海南石碌铁矿成矿机理研究

Shilu iron deposit is a famous hematite-type rich iron deposit in Hainan province, China. Much attention has been focus on Shilu iron deposit because of its high grade and reserves.Although the deposit has been explorated more than 50 years, the genesis of Shilu deposit is still in hot controversy and the studies on metallogenic epoch is still in weakness. To solve these problems,two aspects of work will be carried out in this project basing on systematically geological and geochemistrical studies: 1）to study on metallogenic age of Shilu deposit by using multiple isotopic dating techniques;and 2)tracing the source of metallogenic metal and its evolution using Fe isotopes.Through the above studies, a geochronological framework of metallogeny will be constructed, the genesis of Shilu deposit will be discussed, and the metallogenic model will be improved.

海南石碌铁矿是我国著名的赤铁矿型富铁矿，以其品位高、储量大备受国内学者的关注。该矿床的勘察开发已有50多年的历史，但对矿床成因的认识仍不统一。并且，成矿时代的研究也非常薄弱。针对上述问题，该项目在系统的地质地球化学研究基础上，着重开展两方面的工作：一是运用多种同位素定年技术和方法，进行石碌铁矿的成矿时代研究；二是以铁同位素为主要手段，示踪成矿物质的来源和演化。通过上述研究，构筑成矿作用的年代学格架，探讨矿床的形成机制，完善矿床的成矿模型。

海南石碌铁矿是我国著名的赤铁矿型富铁矿，但矿床成因仍然存在争议。本项目重点开展了地质地球化学研究，铁同位素地球化学研究，及综合对比研究工作。发现：（1）在微观尺度上，碧玉在铁矿石中普遍发育，和铁矿具有密切的共生关系。（2）石碌铁矿主体上有3层铁矿，不同层位铁矿的矿物、主量元素组成类似，PAAS标准化稀土配分均显示轻稀土略微亏损、重稀土略微富集的左倾模式。但底层铁矿具有明显的Eu正异常，无明显Y异常；第二、三层铁矿无明显Eu异常、但显示Y正异常。表明稀土来源为热液及海水的混合，但底层铁矿来源于高温热液，而第二、三层铁矿来源于低温热液。（3）石碌铁矿铁同位素总的变化范围δ56Fe-IRMM为-0.3~1.6‰，变化范围大且相对地球平均值明显富集铁的重同位素。不同层位的铁矿铁同位素发生有规律变化。底层铁矿δ56Fe-IRMM集中在1.1~1.6‰；第二、三层铁矿的δ56Fe-IRMM为-0.3~0.5‰。（4）完善并总结不同类型铁矿的铁同位素组成特征，开展石碌铁矿与新余铁矿等相关类型铁矿的对比研究，表明石碌铁矿的铁同位素组成特征与前寒武沉积型铁矿相似，而与岩浆型铁矿及矽卡岩、热液型铁矿明显不同。.上述一系列证据有力地证明石碌矿床的原始铁矿为化学沉积成因，属于条带状铁建造。石碌铁矿沉积过程中热液活动、水体环境等条件发生变化。.项目还构筑并完善了铁同位素示踪体系；进一步深化了表生过程的铁同位素地球化学行为及分馏机制，发现铁的沉淀过程中，除了氧化还原状态（Eh）外，pH也是控制铁同位素分馏的一个重要因素。.本次研究还表明，石碌铁矿作为早新元古代条带状铁建造，与加拿大西北部的条带状铁建造可以对比，可能具有全球性意义。铁同位素示踪技术在铁矿勘查方面可能具有较大的潜在应用价值。