赤峰东南部大西沟磷—铁矿矿床地球化学特征及成因

【摘要】：内蒙古赤峰大西沟磷-铁矿位于华北地台北缘的内蒙地轴北侧，属华北地台北缘和兴蒙地槽的结合部位。按《内蒙古自治区区域地质志》（1991）的划分，矿区位于华北地台（Ⅰ）北缘努鲁尔虎隆起带（Ⅳ）东北部，属于火山沉积变质型超贫磷-铁矿资源，赋矿岩石为中细粒（黑云）斜长角闪岩及其蚀变岩石，是磷灰石-磁铁矿可综合利用的低品位磷-铁矿矿床，具有规模大、品位低、有害组分少、易选、多种元素伴生等特点。但该矿的勘查和研究程度较低，开展该矿床的地质、地球化学特征等方面的研究，对探讨矿床成因机理、有益元素的综合利用以及指导该矿及区域的找矿勘探等都具有十分重要意义。 在大西沟磷-铁矿成因机制方面，前人未做过实地专题研究工作；在区域上有的学者根据其产于太古代绿岩带中，而将其定义为绿岩带磷（铁）矿。 本文通过野外地质调查表明，磷灰石-磁铁矿矿体位于太古代表壳岩中，矿体具有一定层位，主要赋存在含磷灰石的斜长角闪岩中，矿体与围岩呈渐变过渡关系，矿体的边界是以化验分析P2O5含量大于2％圈定的。矿体形态多呈似层状、条带状，沿走向和倾向厚度变化较大，出现膨胀、收缩现象。 通过对斜长角闪岩的原岩恢复表明，太古代变质表壳岩原岩是以拉斑玄武岩为主的火山沉积岩，含有少量的钙质沉积岩；形成环境相当于大陆岛弧或大洋岛的构造环境。对角闪石、黑云母的成因矿物学研究表明，岩石遭受了角闪岩相的区域变质作用，估算变质温度500℃左右。磷灰石、角闪石的成因矿物学研究及对斜长角闪岩的原岩恢复表明， Fe、P、Ca等成矿物质主要来自基性火山岩；部分P来自上升洋流带来的生物或陆源磷；部分Ca来自钙质沉积岩。由于火山间歇性喷发和洋壳的升降运动，使Fe、P等成矿物质呈不均一性分布。区域变质作用对富含Fe、P等成矿物质的火山沉积岩叠加改造，使成矿物质局部富集或贫化，使矿体变形和重新定位。 通过电子探针、LA-ICP-MS对斜长角闪岩中磷灰石、磁铁矿、斜长石、角闪石和黑云母主量、微量和稀土元素测试分析表明，区域变质过程中，亲铁元素V、Co、Ni、Ti等呈类质同像进入磁铁矿中，而稀土元素和Sr绝大部分呈类质同像进入磷灰石中；Rb、Ba、Ga和少部分P则主要进入黑云母中。 印支-燕山期大规模岩浆活动，使含矿斜长角闪岩发生了硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等热液蚀变作用。热液蚀变导致蚀变斜长角闪岩Fe、P等成矿物质含量的降低，金属硫化物和Au等元素则富集，可以综合利用。 综上所述，大西沟磷-铁矿为火山沉积变质型超贫磷-铁矿矿床。