.5 Ma)在误差范围内一致,属于长江中下游成矿带内的第二期成岩成矿事件,暗示金山店铁矿形成于早白垩世我国东部地区岩石圈大规模伸展和减薄的背景之下。穿插块状磁铁矿石的金云母40Ar-39Ar年龄研究还表明,鄂东南地区在两期大规模矽卡岩型矿床成矿作用后(150~125 Ma)可能还经历了一期新的岩浆热液事件(~120Ma),但其作用强度和成矿效应暂不明确。(5)金山店铁矿具备有利的岩浆岩、围岩和构造成矿地质条件,这些条件促成了金山店岩体与围岩地层之间强烈的水岩作用,导致了金山店铁矿的形成,其成矿物质主要来源于岩浆热液。金山店铁矿中的富铁矿石可以分为块状和粉状两类,其中块状富铁矿石可能是在有利成矿地质条件下所形成的长期稳定的流体循环系统中磁铁矿的大量堆积而成,而粉状矿石可能是块状或浸染状矿石在成矿后的构造和地下水作用下改造而成。(6)系统开展了金山店铁矿与鄂东矿集区内其他大冶式铁矿的对比研究,厘定了金山店铁矿的特异性。其特异性主要表现在:含膏盐地层强烈参与成矿作用;断裂+接触带复合控矿。