晋南平顺地区矽卡岩型铁矿成矿作用特征及成矿预测

摘要

平顺地区位于山西省南部，是华北地区重要的矽卡岩铁矿矿集区。铁矿石不仅品位高，而且岩体出露较好，适合矿体开采及理论研究。矿体形态复杂，大小不一，主要赋存于中生代中性侵入体与中奥陶统碳酸盐岩接触带及附近。褶皱和断层以及接触带是重要的控矿构造。矿石类型单一，主要矿物为磁铁矿。矿化蚀变具明显的分带现象。 晋南平顺地区杂岩体是一套主要由早、晚两期侵入体组成，早期侵入体以橄榄辉长辉绿岩为主，晚期侵入岩主要为闪长岩-二长闪长岩，二者接触部位为晚期暗色不等粒闪长岩。早期侵入体中有大量橄榄石、辉石以及角闪石捕掳晶出现，相对晚期侵入岩含捕掳晶较少，但偶尔可以见到斜长石成分和结构不平衡现象。早、晚两期侵入岩体具有相似的地球化学特点：低硅高镁；轻稀土富集而重稀土亏损，并显示轻微Eu正异常；富集大离子亲石元素(如Sr、Ba、K)和亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)；富集放射性成因Pb(206Pb/204Pb=17.741～18.474，207Pb/204Pb=15.429～15.612)。岩石学和地球化学特征表明这套早、晚两期岩体是同源的，起源于富集地幔部分熔融并底侵到下地壳，所带的高热流引起古老下地壳(特别是TTG)的部分熔融，形成花岗质岩浆，然后形成混合岩浆，再经过分离结晶作用形成了平顺地区杂岩体。在此基础上建立了岩体成矿模式。 平顺地区矽卡岩型铁矿床的形成在大地构造上受邯郸地幔柱控制，与铁矿密切相关的钠长石化岩石的原岩为晚期侵入岩，其为铁矿体的形成提供成矿物质，并与早期侵入岩作用，同化部分早期基性一超基性侵入岩，形成富含铁质岩体，同时晚期侵入岩内部最少也有2～3次脉动侵入岩体，其所含热液不仅是成矿物质的载体，而且所产生的压应力和热能也成为成矿流体运移的驱动力。由此建立了相应的成矿模型。 通过总结以往地质资料及野外研究，指出第一构造岩浆岩带和第二构造岩浆岩带分别具有不同的侵位机制并对相关矽卡岩型铁矿产生制约：一带杂岩体侵位属被动就位机制，岩体内部可形成呈捕虏体状赋存的铁矿体，远离接触带仍具找矿潜力；二带杂岩体属主动就位机制，岩体内部捕虏体罕见，呈捕虏体状赋存的铁矿体很少见到，相应的铁矿床主要产于岩体与围岩接触带处，少量形成于碳酸盐岩围岩中，主动就位机制下形成的褶皱是重要的容矿构造。 在充分研究地层、岩浆岩、构造、接触带及蚀变带与成矿之间关系的基础上，总结控矿因素和成矿规律，并指出找矿标志。并在平顺地区成矿地质条件好的区域开展地质调查、磁法测量工作，从而圈出找矿靶区，分别为芦沟、龙降沟岩体南缘、落赛及东郊地区。为寻找深部隐伏矿或盲矿提供一定依据。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1 矽卡岩型铁矿研究现状

1.1.1矽卡岩型矿床的一般特征

1.1.2矽卡岩型矿床形成的地质构造背景

1.1.3矽卡岩主要成因类型

1.1.4矽卡岩成矿理论与成矿作用

1.1.5中国矽卡岩型铁矿床的时、空分布

1.2 平顺地区矽卡岩型铁矿研究现状及存在问题

1.3 论文选题依据及选题意义

1.4 研究方法及工作量

1.4.1 研究方法

1.4.2完成工作量

1.4.3取得的主要成果

第二章区域成矿地质背景

第三章平顺地区矽卡岩型铁矿矿床地质特征

3.1矿体空间分布形态、规模

3.2矿石矿物组成和结构构造

3.2.1矿石矿物组成

3.2.2矿石结构构造

3.2.3矿石类型

3.3围岩蚀变特征

3.3.1矿化蚀变带划分

3.3.2矿化带内主要蚀变矿物特征

3.3.3矿化蚀变矿物生成顺序及矿化蚀变作用阶段划分

第四章平顺地区侵入杂岩体岩相学、地球化学特征及岩浆成因模式

4.1岩相学特征

4.1.1早阶段侵入岩

4.1.2晚期侵入岩

4.2地球化学特征

4.2.1分析方法

4.2.2主量元素

4.2.3微量元素

4.3岩浆成因模式分析

4.3.1成因分析

4.3.2地球动力学分析

4.3.3成因模式

第五章 平顺地区铁矿床成矿模式分析

5.1含矿地层特征

5.2矿化蚀变带元素分布特征

5.3岩体侵位机制与铁矿体关系

5.3.1第一岩构造浆岩带侵位机制

5.3.2第一岩构造浆岩带侵位机制与铁矿床的关系

5.3.3第二构造岩浆岩带侵位机制

5.3.4第二构造岩浆岩带侵位机制与铁矿床的关系

5.4流体包裹体特征

5.4.1成矿流体氢同位素组成

5.4.2成矿流体包裹体的均一温度、盐度特征

5.5成矿物质来源

5.6成矿模式

第六章控矿因素及成矿规律

6.1控矿因素分析

6.1.1地层与铁矿形成的关系

6.1.2构造与铁矿形成的关系

6.1.3岩浆岩与铁矿形成的关系

6.1.4接触带与铁矿形成的关系

6.1.5蚀变带与铁矿形成的关系

6.2成矿规律

第七章 找矿标志及成矿预测

7.1找矿标志

7.1.1近矿围岩蚀变标志

7.1.2接触带

7.1.3磁异常标志

7.1.4电法异常标志

7.1.5重力异常标志

7.1.6其它标志

7.2成矿预测区

7.2.1芦沟地段铁矿预测区

7.2.2龙将沟岩体南缘铁矿预测区

7.2.3双井铁矿预测区

7.2.4落赛铁矿预测区

7.2.5东郊铁矿预测区

第八章结论与下一步继续研究的问题

8.1结论

8.2下一步继续研究的问题

参考文献

图 版

攻读学位期间取得的研究成果

致谢