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位于华南江西省中南部(简称赣中南)地区的新余式铁矿,在构造上位于罗霄褶皱带北部的武功山隆起的东段。本文在野外地质考察和详细矿床地质解剖基础上,通过岩相学和矿相学观察、矿物学和矿物地球化学分析、元素地球化学和Sm-Nd与Fe同位素地球化学分析以及锆石U-Pb定年等方面的工作,着重研究了新余式铁矿的成矿构造背景、成岩成矿时代、成矿物质来源等方面,并探讨了成岩成矿后构造演化历史。取得的成果主要如下: 1、岩(矿)相学观察和矿物地球化学研究表明新余式铁矿区的矿石矿物主要为磁铁矿和赤铁矿,次要为褐铁矿;脉石矿物主要为石英、绿泥石,次要为角闪石、石榴子石、黑云母、白云母、绢云母、方解石等。根据矿物组合和共生序列,这些矿物至少经历了区域变质成矿期、热液改造成矿期和表生氧化成矿期等三个形成阶段,其中区域变质成矿期是最主要的成矿期。角闪石、石榴子石、云母类等主要变质矿物的矿物地球化学分析表明:本矿区的变质等级为绿片岩相-低角闪岩相,变质高峰的压力为5.0-2.44 kbar、温度为576-250℃。 2、新余式铁矿赋矿围岩的元素地球化学、Sm-Nd和Fe同位素地球化学分析结果表明,与上地壳和后太古宙澳大利亚页岩相比,围岩富集TFeO、MnO、MgO、Y等氧化物和元素、弱亏损U和Cr元素、具有PAAS标准化的轻稀土亏损和重稀土略富集的左倾平坦型模式,并带有弱的正Eu异常至显著的负Eu异常(1.08~0.4),负的Al2O3与TiO2相关性(-0.3),具有低的εNd(t=648Ma)值(-6.14--4.7)、低的57Fe值(0.334~-0.304‰)、稍高的Y/Ho值(29.3~24.7);结合围岩的结构构造、矿物成因和碎屑锆石等特征,认为新余式铁矿赋矿围岩的原岩主要为泥质岩,夹部分火山物质,并含有少量砂岩或杂砂岩。而矿石的元素地球化学、Sm-Nd和Fe同位素地球化学分析结果则表明,与上地壳和后太古宙澳大利亚页岩相比,矿石富集Fe2O3、MnO等氧化物和Co元素、亏损Al2O3、MgO、Na2O、K2O、SiO2、TiO2、 Rb、Ta、Zr、Hf、 Th、U等氧化物和元素,具有PAAS标准化的轻稀土亏损和重稀土略富集的左倾平坦型模式,并带有波动的Eu异常(1.39~0.61),低的Al2O3与TiO2相关性(0.05),具有较高的εNd(t=648Ma)值(-2.31)、高的57Fe值(2.606~0.487‰)、稍高的Y/Ho值(30.2~20.6);上述共同表明成矿物质来源于含有低温含矿热液的中层海水,但有约30-10%的碎屑成分加入。 3、锆石CL图像和稀土特征表明,新余铁矿区杨家桥群赋矿围岩和矿石中碎屑锆石可分为岩浆成因和变质成因两组。其中,LA-ICP-MS法U-Pb定年显示,岩浆起源的碎屑锆石年龄谱包含有三个年龄群:2640~2261Ma、2106~1229Ma和897~642Ma,而其中所获得的最小锆石U-Pb年龄(LA-ICP-Ms法)的高峰为ca.648 Ma。结合华南地质构造演化特征,上述三组年龄群分别与古元古代早期-太古代晚期的全球地壳增生事件、古元古代-中元古代时期Columbia超大陆的全球造山-裂解事件、Rodinia超大陆的裂解事件相对应。结合以往定年成果,初步认为新余铁矿杨家桥群赋矿围岩的沉积时限为<ca.648Ma(晚南华世)。 4、结合区域地质和矿区变形变质特征,认为新余式铁矿形成后经历了加里东期、印支期等多期构造-热事件。矿区周边山庄和良山花岗岩体的地球化学和锆石U-Pb年龄表明,其结晶年龄为ca.431-419Ma,因而推测新余式铁矿的第一次变形变质事件可能与华南加里东期强烈造山事件有关;而来自新余矿区松山矿段矿石和近矿周岩中的锆石因具有塑性流动结构、低的Th/U比值(0.01-0.15)、不显著的正Ce和负Eu异常的稀土特征,反映具有变质成因特征,因而所获得的ca.214-211Ma的锆石U-Pb年龄可能代表新余式铁矿在晚三叠世经历了一次印支期构造-热事件,与华南印支期构造-热事件相一致。 5、通过与全球前寒武纪典型BIF型铁矿的对比,并结合华南元古代构造演化特征,认为新余式铁矿发生在为新元古代冰川所覆盖的海水内的氧化还原界面底部,具有低温-弱氧化特征,因而新余式铁矿可解释为与冰川作用有关的Rapitan型BIF,并沉积于以被动大陆边缘为主的构造环境。最后,在区域、矿床和矿物的变质变形的演化基础上,建立了新余式铁矿的三阶段成矿模式。