北山磁海大型铁矿床地质地球化学特征及成因研究

作     者：李博超 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：王银宏;张方方

授予年度：2019年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：磁海铁矿床 辉绿岩 地质年代学 同位素 矿床成因 

摘      要：新疆北山造山带位于东天山造山带南部,历经复杂的构造-岩浆-成矿事件,是我国重要的铁矿勘探远景区之一。磁海矿床是一个重要的具有经济价值的大型铁矿,是北山地区铁找矿勘探的重要成果。本文在前人研究的基础上,结合野外调研及室内观察、测试、分析,系统的剖析磁海铁矿,明确研究区岩浆源区及演化,探讨北山铁矿床成因机制,为今后新疆北山及东天山岩浆型铁矿找矿勘探提供新的信息。本文主要研究成果如下:(1)LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据表明,磁海镁铁质岩体侵位于306.9±3.2 Ma;磁海铁矿矿体主要赋存于辉绿岩体中,与围岩接触界线明显,因此其成矿时代要稍晚于成岩时代。(2)岩石地球化学数据表明,磁海辉绿岩样品具高钠低钾、高镁铁特征,归属碱性-亚碱性系列,表现了幔源的特征。此外,辉绿岩样品中K、Pb、Rb、Sr等大离子亲石元素(LILE)富集,Nb、Ta和Ti等高场强元素(HFSEs)亏损,伴随轻微的Eu异常(Eu/Eu*=0.90.11)。其稀土元素分馏不明显,LREE轻微富集,表明幔源受早期俯冲物质影响。(3)全岩Sr-Nd同位素数据显示,辉绿岩具有较高的Sr/Sr值(0.70812.70927)和正ε(t)值(+0.96.2);其锆石原位Hf同位素值ε(t)值为+13.018.1,结合岩石地球化学特征,表明磁海辉绿岩母源岩浆是由亏损软流圈地幔和受早期板片物质影响的富集岩石圈地幔相互作用形成的。(4)Fe同位素数据显示,辉绿岩和矿石的δFe值分别为-0.29‰.36‰和-0.01‰.43‰,表明成矿物质源于岩浆。矿区磁铁矿O同位素和黄铁矿S同位素与幔源镁铁质岩O同位素和S同位素组成相似,表明成矿物质源于深部幔源。(5)晚石炭世至二叠世,北山及其邻区东天山处于碰撞后伸展伸展阶段。受俯冲流体影响的富集岩石圈地幔拆沉,触发了软流圈地幔的上升并与拆沉岩石圈地幔发生相互作用,形成镁铁质岩浆。镁铁质岩浆先侵位,受结晶分异作用影响产生的含铁矿浆贯入镁铁质岩石裂隙中成矿;其后岩浆活动生成的富铁质流体在矿区发育热液交代型矿化。