泥河铁矿床中硬石膏的形成机制及其对铁成矿作用的制约

迄今为止，玢岩型成矿系统中硬石膏的形成机制及其对铁成矿作用的制约因素仍不清楚。长江中下游成矿带内庐枞盆地中最近发现了一大型玢岩型铁硫硬石膏矿床-泥河矿床。矿床中各成矿阶段均广泛发育硬石膏，以浸染状-网脉状硬石膏-透辉石（石榴子石）-磁铁矿矿石和大规模硬石膏-黄铁矿-高岭石-石英酸性蚀变带为特征，具有鲜明的成矿特色，为研究铁、硫、钙等元素在玢岩型成矿系统的岩浆-热液演化过程中的状态和行为提供了理想的研究对象。本项目以该矿床中硬石膏为突破口，对硬石膏开展流体包裹体、H-O-S-Sr-Ca-Pb 稳定同位素分析，和电子探针,La-ICP MS 微区分析，重点研究铁、硫、钙等元素在玢岩成矿热液系统演化过程中的状态和行为，探讨控制硬石膏沉淀的地质过程及其对铁成矿作用的控制因素。研究结果将深化玢岩型铁矿床研究程度，推动成矿热液中硬石膏的相关研究，并指导庐枞盆地内玢岩型铁矿床的勘探。

泥河矿床是长江中下游成矿带内庐枞盆地中最近发现的一大型玢岩型铁硫硬石膏矿床，本次工作以泥河铁矿床为对象，通过系统的岩心编录，开展了矿床地质研究，确定了泥河铁矿床的矿化地质特征，明确了矿物共生组合和围岩蚀变类型，厘定了矿化期次，在此基础上系统的划分了矿床的蚀变分带。. 对矿床不同成矿阶段硬石膏等脉石矿物中流体包裹体开展较系统的包裹体岩相学、显微测温学和拉曼光谱学研究。确定包裹体的主要成分为盐水溶液，气相成分含有微量的CO2、N2和CH4。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，成矿流体经历了从中高温中等盐度流体向中低温低盐度流体的演化过程。. 通过对泥河铁矿床中主要成矿母岩辉石闪长玢岩、成矿期前的粗安斑岩以及成矿期后穿切火山岩地层代表性脉岩-正长斑岩进行锆石LA-ICP-MS 定年，确定矿区内主要侵入岩的成岩时代为132-130Ma。对矿床与磁铁矿共生的金云母进行40Ar-39Ar定年,确定了矿床的成矿时代为130.9Ma，成岩成矿作用几乎同时发生。. 首次明确庐枞地区深部存在含石膏沉积地层（膏盐层），其时代为三叠纪。着重分析了膏盐层与铁矿床形成的关系，并在阐明成矿流体系统演化过程和成矿机理的基础上，提出泥河矿床的形成与三叠系膏盐层有着重要的成因关系，膏盐层也是泥河铁矿床形成的重要地质条件之一。铁矿床及蚀变围岩中的大量硬石膏主要来自膏盐层；膏盐层为铁的成矿作用提供了大部分硫和矿化剂元素；膏盐层是力学上的薄弱部位，在岩浆热液向上运移与膏盐层接触的时候，容易发生层间虚脱和层间滑动，为岩浆热液的侵位和运移提供通道。在此基础上，建立了泥河矿床的两期成矿模式，即中晚三叠世含膏盐地层的沉积作用期（预备成矿期）和早白垩世的岩浆热液成矿期。本项目研究成果进一步推动和加强了长江中下游成矿带玢岩型矿床成矿系统和成矿作用研究，为深化庐枞地区成矿规律、成矿条件研究和成矿潜力评价提供新的依据。