山东张家洼矽卡岩型铁矿矿物学特征及其对成矿环境的指示意义.pdf

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1、第41卷第6期中国地质Vo1．41．NO．62014年12月GE0L0GYrNCHINADec．．2014费详惠，张招崇，韩鎏．山东张家洼矽卡岩型铁矿矿物学特征及其对成矿环境的指示意义[J】．中国地质，2014，41(6)：1873-1896．FeiXianghui，ZhangZhaochong，HartLiu．MineralogyoftheZhangjiawaskarnirondeposainShandongProvinceanditsimplicationsformetallogenicenvironment[J]．GeologyinChina，2014，

2、41(6)：1873—1896(inChinesewithEng~shabs~ac0．山东张家洼矽卡岩型铁矿矿物学特征及其对成矿环境的指示意义费详惠张招崇韩鎏(1．中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083；2．山东省地矿工程勘察院，山东济南250014)提要：张家洼矽卡岩型铁矿位于华北克拉通东南部，赋存在石炭系本溪组与奥陶系马家沟组之间的假整合面处及闪长岩体与奥陶系马家沟组大理岩的接触带附近，富铁矿石资源量已达大型规模。研究发现矽卡岩矿物种类在内外接触带分布有一定区别，内带为石榴石等钙质矽卡岩矿物，而外带为阳起石、金云母等镁质矽卡岩矿物，整体构

3、成钙镁质矽卡岩。对矽卡岩矿物系统的研究表明，透辉石及石榴石发育有环带，其氧化物含量随矿物环带的形成比例不断变化，暗示酸碱度及氧逸度随着成矿流体的演化而发生相应的变化，即由早期矽卡岩阶段的相对还原的酸性环境演化为退化蚀变阶段相对氧化的碱性环境从而导致铁质逐渐萃取多次富集、沉淀，后期随着磁铁矿的沉淀又逐渐在硫化物阶段转化为还原环境生成金属硫化物。关键词：矽卡岩；矿物学；环带结构；形成顺序；物理化学环境中图分类号：P618-31文献标志码：A文章编号：lOO0—3657(2014)O6—1873—24变作用一硫化物阶段一石英碳酸盐化。其中，铁矿主1引言要形成于退化蚀

4、变作用，相似的蚀变矿化过程往往矽卡岩矿床在全球广泛分布n，而矽卡岩型铁反映了其物理化学环境的相似性，说明富铁矿的形矿则是中国富铁矿的主要来源，占整个富铁矿石的成可能受到物理化学环境的影响，那么形成富铁矿50％以上】。然而，前人研究表明，矽卡岩富铁矿过程中物理化学条件是如何发生变化的?这些问的成因较为复杂，其不仅受到岩体深度、岩体与围题的解决对于阐明富铁矿的形成机制将起到极为岩的接触带构造、围岩、流体成分特征的影响，还与关键的作用。岩体是否经历多期次侵人而保持稳定热源有关，更位于鲁西矿集区中的莱芜张家洼铁矿床，是一与围岩的物理化学环境的变化紧密相关。前人的个典型

5、的“邯邢式”矽卡岩型铁矿，也是一个大型富研究发现，虽然不同类型的铁矿其蚀变类型和蚀铁矿。尽管前人仅对其地质特征、地质构造、矿床变分带及矿化的空间具有一定差别，但是其矿化过类型、赋矿位置、蚀变矿物标型特征等基本特征上程存在着相似性：即钠长石化一干矽卡岩化一退化蚀进行了一定的研究[8-14]，但是缺乏与铁矿密切相关收稿日期：2014—11—10；改回日期：2014—11-20基金项目：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2012CB416806)。作者简介：费详惠，女，1992年生，硕士生，岩石学、矿物学、矿床学专业；E-mail：fay_feixia

6、nghui@163．corn。通讯作者：张招崇，男，1965年生，教授，博士生导师，主要从事火成岩岩石学以及相关金属矿床的教学和研究；E—mail：zczhang@CUgb．edu．cn。http：／／geochina．cgs．gov．cn中国地质，2014，41(6)1876中国地质组砂、页岩等岩层中(图2-b)。前人利用u—Pb锆碱质交代作用：发育在闪长岩体的边缘，主要石方法测定其中闪长岩的年龄为(131~3)Mat“1。莱表现为闪长岩中的斜长石、暗色矿物的钠长石化，芜矿集区中，矿山矿田为规模最大，包含有张家洼角闪石的透辉石化等，碱质交代作用使岩石中的矿床

7、、西尚庄矿床、顾家台矿床、马庄矿床和山子后Na20含量相对增高，岩石变为偏碱性，在矿区分布矿床等大型和大中型矿床，总资源储量为4．7亿t，共较为普遍(图4一a)。占矿集区总资源储量的98．61％t]。热变质作用：由于受到岩体的高温作用，围岩张家洼铁矿为一大型铁矿，资源储量共约2．9中奥陶系灰岩变为多种大理岩、石炭系页岩变为各亿t，平均品位约为46．87％，产于矿山闪长岩体与中种板岩或角岩(图4一b)。奥陶统马家沟组灰岩的接触带及其附近(图2)，赋矽卡岩化作用：主要矽卡岩有石榴石矽卡岩、矿地层为马家沟组八陡石灰岩段，矿床整体呈NE透辉石矽卡岩，石榴石透辉石矽卡岩

8、、绿帘石透辉向展布，与矿区地层、主构造