宁芜盆地白象山铁矿床地质地球化学特征和矿床成因研究

宁芜盆地位于扬子板块北缘,西临郯庐断裂带,为长江中下游坳陷带中的中生代继承式陆相火山岩盆地。本区蕴藏着丰富的铁矿资源,大小矿床共30多个。白象山铁矿床是宁芜盆地南段一个大型铁矿床,目前对其成岩成矿时代尚未确定,矿床成因仍存在争议。 本文以白象山铁矿床作为研究对象,在详细野外地质工作的基础上,选取典型岩矿石样品,通过室内岩相学研究、矿物电子探针分析和同位素测年等研究工作,确定了铁矿床的地质地球化学特征、成矿期次、成岩成矿时代,并建立了铁矿床成矿模式。论文得出的主要结论如下: 矿床的形成经历了热液成矿期,并可分为两个阶段:高温热液阶段和中低温热液阶段。高温热液成矿阶段是磁铁矿的主成矿阶段,形成了典型的磁铁矿-金云母-透辉石矿物组合;中低温热液阶段形成赤铁矿、硫化物、石英和碳酸盐等矿物。 不同结构构造的磁铁矿化学组分基本一致,为热液交代成因,黄铁矿硫同位素地球化学结果表明,其矿质来源于闪长岩体。主矿体受接触带控制,矽卡岩矿物透辉石、石榴子石、绿帘石、金云母等发育,属于矽卡岩型铁矿床。 与成矿关系密切的闪长玢岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明其成岩年龄为131.1±1.9Ma。矿床中与磁铁矿共生的金云母40Ar-39Ar同位素测年结果表明样品坪年龄为130.7±1.1 Ma。上述工作精确厘定了该地区成岩作用与成矿作用的发生时间均为早白垩世,成矿作用稍晚于成岩作用,铁的主要成矿作用发生在岩体侵位以后,但尚未完全凝固冷却之前,磁铁矿及一系列蚀变产物是紧随着岩体形成之后形成的。白象山铁矿床产出时代属于长江中下游多金属成矿带中生代成岩成矿爆发期,处于135-120Ma的铁矿化的主要时期。