热水喷流沉积铁矿床铁同位素地球化学研究：以新疆莫托萨拉铁矿床为例

Recently, more and more attention has been paid to the hydrothermal sedimentary iron deposit, an important type of iron deposit. The development of iron isotope geochemistry provides new insights for studying this type of iron deposit. The iron isotope investigation of Motuosala iron deposit in Xinjiang province will be carried out in this project. Based on systematic sampling along geological across sections in the deposit and iron isotope measurements, spatial distribution characteristics of iron isotopes will be got; Integrated with other geological and geochemical parameters such as ore type, oxygen isotope, Ce anomaly, etc., the mechanism of the iron isotope fractionation during the ore-forming process will be understood. This is a critical preliminary step to obtain the iron isotope compositions and the isotope behavior for hydrothermal sedimentary iron deposit. The results of this study will also provide new insights into the genesis of the banded iron formation and the Shilu ore deposit in Hainan province.

热水喷流沉积铁矿床是一类重要的铁矿类型，受到越来越多的重视。铁同位素示踪技术的发展为这类铁矿床的研究提供了新的思路和手段。本项目拟开展新疆莫托萨拉铁矿床系统的铁同位素地球化学研究。通过对莫托萨拉矿床地质剖面上的系统采样并进行铁同位素分析测试，查明铁同位素组成在矿体的垂向和横向空间上的分布规律；结合地质地球化学指标（如岩性、Ce异常、氧同位素等），分析铁同位素变化的控制因素及铁同位素的分馏机制。从而初步查明以莫托萨拉矿床为代表的热水喷流沉积铁矿的铁同位素地球化学特征，构筑热水喷流成矿过程的铁同位素演化模型。本项目的研究也可以为其他相关矿床，如前寒武条带状铁建造和石禄铁矿的成因机制研究提供指导和参考。

热水喷流沉积铁矿床是一类重要的铁矿类型，然而这一类型矿床的铁同位素地球化学研究几乎还是空白。本项目以新疆莫托萨拉铁矿为重点研究对象，结合式可布台铁矿、塞浦路斯Fe-Mn赭石、西藏地区碧玉岩等的铁同位素研究，初步查明了显生宙热水喷流沉积型铁矿铁同位素地球化学特征：铁矿石的δ56Fe集中在-0.3~0.2‰；铁含量较低的碧玉或硅质岩的铁同位素变化范围相对较大，并且相对富集铁的重同位素，δ56Fe大多分布在-0.5~1.0‰。这一铁同位素组成特征表明：显生宙时期的喷流成矿过程中，热液铁基本被完全氧化沉淀，或者沉淀比例较高；部分含铁硅质岩在形成过程中则发生了铁的部分沉淀。在此基础上，项目进一步总结了岩浆作用、表生作用、生物作用等地质过程中铁的同位素地球化学行为、分馏理论，完善了不同类型铁矿的铁同位素组成特征及利用铁同位素地球化学示踪铁矿成矿作用和物质来源的理论模型。本项目的研究还为海南石碌铁矿的成因提供了启示。