甘肃北山红山铁矿床地质地球化学特征及成因分析

摘要

北山造山带隶属中亚造山带南缘，从新元古代到早中生代经历了多期地质构造和岩浆活动，成矿地质条件优越，具有十分丰富的矿产资源，是我国重要的成矿带之一。红山铁矿作为北山成矿带典型的铁矿床，其矿床类型和成因的研究在后期找矿过程中具有极其重要的意义。本文通过对红山铁矿的矿床地质构造背景、矿体形态特征、含矿岩系及其围岩特征、矿床地质地球化学特征、成矿年龄以及矿床类型和成因进行了研究，得到了以下认识：
　　1、红山铁矿属于Sedex型铁矿床，为热卤水喷流沉积-变质型铁矿床，赋矿层位为新元古代震旦纪一套浅变质碎屑岩夹碳酸盐建造，成矿时代为新元古代震旦纪。在早古生代到中生代又受到多期明显的热液变质作用，热事件年龄分别为429.4-448Ma、364.7-384Ma、237Ma和126Ma。其中，364.7-384Ma为本区主要的热事件年龄。
　　2、红山铁矿的SiO2含量为21.5-68.4％（平均为43.68%），Fe2O3T含量为27.06-65.16%（平均值为41.77%），Al2O3含量为0.93-3.81%（平均为2.2%），MgO含量为1.08-8.99%（平均为5.6%），CaO含量为0.55-14.9%（平均为4.7%），Na2O含量为0.04-0.57%（平均为0.2%），K2O含量为0.03-0.83%（平均为0.4%），MnO含量为0.09-6.19%（平均为1.3%），TiO2为0.07-0.28%（平均为0.2%）。其中，SiO2和Fe2O3T的含量与国内海底火山成因(兼有部分陆源碎屑物质加入)的BIF铁矿的含量基本一致。微量元素Ba、Pb、Th、U、Nb、Ta相对富集，Sr表现出强烈亏损；轻稀土元素总量为9.19×10-6-60.21×10-6，重稀土元素总量为12.57×10-6-38.97×10-6，LREE/HREE为0.57-2.01，（La/Yb）PASS=0.1-0.5，表现出轻稀土元素相对亏损，重稀土元素相对富集，与镜铁山铁矿的特征基本一致。说明红山铁矿的形成与火山活动有关。
　　3、红山铁矿中发现了薄层状铁碧玉岩和透镜状的铁碧玉岩以及凝灰岩夹层，其源岩为硅铁质的胶体化学沉积岩，说明红山铁矿的形成为与火山活动有关的热液胶状沉积。其SiO2/Al2O3比值为7.69-56.53，平均值为23.34，Sr/Ba比值为0.01-2.66，平均值为0.44，Eu显示正异常，Y/Ho平均值为28.52，均显示红山铁矿的成矿物质主要来源于与火山作用和火山热液有关的富铁热卤水物质。其硫、氢、氧同位素显示其成矿流体主要来源于岩浆水和变质热液。U和Th元素的正异常和Ce的无异常均显示红山铁矿的沉积环境为低氧的环境。
　　4、红山铁矿分为Ⅰ、Ⅱ两个阶段，Ⅰ阶段为石英+磁铁矿+黄铁矿+黄铜矿阶段，是主成矿阶段，Ⅱ阶段为石英+黄铁矿阶段。Ⅰ、Ⅱ两阶段的流体包裹体均主要为液相H2O包裹体、气相H2O包裹体、富液二相H2O包裹体和富气二相H2O包裹，其中气液H2O包裹体是含量最多。Ⅰ阶段气液H2O包裹体均一温度为140-350℃，平均值为245℃，盐度为0.53-19.68%NaCleqv，平均值为10.04%NaCleqv，流体密度为0.76-1.05g/cm3，平均值为0.95g/cm3，具有中高温、中盐、中高密度流体特征，属H2O-CO2-NaCl体系；Ⅱ阶段气液H2O包裹体均一温度为80-260℃，平均值为170℃，盐度为0.53-17.79%NaCleqv，平均值为9.16%NaCleqv，流体密度为0.86-1.05g/cm3，平均值为0.96g/cm3，具有中低温、中盐（盐度变化范围较Ⅰ阶段小）、中高密度流体特征，也属H2O-CO2-NaCl体系。Ⅰ阶段成矿压力为123.68×105-384.32×105Pa，平均值为254×105Pa，成矿深度为0.40-1.28km，平均成矿深度为0.84km；Ⅱ阶段成矿压力为22.60×105-311.92×105Pa，平均值为167.26×105Pa，成矿深度为0.08-1.04km，平均成矿深度为0.56km，均属浅成成矿深度。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 选题依据及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 红山铁矿研究现状

1.4 研究对象、内容和方法

1.5 论文工作量

1.6 拟解决的问题

1.7 论文创新点

第二章 区域地质背景

2.1 构造背景

2.2 区域地层概况

2.3 岩浆岩

2.4 构造演化过程

2.5 区域矿产

第三章 矿床地质特征

3.1 矿区地质

3.2 矿体特征

3.3 矿体围岩蚀变

3.4 成矿期次和成矿阶段

第四章 矿床地球化学特征及成矿时代

4.1 分析方法

4.2 矿石地球化学特征

4.3 成矿时代

第五章 矿床类型和成因研究

5.1 流体包裹体研究

5.2 成矿物质来源

5.3 沉积环境

5.4 与镜铁山铁矿和卡瓦铁矿的对比研究

5.5 矿床类型和成矿机制探讨

第六章 结论及存在的问题

6.1 结论

6.2 存在的问题

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢