Formation mechanisms of the Caotan carbonatite-type iron deposit in Lesser Qinling

Abstract

草滩碳酸岩体出露于小秦岭北端,与黄龙铺碳酸岩体直线距离约18km,但二者矿化特征显著不同,前者以铁矿化为主,后者则以钼-稀土多金属矿化为特征。已有的研究认为,草滩碳酸岩是富集地幔部分熔融的产物,它不但含方解石碳酸岩,还含有早期结晶的白云石碳酸岩,但有关铁矿化机制的研究则鲜有报道。本文对草滩碳酸岩和铁矿石进行了元素地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成研究,并对两类样品中磁铁矿和磷灰石进行了原位微量元素组成分析,旨在约束碳酸岩型铁矿床的形成机制。通过岩相学和地球化学的综合研究,本文在草滩碳酸岩体中厘定出了磁铁橄磷岩,它也是母岩浆早期结晶的产物,这表明该碳酸岩体实际上是一个由方解石碳酸岩、白云石碳酸岩、磁铁橄磷岩和铁矿体组成的碳酸岩杂岩体。铁矿石的Sr-Nd-Pb同位素组成与磁铁橄磷岩相近,暗示铁矿化是富铁碳酸质岩浆自身演化的产物。草滩磁铁橄磷岩与铁矿石中磁铁矿和磷灰石的微量元素地球化学特征显示,铁矿化发生在岩浆阶段;但与磁橄磷岩相比,铁矿石的母岩浆演化程度更高,不但明显富集挥发分,且体系氧逸度也明显增加。