闽西南洛阳铁矿花岗岩成因及其对铁成矿作用的制约

It is universal existence in many skarn-Fe deposits that granite are temporally and spatially associated with iron deposits. However，there are different views on petrogenesis of granite and its constraints on skarn-Fe mineralization. This project will take the Luoyang iron deposit in southwestern Fujian with related granite as an research subject to carry out the following studies: (1) to confirm the metal source using the in-situ trace elements in magnetite and the Fe isotope systematic in granite, limestone, sandstone, skarn, and magnetite in ores; and (3) make sure the role that granite played during the formation of iron deposit based on the study of rock geochemistry, mineral geochemistry and isotope tracer. These achievements would provide crucial information for mineral exploration in southwestern Fujian, at the same time, the research production would also provide new data on enrich the metallogenic theory of skarn-Fe deposit, the evolution and interaction of regional crust and mantle as well as the identification and determination of tectonic environment.

花岗岩与矽卡岩型铁矿在时空上紧密依存在国内外许多矽卡岩型铁矿床中存在，但目前关于花岗岩对铁成矿作用的制约仍存在不同认识，花岗岩究竟能不能为成矿提供铁的来源仍具有较大的分歧。该申请拟选择闽西南地区与燕山期花岗岩关系密切的洛阳铁矿为研究对象，利用具有代表意义的全岩和单矿物的Fe同位素组成揭示矽卡岩化过程中的铁同位素分馏行为，利用岩浆副矿物磁铁矿和矿石矿物磁铁矿的原位微量元素特征确定不同成因和世代的磁铁矿中微量元素的差异，以期对矿床成因、成矿物质来源和铁质富集机制进行正确的分析和认识；并开展花岗岩的地球化学和同位素示踪研究，揭示相关岩体的特征和成因及其岩浆演化对铁成矿作用的制约，最终厘清与花岗岩相关的矽卡岩型铁矿成矿机理。该研究对闽西南进一步找矿预测和评价具有一定的指导意义，对研究花岗岩对铁成矿作用的制约，完善矽卡岩型铁矿的成矿理论，地区性壳幔演化以及构造环境的识别和判定都具有重要的现实意义。

马坑式铁矿是我国华南地区重要的铁赋存类型，与花岗岩在空间上和时间上有着密切关系。其形成是否与花岗岩有关？花岗岩在成矿中的作用是什么？本项目利用磁铁矿分形以及花岗岩地球化学和Sr-Nd-Hf等同位素开展研究，结果显示，花岗岩形成年龄与磁铁矿伴生辉钼矿年龄基本一致，全岩地球化学、Sr-Nd-Pb和锆石Hf同位素指示了洛阳铁矿与其他马坑式铁矿成矿花岗岩都起源于华夏元古代变质基底的部分熔融，但有着不同程度的基性岩浆或者拉斑质下地壳部分熔融产物混入，这决定了不同矿床伴生矿种的不同。磁铁矿周长-面积和数量-面积分形结果显示，DPA和DNA分形指数与成矿阶段正相关，与花岗岩体距离负相关，表明成矿经历了多期次热液叠加交代，为与花岗岩相关的矽卡岩型富铁矿的成因提供了强有力的证据。磁铁矿盒子维数则全部集中在1左右，表明成矿相关流体主要为单方向岩体来源，为岩浆热液。因此，洛阳铁矿为代表的马坑式铁矿与花岗岩关系密切，花岗岩为成矿提供了热源和流体来源，成矿流体的反复交代是富铁矿形成的主要原因，不同程度的基性岩浆或者拉斑质下地壳部分熔融产物混入决定了不同矿床伴生矿种的不同。该成果对厘清洛阳铁矿成因和铁富集机制以及指导该区开展找矿预测具有一定意义。