贵州石炭系“清镇式”铁矿沉积地球化学特征.pdf

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1、71霄地质论评GEOLOGICAIREVIEWVoJ1a．n5．7N20o．11贵州石炭系“清镇式"铁矿沉积地球化学特征杨瑞东，袁世婷，魏怀瑞，陈吉艳，程玛莉贵州大学，贵阳，550004内容提要：贵州中部清镇、修文、开阳等地石炭系铝土矿底部的铁矿被称为“清镇式铁矿”，铁矿层被认为是湖泊沉积产物。笔者等对其地质地球化学研究发现，清镇林歹、卫城和龙里长冲等地“清镇式铁矿”的铁质岩主要由赤铁矿、菱铁矿组成；在清镇含铁岩系中稀土元素具有较高的富集，∑REE75．71×lO～859．45×10，铁质岩中Zr、Ga、Ge、Sc、Ti元素富集，其中金

2、属sc含量在20×10左右，具有开发利用价值。铁质岩的Sr／Ba值均大于1，Th／u值在2～7之间，与二叠系山西式铁矿类似，表明铁质岩沉积受到海水的影响，是渴湖环境下沉积的产物。稀土球粒陨石标准化曲线具有强烈的Eu负异常和Ce弱负异常。清镇式铁矿菱铁矿6CPD为一3．21％o～一7．24‰，比其他沉积型、沉积变质型铁矿低。关键词：沉积环境；地球化学；铁矿；石炭系；贵州黔中隆起区经过长达1亿多年的风化剥蚀作于广西运动或紫云运动区域侵蚀面上的含铝土矿、用，形成了具有重要经济价值的风化沉积铝土矿床。铁矿偶夹煤层的湖泊相、冲洪积相沉积。按岩性特

3、铝土矿主要为陆相湖泊、冲积和残积沉积的含铝铁征此套岩层可分为上、下两段(高道德等，1992)：上岩组成，被称为下石炭统九架炉组(廖士范，1991；高段为含铝岩段(系)，主要为粘土岩、铝土岩夹铝土矿道德等，1992；刘长龄等，1992)。研究表明，铝土矿层，偶夹劣质煤层。常缺少层理，冲刷构造、角砾结层厚的区域，铁质岩也较厚，铝土矿层较薄的区域，构发育。下段为含铁岩段(系)，主要为水平层理发铁质岩较薄或缺失，这说明含铁质岩与铝土矿关系育的铁质页岩、粘土岩夹透镜状赤铁矿、菱铁矿。密切，这种陆相湖泊环境形成的铁矿，被称为“清镇在大塘期早期，黔中

4、准溶原面上分布大小、深浅式铁矿”，其与华北地区的“山西式铁矿”(真允庆，不同的负地形，负地形被淡水充满成为浅水湖泊。1991)类似。近年来研究发现，含铝岩系底部铝土矿这些准溶原浅水湖泊群规模、大小不等，彼此之间被中高度富集Zr、Ga、Ge、Sc、Ti以及稀土等金属元素溶丘高地分隔(图1)。可分为修文浅水湖泊区、清(刘平，1995，2001；叶霖等，2004)，这一发现为综合镇猫场浅水湖泊区和纳雍大方浅水湖泊区(陈宏明利用贵州铝土矿资源提供了新的思路。等，1994)。含铁岩系主要沉积在上述三个湖泊沉积由于钢铁工业的发展，国内铁矿石紧缺，铁

5、矿价区。‘格上涨，国内铁矿已经作为重要的资源进行开发。湖泊沉积相底部沉积赤铁矿层、含铝土质泥岩。贵州石炭系“清镇式铁矿”也成为乡镇企业主要铁矿下部主要为杂色铁质伊利石粘土岩、页岩及透镜状、的开采资源。但是，关于“清镇式铁矿”的形成环境似层状紫红色胶状赤铁矿互层组成。页岩水平层理和地球化学特征，铁矿的分布规律等问题至今尚缺发育，常见类似波状层理、透镜状层理。在湖泊含铁少系统研究。本文研究了黔中地区“清镇式铁矿”的岩系之上，往往沉积陆相冲积沉积，主要为冲积扇沉地球化学特征，探讨了铁矿中元素的分布情况、铁质积，其岩性厚度侧向变化大，以碎屑状铝

6、土矿为主岩的形成环境等。(杨瑞东等，2009)。冲积扇下部沉积以砾屑状、砂屑状铝土矿为主，往上铝土矿含量较少，粘土岩增加。1黔中石炭系含铝铁岩系沉积特征含铁岩段(系)沉积特征：颜色主要为紫红、杂色黔中石炭系含铝铁岩系被称为九架炉组，是产及灰绿色；沉积岩石主要为含铁伊利石粘土岩及页注：本文为贵州大学矿床学博士点基金资助项目的成果。收稿日期：2O1O—O卜13；改回日期：2OlO—O7—15；责任编辑：章雨旭。作者简介：杨瑞东，男，1963年生。博士，教授，博士生导师。主要从事沉积矿床及沉积地球化学的教学和研究工作。通讯地址：550025贵

7、州贵阳，贵州大学研究生院；Email：rdyang@gzu．edu．cn。第1期杨瑞东等：贵州石炭系“清镇式”铁矿沉积地球化学特征出底部含铁岩系、高铁铝土矿Sr／Ba值为1．7～1O一～71．10×10(杨富全等，2007)，鞍山一本溪2．46，而上部的低硫低铁铝土矿Sr／Ba值为0．02～地区BIF型铁矿∑REE为3．16×10一～21．O7×0．95(程鹏林等，2004)。威宁二叠系风化壳上的褐10(李志红等，2008)最显著的区别，国外铁矿中铁矿的Sr／Ba值为1．4、Th／U值为1．9(表1)，也显稀土元素含量也低(Friets

8、cheta1．，1995；Kleinet示出海相特征。贵州水城石炭系、泥盆系菱铁矿a1．，2002)。山西铝土矿之下的山西式铁矿，∑REESr／Ba值变化大，为0．5～3．7(廖士范等，1984)。龙为30