矿床的产出需经历“源-运-储-变-保”多个阶段,矿床学应兼顾“源-运-储”和“变-保”两方面的研究,而后者是矿床学研究的薄弱环节。低温热年代学(裂变径迹和(U-Th)/He定年)是研究矿床剥露与保存的有力工具,目前已有的成果多集中不同类型矿床保存条件的研究。对于矿床最终保存的机制还存在不同看法:一种观点认为气候控制了矿床的空间分布;另一种观点认为构造运动在矿体保存过程中扮演了主要角色。区分上述观点的关键是对矿床剥露与保存过程的精细研究。本研究以邯-邢式矽卡岩型铁矿区西石门矿床为研究对象,开展系统的野外地质调查和低温热年代学研究(磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He),定量揭示西石门铁矿的热演化历史,分析矿体的剥蚀与保存过程和保存条件,结合世界范围内不同类型矿床的保存过程探讨矿床的保存机制。本文在西石门铁矿区共采样9件,所有样品均开展了磷灰石裂变径迹定年,测得的年龄范围为87.9±4.4Ma~124.8±8.8Ma,平均径迹长度范围为11.9±0.4μm~13.4±0.2μm;针对其中的2件样品开展磷灰石(U-Th)/He定年,其单颗粒AHe年龄范围为43.3±1.2Ma~56.7±1.3Ma。依据以上数据,取得结果如下: (1)热历史模拟结果表明西石门铁矿经历了三个不同的冷却阶段。早白垩世(130-120Ma)的极快速冷却阶段,冷却速率为126.2℃/Myr,考虑到矿床的就位深度较浅(约3~5km),此冷却过程可能与热液流体的冷却过程密切相关;早白垩世-新生代早期(120-50Ma)的缓慢冷却阶段,平均冷却速率为约0.28℃/Myr,该阶段处于构造稳定阶段,矿区整体上经历了极为缓慢的剥露;新生代早期以来(~50-0Ma)的较快速冷却阶段,平均冷却速率为约0.95℃/Myr,矿床受到新生代早期古太平洋板块俯冲速率和角度的影响。 (2)根据以上热演化历史,西石门铁矿经历了三个阶段的冷却和剥露过程,其中早白垩世的极快速冷却并未使矿体剥露;早白垩世-新生代早期,平均剥蚀速率为0.011km/Myr,剥蚀量为~0.77km;新生代早期以来的平均剥蚀速率为0.038km/Myr,剥蚀量为~1.90km。总体上,矿床形成以来的剥蚀量为~2.67km,小于矿床的就位深度(3~5km),矿床被完整保存。 (3)晚中生代的慢速剥露和新生代早期的有限剥露是西石门矿床保存的关键条件。白垩纪以来,西石门铁矿位于正断层上盘,仅在新生代早期发生了局部的掀斜作用,说明构造运动在矿床保存过程中扮演了主要角色。进一步对比不同类型矿床保存过程,发现特殊的构造位置是导致矿体被保存的关键。