安徽庐枞盆地龙桥铁矿床地质地球化学特征和矿床成因研究

【摘要】： 庐枞盆地位于中国下扬子断陷带内,地处扬子板块北缘,西临郯庐断裂带。该区中生代火山喷出、岩浆侵入作用强烈,发育有多种金属、非金属矿床,是长江中下游多金属成矿带中重要的铁、硫、铜、铅锌、明矾石等矿集区之一。龙桥铁矿床是庐枞盆地中的一个典型的大型铁矿床,目前对其成因仍存在争议,不同的矿床成因指导不同的找矿方式,对该矿床的地质地球特征及矿床成因的研究具有重要的科研和生产价值。 本文在细致的野外地质研究工作的基础上,选择龙桥铁矿床中成矿各阶段矿石、蚀变(变质)岩石为主要研究对象,通过岩相学研究、矿物电子探针分析、矿石XRD成分分析、同位素年代学测试,结合野外地质特征,对矿床地质地球化学特征、成矿年代和成矿过程进行了讨论。得出以下结论: 龙桥铁矿床存在层纹状铁矿石,多发育在矿体的上部,部分被块状磁铁矿石包裹穿切。层纹状铁矿石中的主要矿石矿物为菱铁矿和磁铁矿,其中白色条带多富集菱铁矿,部分菱铁矿分解为磁铁矿形成残余骸晶结构,大量的磁铁矿交代菱铁矿形成交代残余结构。矿石既具有沉积特征,也具有热液改造特征。矿床的成矿过程分为沉积期和热液期两个成矿期。 通过电子探针对菱铁矿和磁铁矿成分测试得出,层纹状铁矿石中的菱铁矿为沉积成因,层纹状矿石和块状矿石中的磁铁矿化学组分基本一致,为热液交代成因。 钙铁榴石和金云母是龙桥铁矿床中发育的主要脉石矿物,两者和磁铁矿共生,通过矿物温度计计算得到热液成矿阶段的成矿温度为350℃左右。矿石矿物、脉石矿物的铅、氢、氧、硫同位素特征表明,热液期的成矿热液和部分成矿物质来自岩浆及其演化产物。 通过金云母40Ar-39Ar精确年代学测试,首次确定了龙桥铁矿床热液期的成矿年代为130.5±1.1Ma,属于早白垩世。金云母的坪年龄图谱表明,金云母形成后未经历地质热事件。 通过上述龙桥铁矿床地质地球化学特征的研究,建立了龙桥铁矿床的成矿模式,龙桥铁矿床是一个沉积-热液改造型矿床。矿床的形成既需要岩浆热液提供铁质,也需要富铁钙质粉砂岩提供部分成矿物质和成矿空间。作为一个典型大型的铁矿床,龙桥铁矿床的成矿模式不同于宁芜玢岩型铁矿床,也不属于IOCG型矿床的范畴,可为今后在该地区进一步找矿勘探提供参考。