西昆仑喀来子钡-铁矿床地质及成因

摘要

西昆仑喀来子钡-铁矿区矿石类型较为复杂，以磁铁重晶石矿石为主，次为大理岩型磁铁矿和白云母石英型磁铁矿矿石，并含少量硬石膏硫铁矿和石英硫铁矿矿石。矿石结构为半自形-他形粒状结构，构造包括条纹-条带状、浸染状、块状和角砾状构造。通过S同位素分析表明，早期该区海水硫酸盐经历了细菌还原作用（BSR）。喀来子硫酸盐矿物略高于海水的δ34S值以及硫酸盐矿物和黄铁矿不高的分馏值说明，喀来子钡-铁矿床沉积时应处于半封闭的环境。C同位素分析表明，喀来子矿区碳酸盐矿物δ13C值明显分两群。与重晶石共生的铁白云石有机成因则进一步支持喀来子硫酸盐矿物遭受了BSR作用。喀来子钡-铁矿床为经历BSR作用的沉积喷流型矿床。在喀来子早寒武世半封闭海洋中，海水硫酸盐经历BSR后产生一定量的H2S。随着富铁-钡的热液流体通过断裂运移至海底，热液流体中的Ba2+与残余SO42-反应生成重晶石；当Ba2+消耗完全后，Ca2+继续与残余SO42-反应生成硬石膏；而铁与SO42-还原后形成的H2S相结合形成黄铁矿；H2S消耗完全后，磁铁矿则由富铁热液经氧化直接沉淀于海底形成；同时富铁热液与BSR产生的HCO3-反应生成铁白云石。