西昆仑塔什库尔干铁矿带成矿机制及沉积环境

发布时间：2020-07-20 17:34

【摘要】：新疆塔什库尔干地区位于西昆仑造山带西南部的塔什库尔干-甜水海地块中,其中发育一条大型铁矿成矿带,目前已探明铁矿石储量12亿吨,远景15-20亿吨。赞坎和吉尔铁克-赞坎北铁矿床位于该铁矿带西南端,其中赞坎铁矿为该铁矿带内规模最大的铁矿床,储量约2亿吨,并含有大量的高品位铁矿石(TFe≥55 wt.%)。然而,迄今为止,研究区内的铁矿床成因、成矿时代等问题依然存在争议。本论文利用地质学、锆石年代学、地球化学等方法,剖析赞坎、吉尔铁克-赞坎北铁矿床的矿床类型和成矿时代,为该类型铁矿床找矿勘查提供理论依据,同时还对高品位矿石成因和古海洋环境等科学问题进行了探讨。赞坎和吉尔铁克-赞坎北铁矿床原生铁矿体主要以层状、似层状产出,与围岩呈整合接触,矿体在垂向上受布伦阔勒群原始沉积旋回控制,具有典型的沉积矿床特征。吉尔铁克-赞坎北矿床的原生矿体沉积时代应为早寒武世(527 Ma),与邻区的塔阿西、叶里克等铁矿床沉积年龄一致。赞坎的碎屑锆石U-Pb年龄较老(2500-540 Ma),较年轻的碎屑锆石峰值为550-600 Ma之间,最年轻的碎屑锆石单颗粒年龄为541 Ma;矿区中部的侵入体霏细斑岩锆石年龄为535±13 Ma,可作为沉积成矿时代的下限;因此,赞坎铁矿的原生矿体沉积时代应为新元古代-早寒武世之间,为埃迪卡拉纪至寒武纪的转折期,比区内其他铁矿床形成时代早。赞坎铁矿床高品位铁矿石为后生矿石,地球化学和同位素特征显示其是由富含H_2S和Cl~-的热液流体对原铁建造改造而成,具体表现为去硅存铁作用和磁铁矿溶解再富集作用。区域上,吉尔铁克-赞坎北、叶里克和塔阿西三个铁矿床的原生矿体保留完好,但三个地区的原生铁矿石稀土配分形式有所差别,表明有不同的REE源区及显著分馏。依据不同的REE特征(如缺乏Eu异常),这些富铁化学沉积岩建造明显不同于现代海底喷流矿床,暗示其成因与前寒武纪BIF型铁矿床相似。这些化学沉积岩缺乏Ce负异常,REE特征存在多种模式,塔什库尔干沉积盆地并非为一个受限的沉积盆地而是处于开放的海洋环境中。因此,元古代富铁、缺氧的海水环境完好的延续至早寒武世,而塔什库尔干地区早寒武世海洋环境为分层、铁化的海洋环境,这为寒武纪的海水氧化还原特征提供了重要的证据。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.31
【图文】：

示意图,早古生代,高峰期,全球

图 1-1 全球 BIF 形成高峰期示意图（3.5-1.8 Ga、800-600 Ma），但进入早古生代后（541 Ma）BIF 发育缺失（Klein, 2005; Bekker et al, 2010）在 1977 年发现现代海底热液系统后（Corliss et al., 1978），学者们发现大量溶解的铁质正在从扩张的洋中脊喷发出来（Saito et al., 2013），现代海底热液系统很可能贡献了超过 75%的可溶解铁质至深海之中（German et al., 2010; Carazzo et al., 2013German and Seyfried, 2014），而溶解的铁质可以被运送至洋中脊以外 2000 公里的位置

铁族元素,氧化环境,海底沉积物,灰色

代海底沉积物的铁族元素测试统计，注意灰色圆圈的沉积物测试入，应属于氧化环境（FeHR/FeT＜0.38），但部分结果显示其为铁（FeHR/FeT＞0.38），(Hardisty et al., in review).铁矿成因分布的 BIF 中经常发育有高品位的铁矿石（TFe＞50 wt.%）。通矿石是表生风化和后期变质共同作用的结果（Morris, 1980; M3; Morris et al., 1980; Harmsworth et al., 1990）。Martrmersley 盆地的 BIF 研究后认为该地区在 2.45-2.2 Ga 间被抬磁铁矿受氧化变为赤铁矿，并且被燧石交代为针铁矿。但近年位铁矿石的转变并非完全受控于表生氧化作用（Findlay, 199; Barley et al., 1999; Oliver and Dickens, 1999; Powel et al., 2001）。如在 Harmersley 盆地 2.2Ga 之前的 BIF 中就

研究方法,成矿机制,铁矿床,科学问题

中国地质大学（北京）博士学位论文技术路线和工作量对以上的科学问题，本次研究工作选取塔什库尔干地区具特殊代表性的铁矿床（尔铁克-赞坎北）为研究对象，通过细致的矿床解剖工作，利用岩石学、岩相学、地球化学和同位素等手段，确定本研究区矿床形成时代、背景、物质来源、沉积品位矿成因及成矿机制，并在此基础上建立同时期海洋环境的认识，具体技术路-4。

【参考文献】