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太行山南段平顺地区矽卡岩铁矿地质特征及成矿模式探讨
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邯郸西石门矽卡岩型铁矿地质特征及矿床成因
【摘要】：邯邢西石门铁矿是我国邯邢式铁矿的代表矿床之一。矿床产于中奥陶统碳酸盐岩与燕山期二长岩—闪长岩杂岩体的接触带上。本文对西石门铁矿成矿地质特征及矿床成因进行了详细的研究，在此基础上建立了西石门铁矿的成矿模式，这一研究成果为该区开展的地质找矿工作提供了理论指导。通过研究工作，获得了以下几点认识：
1.通过对手标本、光薄片的观察，以及岩石地球化学特征的研究，初步认为矿区成矿岩体为闪长岩-二长岩类，岩石属于钙碱性—弱碱性岩石类型，具有富钠特点，且Na2O＞K2O。利用锆石U-Pb同位素测年方法，获得成矿岩体的年龄值为127±1.1Ma。对成岩机制探讨中发现，岩浆侵入过程中既发生了部分熔融也存在有分离结晶，岩浆过程有壳源物质参与并发生了同化混染作用。
2.通过野外地质调查和室内研究，认为东西向矿山基底断裂带与北东向武安盆缘的矿山断裂带，是控制矿区内岩浆垂直上涌的主要通道。控矿构造主要是似层状岩体与围岩的接触带，以及接触带上部围岩中的层间滑动破碎带和褶皱虚脱构造。
3.西石门铁矿的主要成矿围岩为中奥陶统磁县组碳酸盐岩，主要岩石类型为白云质灰岩、灰质白云岩，其化学成分中均富MgO，属于钙镁碳酸盐岩。通过野外观察以及地质资料的分析发现，磁县组中发育的角砾状灰岩层与矿床的形成有直接联系，是西石门铁矿最有利的成矿围岩，也是围岩找矿标志中最重要的找矿层位。
4.通过野外地质调查及蚀变岩的研究发现，西石门铁矿围岩蚀变分带明显，从原岩到碳酸盐岩围岩，可划分为钠长石化带、钠长石岩带、矽卡岩带、矿体及大理岩化五个蚀变带，各带之间呈渐变关系。钠长石化带、钠长石岩带与矿化作用关系密切，原岩钠化过程中萃取出的铁质是矿床的主要成矿物质来源，矿体规模大小与围岩钠长石化带、钠长石岩带的规模、范围成正比；矿化作用主要发生在矽卡岩化阶段，透辉石化、金云母化与矿化作用密切相关。钠长石化及透辉石化、金云母化，是本区找矿的主要围岩蚀变标志。
5.通过室内地质资料的分析和岩石地球化学特征的研究，认为西石门铁矿的成矿物质主要来源于矿体周围岩体钠长石化析出的铁质，并有深源铁质和变质基底中的富铁岩层与岩浆中铁质的参与。氢、氧同位素的测试分析结果表明，成矿热液主要来源于岩浆水，铁质在热液中呈(Na，K)3[Fe3+Cl6]、(Na,K)2[Fe2+Cl4]、(Na,K)[Fe3+Cl4]络合物形式迁移，富含钙质的透辉石、碳酸盐岩是导致铁质沉淀的沉淀剂。硫同位素测试结果δ34S‰的范围为16.4～18.4，而一般岩浆来源的S的δ34S‰＜10，说明沉积岩中的石膏可能是S的主要来源。矿区内铅同位素模式年龄差异性表明，成矿作用的多期次性和成矿岩浆的多类型性，将测试结果投图显示，本区岩浆—构造热事件发生在造山的构造环境内，物质来源于下地壳和地幔。通过对流体包裹体以及矿物爆裂温度的研究，认为成矿温度范围集中在280-510℃之间，成矿作用的发生使得流体由高盐度高密度的流体转变为低盐度中等密度的流体。
6．通过研究西石门铁矿的成矿地质特征、成矿条件、成矿规律以及矿床成因，建立了西石门铁矿的成矿模式，提出了找矿标志，为西石门铁矿开展下一步找矿工作提供方向。
【关键词】：
【学位授予单位】：石家庄经济学院【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：P618.31【目录】：
摘要5-7Abstract7-11第一章 绪论11-22 1.1 选题的目的及研究意义11 1.2 矽卡岩型矿床研究现状11-16
1.2.1 矽卡岩型矿床国内外研究概况11-12
1.2.2 邯邢地区矽卡岩型铁矿研究进展及存在的问题12-16 1.3 研究区位置、交通及自然地理概况16-17 1.4 研究区以往地质工作概况17-18 1.5 研究思路、内容及主要工作量18-19
1.5.1 研究思路18
1.5.2 研究内容18-19
1.5.3 主要工作量19 1.6 主要成果19-22第二章 区域地质背景22-39 2.1 区域地层概况22-27
2.1.1 研究区中奥陶统地层的划分24-27 2.2 区域构造27-35
2.2.1 基底构造28-29
2.2.2 盖层构造特征29-35 2.3 岩浆岩35-39
2.3.1 岩浆岩分布特征36
2.3.2 岩浆岩的时代、阶段划分36-39第三章 矿区地质特征39-57 3.1 矿区地层40-41 3.2 矿区构造41-43
3.2.1 褶皱41
3.2.2 断层41-42
3.2.3 接触带构造42-43 3.3 矿区岩浆岩43-57
3.3.1 成矿岩体形态及产状特征43
3.3.2 成矿岩体岩石学特征43-45
3.3.3 成矿岩体地球化学特征45-51
3.3.4 成岩时代51-53
附53-57第四章 矿床地质特征57-81 4.1 矿体特征57-58
4.1.1 矿体数量及赋存位置57
4.1.2 Fe_1主矿体规模、形态及产状57-58 4.2 矿石特征58-66
4.2.1 矿石矿物组分58-63
4.2.2 矿石的结构构造及矿石类型63-64
4.2.3 矿石成分特征64-66 4.3 围岩蚀变特征66-81
4.3.1 蚀变分带66-68
4.3.2 蚀变岩岩石学特征68-70
4.3.3 蚀变岩地球化学特征70-78
4.3.4 蚀变阶段78-79
4.3.5 围岩蚀变与矿化的关系79-81第五章 矿床成因与找矿标志81-106 5.1 成矿地质条件82-84
5.1.1 岩浆岩因素82
5.1.2 地层因素82-84
5.1.3 构造因素84 5.2 成矿的物理化学条件84-89
5.2.1 均一温度和盐度84-87
5.2.2 磁铁矿的爆裂温度87-89 5.3 成矿流体特征89-94
5.3.1 氢氧同位素89-90
5.3.2 硫同位素90
5.3.3 铅同位素90-94 5.4 成矿物质的来源、迁移、富集94-99
5.4.1 铁质来源问题94-97
5.4.2 铁质迁移97-98
5.4.3 铁质富集98-99 5.5 成矿过程及成矿模式探讨99-103
5.5.1 成矿岩体的形成机理99-102
5.5.2 成矿过程及成矿模式102-103 5.6 找矿标志103-106第六章 结论106-109参考文献109-113附录113-118致谢118-119作者简介119发表论文和参加科研情况说明119
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