华北克拉通前寒武纪BIF铁矿研究:进展与问题

作     者：张连昌 翟明国 万渝生 郭敬辉 代堰锫 王长乐 刘利 

作者机构：中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国地质科学院地质研究所北京100037 

出 版 物：《岩石学报》 (Acta Petrologica Sinica)

年 卷 期：2012年第28卷第11期

页      面：3431-3445页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划973项目(2012CB416601) 中国科学院知识创新工程重要方向项目群(KZCX-2YW-Q04-07)联合资助 

主　　题：前寒武纪 条带状铁矿 绿岩带 陆壳增生 成矿机制 华北克拉通 

摘      要：研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性。大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的峰期为新太古代晚期(2.52～2.56Ga);BIF铁矿类型可划分为阿尔戈马型和苏比利尔湖型两类,但华北以晚太古代绿岩带中的阿尔戈马型为主,仅吕梁的古元古代袁家村铁矿具典型苏比利尔湖型铁矿特征。根据BIF在绿岩带序列中的产出部位和岩石组合关系,可将华北BIF划分为:1)斜长角闪岩(夹角闪斜长片麻岩)-磁铁石英岩组合;2)斜长角闪岩-黑云变粒岩-云母石英片岩-磁铁石英岩组合;3)黑云变粒岩(夹黑云石英片岩)-磁铁石英岩组合;4)黑云变粒岩-绢云绿泥片岩-黑云石英片岩-磁铁石英岩组合;5)斜长角闪岩(片麻岩)-大理岩-磁铁石英岩组合等5种类型。华北克拉通BIF形成时代与早前寒武纪岩浆活动的时间基本一致(2.5～2.6Ga),但与华北克拉通陆壳增生的峰期(2.7～2.9Ga)有一定偏差,其原因可能与新太古代晚期华北克拉通构造-热事件十分强烈有关。华北克拉通新太古代BIF大多形成于岛弧环境,但局部地区(如固阳)BIF铁矿可能形成于深部有地幔柱叠加的岛弧环境。华北克拉通BIF富矿主要有三种类型:原始沉积、受后期构造-热液叠加改造和古风化壳等,但总体不发育富铁矿,国外发育的风化壳型富铁在我国甚为少见。本文认为在探讨BIF铁矿类型时,需要从绿岩带发育序列进行综合判别。阿尔戈马型铁矿一般产于克拉通基底(绿岩带)环境,苏比利尔湖型铁矿一般形成于稳定克拉通上的海相沉积盆地或被动大陆边缘。华北克拉通BIF铁矿地球化学研究结果表明,BIF铁矿无Ce负异常且Fe同位素为正值,从而暗示铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境,而铕正异常可能指示BIFs为热水沉积成因,其机制可能为海水对流循环从新生镁铁质-超镁铁质洋壳中淋滤出Fe和Si等元素,在海底排泄沉淀成矿,而条带状构造的形成可能归咎于成矿流体的脉动式喷溢。但对于BIF铁矿的物质来源、成矿条件和机制、富铁矿成因、华北克拉通不发育苏比利尔湖型铁矿的原因等方面,仍需深入研究。