摘要
新疆西天山式可布台铁矿位于阿吾拉勒铁矿带最西端，是石炭纪时期该成矿带内典型的沉积型赤铁矿床，与矿带内备战、敦德、智博和松湖等与岩浆作用密切相关的磁铁矿床具有显著的差别。针对式可布台铁矿，前人在矿床地质和地球化学特征方面进行了较多的研究，但对该矿床的成因仍存在喷流沉积和化学沉积（类似条带状铁建造）两种认识。另外，对于矿床形成时期的沉积环境也存在缺氧和氧化两种不同的观点。针对上述问题，本文选取式可布台铁矿中不同类型矿石开展详细的岩相学和矿物学观察，结合矿石元素和同位素地球化学等特征，对式可布台铁矿矿物成因、成矿物质来源、矿床形成环境及矿床成因进行系统研讨。 式可布台铁矿赋存于上石炭统依什基里克组(C2y)地层中，各矿段矿体形态多呈层状、似层状和透镜状，在围岩绢云母千枚岩（变泥岩）中顺层产出。赤铁矿矿石主要为致密块状、条带状构造，其组成矿物为赤铁矿、铁碧玉（石英）、黄铁矿、重晶石及少量菱铁矿。其中，赤铁矿可划分为板柱状、鳞片状（叶片状）、粒状和微粒状结构四种形态，其中微粒状结构赤铁矿为原生矿物，推测可能由Fe (Ⅲ)氢氧化物在成岩早期脱水形成。菱铁矿多与有机质共存，常见细粒石英和赤铁矿包裹体，指示其可能是由Fe (Ⅲ)氢氧化物在成岩阶段受有机质的还原作用(DIR)形成。黄铁矿主要为粗粒结构，Co/Ni比值与海底热液成因黄铁矿相似（平均为3.4），表明黄铁矿属于海底热液成因型黄铁矿。重晶石多为他形-半自形结构，粒径较细，表明重晶石可能也为海底热液沉淀物。根据矿体特征、矿石组构、矿物形态、矿物颗粒间相互关系以及矿物成因，将成矿过程划分为两期:沉积期和成岩期。在沉积期以原始沉积物为主，包括Fe (Ⅲ)氢氧化物、无定形二氧化硅、无定形Si-Fe (Ⅲ)氢氧化物凝胶等松散沉积物以及重晶石和黄铁矿等结晶矿物。在成岩期，早期沉积物脱水形成赤铁矿、石英和铁碧玉，部分Fe (Ⅲ)氢氧化物受有机质的还原作用形成菱铁矿。 式可布台铁矿床矿石具有较高的Fe/Ti值和较低的Al/ (Al+Fe+Mn)值，显示出强烈的海底热液特征。同时，矿石样品稀土特征经页岩标准化后，具有显著的正Eu异常，较弱La正异常，较高的(Sm/Yb) SN比值，与海底热液相近的Y/Ho值(27.4)，且LREE相对于HREE明显较富集，这些特征均与海底高温热液特征相似，表明式可布台铁矿极为可能是由海底高温热液直接氧化形成。 矿体围岩（变泥岩）铁组分分析显示FeHR/FeT大多低于0.38，表明矿床形成时期的古海水应整体氧化。矿石样品绝大部分缺乏Ce的负异常，指示矿床形成于缺氧的海底热液环境中，少量矿石样品呈Ce的负异常，表明缺氧含矿海底热液沉淀过程中有氧化海水参与了成矿过程。矿石的δ56Fe值分布范围较大，从负值-0.61‰至正值+0.65‰均有分布，部分样品显示δ56Fe＞0，说明海底热液中的Fe2+离子发生了部分氧化，成矿过程是在低氧逸度的条件进行的，表明矿床沉淀于缺氧含铁的海底热液环境，少量氧化海水参与成矿使Fe2+离子部分氧化。 根据式可布台铁矿床地质特征、原生矿物组成、矿物成因以及成矿物质来源的探讨，初步认为该矿床为海底喷流沉积型铁矿。在整体氧化的海水环境下，强烈的海底热液活动导致富铁热液的喷溢和沉淀，少量的金属元素在喷口近端形成薄层状黄铁矿;大量金属元素则以热液羽流的形式迁移至喷口远端的位置，经历沉积和成岩作用，形成式可布台沉积型赤铁矿床。
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