铁矿成矿流体特征及其成矿模式探讨

2014-09-24蔡忆戴倩萍万里杰

城市建设理论研究 2014年25期

蔡忆戴倩萍万里杰

摘要：不同类型的矿床，因为发展历史不同，其在岩浆建造以及构造型上有着彼此的不同，基于此，本文论述了铁矿成矿流体的特征以及成矿模式分析。

关键词：铁矿成矿；流体特征；成矿模式

中图分类号： TF521 文献标识码： A

引言

铁作为重要工业原料，在冶金机械、石油化工、航空航天和国防等诸多领域中有着极为重要的用途，关系着国家经济命脉和国防安全。因而许多国家长期以来都在勘探、开发、利用铁矿，在世界范围中，铁已经被列为重要的战略金属。

1、铁矿成矿流体特征

1.1、测试分析方法

用于流体包裹体研究19件样品采自正在开采的北一铁矿体和南六铁矿体。各个样品的地质，喷溢-沉积期野外最主要的标志就是铁碧玉岩的存在，矽卡岩期早期阶段表现为石榴子石-（绿帘石）-石英脉穿插赤铁矿矿石中，矽卡岩期晚期阶段表现为石英-磁铁矿-（黄铁矿）脉或方解石-石英脉穿入赤铁矿矿石中，石英-硫化物期表现为方解石-石英-黄铁矿网脉穿入围岩或赤铁矿矿石中。

流体包裹体显微测温工作在中国地质大学（北京）地球化学实验室英国产LinkamTHMSG600冷热台上进行，可测温范围为-196～+600℃，在10℃以下加热速率为0．1～1℃/min，在10—30℃之间加热速率为3～5℃/min，精度为±0．1℃。在＞100℃温度条件下，加热速率为5～10℃/min，精度为±2℃。H2O-NaCl包裹体的盐度包裹体的盐度是用测得的冰点通过Ｂoｄｎａｒ（1993）的方程计算而得，然后再根据刘斌等（1999）提出的密度式和等容式，利用流体包裹体均一温度和盐度计算成矿流体的密度。

含CO2三相包裹体，根据CO2笼合物消失温度，利用CO2笼合物熔化温度与盐度关系表查得流体盐度，利用经验公式，求出CO2-H2O体系密度。对富CO2包裹体，利用经验公式计算出CO2体系密度。

在不同性质或不同类型的大地构造单元中，除了生成共同的、通见的矿种或矿床类型之外，一般地说，还常可生成不同的矿种，或者矿种重点不同，又或矿床类型不同，表现出各自的成矿特色，形成了不同的矿产组合，这些矿产组合叫做专属矿产。例如，地槽区由于岩浆活动强烈，所成岩石种类复杂，从超基性到酸性岩皆多见，尤以基性、超基性岩大量发育为标志。地槽型岩浆岩的岩石化学特征又以铁族元素含量较高，因此，铬铁矿、硫化镍矿等特别丰富。世界上60％以上的Fe矿、62％的Ni、Co矿集中在前寒武系，其原因即是由于当时地槽区(及前地槽区)广泛分布，占据优势。任何一种构造单元，它一方面既有自己的成矿专属性，另一方面又可以继承历代前身的矿产，这便出现了“矿产的继承性”，即在任何一种构造单元中，除了可以找到它自己所具有的矿产组合之外，还可以找到该处以前出现过的各种构造单元所形成的矿产组合的残留部分，后者统称继承矿产。一般说来，发展顺序愈晚的构造单元，从前身继承下来的矿产组合的大地构造类型愈多，因而逐步叠加起来的矿产愈丰富，这就形成了“成矿递进(累进)性”。例如地洼区，它里面的矿产，无论比地槽区和地台区都要复杂多样，它既有自身的专属矿产组合，又包括接受前地槽区、地槽区及地台区在内的历代前身的继承矿产。因此它是已知的三个构造单元中，累积的矿产最为丰富多彩的一种。

1.2、流体不混溶作用

矿床的形成离不开流体不混溶作用，对造山型金矿、斑岩铜矿、矽卡岩型铁矿和产于碎屑岩-碳酸盐中铅锌矿床而言，流体不混溶作用起着重要作用，就铁矿早期阶段和晚期阶段而言，气液二相包裹体、富CO2包裹体、含CO2三相包裹体紧密共生于同一寄主矿物（如石英）中。气液二相包裹体和富CO2包裹体通常被认为是从原始均一单相的CO2-H2O流体中由不混溶作用选择性捕获而来的，分别代表两个端元组分。根据上述对矽卡岩早期阶段石榴子石、绿帘石和石英中的流体包裹体岩相学及显微测温研究结果，可以清楚地看出矽卡岩早期阶段成矿流体具有明显的不混溶特征，主要证据有：①对石英中含CO2三相包裹体而言，CO2含量变化较大，CO2体积比变化于20％～95％；②显微测温结果显示，石英中含CO2三相包裹体大多均至气相，也有一部分在未完全均之前发生爆裂，爆裂温度可以近似代表均温度，少部分均一至液相，均一温度峰值出现于250～410℃区间，而石榴子石中气液，相包裹体均一温度变化于234～389℃，绿帘石中气液二相包裹体均一温度变化于288～377℃，三者都有大致相同的均一温度范围（270～390℃，图6ｂ），表明它们是同时捕获的。流体不混溶作用是矽卡岩期早期阶段不同类型包裹体形成的最好解释。矽卡岩期晚期阶段石英也同时出现气液二相包裹体、富CO2包裹体、含CO2三相包裹体，也是由流体不混溶作用所引起。另外，石英中含CO2三相包裹体的均一温度普遍略高于气液二相包裹体，其原因可能有二方面：①这本身符合流体不混溶性特点，因为含CO2三相包裹体代表着气液二相包裹体和富CO2包裹体两个端元之混合物，应该有较高的均一温度；②可能是流体在演化过程中的压力波动导致连续多次不混溶作用的结果。

2、铁矿成矿模式分析

2.1、从岩浆岩的发育特点看

地槽区中，与铁矿形成具有密切关系的基性、超基性岩十分发达。它们往往大规模地出现于地槽发展前期(地槽期)，沿深大断裂活动，有时表现为海相喷发，巨型的地槽型铁矿床大都成于这一时期。地台区以基性侵入岩或喷出岩为主，多成于地台发展的初“定”期或余“定”期，如云、贵、川的二叠纪峨嵋山玄武岩属之。故内生铁矿床的形成多在这两时期。地洼区则以酸性、中性岩规模较大，主要产出于地洼区发展早、中期。如南岭地区内广泛分布者属之。因此，地洼型内生铁矿床大都形成于这两时期，并多与中、酸性岩有关。

2.2、从构造层看

不同构造层的岩层组合及岩石化学性质不同，对成矿的控制作用就不同。如地台构造层的碳酸盐岩的分布广泛，有利于矽卡岩型铁矿的形成，因为一则可发生交代作用，二则可提供一部分铁矿来源。综合上述各种构造单元的岩石化学及地球化学特点，可以看出，Fe矿以地槽区(及前地槽区)最为发育，主要见于地槽区发展前期，以地槽下降为主的阶段(特别多见的是海相火山—沉积矿床)。其次为地洼区，主要见于它的剧烈期，以陆相火山矿床，热液矽卡岩型矿床为重要；在余动期的基性火山岩中也可成矿(如粤南一带由新生代玄武岩风化而成的铁矿床)。地台区由于具有平宽开展的构造、地貌环境，剥蚀区与沉积区面积辽阔，风化成矿作用与沉积成矿作用盛行，故以在大范围内形成面状分布、广泛发育的沉积型铁矿和风化淋滤型矿床为重要特色。

2.3、矿床模型

2.3.1、出现于隆起—坳陷过渡地区北北东向断裂处；

2.3.2、晚中生代中酸侵入岩地区，且发育有碳酸盐岩层，矿体位于侵入岩与围岩的接触部位；

2.3.3、矿化发育于岩体接触带和断裂以及附近的层间裂隙，有利的构造部位是接触带和捕虏体；

2.3.4、围岩蚀变。主要是矽卡岩化和大理岩化；

2.3.5、高磁异常，高精度大比例尺磁法勘探，是寻找安林铁矿的重要物探方法；

2.3.6、地表铁帽是重要找矿标志；

3、结语

总之，一些岩体和有关铁矿体的产出，常受到局部的褶皱或不同力学性质的小断裂(各种接触构造等)乃至岩浆分异的地质力学背景的影响。成矿后的构造活动，不仅常使铁矿床位移或破坏，有时也为后期热液活动对原有矿体的改造提供了机会。

参考文献

[1]孙腾.四川平川铁矿成矿规律研究[D].中国地质大学,2012.

[2]郝麟.安徽省庐江泥河铁矿床成矿流体研究[D].合肥工业大学,2011.