新疆阿尔泰铁多金属矿床成矿作用

发布时间：2020-06-28 08:42

【摘要】：新疆阿尔泰发育众多铁多金属矿床,其成矿作用研究可以为进一步的找矿勘查工作提供依据。本文在详细野外地质调查的基础上,从地质特征、矿床地球化学、年代学等方面对乔夏哈拉和老山口铁铜金矿、阿克希克铁金矿、恰夏铁铜矿等典型矿床进行系统研究,探讨了这些矿床的成矿地质背景、成矿流体性质及来源、成矿物质来源、成岩成矿时代、成矿过程等关键科学问题。结合前人研究成果,对阿尔泰铁多金属矿成矿规律进行了总结,初步建立了区域成矿动力学模式。乔夏哈拉和老山口铁铜金矿呈似层状、扁豆状、脉状和透镜状赋存于闪长(玢)岩与北塔山组大理岩、火山岩接触部位的矽卡岩带中,铁矿化形成于退化蚀变阶段,铜金矿化形成于石英-硫化物-碳酸盐阶段。阿克希克铁金矿呈似层状、脉状、透镜状赋存于南明水组火山岩和凝灰岩中,铁和金矿化分别形成于火山沉积期和热液期。恰夏铁铜矿呈层状、似层状、透镜状赋存于康布铁堡组火山-沉积岩系中,围岩蚀变不发育,铁和铜矿化分别形成于火山沉积期和岩浆热液期。乔夏哈拉和老山口矿床发现磁铁矿的“溶解-再沉淀”现象,第二期磁铁矿比第一期磁铁矿表现出富FeOT、低杂质元素(SiO2、K2O、Al2O3MgO、Na2O)的特点,暗示成矿过程中发生了多期次的岩浆-热液活动,是成矿的重要机制,为矿床的热液成因提供了直观证据。在两个矿床中均发现了铬铁矿,可能来源于北塔山组第一岩性段中的苦橄岩。自然金、银、银金矿、碲银矿主要呈它形粒状、细脉状赋存于黄铁、黄铜、辉砷钴矿中。乔夏哈拉氢氧同位素表明退化蚀变阶段成矿流体以岩浆水为主,石英-硫化物-碳酸盐阶段大气降水逐渐增多,成矿流体具有中低温度、中低盐度、低密度的特征,S和Re同位素表明成矿物质来源于地幔。阿克希克铁金矿火山沉积期成矿流体具有中温、低盐度、中-低密度的特征,含有一定量的CO2和极少量的CH4、SO2,为海水与岩浆水的混合；热液期流体具有低盐度、富碳质变质流体的特征,为变质水混合深循环的大气降水；两期的S同位素表明前者为沉积成因硫,后者为变质成因硫。恰夏铁铜矿从火山沉积期到区域变质期,成矿流体温度和盐度略有升高,含子矿物包裹体明显增多,流体密度有所下降,Na+含量、Cl-含量明显升高,成矿环境为氧化环境；S同位素表明火山沉积期硫主要来自细菌还原海水,岩浆热液期硫为深部来源。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明,乔夏哈拉矿区岩浆侵入活动至少有3期,分别形成于中泥盆世俯冲环境(377.6±1.4Ma)、晚泥盆世俯冲-后碰撞转换环境(355.8±3.4Ma)和早二叠世后碰撞环境(289.5±1.1Ma),持续了88Ma,其中中泥盆世闪长玢岩与矿化关系密切。辉铝矿Re-Os年龄表明,老山口和乔夏哈拉成矿时代分别为383.2±4.5Ma和375.2±2.6Ma,为中泥盆世成矿,与卡拉先格尔斑岩铜矿具有相近的时空分布和构造背景,暗示老山口和乔夏哈拉铁铜金矿可能为区域斑岩成矿系统的一部分。认为乔夏哈拉和老山口铁铜金矿为矽卡岩型矿床,成矿作用与闪长质岩浆期后热液活动有关；阿克希克铁金矿和恰夏铁铜矿中的铁矿为海相火山岩型铁矿,铜、金为后期叠加。总结了阿尔泰铁多金属矿床成矿规律,成因类型可以划分为火山岩型、矽卡岩型、与花岗岩有关的岩浆-热液型、岩浆型和沉积变质型等5种类型；成矿时代可以划分为中-晚奥陶世、早泥盆世(407～385Ma)、中泥盆世(383～375Ma)、早-中二叠世(289～261Ma)和三叠纪(235～234Ma)等5期；早-中泥盆世阿尔泰处于俯冲阶段,为各类型铁多金属矿成矿高峰期,早-中二叠世为后碰撞阶段,形成矽卡岩型、与花岗岩有关的岩浆-热液型、岩浆型等矿床,三叠纪为陆内演化阶段,在麦兹盆地早期矿体之上叠加矽卡岩型铁矿化和辉铝矿化。
【学位授予单位】：中国地质科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.2
【图文】：

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约占世界总量的50%。2014年我国粗钢月产量同比增幅有所下降，但年产量仍有增长（图1-1)。在这种情况下，国产铁矿石远不能满足我国钢铁工业发展的需求，需要大量进口铁矿石，对外依存度连续多年高达50%以上。世界铁矿石三巨头巴西淡水河谷公司、澳大利亚必和必拓和力拓公司垄断了全球75%~80%的铁矿石出口市场（赵建安，2009)，作为全球铁矿石的最大购买方，我国在铁矿石价格上却缺失话语权（谢承祥等，2009)。铁矿石价格连年上涨，工业化成本激增，危及我国资源和经济安全。在国内铁矿资源短缺的形势下，加强铁矿的成矿作用研究、进行铁矿勘查预测、寻找大型铁矿资源基地，对解决国内铁矿资源危机具有重大的战略意义。表1-1世界主要粗钢生产国家及其产量Table 1-1 Main crude steel producers and their production in the world序号国家 2012 (百万吨）2013 (百万吨）2014 (百万吨）1 美国 88.7 86.9 88.32 巴西 34.5 34.2 33.93 中国 731.0 822.0 822.74 德国 42.7 42.6 42.95 印度 77.3 81.3 83.26 日本 107.2 110.6 110.77 韩国 69.1 66.1 71.08 俄罗斯 70.4 68.9 70.79 乌克兰 33.0 32.8 27.210 土耳其 35.9 34.7 34.0 世界总产量 1559.5 1649.3 1637.0数据来源于 World Steel Association我国铁矿资源具有（1)类型齐全

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作用的产物。张招崇等（2014)通过对海相火山岩型铁矿铁的富集过程研究，提出了双层对流模式（图1-3)：岩架分异出的热液在岩装房热的作用下不断淋滤火山岩中的铁，在不透水层下形成烺水对流循环系统；沿裂隙下渗的海水通过不透水层的加热，形成上部对流循环系统；两个循环系统不同程度混合后，在上升过程中卸载成矿。热液喷发t/l ：‘1 ‘接件火山.? 如；钱 i 1 水z苦>1 海水\ \\ ▲ -Na. r 次/,)水/岩<^1 C ，招临界W相流体_Fe+Si水对流循环-Cu— Ca图1-3海相火山岩型铁矿成矿流体循环图（据张招崇等，2014)Fig. 1-3 Ore-forming fluids circulation of submarine volcanic type Fe deposits陆相火山岩型铁矿主要形成于中生代，其次为二叠纪，一般形成于与深断裂相伴的陆相火山岩盆地或大陆边缘弧环境，围岩主要为中基性火山岩、碳酸盐岩等，围岩烛变以钠化、钟化、砂卡岩化、磷灰石化为主（李厚民等

【参考文献】