嵩山地区BIF地球化学特征及其地质意义

摘要

嵩山地区位于华北克拉通南缘，地层出露齐全，是我国前寒武纪地质研究的经典地区之一，BIF的发现是嵩山近年地质研究重大进展之一。BIF是条带状铁建造（BandedIron Formation）的英文简称，对于研究前寒武纪地质及铁矿找矿具有重要意义。
　　本次工作主要依托1:5万区域地质调查项目，通过地质剖面测量、地质填图，采集样品开展岩矿鉴定、硅酸盐全分析、微量分析、稀土分析等，研究BIF地质地球化学特征，探讨其形成大地构造环境和原岩性质和来源，取得成果如下：
　　（1）BIF赋存于新太古代登封群金家门组中，主要岩性为磁铁石英岩及角闪磁铁石英岩，斜长角闪岩，黑云变粒岩及二云石英片岩等。磁铁石英岩呈细粒花岗变晶结构，条纹、条带状构造，矿物主要为石英（55％~75%）、磁铁矿（25%~35%）、角闪石（5%±）等。
　　（2）磁铁石英岩主量元素主要由 SiO2、Fe2O3和 FeO组成，TFe2O3平均为39.39%，微量元素相对富集 K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素，亏损 Nb、Zr、Hf、Ti等高场强元素；矿石稀土元素含量很低，ΣREE平均为40.95×10-6，经过PAAS标准化后具有轻稀土相对亏损、重稀土相对富集的稀土配分模式；LaN/YbN平均值为0.53；Eu/Eu*平均值为1.31，Eu弱正异常，Ce轻微负异常（Ce/Ce*平均值为0.90）等特征。
　　（3）磁铁石英岩形成于火山活动间歇期的稳定的火山喷气沉积阶段，在缺氧的海水环境下硅和铁先后沉积，形成条纹、条带状构造，硅和铁主要来自于火山活动，硅铁沉积过程中很少有碎屑物质加入。
　　（4）BIF带原岩主要为基性火山岩、砂泥质沉积岩。角闪岩原岩为基性火山岩，具有岛弧拉斑玄武岩和洋中脊玄武岩地球化学特征，指示拉张初期的弧后盆地环境；变粒岩、二云石英片岩原岩主要为砂质、泥质沉积岩，沉积过程中可能有部分中酸性火山岩加入，指示沉积环境可能为远洋盆地靠近大陆边缘区域，沉积过程中受到大洋内火山活动的影响。
　　（5）嵩山地区BIF的地球动力学背景为汇聚板块边缘的俯冲环境。
　　（6）BIF的发现为嵩山地区铁矿找矿指明了方向，今后加强在郭家窑和万安山BIF带的南北延伸方向上的找矿工作，可望发现一定规模的鞍山式铁矿床。

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1 前言

1.1 嵩山地区铁矿研究历史及现状

1.2 BIF研究现状

1.3 选题依据及研究意义

1.4 研究目的

1.5 研究方法

1.6 本次研究情况

1.7 取得主要成果及创新点

2 区域地质概况

2.1 区域地层

2.2 区域构造

2.3 区域岩浆岩

2.3 区域变质岩

3 登封群地质特征

3.1登封群分布及剖面特征

3.2 老羊沟组

3.3 金家门组

3.4 郭家窑组

3.5 BIF带地质特征

4 磁铁石英岩地球化学特征

4.1 样品采集与测试方法

4.2 磁铁石英岩地球化学特征

4.3 物质来源讨论

5 BIF带成因讨论

5.1 变质岩原岩恢复

5.2 BIF带微量元素及稀土元素地球化学特征

5.3 构造环境讨论

5.4 BIF带沉积过程讨论

5.5 嵩山BIF带铁矿成矿前景展望

6 结论

参考文献

作者简历

学位论文数 据集