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新疆阿奇山-雅满苏成矿带富钠海相火山岩与铁成矿作用

孙志远  
【摘要】:海相火山岩型铁矿由于其品位富、储量大等特点,是近年来国内外矿床学研究的热点。东天山阿奇山-雅满苏成矿带是新疆乃至我国海相火山岩型铁矿重要产出地区之一,本文对该成矿带内富钠海相火山岩以及雅满苏和红云滩两个典型铁矿床进行研究,以揭示富钠海相火山岩及其与铁成矿的关系。阿奇山-雅满苏成矿带内海相火山岩为基性-中性-酸性岩石组合,且以安山质岩石为主。SHRIMP锆石U-Pb年代学研究表明火山岩年龄在337.5Ma~327.4Ma之间。电子探针结果揭示带内海相火山岩中斜长石包括钠长石和更长石,识别出两期钠长石(化)的存在,且晚期钠长石(化)可能与区域铁成矿有密切关系。石炭纪海相火山岩富钠(Na_2O平均为4.52%,Na_2O/K_2O平均为9.13),属钙碱性岩石系列。岩石学、年代学、主量和微量元素及同位素地球化学研究表明,带内海相火山岩形成于大陆边缘弧前盆地,为早石炭纪古康古尔洋向中天山地块俯冲作用的产物。富钠火山岩为岛弧岩浆在海底喷发后与海水相互反应形成。雅满苏铁矿床成矿过程划分为火山喷溢和火山热液两个成矿阶段。获得矿区火山热液成矿期与磁铁矿共生的黄铁矿Re-Os等时线年龄为320.3±9.1Ma、石榴石U-Pb年龄为324.2±9.7Ma,表明成矿年龄和蚀变年龄与矿区火山岩年龄(327.4±3.1Ma)在误差范围内一致。磁铁矿原位LA-ICP-MS分析结果指示角砾状和浸染状矿石中磁铁矿具有高的Ti、V、Cr、Ni、Co元素含量,显示岩浆型磁铁矿特征;块状、条带状和脉状矿石中磁铁矿具有高的Si、Al、Mn、Mg、Ca等元素含量,显示热液型磁铁矿特征。成矿流体从早阶段高温、高盐度向晚阶段低温、低盐度演化。红云滩铁矿床成矿亦可划分为火山喷溢和火山热液两个成矿阶段。获得火山热液成矿期与块状磁铁矿矿石中黄铁矿Re-Os等时线年龄为324±31Ma、石榴石U-Pb年龄为331.0±5.3Ma,与矿区火山岩年龄(333Ma~324Ma)在误差范围内一致。流体包裹体和磁铁矿原位LA-ICP-MS分析结果表明成矿流体的温度(T_h(°C))、盐度(wt%(Na Cleqv))和微量元素组成(Ti、V、Cr、Ni、Ga、Sn、Mn、Zn等)具有波动变化特征,指示可能与红云滩矿区多期火山喷发后能量和物质再次补充有关。阿奇山-雅满苏成矿带内铁矿床的矿体几乎均呈层状、似层状或透镜状产出,且大都赋存于富钠安山质海相火山岩中。火山地层实测剖面指示铁矿产于火山喷发旋回中,与火山喷发活动有密切关系,而与侵入岩无直接接触关系。带内富钠火山岩与铁矿床有时间-空间的耦合关系。铁矿床成矿物质来源于俯冲流体交代地幔楔形成的富铁玄武质岩浆,玄武质岩浆演化后经过岩浆和热液作用而成矿,其中,钠质交代中基性岩浆活化析出的铁质是成矿物质来源之一。


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