北祁连镜铁山铁矿床菱铁矿地球化学特征及其对海洋环境的约束.pdf

第89 卷 增刊 地 质 学 报 ACTA GEOLOGICAL SINICA Vol. 89 Supp. 2015 年 10 月 Oct., 2015 北祁连镜铁山铁矿床菱铁矿地球化学特征及其对 海洋环境的约束* 1,2) 3) 杨秀清 ，张作衡 1)中国地质科学院矿产资源研究所，北京, 100037；2)北京大学地球与空间科学学院，北京, 100871； 3) 中国地质科学院，北京, 100037 条带状铁建造（BIF ）为一种化学沉积岩，具 和杂色千枚岩，变质程度为低绿片岩相。 有典型的薄层或薄板状，铁含量通常 ≥15%，主要 铁矿石主要由镜铁矿、碧玉、菱铁矿、白云石 由硅质（碧玉、燧石、石英）和铁质（磁铁矿、赤 和重晶石组成。其次可见黄铁矿、黄铜矿、绢云母、 铁矿和菱铁矿）薄层组成（James, 1954 ）。最早的 磁铁矿、绿泥石等矿物。矿石大多呈条带状构造， BIF 形成于3.8Ga，2.5Ga 左右达到峰值，到 1.8Ga 其次为块状构造和角砾状构造。基于镜铁矿、石英 左右大规模的BIF 结束，0.8 ~ 0.6 Ga，全球范围内 （碧玉）和菱铁矿三种矿物含量的不同，镜铁山BIF BIF 再次出现（Bekker et al., 2010 ）。 主要包括氧化物相（镜铁矿含量为＞80% ）、碳酸盐 镜铁山铁矿床位于北祁连造山带西段，为一类 相 （菱铁矿和铁白云石含量＞80%）、氧化物-碳酸 特殊类型的BIF 型铁矿（Yang et al., 2015a ）：（1） 盐混合相BIF （镜铁矿含量20% ~ 80% ，菱铁矿含 形成时代为中元古代（~1.3Ga ，Xia et al., 1999; Yang 量80% ~ 20% ），以及少量的硫化物相BIF 和硅酸 et al., 2015b ）；（2 ）矿石矿物主要为镜铁矿和菱铁 盐相BIF （含镜铁矿、菱铁矿千枚岩）。 矿，由碧玉、镜铁矿、菱铁矿和重晶石构成韵律性 矿区内侵入岩仅可见辉绿岩和石英闪长玢岩， 条带；（3 ）变质程度较低，为低绿片岩相；（4 ）同 辉绿岩主要形成于 1234 ~ 1236Ma （Yang et al., 时含有大型重晶石矿床和中型铜矿床。本文基于中 2015b ），而石英闪长玢岩主要形成于421 ~ 476Ma 元古代镜铁山BIF 形成于前寒武纪BIF 缺失期（1.8 （赵东宏等, 2003; 张兰英等; 2008）。 ~ 0.8Ga ）（Cox et al., 2013; Li et al., 2014 ），以该区 BIF 中菱铁矿为研究对象，开展了系统的矿物学、 2 菱铁矿矿物学和地球化学特征 稀土元素、碳和氧同位素研究，并且结合近年来发 2.1 矿物学特征 展迅速的铁同位素研究（Johnson et al., 2013 ），利 碳酸盐相 BIF 中菱铁矿（I 类）FeO 含量为 用这些地球化学数据系统地探讨了镜铁山菱铁矿 44.399% ~ 51.020% ，MgO 含量为6.556% ~ 9.429%， 的成因，并且揭示了当时海洋氧化还原状态和化学 MnO 含量为0.308% ~ 2.769%，其他氧化物含量较 组成等方面信息。 低，对应n(FeCO )为84% ~ 90%，n(MgCO )为9% 3 3 1 区域与矿区地质