沉积变质铁矿床成因探讨

不同铁矿床类型的成因联系~

不同铁矿床类型的特征有很大的差别。但是它们之间也可以有成因联系。
一、沉积变质型铁矿与其他类型铁矿的关系
沉积变质型铁矿是早前寒武纪其他类型铁矿经过变质改造形成的：鞍山式铁矿主要是早前寒武纪火山岩型含铁建造变质改造形成的，大栗子式铁矿是早前寒武纪海相沉积型含铁建造变质改造形成的。此外，沉积变质型铁矿也可由早前寒武纪的岩浆型铁矿遭受变质改造形成，如河南舞阳赵案庄铁矿就可能是由太古宙岩浆型铁矿变质而来。石碌沉积变质型铁矿中，发育大量矽卡岩。可见，沉积变质型铁矿与其他类型的铁矿具有密切的成因关系。
二、火山岩型铁矿与其他类型铁矿的关系
火山岩型铁矿中包含了多种铁矿类型。著名的玢岩铁矿模式中，包括了岩浆型（陶村式、凹山式）、矽卡岩型（凤凰山式、姑山式）、沉积型（龙旗山式）等多种类型；海相火山岩型铁矿中除火山沉积的铁矿外，经常发育矽卡岩型铁矿，新疆东天山的雅满苏铁矿床、阿尔泰的蒙库铁矿床等均具有这一特征。
三、风化淋滤型铁矿与其他类型矿床的关系
风化淋滤型铁矿可以由沉积变质型、矽卡岩型、沉积型、火山岩型、岩浆型铁矿经风化淋滤作用形成，也可以由不同成因的多金属硫化物风化淋滤形成。
四、沉积型铁矿与其他类型铁矿的关系
沉积型铁矿一般是含铁岩石经风化剥蚀，被流水搬运到水盆地中沉积形成。但是，有的沉积型铁矿也可由热液喷流到海底形成，如大西沟铁矿就被认为是与海底喷气沉积作用有关，菱铁矿层附近发育大量重晶石层。

“全国矿产资源潜力评价”工作由于种种原因，铁矿成矿规律的研究还不够深入，还存在一些重大科学问题有待以后深入研究。
一、沉积变质型铁矿科学问题
1.我国沉积变质型铁矿的成矿时代
前人研究认为我国的BIF铁矿主要发生于太古宙，而国外主要在古元古代。如果BIF的形成取决于早前寒武纪大气圈缺氧事件，我国的大气圈缺氧事件应与国外相同。也就是说，我国的沉积变质型铁矿成矿时代应与国外相同。就近年来的研究成果看，我国的BIF铁矿也形成于25亿年左右，与国外一致，但还需要继续深入研究。
2.我国沉积变质型铁矿成矿环境研究
为什么我国BIF铁矿小而国外很大（表9－1）？是原始盆地小还是后期改造破坏了？ 这需要深化对我国沉积变质型铁矿形成环境的认识，对比国内外铁矿形成环境的异同，探讨寻找超大型铁矿的可能性。
表9－1 中国与世界其他大型沉积变质型铁矿集区规模对比


3.沉积变质型富铁矿的研究
国外沉积变质型富铁矿多，为赤铁矿富矿；而我国沉积变质型富铁矿少，且以磁铁富矿为主，近年来弓长岭二矿区深部找到了磁铁富大矿体。20世纪70年代“富铁会战”利用风化淋滤成因模式找赤铁富矿，未取得突破。国内外不同的原因到底是什么？
4.沉积变质型铁矿条带状构造成因研究
沉积变质型铁矿以具有条带状构造而称为条带状铁建造（BIF）。条带状构造的成因是什么？是季节变化？海底喷流韵律？ 目前没有统一的认识。
5.BIF原始沉积物研究
BIF原始沉积时，是以碳酸铁的形式（如陕西大西沟铁矿床）沉积于海底的？还是以铁的氧化物的形式（如甘肃镜铁山铁矿床）沉积的？
6.沉积变质型铁矿与金矿成矿条件对比研究
华北克拉通北缘冀东地区和鞍本地区沉积变质型铁矿集中发育，但铁矿集区中金矿较少；华北克拉通南缘小秦岭地区太华群金矿很多，但铁矿很少，只有太要中型铁矿床等。因此，需要进行南、北缘成矿条件对比研究，探讨成铁与成金地质构造条件的异同。
7.变质变形作用在沉积变质型铁矿形成过程中的贡献
沉积变质型铁矿是沉积形成的BIF经变质作用形成的。但是，变质变形作用对成矿的贡献是什么？前人研究得还不深入，仅认为变质重结晶使矿物粒度变大，利于选矿。对于变质变形过程中是否有物质的重组富集，以及重组富集的贡献大小，前人研究得很少。
二、岩浆型铁矿科学问题
1.华北克拉通大庙式铁矿与超贫磁铁矿的成因联系研究
大庙式岩浆型铁矿的成矿母岩为斜长岩杂岩体，其附近超贫磁铁矿的成矿母岩为角闪石岩，均为超镁铁侵入岩，且均富含磷灰石。其时代是否一致？是否具有成因联系？这方面的工作还需进一步深入。
2.大庙式岩浆型铁矿成矿过程中的气液作用研究
大庙式铁矿中的块状富铁矿具有脉状贯入或充填特征，矿石中富含磷灰石，磷灰石中包裹体为气液包裹体，这些特征表明在大庙式岩浆型铁矿的成矿过程中，F等挥发分起了重要作用，成矿与气液作用有密切关系。虽然我们已经做了初步研究工作，但仍有待深入。
3.攀枝花式岩浆型铁矿与矿山梁子陆相火山岩型铁矿的成因联系
攀枝花式岩浆型铁矿和矿山梁子陆相火山岩型铁矿均分布于扬子克拉通西缘峨眉大火成岩省，均形成于晚二叠世，前者是超镁铁质岩浆侵入活动的产物，后者与峨眉山玄武岩浆喷出活动有关。二者的成因联系、成矿机理的异同有待深入研究。
4.攀枝花式铁矿与围岩碳酸盐岩关系研究
攀枝花式铁矿含矿岩体的围岩多为碳酸盐岩。这种围岩对成矿有无贡献？ 已经有人着手研究碳酸盐岩围岩的同化混染对含矿岩浆结晶分异形成铁矿的贡献。但这方面的研究还没有给予足够重视。
三、矽卡岩型铁矿科学问题
1.邯邢式、莱芜式及临汾式矽卡岩型铁矿与中生代华北克拉通破坏的关系
邯邢式、莱芜式及临汾式矽卡岩型铁矿均分布于华北克拉通上，控矿构造为NE向，均形成于燕山期，与中酸性岩浆侵入活动有密切成因联系，其成矿背景与中生代华北克拉通破坏的关系需要深入研究。
2.邯邢式、莱芜式及临汾式矽卡岩型铁矿成矿与膏岩层的成因联系
尽管早就有人提出邯邢式等矽卡岩型铁矿的成矿与膏岩层有成因联系，但缺乏足够证据。河北省近来发现千亿吨巨大盐矿资源，此盐矿位于河北省邢台宁晋县城东部400 km范围内，盐层埋藏深度约2600 m，盐层厚度100～300 m，预测远景储量1000亿吨以上，并且品位优良，是我国中东部地区罕见的特大岩盐矿藏，仅先期勘探的40多平方千米储量就达到100亿吨，可开采600年以上。该盐矿与邯邢式铁矿在空间分布比较接近，是否有成因联系值得研究。
四、海相火山岩型铁矿科学问题
1.海相火山岩型铁矿中矽卡岩的成因问题
海相火山岩型铁矿中往往伴随有强烈的矽卡岩化。该矽卡岩化是另一次构造－热液活动叠加的？还是与海相火山活动有必然成因联系的同一次海相火山活动过程中热液交代的产物？从目前的研究看，新疆东天山、阿尔泰地区的海相火山岩型铁矿中，矽卡岩化为火山活动同期岩浆热液交代碳酸盐岩形成的。
2.海相火山岩型铁矿中为什么常伴随矽卡岩化
新疆的海相火山岩型铁矿中往往伴随有矽卡岩化，说明火山活动同期海底沉积了碳酸盐岩。碳酸盐岩与火山活动之间的成因联系需要深入研究。
3.矽卡岩化与海相火山岩型铁矿的成因联系
海相火山岩型铁矿中矽卡岩化是否是铁矿成矿的必备条件？也就是说，有矽卡岩化的海相火山活动对铁成矿有利，反之不利？
4.海相火山岩型铁矿是否可以由铁矿浆海底喷流形成
宁芜式陆相火山岩型铁矿有部分是由矿浆冷凝形成的。但是，是否有部分海相火山岩型铁矿也是由铁矿浆冷凝形成的？至今还没有这方面的研究。从式可布台铁矿、石碌铁矿的特征看，这种成因是可能的。
五、沉积型铁矿科学问题
1.海底喷气－沉积作用（SEDEX）对形成海相沉积型铁矿的贡献
前人研究认为，沉积型铁矿一般是陆源物质经风化剥蚀作用，铁质以胶体等方式由地表水搬运到滨－浅海环境沉淀富集成矿。但是，有的沉积型铁矿，如大西沟铁矿床经研究是海底喷气－沉积成因的。因此，对海底喷气－沉积在沉积型铁矿成矿过程中的作用的研究值得重视。
2.沉积型铁矿成矿方式的研究
海相沉积型铁矿多以赤铁矿形式沉淀，但也有以菱铁矿形式沉淀的；陆相沉积型铁矿多以菱铁矿形式沉淀。对不同沉淀方式的制约因素目前研究得还不深入。

冀东地区沉积变质铁矿的形成历经了漫长复杂的地质发展时期，关于其成因问题，目前研究资料较多，观点不一，但对于“沉积变质”这一观点已趋于一致，被绝大多数地质学者所公认；铁矿形成的“物质来源”是火山，还是陆源，各家看法不一，但多数学者倾向前者。

根据区内铁矿的地质特征和相关资料分析，我们认为：冀东地区沉积变质铁矿形成于太古宙—元古宙早期，那时陆核尚不发育，未能形成足够的铁物质来源，矿质主要来源于海底的火山喷发，通过沉积方式成矿，后经区域变质而成。其主要依据有以下几点：

1）区内原始含矿建造总体上为一套火山—沉积建造，特别是大量的基性岩喷出是铁质的丰富来源、铁矿的赋存层位，铁矿的发育程度与火山活动的旋回性和火山岩发育的程度密切相关。

2）钱祥麟等（1985）通过对18个黄铁矿样品进行硫同位素测定，其平均值为+0.75‰，接近地幔值，是火山喷发从深部带来的特征。

3）磁铁矿氧同位素测定表明，d¹⁸O值主要集中在+3‰～+6‰，与基性、超基性岩的d¹⁸O值近似。这可表明磁铁矿的氧同位素组成与岩浆岩同位素组成的同源性，虽经变质改造，但仍具明显的继承性。

4）根据司家营、庙沟、榆关、石人沟等矿区矿石化学分析数据的不完全统计，其w（Ti）/w（V）值为13～60，一般认为w（Ti）/w（V）值陆源建造为1.33～10.90，火山建造为25～85，故区内应为火山建造特征。

追溯区内铁矿形成时的原始地貌，大体情况是：太古宙地壳处在可塑性状态向比较稳定的地槽发展过渡时期，全区处于原始水圈淹没的广阔大海，由于地壳较薄，塑性较强，海底火山活动频繁强烈，基性、中基性、中酸性的熔岩和凝灰岩大面积的多旋回地溢出和喷发，形成大量的火山岩。而沉积岩较少，主要是一些细粒凝灰质黏土岩和粉砂岩。火山活动带来了丰富的铁质，在火山喷发的间歇宁静时期，沉积了众多的铁矿层。到了元古宙，地槽进一步发展，地壳从塑性状态逐渐趋于硬化，火山活动减弱，沉积岩增多，并伴随铁矿的沉积。在此期间，变质、构造、混合岩化作用多次发生，对岩矿层进行了强烈的改造。到了中元古代，区内转为稳定的地块。

关于铁质来源的途径有两个方面：一是火山喷溢过程中，大量的火山喷气、火山热水、火山灰粒可携带铁质，由于海底条件致冷效应大，并有大量的上覆海水压力，矿质不易散失，溶解于海水中，造成富集沉积成矿。二是由于火山活动在其周围形成热酸性水对其下的基性火山岩发生作用，能从中溶滤汲取出铁质组分，溶解于海水中，集中起来沉积成矿。

关于铁质运移形式，可能主要为低价铁形式的FeCl₂和Fe（HCO₃）₂，它们都可溶解于水中，在底流的作用下进行运移，或因氧化而形成细小颗粒（氧化物或氢氧化物）呈悬浮状态被底流携带搬运。

关于铁质沉淀。在酸性水中溶解迁移的铁质，当介质环境改变或遇大陆水的加入，使其变为中性或弱碱环境时候，即发生沉淀作用形成铁矿层。铁质的沉积形式可能是磁铁矿和菱铁矿，因地壳发展早期，无生物的光合作用，大气圈和水圈缺少游离氧，基本处于一种还原环境，不具备赤铁矿大规模形成的条件。因此，磁铁矿应是原生沉积矿物，其次应是菱铁矿。

关于条纹条带构造的成因。前面已叙述条纹条带构造实质上是沉积微韵律层。据实验，当铁质和硅质同时进入水体沉积时，由于两者沉淀速度不同，铁质沉淀速度快首先沉积，硅质沉淀慢随后沉积，故而造成铁、硅—铁、硅分明的条纹和条带。

根据铁矿在区内的广泛分布，但不连续、厚度变化大的基本特点，推断铁矿是在当时一个广阔海盆地中的许多被火山岛所分割的次级大小盆地中沉积的。铁矿的分布范围决定于当时海盆地的规模，迁西岩群和滦县岩群所代表的太古宙时期海盆面积广大，而朱杖子岩群所代表的新太古代时期海盆面积比较局限。铁矿体的规模决定于次级海盆地的大小，铁质来源的丰富程度以及海盆地的稳定程度和沉积时间的长短。滦县矿带，从周围和岩相分析来看，大体具备了这几个有利条件，因而形成区内规模最大的矿体。朱杖子岩群的沉积铁矿虽也具备了些有利条件，但由于海盆地面积有限和铁质来源条件差，故未形成更多更大的矿床。

根据蒋永年通过对冀东地区的铁矿调查研究资料，也可得出同样的结论：

1）V在火山沉积铁矿中质量分数很低，而Ti质量分数在火山沉积铁矿中却比陆源沉积铁矿高。冀东地区磁铁矿中V的平均质量分数为0.43%，低于克拉克值一个数量级；而Ti的平均质量分数为8.3%，虽偏低，但w（Ti）/w（V）值较高（平均19.3），接近火山沉积建造铁矿中的比值。

2）Co在火山沉积铁矿中的质量分数比在陆源沉积铁矿中的质量分数要高，单就w（Ni）/w（Co）值来说，火山沉积铁矿比陆源沉积铁矿低。冀东磁铁矿中Co和Ni的平均质量分数分别为0.15%和0.5%，w（Ni）/w（Co）值为3.3，低于陆源沉积铁矿的比值。

3）Ba在火山沉积铁矿中的质量分数比在陆源沉积铁矿中的质量分数高得多。Sr的质量分数在正常沉积铁矿中往往大于Ba的质量分数。据冀东地区20个磁铁矿样品分析，Ba的平均质量分数小于1%，虽然偏低，但由于Sr的质量分数近于零，故Ba的质量分数仍可作为火山沉积的指示标志。

以上各点都说明铁质主要来源于火山喷发，而后经区域变质作用重结晶，形成现在看到的磁铁石英岩。当然，在沉积过程中也不完全排除有正常沉积物质的加入。

关于富铁矿成因问题，1987年编写的《河北省地质矿产总结》一书认为，富铁矿是贫铁矿在混合岩化热液作用下去硅富铁形成的。其主要证据有：

1）富矿和贫矿的界线比较清楚，属于迅变关系，具有交代的特点。

2）富矿的近矿围岩蚀变明显。

3）富矿与贫矿的成分、结构构造等差异明显。

4）富矿受构造裂隙控制。

5）贫矿与富矿石中的磁铁晶胞参数不同。

6）富矿和贫矿石磁铁矿的氧同位素组成不同。富矿磁铁矿的d¹⁸O值比贫铁矿磁铁矿低得多，为负值，最低达－5.43‰，贫铁矿磁铁矿的d¹⁸O值通常大于3‰，表明富矿是贫矿经热液改造而成的。

7）热液来源于混合岩化作用。富矿区无大的岩浆岩分布，形成大量的岩浆热液可能性不大。富矿体中分布有混合岩化残留脉体，说明富矿形成于混合岩化之后，混合岩化热液作用形成富矿。

总结冀东沉积变质型铁矿成矿规律可以得出：沉积变质铁矿受原岩建造控制，主要产于迁西岩群麻粒岩相的火山岩—硅铁建造、高角闪岩—麻粒岩相的含火山岩的沉积岩—硅铁建造；遵化岩群、滦县岩群高绿片岩—高角闪岩相的火山岩—沉积岩—硅铁建造；朱杖子岩群绿片岩相的含火山岩的沉积岩—硅铁建造4种含矿原岩硅铁建造。构造控制了矿床产出的空间，背形与向形交合部位是找矿最佳位置。区域变质与混合岩化对矿床有一定影响，改变了矿石结构构造和品位，提高了矿石可选性。矿床具有明显的磁异常，磁法是寻找铁矿的有效方法之一。

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覃塘区19162976633： 变质铁矿的成因和过程? - ？
蒯魏降脂： 在我国有部分铁矿蕴藏于沉积岩中或与沉积岩有关,如我国著名的宣龙式铁矿、宁乡式铁矿、涪陵式铁矿.如果是岩浆晚期型铁矿如攀枝花式铁矿,或热液型铁矿床如邯邢式、大冶式铁矿,戓火山侵入铁矿则是岩浆岩戓与岩浆岩的一种.我国50%以上铁矿属于变质岩类,矿体出露地表或浅部易于采选,包括鞍山铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩系.每种矿石形成在很长时期内复杂地质运动而造成的

覃塘区19162976633： 矿床的成因也类型是怎样划分的? - ？
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覃塘区19162976633： 铁矿是怎样形成的? - ？
蒯魏降脂： 地球上分散在各处含有铁的岩石,风化崩解,里面的铁也被氧化,这些氧化铁溶解或悬浮在水中,随着水的流动,逐渐沉淀堆积在水下,成为铁比较集中的矿层,在整个聚集过程中,许多生物起着积极的作用.铁矿层形成后,再经过多次变化,譬如地壳中的高温高压作用,有时还有含矿物质多的热液参加进来,使这些沉积而成的铁矿或含铁较多的岩石变质,造成规模很大的铁矿;这些经过变质的铁矿或含铁较多的岩石,还可以再经过风化,把铁进一步集中起来,造成含铁量很高的富铁矿. 还有些铁矿是岩浆活动造成的.岩浆在地下或地面附近冷却疑结时,可以分离出铁矿物,并在一定的部位集中起来;岩浆与周围岩石接触时,也可以相互作用,形成铁矿

覃塘区19162976633： 沉积成因黄铁矿怎么形成的 - ？
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覃塘区19162976633： 变质矿床的形成、作用和类别(三千字左右) - ？
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覃塘区19162976633： 铜矿床的主要矿石矿物,矿床成因类型及其主要地质特征? - ？
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覃塘区19162976633： 变质矿床的一般特点有哪些 - ？
蒯魏降脂： 矿体特点:变质矿床的形状和产状既有规则的、也有不规则的特点,它的变化主要取决于两种因素:(1)原岩或原生矿体的性质:如或原生矿体为沉积型或火山沉积型,变质矿床的矿体形态较为规则;若为火山岩或侵入岩则不规则. (2)变质...

覃塘区19162976633： 中国铁矿分布最广的地方是? ？
蒯魏降脂： 中国是铁矿资源总量丰富、矿石含铁品位较低的一个国家.目前已探明储量的矿区有1834处,总保有储量矿石463亿吨,居世界第5位.除上海市、香港特别行政区外,铁...

覃塘区19162976633： 铁矿资源类型是什么 - ？
蒯魏降脂： 铁矿资源类型如下:(一)沉积变质型铁矿床这类铁矿床又称受变质沉积型铁矿床,主要产于前寒武纪(太古宙、元古宙)古老的区域变质岩系中,是我国十分重要的铁矿类型,其储量占全国总储量的 57.8%.并具有“大、贫、浅、易(选)...