鞍山式(Algoma-type)铁矿床成矿模式

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鞍山式铁矿是我国最重要的沉积变质型铁矿类型，属与早前寒武纪海相火山岩有关的阿尔果马型铁矿床。该类型矿床主要分布在辽宁东部、河北东北部、内蒙古中部、山西北部、河南西南部及山东西部等地。

一、我国鞍山式铁矿基本特征

1.主要控矿构造

我国的沉积变质型铁矿集中分布于早前寒武纪古陆核边缘部位，成矿构造环境为若干规模不等的裂陷盆地。其早期多处于张性环境，有一定规模的基性火山喷发；晚期趋于稳定，有一定规模的海相沉积，并伴有相应的成矿作用。成矿作用受古陆核或古陆块之间古火山－沉积盆地控制，通常这种古火山－沉积盆地均发育于古陆核增生阶段。盆地中发育具有小型古板块边界性质的深断裂。此深断裂控制了海底火山活动，是火山活动的中心地带。

2.赋矿围岩特征

赋矿岩石是一套基性火山岩、中酸性火山岩、泥质沉积岩及硅铁质胶体化学沉积岩，经高绿片岩相至低角闪岩相为主的多期区域变质变成了变质杂岩系，并且多次遭受强烈混合岩化作用。其自下而上基本上可分为4个含矿建造：以斜长角闪岩、辉石角闪岩为主的变质基性火山岩建造；以黑云斜长片麻岩为主的变质中基性火山岩－沉积岩建造；以黑云变粒岩为主的变质中酸性火山岩－沉积岩建造；以绢云石英片岩、绿泥片岩为主的变质沉积岩－中酸性火山岩建造。

3.成岩成矿时代

前人研究认为我国沉积变质型铁矿的沉积成矿时代主要为3100～2900 Ma和2700～2500 Ma，分属于中太古代与新太古代。近年来获得的鞍本、冀东地区沉积变质型铁矿围岩的同位素年龄绝大多数为25亿年左右（李延河等，2011）。

4.围岩蚀变

富矿体周围及其内部普遍有绿泥石化、白云母化、阳起石化、绢云母化、黄铁矿化和碳酸盐化等现象。条带状含铁建造金含量明显高于地壳中金的背景值，一般为1×10^－6～0.1×10^－6，有的可作为金的矿源层（冀东金矿），局部地区形成金矿体。

5.矿体赋存部位

在含矿岩系中铁矿分布较广，相对而言变质基性火山岩建造中铁矿床数量少，规模亦小；变质中基性火山岩－沉积岩建造和变质中酸性火山岩－沉积岩建造中铁矿层数多，规模亦大；变质沉积岩－中酸性火山岩建造中铁矿层数较少，规模变化较大。各类矿床多赋存在复式向斜的翼部或倒转翼。

6.矿体基本特征

沉积变质型铁建造以具有条带状构造、主要由硅质（石英）和铁氧化物组成为特征，因此习惯上称为条带状硅铁建造，简称BIF（Banded Iron Formation）。铁矿体与围岩多呈整合接触。在变质基性火山岩建造中矿体多为透镜状，厚度薄，延伸不大；在变质中基性火山岩－沉积岩建造和变质中酸性火山岩－沉积岩建造中矿体多为层状、似层状，延伸较远，可达数千米，厚度大，最大可达数百米；在变质沉积岩－中酸性火山岩建造中矿体变化大，有厚大层状矿体，亦有小透镜状矿体。

7.矿石矿物组合

矿石的矿物成分简单，以石英、磁铁矿、假像赤铁矿及闪石类矿物为主，此外有少量绿泥石、黑云母、碳酸盐以及黄铁矿、磷灰石等。矿石可分原生磁铁石英岩和次生氧化的赤铁石英岩两大类。前者还可分为磁铁石英岩型、辉石磁铁石英岩型和闪石磁铁石英岩型三大类。矿石品位变化均匀，硫、磷等有害杂质含量较低。

8.矿石结构构造

矿石结构以细粒、中细粒、中粒、中粗粒和粗粒等变晶结构为主。矿石构造以条纹状、条带状为主，其次为片麻状构造，块状构造很少见。

9.矿体空间分布

自下而上随着含矿岩系火山岩逐渐变少，沉积岩逐渐变多，铁矿体富集程度也发生变化。下部，矿体规模小；中部，矿体层数多、规模大；上部，矿体层数少，规模变化较大。

二、鞍山式铁矿成矿模式

我国前寒武纪BIF铁矿的成因与国外类似，所不同的是，我国的BIF铁矿在后期变质变形改造和混合岩化、岩浆活动过程中，发生了改造富集或破坏。

结合前人（裴荣富等，1995）研究，笔者总结出我国鞍山式（阿尔果马型）BIF铁矿的成矿模式如下（图3－2）。

图3－2 鞍山式铁矿成矿模式

1）中－新太古代，古陆壳很薄，容易拉张形成海盆，富含铁质的幔源基性－超基性岩浆大量喷发到海底，形成以基性－超基性岩为主体的新生洋壳。这时由于大气缺氧，因此海洋仅上部水体含氧，其下巨大体积的水体缺氧。在海底同生断裂地震泵的作用下，海水发生对流循环，从新生洋壳中萃取了大量铁质，溶解于水体中（图3－2（a））。

2）溶解了巨量Fe^2＋的海水在上升洋流等的作用下，运移到潮线以下静水环境的氧化－还原界面附近，由于Fe^2＋被氧化为Fe^3＋，铁质大量沉淀成矿。由于上升洋流的活动是周期性的，因此形成了条带状构造（图3－2（b））。

3）随后发生了大面积区域变质变形作用，BIF变为绿片岩相－角闪岩相－麻粒岩相变质岩，并发生了多期褶皱变形。在变质变形过程中，BIF中物质组分发生分异，铁质形成具有磁性的磁铁矿，硅质重结晶为石英，矿物颗粒发生重结晶而变粗，形成可以工业利用的沉积变质型铁矿（图3－2（c））。

4）在区域变质作用发展到一定阶段，发生了强烈混合岩化和花岗质岩侵位。由于褶皱的背斜一般为构造薄弱部位，因此二长花岗片麻岩多沿背斜轴部呈岩基状大面积侵位，使变质变形的BIF多呈以向斜（向形）为主的“浮岛”状分布于花岗质岩中（图3－2（d））。该期区域变质变形和岩浆活动既可以使沉积变质型铁矿中的铁质进一步重组富集，形成磁铁矿富矿，也可以破坏原已形成的铁矿床。

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