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内蒙古黄岗梁铁多金属矿床磁铁矿地球化学特征及其地质意义

2022-06-16尤诗祥陈可张毓策李永顺刘忠法

矿产勘查 2022年4期
关键词:磁铁矿矽卡岩采区

尤诗祥,陈可,张毓策,李永顺,刘忠法

(1.中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室, 湖南 长沙 410083; 2.中南大学地球科学与信息物理学院, 湖南 长沙 410083)

0 引言

大兴安岭南段地区处于东西向古生代古亚洲构造成矿域与北北东向中新生代滨西太平洋构造成矿域强烈叠加、复合部位,区内地质构造作用复杂,岩浆活动强烈,成矿地质条件优越,是我国北方地区重要的铅、锌、铜、银、钼、钨、铁、锡多金属矿集区。黄岗梁矿床是大兴安岭南段铁锡多金属成矿亚带的重要组成部分,同时也是我国长江以北最大的矽卡岩型铁锡多金属矿床。前人对该矿床做了大量的研究工作,主要集中于岩体成因(Zhou et al., 2012;Zhai et al., 2014)、成矿流体来源(Mei et al., 2015;王莉娟等,2001)、成矿物质来源(Zhai et al., 2014;王莉娟等,2001)、单矿物微量元素(Mei et al., 2018;徐卓彬等,2017)、成岩和成矿年龄(Zhai et al., 2014;赵一鸣等,1997a;周振华等,2010;徐佳佳和赖勇,2015;要梅娟等,2016)、矿床成因类型(Zhai et al., 2014;叶杰等,2002;王长明等,2007;周振华,2011)、矿物蚀变特征(周振华,2011;梅微等,2020)等方面进行了相关研究。但对于该矿床不同类型磁铁矿缺乏较为详细的主微量成分分析,对该矿床成因方面的争议主要是由于矿床内层状或似层状矿体的产出,部分学者认为层状矽卡岩的产生可能是由于矿床内的褶皱和层间滑脱构造导致(陈可等,2021;张天栋等,2021)。目前存在的矿床成因争议有喷流沉积矿床成因(叶杰等,2002;王长明等,2007)、岩浆热液矽卡岩型矿床成因(Zhai et al., 2014;周振华等,2010)和喷流沉积与岩浆热液的复合成矿(要梅娟等,2016)。

矿物微区地球化学特征越来越多的应用于成矿流体、成矿物理化学条件及成矿物质富集过程研究。相对于传统的分析方法,电子探针(EMPA)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)测试技术以其较强的空间分辨率、抗干扰能力、较低的检测限等优势受到科研工作者的广泛应用(Chen et al., 2020;胡明月等,2008;邱检生等,2009;贾泽荣,2009;张乐骏等,2011;袁继海等,2011;薛生升等,2019;高阳等,2019;邓平等,2021)。磁铁矿作为铁矿床中最常见的矿石矿物,在多种地质环境中均有产出,其地球化学特征对于其成因有较好的指示意义(Dupuis and Beaudoin, 2011;徐国风和邵洁涟,1980;林师整,1982;陈光远,1987)。尽管磁铁矿微区地球化学特征研究尚在尝试阶段,但是已经取得了一些研究成果(Chen et al., 2020;段超等,2012),为不同成矿作用中磁铁矿的成因厘定提供了新的技术。

因此本文在前人工作的基础上,拟通过电子探针(EMPA)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)测试技术来获得更加精细的磁铁矿主微量元素含量,对三个采区不同类型磁铁矿的元素组成特征进行更加详细的分析,分析各类型磁铁矿形成温度和氧逸度的变化趋势,探讨黄岗梁矿床成因。

1 地质特征

1.1 区域地质

黄岗梁铁多金属矿床在大地构造位置上位于大兴安岭南段,内蒙古东南部。该区北部、东部、南部分别被贺根山断裂、嫩江断裂、西拉木伦断裂控制,区域内断裂构造十分发育,与各期褶皱构造紧密伴生,是重要的控岩、控矿构造(图1)。大兴安岭地区位于东西向古生代古亚洲构造成矿域与北北东向中新生代滨西太平洋构造成矿域强烈叠加、复合、转换的部位(刘建明等,2004),在大地构造上位于中朝(华北)准地台与西伯利亚地台之间的中亚—蒙古地槽褶皱区(古亚洲巨型造山带)的东部。中生代时,受到滨西太平洋和蒙古—鄂霍茨克洋的强烈影响,导致构造—岩浆—铜多金属成矿作用被分为前中生代(古亚洲)和中生代(滨西太平洋)两大时段(域)(赵一鸣等,1997b)。二叠系和侏罗系地层为该研究区最重要的地层,在研究区及其所在的成矿带广泛分布,其中二叠纪地层为主要的含矿地层,区内多个矿化点均产于此。大兴安岭南段岩浆活动强烈,中生代花岗岩为主要侵入岩体,并在该区域内广泛出露。大兴安岭主要成矿带中发育大量矿床,包括黄岗梁铁锡矿、大井银铅锌铜矿和拜伦达坝银铅锌矿床等。花岗岩主要形成于燕山早期和燕山晚期两个岩浆阶段(肖庆辉等,2005),相隔135 Ma。燕山早期可分为两个亚阶段:早期亚阶段和晚期亚阶段,同位素确定的边界在160 Ma。除燕山期岩浆活动外,还有少量海西期的岩浆活动,主要分布在大兴安岭主山脊的西北部(刘建明等,2004)。

图1 中国东北区域构造分区(a)及大兴安岭南段区域地质简图(b)(据梅微等,2020)

1.2 矿床地质

矿床出露地层以二叠系和侏罗系为主,除表面覆盖的第四系外,出露地层由南向北分别为下二叠统青凤山组中—上段板岩、下二叠统大石寨组下段砂岩、下二叠统大石寨组上段安山岩、下二叠统黄岗梁组下段大理岩、下二叠统黄岗梁组上段粉砂岩、上二叠统林西组砂板岩和侏罗系砂岩、灰岩、酸性凝灰岩(图2)。黄岗梁组大理岩与矽卡岩形成有密切的成因联系,由于构造和地层的影响,矿体赋存在以大石寨组和黄岗梁组为主的地层中。矿床内断裂十分发育,在不同构造运动的影响下,形成了以北东向断裂为主的控岩、控矿断裂,北西向断裂次之,东西向断裂少量存在的断裂组合。黄岗梁铁多金属矿床的形成与燕山早期岩浆的剧烈运动密切相关,岩浆侵入地层形成岩株状的钾长花岗岩,由于矿区构造和地层产状的影响,原本在地层底部连成一片的岩浆在侵入地层时沿北东向形成多个侵入岩体。前人测得矿区辉钼矿Re-Os等时线年龄为(135.3±0.9)Ma(周振华等,2010)与徐佳佳和赖勇(2015)对矿区内岩体锆石定年所得到的成岩年龄(140.4±0.3)Ma和(142.3±0.4)Ma在误差范围内一致,表明矿区内成岩和成矿密切相关。在NE方向断裂的控制下,矿体主要产于大致方向为NE方向展布的矽卡岩中,并主要形成5个采区,Ⅰ、Ⅲ采区作为矿床内主要的采区,分别产出于岩体与安山岩和大理岩、钙凝灰质粉砂岩接触形成的矽卡岩中。V采区所在矽卡岩主要包括安山岩和大理岩两种岩性,并受到F7、F8、F2的断裂控制。

图2 黄岗梁铁多金属矿床地质图(据梅微等,2020)

Ⅰ-V-Ⅲ采区在空间分布上具有差异性,同一矿体中矿石类型多样,按构造来分采区内磁铁矿类型大致相同,均存在块状、条带状、浸染状和斑杂状等。但在矿物种类方面,各区存在显著差异,Ⅰ区金属矿物主要为磁铁矿,部分含有少量镜铁矿,非金属矿物主要包括石榴子石、辉石、黑云母、方解石等(图3a、b、d);Ⅲ区金属矿物主要为磁铁矿、锡石,次要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、毒砂、闪锌矿、辉钼矿和赤铁矿等,非金属矿物主要包括石榴子石、辉石、符山石、绿帘石、绿泥石、黑云母、萤石、石英和方解石等(图3e、f、h);V区金属矿物主要为磁铁矿,次要矿物为黄铜矿、毒砂、闪锌矿等,非金属矿物主要包括透辉石、方解石、石英等(图3i)。主要矿化与中生代花岗岩密切相关,为含钾长石花岗岩和花岗斑岩。依据前人的研究(梅微等,2020),黄岗梁铁多金属矿床的热液活动主要分为四个阶段:进变质矽卡岩阶段(I)、退变质矽卡岩阶段(Ⅱ)、氧化物阶段(Ⅲ)以及硫化物阶段(Ⅳ)(图4)

图3 黄岗梁矿床磁铁矿手标本和镜下照片(含背散射)

图4 矿物生成顺序表

2 样品及分析方法

本文以黄岗梁Ⅰ、Ⅲ和V采区作为主要研究区,共从中选用了8件不同矿段不同采样位置的新鲜磁铁矿样品。综合野外地质调查和室内资料的分析,依据详细的岩相学观察,对Ⅰ、Ⅲ和V采区进行对比分析。其中HGL-45、HGL-122T、HGL-230取自Ⅰ区,HGL-17、HGL-195T、HGL-199、HGL-220取自Ⅲ区,HGL-310取自V区(表1)。根据矿物组合和结构将磁铁矿分类,Ⅰ区可分为M-Ⅰ-1、M-Ⅰ-2a、M-Ⅰ-2b和M-Ⅰ-3四种类型;Ⅲ区可分为M-Ⅲ-1,M-Ⅲ-2,M-Ⅲ-3和M-Ⅲ-4四种类型,M-Ⅲ-3条带状磁铁矿穿插M-Ⅲ-2浸染状磁铁矿;V区主要为M-V型磁铁矿。

表1 样品采样位置表

矿物成分的电子探针定量分析是在武汉微束检测科技有限公司显微学与显微分析实验室配备有5道波谱仪的JEOLJXA-8230电子探针下完成的。样品按照严格的标准在测试前镀上厚度均匀,约为20 nm的碳膜。测试条件为加速电压20 kV,加速电流20 nA,束斑直径1 μm。K、P、Fe、Ca、Na、Mg、Al、Si、Ti、Cr、V、Ni、Mn元素特征峰的测量时间为10 s,上下背景的测量时间分别是峰测量时间的一半。TiKβ峰对VKα峰的干扰及VKβ峰对CrKα峰的干扰进行了重叠峰校正。测试元素所用的标样及所测元素为:微斜长石(K)、磷灰石(P)、金红石(Ti)、透辉石(Mg,Ca)、镁铝榴石(Al)、橄榄石(Si)、赤铁矿(Fe)、锰单质(Mn)、铬单质(Cr)、钒单质(V)、镍单质(Ni)。

磁铁矿原位微区主微量元素含量在广州市拓岩检测技术有限公司利LA-ICP-MS完成。实验室采用NWR193UC激光剥蚀系统,该系统由NWR193 nm ArF准分子激光器和光学系统组成,ICP-MS型号为iCAPRQ。激光剥蚀过程中采用氦气作载气,激光剥蚀系统配置有信号平滑装置。本次分析的激光束斑、能量和频率分别为30 μm、3.5 J/cm2和6 Hz。单矿物微量元素含量处理中采用玻璃标准物质(NIST610、NIST612和GSE-2G)进行多外标无内标校正。每个时间分辨分析数据包括大约30 s空白信号和40 s样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量)采用软件ICPMSDataCal完成。

3 测试结果

3.1 磁铁矿的结构及类型

在背散射图像上,Ⅰ区M-Ⅰ-2磁铁矿显示出明暗两种类型,其中较暗的M-Ⅰ-2a型磁铁矿表面较光滑,孔隙较少,M-Ⅰ-2b型磁铁矿表面孔隙较多,在背散射下显示出较亮的光泽,颗粒填充物存在锡石,方解石和透辉石等(图3c)。Ⅲ区M-Ⅲ-2型磁铁矿在背散射图像上明显显示出三种类型磁铁矿(图3f),从里到外亮度逐渐变暗,分别为M-Ⅲ-2a、M-Ⅲ-2b、M-Ⅲ-2c。M-Ⅲ-2a型磁铁矿颗粒较大,表面较光滑,颗粒填充物主要有钙铝榴石、毒砂和黄铜矿;M-Ⅲ-2b型磁铁矿颗粒较小,表面麻点较多,并包含乳滴状黄铜矿;M-Ⅲ-2c型磁铁矿颗粒较小,呈自形到半自形结构。M-Ⅲ-1型磁铁矿背散射图像下显示出明显的震荡环带(图3e)。其余类型磁铁矿在背散射图像上无明显变化,亮度均一(图3)。

3.2 磁铁矿元素地球化学

3.2.1 主量元素地球化学

不同类型磁铁矿主量元素分析结果为Si、Ca、Na、K、Ti、Al、Fe、Mg、Mn、P、Cr、Ni和V,Ⅰ区磁铁矿FeOT含量94.815%~99.852%,平均含量98.198%;SiO2含量0%~0.83%,平均含量0.228%;Al2O3含量0.004%~0.858%,平均含量0.233%;MgO含量0.013%~0.612%,平均含量0.217%;MnO含量0.156%~1.901%,平均含量0.577%;TiO2含量普遍低于检测线,Cr2O3含量0.000%~0.029%,平均含量0.009%;K2O、P2O5、CaO、NiO、V2O3含量较少,绝大部分低于检测线。Ⅲ区中M-Ⅲ-1类型磁铁矿与三个采区所有类型磁铁矿相比,表现出较低的Fe含量(FeOT<96%,平均含量94.445%),较高的Si含量SiO2(1.936%~3.228%,平均含量2.619%),同时也表现出较高的Ca含量CaO(0.413%~1.143%,平均含量0.77%);Ⅲ区总体元素含量为,SiO2含量0.000%~3.228%,平均含量1.403%;Al2O3含量0.000%~0.569%,平均含量0.207%;MgO含量0.000%~0.652%,平均含量0.226%;MnO含量0.021%~1.05%,平均含量0.45%;Cr2O3含量0.000%~0.063%,平均含量0.011%;CaO含量0.000%~1.143%,平均含量0.346%;K2O含量0.000%~0.061%,平均含量0.019%;P2O5、NiO、V2O3含量较少。三个采区绝大部分磁铁矿样品具有低浓度的Ti含量(TiO2<0.1%),而Ⅲ区M-Ⅲ-1型磁铁矿表现出高Ti含量且具有较大的变化范围(0.000%~1.581%),从核部到边部Ti含量逐渐减少,并趋近为0,同时Fe含量逐渐增加(图5a)。矿区中磁铁矿矿石Mg、Al、Ca和Si元素总体呈富集趋势,与Fe呈负相关,与Ⅲ区其他类型磁铁矿相比M-Ⅲ-1具有较高的Ca、Al、Si、Mg含量(图5b)。V区磁铁矿FeOT含量94.401%~99.408%,平均含量98.405%;SiO2含量0.000%~0.024%,平均含量0.012%;Al2O3含量0.229%~0.232%,平均含量0.231%;MgO含量0.345%~0.416%,平均含量0.381%;MnO含量0.575%~0.594%,平均含量0.585%;TiO2含量0.01%~0.03%,平均含量0.02%;K2O、P2O5、CaO、NiO、V2O3和Cr2O3含量较少,低于检测线。

图5 Fe-Ti(a)、Fe-(Ca+Al+Si+Mg)(b)相关性图

3.2.2 微量元素地球化学

为了获得EPMA无法检测到但对磁铁矿类型(如Cr、Ni、Co、Ga、Zn、Sn)鉴别特别重要的微量元素的信息,采用LA-ICP-MS在EPMA检测到的相同位置进行分析。采用EPMA法测定的磁铁矿铁浓度作为LA-ICP-MS法测定微量元素的内标,避免了在测定过程中可能存在的矿物夹杂物和污染。不同类型磁铁矿的微量元素地球化学特征如下(图6):

图6 磁铁矿微量元素箱线图

由于M-Ⅲ-2b和M-Ⅲ-2c型磁铁矿颗粒较小,裂隙较发育,且充填有其它矿物颗粒或小颗粒包裹体,而激光剥蚀粒径为30 μm,因此为避免杂质颗粒的磁铁矿微量元素测定的干扰,仅对矿区中的M-Ⅲ-2a型进行微量元素的测定。Ⅰ区M-Ⅰ-1和M-Ⅰ-3型磁铁矿具有相似的Mg (0.11%~0.42%)、Zn (0.30%~1.34%)、Ni (2.20×10-6~22.13×10-6)、V (5.34×10-6~16.05×10-6)和Ga (0~905.38×10-6)含量;M-Ⅰ-3型磁铁矿具有较高浓度Al (0.27%~1.11%)、Ti (236.73×10-6~684.62×10-6)、Cr (0.00~14.47×10-6)和Co (10.69×10-6~15.22×10-6)含量。M-Ⅰ-2a和M-Ⅰ-2b型磁铁矿微量元素地球化学特征较接近,但在Mg、Al、Mn、Ti、V、Zn、Ga等元素上表现出从M-Ⅰ-2a到M-Ⅰ-2b含量降低的趋势,Co、Ni等元素含量升高。Ⅲ区M-Ⅲ-3型磁铁矿Mg (0.01%~0.03%)、Mn (0.10%~0.11%)、Ti (0.00%~10.23×10-6)、V (0.06×10-6~0.91×10-6)、Zn (0.01%~0.02%)、Ni (0.26×10-6~0.83×10-6)等元素浓度较低,与该矿区其它类型磁铁矿相比,M-Ⅲ-4型磁铁矿具有较高的Ti (370.52×10-6~1649.08×10-6)、V (39.59×10-6~125.68×10-6)和Ga (25.84×10-6~45.94×10-6)浓度。V区磁铁矿具有与Ⅰ区M-Ⅰ-1型磁铁矿类似的地球化学特征Mg (0.39%~0.70%)、Al (0.32%~0.84%)、Ti (71.57×10-6~340.61×10-6)、Mn (0.65%~2.29%)、V (5.34×10-6~26.41×10-6)和Ni (2.21×10-6~62.72×10-6)含量,但Co (10.69×10-6~12.48×10-6)含量较高。

4 讨论

4.1 物理化学条件

流体/岩浆的成分、温度、氧和硫逸度、共生矿物特征、流体—岩石相互作用和硅质活动可能在热液/火成岩磁铁矿的主微量元素掺入中发挥重要作用(Dare et al., 2014;Nadoll et al., 2015;Huang et al., 2019;Salazar et al., 2020)。本文主要讨论温度和氧逸度对磁铁矿形成的控制作用。

4.1.1 温度

温度对磁铁矿结构的组成具有强烈的控制作用,Ti、V、Ga等元素在高温作用下能进入磁铁矿晶格中(McIntire, 1963)。Ⅰ区M-Ⅰ-1和M-Ⅰ-3具有相似的Ti含量,M-Ⅰ-2a(b)的Ti含量较低,表明温度逐渐下降(图6),低Ti含量的M-Ⅰ-2b表明其形成于较低温度的成矿环境中。Ⅲ区M-Ⅲ-4型磁铁矿Ti含量的异常升高可能是因为该磁铁矿为原生磁铁矿,被后期形成的硫化物交代溶蚀,并形成交代残余结构(图3h),同样,较高浓度的V和Ga也表明该类型磁铁矿形成温度较高。高钛磁铁矿(M-Ⅲ-4)到低钛磁铁矿(M-Ⅲ-2和M-Ⅲ-3)钛元素浓度的变化表明形成原生高温磁铁矿到与硫化物共生磁铁矿流体的冷却过程。M-V型磁铁矿的Ti含量与Ⅰ区M-Ⅰ-1型Ti含量差别较小且具有较为相似的矿石结构和主微量元素组成,表明其可能形成于同一成矿阶段。三采区磁铁矿中低含量V和Ga元素显示三采区磁铁矿均具有低温热液的特征。

4.1.2 氧逸度

元素V在流体中的存在形式主要为V3+、V4+和V5+,只有V3+才能进入磁铁矿的晶格中,元素价态的改变主要受到氧逸度的影响,导致元素在磁铁矿中的分配系数发生改变(Liu et al., 2019)。V元素极易受到氧逸度的影响从而导致价态的上升或下降,氧逸度的增加会降低磁铁矿中V元素的含量(Toplis and Corgne, 2002; Takeno, 2005),因此其可作为磁铁矿形成环境的指示元素。Ⅰ区M-Ⅰ-1和M-Ⅰ-3具有相似的V含量,M-Ⅰ-2a(b)磁铁矿的V含量较低,说明随着成矿过程的进行,成矿流体中的氧逸度逐渐增加;Ⅲ区M-Ⅲ-4原生磁铁矿的V含量较高,M-Ⅲ-2和M-Ⅲ-3中V含量逐渐降低表明该区后期氧逸度增高,低含量Ti和V,高含量Si为主的块状含硫化物磁铁矿石表明硫化物阶段时流体温度较低,且氧逸度先升高后降低。M-V型磁铁矿V(13.86×10-6~26.41×10-6),与Ⅰ区M-Ⅰ-1型磁铁矿V含量相近,表明V区具有与Ⅰ区早期成矿阶段相似的氧逸度。

4.2 磁铁矿和矿床成因

磁铁矿作为副矿物和主要的金属矿物,在各类地质体中均有产出,其结构内的部分微量元素对磁铁矿形成的环境具有良好的指示作用,因此受到了众多学者的广泛关注,并开展了大量的工作(徐国风和邵洁涟,1980;林师整,1982;黄柯等,2017)。磁铁矿作为该矿床中的主要金属矿物,开展对其成因的研究工作可以进一步为黄岗梁铁多金属矿床成因提供证据。林师整(1982)在徐国风和邵洁涟(1980)的基础上,对磁铁矿进行进一步的划分,结合约3000多组的磁铁矿数据,总结出TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)三角成因图解,将磁铁矿细分为侵入岩中副矿物型及岩浆型、火山岩型、接触交代型、矽卡岩型和沉积变质型。随后,陈光远(1987)提出了磁铁矿成因判别的TiO2-Al2O3-MgO三角图解。随着测试技术的发展,磁铁矿的微量元素数据测定更加精细,特别激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪的出现,使得矿物原位微区元素的测定成为现实,且能以更低的检测线来获得更为精细的微量元素含量(Rusk et al., 2009; Chen et al., 2020)。同时,对磁铁矿成因类型的划分也进一步发展,先是Dupuis and Beaudoin(2011)提出(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)和Ni/(Al+Mn)-(Ti+V)图解,随后Dare et al. (2014)提出了区分岩浆岩型和热液型磁铁矿的Ni/Cr-Ti图解,分析方法的提高结合新测试技术的提升,学者们提出了Ti-V图解(Nadoll et al., 2015)。结合前人经验和适合的磁铁矿成因图解,将本次测得的三采区的磁铁矿的电子探针数据投点到TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)、(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)和Ni/(Al+Mn)-(Ti+V)图解中。TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)图解(图7a)显示样品点主要落在矽卡岩区域,少部分落在变沉积岩型和火山岩型区域,而(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)和Ni/(Al+Mn)-(Ti+V)(图8)图解中样品点几乎全部落在矽卡岩区域,三类图解显示出一致的结果。矿区内磁铁矿总体具有较低的TiO2含量(0.0%~0.8%),与热液交代成因矿床的TiO2含量(0.107%~0.68%)具有相似性(图7b);部分M-Ⅲ-1类型磁铁矿的样品点TiO2含量(0.69%~1.58%),与岩浆型成因磁铁矿矿床中的TiO2含量(0.58%~2.97%)具有相似性(徐国风和邵洁涟,1980)。综合前人研究,可以确定的是,三采区矿体内磁铁矿主要为岩浆热液—矽卡岩成因。

图7 磁铁矿TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)三角图解(a)(据林师整,1982)和Ti-Ni/Cr(b)(据Dare et al., 2014)

图8 磁铁矿(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)(a)和Ni/(Al+Mn)-(Ti+V)(b)成因判别图(据Dupuis and Beaudoin, 2011)

野外地质调查发现,矿体多产于矽卡岩内,两者产状具有一致性。前文磁铁矿成因图解表明黄岗梁矿床内磁铁矿为矽卡岩成因,王莉娟等(2001)对矿床内熔融包裹体的研究认为岩浆参与了成矿过程并带来了成矿物质,Mei et al.(2015)对黄岗梁矿床H-O同位素的研究也说明早期成矿阶段有岩浆热液的参与,因此,认为黄岗梁铁多金属矿床是与岩浆热液活动有关的矽卡岩型矿床。

5 结论

(1)磁铁矿地球化学特征表明,Ⅲ区矿体中存在高氧逸度和温度下形成的磁铁矿,并在后期被硫化物交代溶蚀;随着成矿作用进行,氧逸度表现出先升高后降低的趋势。Ⅰ、Ⅴ、Ⅲ采区矿体中磁铁矿总体沿氧逸度和温度降低的方向演化。

(2)TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)、(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)和Ni/(Al+Mn)-(Ti+V)图解显示,三个采区磁铁矿为矽卡岩型磁铁矿;Ti-Ni/Cr图解及矿区中磁铁矿存在的溶解—再沉淀现象表明三个采区磁铁矿均为热液来源。

(3)黄岗梁铁多金属矿床的岩相学特征、地质特征和磁铁矿的地球化学特征表明,该多金属矿床属于矽卡岩型矿床。

致谢本论文在发表过程中,编辑部老师及审稿人对本文提出了有益的修改意见,作者在此表示诚挚的谢意!

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