青海东昆仑跃进山铁矿床地质特征及成因研究摘要
跃进山铁矿位于青海省都兰县诺木洪乡以北,大地构造位置位于东昆仑造山带中东段,东昆中岩浆弧带的北部,柴达木盆地南缘,成矿区带属伯喀里克—香日德印支期金、铁、铅、锌(铜、稀有、稀土)成矿带。区域地层主要为古元古界-中元古界金水口群、蓟县系冰沟群,古近系路乐河组零星出露。区域构造主线方向为NE向,次为NW向,金水口背斜控制着金水口两侧地层展布及断裂发育。区域岩浆岩分为加里东期、海西期、印支期等,其中印支期侵入岩和成矿关系密切。研究区大致经历了①前寒武纪基底形成发展阶段,②早古生代始特提斯演化与造山阶段,③晚古生代-早中生代古特提斯演化与造山阶段,④晚中生代-新生代叠复隆升阶段等四个阶段,地质构造复杂,成矿条件优越。矿区出露地层主要为下元古界金水口群下岩组第三岩性段,侵入岩分布广泛,主要为花岗闪长岩、闪长岩及少量闪长玢岩脉,构造以跃进山背斜和小规模NE向断裂为主。矿区由南向北分为I、II、III、IV、V五个矿带,矿体呈似层状、层状、囊状产于金水口群地层中,产状多与地层产状一致。矿石类型包括蛇纹石磁铁矿石、硫化物磁铁矿石、方解石磁铁矿石等,矿石矿物包括磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿和少量黄铜矿、闪锌矿,脉石矿物包括蛇纹石、金云母、绿帘石、透辉石、石榴子石、橄榄石、硅灰石、透闪石、滑石、硅镁石等矽卡岩矿物,以及绿泥石、方解石、石英等;矿石构造主要有浸染状构造、块状构造、条带状构造、脉状构造、角砾状构造等,矿石结构主要有他形粒状结构、半自形粒状结构、骸晶结构、交代残余结构、交叉结构、增生结构、填隙结构等。围岩蚀变主要为蛇纹石化、金云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、矽卡岩化、钠长石化等。根据矿物共生组合和结构构造,将跃进山铁矿划分为三个成矿期:矽卡岩期、金属硫化物期、表生氧化期,其中矽卡岩期又可划分为早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段、氧化物阶段等三个阶段,金属硫化物期又可划分为早期硫化物阶段和晚期硫化物阶段两个阶段。本文在借鉴前人研究成果和详细了解矿床地质特征的基础上,通过详细的野外地质工作和相关的测试分析,从成矿年龄、成矿物质来源、成矿流体来源、控矿因素等方面来探讨矿床成因,确定成因类型,建立成矿模式。现取得如下几点认识:(1)与成矿关系密切的跃进山花岗闪长岩为弱过铝质高钾钙碱性岩石,LREE富集而HREE亏损,中等Eu负异常,亏损高场强元素,富集强不相容元素,其形成于古特提斯洋闭合、东昆仑与南部巴颜喀拉地块碰撞造山阶段,玄武质岩浆的底侵使下地壳中元古代长英质源区发生部分熔融,与幔源物质发生混合,形成I型花岗质岩浆并最终侵位于金水口群地层中;(2)跃进山铁矿的成矿作用可能发生在中三叠世,与成矿密切相关的跃进山花岗闪长岩体的成岩年龄为234.6±1.8Ma,与区域印支期大规模成矿事件相对应;(3)成矿物质来源:磁铁矿电子探针分析结果在磁铁矿成因分类图解中多位于矽卡岩型和接触交代型区域,部分位于接触交代型与火山岩型成因的过渡区域;黄铁矿Co、Ni含量显示其成因包括热液成因和火山成因;矿石硫同位素δ34S值为4.5~16.0‰,早期硫主要来自于岩浆热液,晚期主要来自于地层;硫化物铅同位素组成为206Pb/204Pb:17.211~19.359,207Pb/204Pb:15.514~15.701,208Pb/204Pb:37.949~38.675,铅主要来源于幔源铅与壳源铅的混合。总体而言,矿区成矿物质具有多成因与多来源的特征,主要来自于花岗闪长岩岩浆,围岩金水口群地层也提供了一定的成矿物质。(4)成矿流体来源:矿石中方解石δ13CPDB为-6.5~-3.8‰,δ18OSNOW为10.9~12.8‰,具岩浆来源碳同位素特征,在成矿晚期阶段可能有少量地层碳的混入;磁铁矿δ18OV-SNOW介于4.1~5.8‰,接近但稍低于岩浆水氧同位素范围。结合矿区地质特征认为成矿流体主要来自于岩浆水,有少量地层同生水的混入。(5)控矿因素:薄层状镁质大理岩是镁矽卡岩形成的物质基础,也决定了似层状矿体的产状特征,同时金水口群地层为成矿提供了一定的成矿物质;花岗闪长岩体从其形成时代以及成矿动力学条件等方面,都是矿床形成的基础,岩体的钠长石化作用可以为成矿提供充足的铁质来源;矿区层间滑脱构造带、跃进山背斜以及矿体附近断裂为成矿热液运移提供了良好条件,是成矿的有利空间;(6)本文通过对跃进山铁矿的地质特征,矿体特征,矿石特征,S-Pb-C-O同位素,矿石矿物成因,成矿年龄,控矿因素及成矿过程的研究,认为跃进山铁矿为与花岗闪长岩有关的镁矽卡岩型铁矿。
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