长江中下游成矿带不同成因类型赤铁矿矿物学和地球化学特征研究

摘要

长江中下游成矿带是我国重要的铜（铁）、金多金属成矿带，以斑岩-矽卡岩型铜金矿床和玢岩型铁矿床为代表。成矿带内玢岩型和矽卡岩型铁矿床主要产于庐枞盆地、繁昌盆地及宁芜盆地等，前人对铁矿床中的磁铁矿已经开展了大量研究工作，但是对矿床中的赤铁矿的研究则相对薄弱。成矿带内以赤铁矿为主要矿石矿物的铁矿床，包括大包庄铁矿床、盘石岭铁矿床、大岭铁矿床、姑山铁矿床及桃冲铁矿床，是研究不同成因类型赤铁矿的良好对象。本次工作在前人对矿床研究的基础上，开展矿床内赤铁矿详细的显微结构观察，并结合氧同位素测试以及漫反射分析等手段，确定不同成因类型赤铁矿的矿物学特征。并在此基础上，对不同成因类型的赤铁矿，开展矿物微区LA-ICP-MS原位分析，探索不同成因类型赤铁矿微量元素组成特征，尝试分析微量元素的差异性及其控制因素。论文主要得出了以下结论。
　　(1)长江中下游成矿带内盘石岭矿床中赤铁矿为火山沉积成因，大包庄矿床中赤铁矿为沉积-热液叠加改造成因。大岭矿床赤铁矿为岩浆热液成因;姑山矿床赤铁矿明显具磁铁矿交代结构，表明后期热液作用使得磁铁矿氧化为赤铁矿，桃冲矿床赤铁矿即镜铁矿，为非岩浆热液成因。不同成因类型的赤铁矿的晶型，共生矿物和漫反射光谱具有明显的差异。
　　(2)成矿带内与岩浆岩成因关系密切的赤铁矿，如火山沉积成因，沉积-热液叠加改造成因和岩浆热液成因的赤铁矿氧同位素值均十分相似，为0.5-3.4‰，而非岩浆热液成因的赤铁矿为-0.7～-2.3‰，与前三者有明显的差别。与岩浆岩成因关系密切的赤铁矿稀土总量、特征值和配分模式右倾型均十分相似，非岩浆热液成因的赤铁矿的稀土总量则明显偏低2个数量级，仅为2.88-4.51ppm，具有明显的差别。上述表明，通过赤铁矿的氧同位素值和稀土元素特征难以反演大部分赤铁矿的形成过程，对赤铁矿的成因不具有明显的指示意义，但可以明确区分出非岩浆热液成因的赤铁矿。
　　(3)不同成因类型赤铁矿中V-Ti、Mg-Mn-Al、Co-Ni及As-Sb等元素具有规律性变化特征，是赤铁矿的特征微量元素。这反应了不同成因的赤铁矿形成的温度，氧逸度，交代原岩等条件不同，控制了赤铁矿中这些特征元素的含量，因此通过赤铁矿中某些元素特征去确定赤铁矿的成因，进而反演其形成环境是可行的。
　　(4)通过IOGAS软件数据统计方法，建立的赤铁矿中As-Sb、As+Sb-Ti+V和Mg/Al-Ti成因判别图解。上述图解可以区分不同成因的赤铁矿，火山沉积型赤铁矿具有高Ti，低Mg/Al比值，沉积热液叠加改造赤铁矿具有低Ti，高Mg/Al比值，岩浆热液赤铁矿Ti介于前两者之间，低Mg/Al比值;磁铁矿交代成因的赤铁矿具有较高的Mg/Al以及As/Sb，非岩浆热液成因赤铁矿（镜铁矿）Ti含量最低，Mg/Al值最低。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题依据

1．2 研究现状

1．2．1 长江中下游地区研究现状

1．2．2 玢岩型铁矿床研究现状

1．2．3 磁铁矿微量元素研究现状

1．2．4 赤铁矿的研究现状

1．3 拟主要解决的问题

1．4 主要研究内容

1．5 完成工作量

1．7 本文所取得的主要进展和认识

第二章 区域地质概况

2．1 长江中下游区域地质背景

2．2 庐枞盆地

2．3 宁芜盆地

2．4 繁昌盆地

第三章 典型矿床地质特征

3．1 大包庄铁矿床

3．2 盘石岭铁矿床

3．3 大岭铁矿床

3．4 姑山铁矿床

3．5 桃冲铁矿床

3．6 小结

第四章 赤铁矿的矿物学特征

4．1 赤铁矿矿物学特征

4．1．1 大包庄矿床中赤铁矿

4．1．2 盘石岭矿床中赤铁矿

4．1．3 大岭矿床中赤铁矿

4．1．4 姑山矿床中赤铁矿

4．1．5 桃冲矿床中赤铁矿

4．2 赤铁矿漫反射光谱特征

4．3 小结

第五章 赤铁矿的地球化学特征

5．1 样品分析测试方法

5．1．1 单矿物氧同位素分析

5．1．2 稀土元素测试方法

5．2 赤铁矿的地球化学特征

5．2．1 氧同位素特征

5．2．2 稀土元素元素特征

第六章 赤铁矿微区微量元素特征

6．2 赤铁矿微区微量元素数据处理方法

6．3 赤铁矿微量元素地球化学特征

6．4 赤铁矿微量元素判别图解

第七章 结论

参考文献

附录

攻读硕士期间的学术活动及成果