安徽省庐江泥河铁矿床成矿流体研究

庐枞盆地内的泥河矿床是长江中下游成矿带内新近发现的大型铁硫硬石膏矿床,目前仅对矿床开展了相关基础地质研究工作。泥河铁矿床中发育多阶段多种类型的硬石膏,形成硬石膏-辉石-磁铁矿等特殊的矿物组合,具有鲜明的成矿特色,通过对硬石膏中流体包裹体的研究,可以精细厘定泥河玢岩型成矿系统各阶段的物理化学条件,为确定泥河矿床的矿床成因和建立矿床成矿模式提供依据,具有重要理论研究价值和重要的实践意义。 本文以泥河铁矿床为对象,通过系统的岩心编录,确定泥河矿床矿化类型和产出的地质特征,厘定矿化期次和矿物共生组合关系。在此基础上,通过室内的镜下鉴定工作和实验室分析工作,对矿床中不同阶段的产出的硬石膏等透明矿物开展流体包裹体显微测温,查明泥河铁矿床成矿流体性质,阐明矿床成矿流体系统的演化过程和成矿机理,初步建立了矿床成矿模式。 泥河矿区内砖桥旋回和双庙旋回火山岩为碱性系列火山岩,主要侵入岩为正长岩和闪长玢岩,矿体主要受闪长玢岩穹窿控制。矿床中主要金属矿物为磁铁矿和黄铁矿,非金属矿物主要有硬石膏、辉石、石英、磷灰石和石榴子石等。泥河矿床矿石的主要结构构造包括块状构造、浸染状构造、网脉状构造、自形-半自形晶粒状结构、他形晶粒状结构和交代假象结构等。泥河矿床的围岩蚀变自下而上可分为三个蚀变带,即辉石(石榴石)-硬石膏-磁铁矿蚀变带、绿泥石-绿帘石-碳酸盐蚀变带和高岭石-硬石膏-石英-黄铁矿蚀变带。泥河铁矿床演化过程划分为五个阶段,即辉石(石榴石)-硬石膏-磁铁矿阶段、黄铁矿-硬石膏-磁铁矿阶段、绿泥石-绿帘石-碳酸盐阶段和高岭石-硬石膏-石英-黄铁矿阶段和重晶石-方解石-硬石膏阶段。 泥河铁矿床各成矿阶段的脉石矿物硬石膏、磷灰石、方解石中包裹体以NaCl-H2O体系为主,未发现富CO2包裹体。包裹体可分为Ⅰ型包裹体(L+V)、Ⅱ型包裹体(L)。显微测温结果表明,泥河矿床的早阶段成矿流体属中高温、中等盐度,中等密度流体,随着成矿作用的进行,流体温度,盐度均逐渐减低,流体密度逐渐增加。硬石膏-辉石-磁铁矿阶段、硬石膏-黄铁矿-磁铁矿阶段、高岭石-硬石膏-石英-黄铁矿阶段和重晶石-方解石-硬石膏阶段的成矿流体温度的峰值分别为460.0-380.0℃、350.0～270.0℃、250.0-190.0℃和190.0～150.0℃；成矿流体盐度的平均值分别为14.11wt%NaCleq,10.73wt%NaCleq,4.03wt%NaCleq和3.26wt%NaCleq,密度的平均值0.72g/cm3、0.85g/cm3、0.86g/cm3和0.93g/cm3。泥河铁矿床成矿流体成矿流体从早到晚,由高温高盐度流体向低温低盐度流体演化。 泥河铁矿床是成矿流体从高温向中低温热液不断演化的交代充填矿床,各阶段成矿流体的温度、压力,组分,pH值和fo2、fs2等物理化学参数直接控制了蚀变岩的矿物组合和金属矿物沉淀。本文根据各成矿阶段流体包裹体测温结果,分析了成矿流体演化规律和矿物沉淀机制,建立了泥河矿床成矿模式,认为泥河矿床属于与次火山岩(闪长玢岩)热液作用有关的矿床,为广义的玢岩型铁矿床。