胶东祥山铁矿的成因探讨:来自铁矿石和宿主岩的岩石学、矿物化学和年代学证据

摘要：

祥山富磷灰石铁矿出露在烟台莱山地区,位于胶-辽-吉造山带中的胶东半岛,也是我国重要的胶东金矿成矿区.矿体赋存在胶北地体的前寒武系荆山群中,原岩为侵入到表壳岩中的层状镁铁-超镁铁质岩体.铁矿石呈块状和致密浸染状,以透镜体和脉体形式产出在岩体中,且与岩体走向一致.矿体和宿主岩均经历了角闪岩相变质作用.宿主岩地球化学研究显示其形成于与岛弧相关的陆内造山环境.宿主岩和铁矿石的锆石U-Pb年龄分别为1889Ma和1832～1841Ma的变质年龄,分别代表了胶-辽-吉造山带碰撞、折返的年龄,也代表了铁矿石最早形成年龄的上限.铁矿石中磷灰石有两期,早期磷灰石(Ap-Ⅰ)与宿主岩的磷灰石都具有轻稀土富集的岩浆成因特征,而晚期磷灰石(Ap-Ⅱ)呈现中稀土凸起的变质成因特征.宿主辉石角闪岩、铁矿石早期磷灰石和晚期磷灰石的U-Pb年龄分别为131±17Ma、368±36Ma和285±22Mao对应于磷灰石,铁矿石中的磁铁矿也有两期,V、Ti、Cr、Fe、Ni等亲铁元素同样表现出早期磁铁矿(Mag-A)与宿主岩的磁铁矿都具有岩浆成因特征,而晚期磁铁矿(Mag-B)呈变质成因.但铁矿石中的早期磁铁矿(Mag-A)与宿主岩的磁铁矿均受到了晚期热液作用的影响而发生了再平衡过程,可能是在早期磷灰石形成时(～368Ma)的重结晶过程中发生了微量元素的再平衡作用.磷灰石的-285Ma年龄代表了铁矿石的最后一期成矿时间,而宿主岩中磷灰石记录的～131Ma的年龄与胶东金成矿期年龄一致,是与研究区铁成矿无关的一次热液交代事件.鉴于铁矿石中磷灰石与磁铁矿的结构关系,本文认为祥山磁铁矿的成矿作用形成于中元古代胶辽吉造山带的折返过程,后期叠加了晚泥盆和早二叠世的热液富集成矿.磁铁矿的主微量元素研究表明,祥山铁矿的成因是岩浆-热液混合成因,具有Kiruna型铁矿特征.

关键词：祥山铁矿、锆石U-Pb定年、磷灰石U-Pb定年、磁铁矿微量元素、铁矿成因

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分类号：P588.124;P588.125;P618.31(岩石学)

资助基金：国家自然科学基金U1906207

在线出版日期：2022-11-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共22页

页码：3209-3230