帕米尔地区塔什库尔干铁矿带黄铁矿-石膏/重晶石-磁铁矿建造成因研究

The Tashikuergan iron ore belt in Pamir area has been recently discovered as one of significant high-grade iron metallogenic belts in west China. The layered iron deposits in this belt are composed characteristic of sulphide, sulphate and magnetite interbeddings with a mineral assemblage of pyrite-anhydrite/barite-magnetite. It is unique worldwide and can hardly be explained by existing iron metallogenic theory. Previous studies focus attention on magnetite beds while ignore sulphide and sulphate layers. Moreover, the lack of system study on precise ore-forming ages, ore deposit geochemistry, and ore-forming environment posed difficulties for giving reasonable explaination to mineralization and ore genesis in this belt. Hence, in this study, we aim to select the representative anhydrite-bedding Zankan iron and barite-rich Molahe iron deposits in Tashikuergan iron ore Belt. Based on systematically analyze Re-Os chronology, fluid inclusions, geochemistry, isotopes and magnetite-pyrite in-situ distributions of trace elements, we will make sure critical factors on ore-forming age, physichemical features, ore-metal sources, and probe metallogenic mechanism of the deposit. Thereby, we can clarify the ore genesis and establish the metallogenetic model of the Tashikuergan iron deposits. This work will improve the metallogenic theory of iron deposit, and broaden scope of high-grade ore exploration.

帕米尔地区的塔什库尔干铁矿带是我国西部近年来发现的重要富铁矿带之一。该带铁矿床具有“黄铁矿-石膏/重晶石-磁铁矿”三组分互层的典型特征，独具特色，现有铁矿床成因理论难以解释。以往研究注重磁铁矿层而忽略黄铁矿和硫酸盐层。此外，缺乏精确的同位素年代学、矿床地球化学、成矿环境等方面的系统研究。因而，难以对该带铁矿床的成矿作用及矿床成因给出合理解释。本研究拟选择塔什库尔干铁矿带典型的赞坎含石膏铁矿床和莫拉赫富重晶石铁矿床为重点研究对象，通过系统开展Re-Os同位素年代学、流体包裹体地球化学、同位素示踪和磁铁矿-黄铁矿LA-ICP-MS微量元素原位分析等研究；查明矿床的形成时代、成矿物理化学条件和物质来源等关键因素；探讨成矿元素的迁移、沉淀和富集机理；厘定塔什库尔干铁矿带铁矿床成因类型，建立成矿模式。进而为区域富铁矿找矿勘查提供新思路，并促进铁矿床成矿理论的发展。

帕米尔地区塔什库尔干铁矿带是我国西部地区新近发现的大型磁铁矿成铁矿带，并被列为我国富铁矿床重点勘查区之一。带内铁矿床中发育独特的“硫化物（黄铁矿为主）、硫酸盐（石膏／重晶石）、磁铁矿”三类组分共生的层状（富）铁建造，世界罕见。本项目在开展区域地质和典型矿床地质地球化学研究基础上，与阿尔戈马型BIFs、矽卡岩型铁矿进行对比，结合实验地球化学综合研究，确认矿床成因类型，揭示膏-铁建造成因和区域富铁矿成矿机制，为推动区域找矿工作提供指导。通过典型矿床围岩及含矿石膏晶屑沉凝灰岩锆石U-Pb定年共同限定成矿时间为早寒武世，火山作用过程中有古元古代基底物质的加入。含铁岩系元素及Sr-Nd同位素地球化学呈现典型岛弧火山岩特征。矿石中黄铁矿初始 187 Os/188 Os 比值（0.85±0.23）指示其为壳幔混合来源。矿石磁铁矿δ56Fe值为0.6–0.8‰，表明其沉积环境变化较大。黄铁矿具正δ56Fe值，且变化范围小，表明黄铁矿形成时速率较慢；δ34 S变化范围较大，以富集重硫为特征，且与围岩基本相同，指示成矿沉积水体环境相对封闭，具有较低硫酸盐浓度，高的海水硫酸盐δ34S背景值，可能是对雪球事件（ca. 0.6 Ga）的响应。矿石△δ57Fepy-mag=0.2–1.1‰，指示矿床形成于较高温环境(≥ 236 °C)。不同产状磁铁矿LA-ICP-MS 原位微量元素具高Al、Ti、V含量，高Ni/Cr比值以及低Ti/V比值等微量元素特征表明，磁铁矿形成于海底偏还原性的高温热液体系，（AL+Mn）-（Ti+V）特征指示其形成温度在300~500 °C之间，与典型阿尔戈马型BIFs（200~300°C）形成温度范围不同。特殊的成矿构造环境和沉淀背景共同作用造成了这种特殊的黄铁矿-硬石膏-磁铁矿建造。矿带形成与原特提斯洋南向俯冲到西南昆仑地体之下引发的火山弧岩浆作用有关。