辽宁省弓长岭铁矿磁铁矿—赤铁矿转变机制研究

发布时间：2017-07-15 15:24

  本文关键词：辽宁省弓长岭铁矿磁铁矿—赤铁矿转变机制研究

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【摘要】：弓长岭铁矿位于辽阳市东南,属鞍山-本溪集矿区,是我国著名的前寒武纪沉积变质型铁矿床。主要赋矿岩层为鞍山群茨沟组地层,矿体产于由磁铁石英岩、斜长角闪岩、黑云母片岩、黑云变粒岩、角闪片岩等组成的含铁岩系中。主要矿石矿物为磁铁矿和赤铁矿,另外可见少量黄铁矿和黄铜矿,靠近地表的样品可见针铁矿。磁铁矿、赤铁矿之间存在明显的交代关系,主要表现为赤铁矿交代磁铁矿,可见交代浸蚀结构、交代残余结构、交代格状结构、交代星状结构和交代假象结构等。磁铁矿和赤铁矿之间的转化,主要有氧化还原转变和非氧化还原转变两种模式。氧化还原转变是由某种特定的物质充当氧化剂或还原剂,在温度压力条件合适的环境中将磁铁矿中的Fe2+氧化或者将赤铁矿中三分之一的Fe3+还原的过程。非氧化还原转变是指不满足特定的氧化还原条件,由赤铁矿中简单的添加Fe2+或磁铁矿中的Fe2+离子被淋滤带出的过程。通过电子探针显微分析,贫矿和富矿中磁铁矿的标型成分十分相近,交代作用对磁铁矿的成分变化影响并不明显,各种形态磁铁矿呈现出较纯的磁铁矿的特征。赤铁矿中Al、Mg、Cr等元素含量均高于磁铁矿,部分含量已接近热液交代矿床的下限,暗示赤铁矿有可能是磁铁矿经过热液淋滤作用转化而成。转化前的磁铁矿中Si含量很少,转化过程中的磁铁矿、赤铁矿以及转化形成的赤铁矿中都含有较高的Si,反映了转化过程发生在相对酸性的环境。赤铁富矿显示受到热液淋滤“去硅富铁”作用的特征。通过剩余氧计算法得出,磁铁矿中Fe2O3平均含量68.53%,FeO平均含量30.38%,平均铁氧化物总含量98.91%;赤铁矿Fe2O3平均含量98.68%,部分样品内含有微量FeO。两种矿物中Fe2+和Fe3+的含量接近于理想矿物,且磁铁矿的铁氧化物含量高于赤铁矿,说明磁铁矿转化为赤铁矿的过程,有部分Fe随着反应的进行被带出。弓长岭铁矿近地表样品中可见针铁矿化的现象,针铁矿呈不规则状或者脉状交代假象赤铁矿,而埋藏较深的矿石并未见针铁矿化的现象,说明针铁矿化发生在地表及以下较浅部位,且多发生于假象赤铁矿形成之后。埋深较大的样品中存在半自形粒状黄铁矿,沿石英条带定向排列分布显示出原始沉积的特点。黄铁矿的氧化速率远远大于磁铁矿,这种未被氧化黄铁矿的存在,说明沉积形成的磁铁矿转化为赤铁矿是一个非氧化的过程。通过扫描电镜背散射测试,磁铁矿和赤铁矿表面的孔隙发育程度存在较大差别。未被交代的粒状磁铁矿表面几乎不存在孔隙,被交代的磁铁矿和交代形成的假象赤铁矿表面孔隙明显增多,且粒状假象赤铁矿表面孔隙多于板状赤铁矿。说明磁铁矿转化为赤铁矿之后矿物体积减小,显示非氧化反应的特点。地球化学数据资料分析,弓长岭铁矿形成于晚太古代,形成时处于还原环境,不满足赤铁矿沉积所需的氧化条件,赤铁矿形成于之后的变质作用热液淋滤过程。根据O、Si、S等同位素特征,判定成矿溶液是一种酸性的还原性流体,在浅部与含氧的地下水混合后可将磁铁矿氧化为赤铁矿;在深部地下水含氧量非常少的部位这种性质的流体也可在还原条件下淋滤磁铁矿中的Fe2+并带出,通过非氧化反应将磁铁矿转变成赤铁矿。
【关键词】：弓长岭铁矿 磁铁矿 赤铁矿 氧化还原转变 非氧化还原转变
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P618.31
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 选题依据及研究意义12-14
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 选题依据13-14
• 1.1.3 研究意义14
• 1.2 研究区自然地理条件14-15
• 1.3 国内外研究现状15-19
• 1.3.1 弓长岭铁矿研究现状15-17
• 1.3.2 磁铁矿-赤铁矿转变机制研究现状17-18
• 1.3.3 存在问题18-19
• 1.4 研究内容19-20
• 1.5 研究思路与技术路线20
• 1.6 完成工作量20-22
• 第2章 区域地质背景22-27
• 2.1 区域地层22-24
• 2.2 区域构造24
• 2.3 区域岩浆岩24-25
• 2.4 区域矿产25-27
• 第3章 矿区及矿床地质特征27-39
• 3.1 矿区地质特征27-30
• 3.1.1 矿区地层28-29
• 3.1.2 矿区构造29-30
• 3.1.3 矿区岩浆岩30
• 3.2 矿床地质特征30-39
• 3.2.1 矿体特征30-31
• 3.2.2 矿石特征31-37
• 3.2.3 围岩特征37-39
• 第4章 磁铁矿-赤铁矿之间的转变机制39-45
• 4.1 氧化还原转变机制39-41
• 4.1.1 磁铁矿转化为赤铁矿39-40
• 4.1.2 赤铁矿转化为磁铁矿40-41
• 4.2 非氧化还原转变机制41-42
• 4.2.1 磁铁矿转化为赤铁矿41-42
• 4.2.2 赤铁矿转化为磁铁矿42
• 4.3 弓长岭铁矿中磁铁矿与赤铁矿之间的关系42-45
• 第5章 矿石地球化学特征45-62
• 5.1 电子探针成分分析45-59
• 5.1.1 样品的选择及分析测试方法45
• 5.1.2 磁铁矿成分特征45-51
• 5.1.3 赤铁矿成分特征51-53
• 5.1.4 铁氧化物中Fe3+和Fe2+含量53-57
• 5.1.5 磁铁矿、赤铁矿成分的关系57-59
• 5.2 弓长岭铁矿O、Si、S同位素特征59-62
• 第6章 弓长岭铁矿中赤铁矿形成机制62-75
• 6.1 弓长岭铁矿矿物生成顺序62-65
• 6.1.1 针铁矿化的特征62-63
• 6.1.2 矿石矿物与矿石埋深之间的关系63-65
• 6.2 矿物组合特征65-66
• 6.3 磁铁矿、赤铁矿转化前后体积变化特征66-73
• 6.3.1 理论计算结果66-67
• 6.3.2 扫描电镜背散射分析67-73
• 6.4 赤铁矿的成因探讨73-75
• 第7章 结论75-76
• 参考文献76-81
• 作者简介及科研成果81-82
• 致谢82

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本文编号：544572