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铁(氢)氧化物矿物对环境物质的地球化学行为有着重要的制约作用。相比于其他铁氧化物,磁铁矿具有一些独特的结构特征与表面性质,而赋予其良好的氧化还原活性。天然磁铁矿结构中广泛存在类质同象置换,探讨类质同象置换对磁铁矿表面反应的制约机制,有助于深刻理解磁铁矿族矿物在环境自净化过程中的作用机制。本文介绍了典型置换离子在磁铁矿结构中的赋存状态,及其对磁铁矿物化性质影响,重点阐述类质同象置换对磁铁矿表面反应性(如吸附、氧化、还原等性能)的制约机制,最后针对已有的相关研究现状以及面临的挑战,为未来的研究方向提出了一些设想和建议。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>铁(氢)氧化物在土壤、沉积物和水相颗粒物中分布广泛,表面氧化还原活性高,以及电子输运能力强,对环境污染物(重金属和有机污染物)的地球化学过程起着重要的控制作用。相比于常见的针铁矿和赤铁矿等含铁矿物,磁铁矿在吸附-转化污染物方面具有一些独特的结构优势:1)磁铁矿表面的Fe2+具有强还原性,能通过矿物表面或内部结构向有机物、重金属传递电子,使污染物还原;2)磁铁矿具有反尖晶石结构,八面体位同时被Fe2+和Fe3+占据,电子在这两种氧化态之间迅速转移,赋予磁铁矿良好 相似文献
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磁铁矿单矿物研究现状、存在问题和研究方向 总被引：3，自引：0，他引：3
《矿物岩石地球化学通报》2015,(4)
磁铁矿在自然界分布广泛,是重要的成岩矿物和矿石矿物。磁铁矿的物理化学特征一直是研究的热点,尤其是近年来随着单矿物激光ICP-MS测试技术的成熟,利用磁铁矿的微量元素特征进行矿床成因机制研究已成为矿床学研究的前沿,已取得一系列成果。本文对这些成果进行了综述和介绍,同时也指出在开展这一研究中面临的主要问题,如分析方法不一致,缺乏重要的铁矿床类型实例,物理结构研究薄弱和勘查应用研究亟待加强等,并认为这些问题的解决应是今后开展磁铁矿研究的重要方向。 相似文献
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铜绿山矽卡岩型铜铁多金属矿床是长江中下游鄂东南矿集区的一个典型矿床,矿体产于铜绿山岩体与三叠系碳酸盐岩地层的接触带.磁铁矿是铜绿山铜铁矿床中广泛发育的矿石矿物,选取内矽卡岩和外矽卡岩中的热液磁铁矿以及岩体中副矿物磁铁矿为研究对象,对其开展系统的显微结构观察和电子探针分析.热液磁铁矿中普遍发育有钛尖晶石出溶结构和富硅环带结构,且没有明显的后期热液交代改造现象.钛尖晶石出溶结构指示铜绿山矿床的早期热液磁铁矿具有较高的Ti含量,磁铁矿结晶后经历了降温和氧逸度降低过程导致钛尖晶石出溶.热液磁铁矿中还普遍含有较高含量的Si、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Ni等元素,Si4+、Al3+、Mg2+、Mn2+等以类质同象方式进入磁铁矿晶格;但在不同产状的磁铁矿中,替代强度和机制略有不同,说明流体成分、温度、压力等物理化学条件影响元素替代强度和方式.外矽卡岩中磁铁矿的Al2O3/MgO比值小于4,内矽卡岩中磁铁矿的Al2O3/MgO比值为5~8,而副矿物磁铁矿的Al2O3/MgO比值约为13.岩体副矿物磁铁矿具有最高的V2O3含量（平均值为0.31%）,与岩体接触的内矽卡岩中的磁铁矿次之（平均值为0.14%）,外矽卡岩中磁铁矿的V2O3含量最低（平均值为0.01%~0.03%）.Al2O3/MgO比值和V2O3含量说明磁铁矿生长环境（熔体/热液）、围岩的成分及水-岩反应等对磁铁矿的化学组成均有影响.铜绿山矿床从岩体到内矽卡岩、再到外矽卡岩,磁铁矿的形成温度逐步下降,其成分的变化指示了磁铁矿可以作为矽卡岩矿床成矿过程的重要指示矿物. 相似文献
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还原成岩作用对磁性矿物的影响及古气候意义:以长江口水下三角洲岩芯YD0901沉积物为例 总被引：2，自引：0，他引：2
本文对长江口水下三角洲岩YD0901(31°11′N,122°30′E)中0～34.22m的沉积物进行高分辨率岩石磁学研究,结果表明:阶段Ⅰ (0 ～ 8m)中磁性矿物含量高,含有磁铁矿、赤铁矿及少量的硫化物;阶段Ⅱ(8.0～34.2m)中磁性矿物含量低,磁性矿物包括粗颗粒磁铁矿、赤铁矿和铁的硫化物.磁参数结果指示了沉积物垂向上氧化还原环境的改变,由还原环境(阶段Ⅱ)转为氧化环境(阶段Ⅰ).受成岩作用影响,阶段Ⅱ中的细颗粒的磁铁矿颗粒被溶解而生成铁的硫化物,但是粗颗粒磁铁矿和赤铁矿受成岩作用影响较小,可以提取原生的古气候信息.根据磁性矿物含量和矫顽力的变化在1300年至7000年之间识别出4个气候突然变冷事件,沉积物磁性矿物矫顽力反映的气候变化周期为800年和220年. 相似文献
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铁还原细菌是微生物诱导矿化的典范之一,它可以利用有机质或氢气作为电子供体还原三价铁,并在细胞外矿化形成多种含铁矿物,比如磁铁矿、菱铁矿、蓝铁矿和绿锈等矿物,从而广泛参与自然界中铁元素的生物地球化学循环过程。本文主要介绍铁还原细菌矿化产物的矿物特征、形成条件和影响因素。此外,通过实验室内建立严格厌氧的环境体系,以与微量元素共沉淀的水合氧化铁为底物,本研究分别利用Feap2+和铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4合成非生物成因和生物成因的磁铁矿,结果发现微量元素的存在会改变磁铁矿的形貌和粒径。结合前人提出的微生物可能参与铁建造沉积的过程,本文评估了微量元素作为识别矿物成因指标的有效性,探讨铁还原细菌矿化产物对铁建造沉积的潜在贡献。 相似文献
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依据承德地区大庙式钒钛磁铁矿床特征,通过人工重砂分离及单矿物化学分析并结合电子探针、岩矿鉴定结果查明了承德钒钛磁铁矿石中的含钒矿物主要是钛磁铁矿和磁铁矿,次要矿物是钛铁矿和硅酸盐;含钛矿物主要是钛铁矿、钛磁铁矿,次要矿物是金红石、榍石。根据承德钒钛磁铁矿石钒和铁呈正比的关系,选取代表性试样进行了钒钛物相分析项目的确定及溶剂选择的实验,最终确定了钒和钛物相分析测定流程。钒物相分析测定项目为磁铁矿和钛磁铁矿中的钒、钛铁矿中的钒、硅酸盐中的钒及总钒四项;钛物相分析测定项目为钛铁矿中的钛、磁铁矿和钛磁铁矿中的钛、金红石中的钛、硅酸盐中的钛及总钛五项。通过本方法测定的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例与人工重砂分析定量计算的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例是相互吻合的。对110件钒钛磁铁矿石样品进行了4种含钛矿物及3种含钒矿物物相分析,结果与实际地质成矿组分符合。本方法实现了钒钛磁铁矿中钒矿物和钛矿物的定量分离,确定了钒和钛物相联测分析流程,可以同时测定钒和钛矿物的含量。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>近几年,砷污染已经引起人们的广泛关注,环境中砷的形态直接影响砷的地球化学循环及其生态效应。在地下热泉等含硫水环境中硫代亚砷酸盐是非常重要的一种砷形态,硫代砷在环境中的迁移转化过程、在水—矿物界面的吸附反应过程及其相关机理一直缺乏研究。笔者选取水环境中常见的两种铁矿物:磁铁矿和硫化亚铁作为吸附剂,对于p H中性条件下一定硫代程度的硫代亚砷酸盐进行了吸附动力学研究。研究表明,两种矿物对硫代亚砷酸盐的吸附量都低于亚砷酸钠。p H值对吸附过程具有重要影响,在 相似文献
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本文系统总结了珊瑚礁的岩石磁学、环境磁学和磁性地层学研究,尤其是磁性矿物类型、来源以及磁学性质对气候的响应等方面的成果,归纳出珊瑚礁磁性矿物的主要类型为:磁铁矿、磁铁矿或磁赤铁矿的混合物、碎屑钛磁铁矿颗粒等,且磁性矿物的粒径从单畴到多畴都有分布.关于磁性矿物的来源,目前存在以下3种观点:磁性矿物主要来自海水中含有的陆源物质;微生物成因;火山碎屑矿物成因.在气候响应记录方面,珊瑚礁的环境磁学参数与其他方法相结合,可以很好地指示气候的冷暖状态、大陆输入通量、火山或地震活动,以及海啸灾难等重大突发构造活动或气候事件.综上,珊瑚礁中的磁性矿物类型和来源多样,因此需要采用磁学与非磁学方法进行多学科交叉研究,才能更深入探讨其磁性特征对气候事件的响应与记录. 相似文献
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磁铁矿的标型特征及其实际意义 总被引：16，自引：0，他引：16
磁铁矿系铁矿石中的重要矿石矿物之一.自然界的磁铁矿可以广泛地在各种地质条件下形成,不同成因之磁铁矿的标型特征也不一样.因此,掌握磁铁矿的标型特征对找矿勘探和矿石工艺特性的评价具有重要意义.对我国有些铁矿床成因的不同认识(如沉积变质与岩浆变质成因的争论,沉积-热液、低温热液与沉积变质成因的争论,以至火山成因与接触交代成因的争论等),通过磁铁矿标型特征的深入研究,可能有助于解决并可指示找矿方向.近年来,铁矿采矿事业和矿石研究手段(如电子探针、人工合成、高温高压实验等)的发展,也促进了磁铁矿标型特征研究,取得了不少新成果和新资料.今摘要综述如下以供参考. 相似文献
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鄂东程潮铁矿床磁铁矿的微量元素组成及其矿床成因意义 总被引：3，自引：2，他引：1
程潮铁矿床是长江中下游成矿带最大的矽卡岩型铁矿床,位于鄂东南矿集区北缘,矿体主要产于鄂城杂岩体与下三叠统大冶组碳酸盐岩的接触带。本文报道程潮铁矿床不同产状磁铁矿的LA-ICPMS(激光剥蚀等离子体质谱)微量元素分析结果,以讨论磁铁矿的微量元素组成和变化规律及其与成矿环境的关系,为深入认识程潮铁矿床的矿床成因及成矿演化提供重要制约。研究结果显示,程潮铁矿床与成矿有关岩体(花岗岩)中的岩浆磁铁矿(副矿物)与内矽卡岩和外矽卡岩中的热液磁铁矿在显微结构和微量元素组成上具有显著差异。花岗岩中的磁铁矿不发育环带,也没有遭受后期热液的交代。内矽卡岩以发育具有振荡环带的富Si磁铁矿为特征,而外矽卡岩中的磁铁矿则以无明显环带的富Mg磁铁矿为主。内矽卡岩和外矽卡岩中的原生磁铁矿都遭受了广泛的热液交代作用而形成次生磁铁矿,即具有明显的磁铁矿溶解-再沉淀作用。与矽卡岩矿石中的热液磁铁矿相比,岩体中的副矿物磁铁矿具有高得多的V、Ti、Ni、Cr、Co及Ga等亲铁元素(相容元素)和较低的Si、Al、Mg、Sr及Ba等亲石元素(不相容元素)。这种岩浆副矿物磁铁矿和矿石矿物磁铁矿微量元素组成的系统差异表明,程潮铁矿床属于典型的矽卡岩型矿床,而非矿浆型铁矿。另一方面,内矽卡岩和外矽卡岩矿石中的原生磁铁矿也具有明显不同的微量元素组成:前者具有较高的V、Ti、Ni、Cr、Ga、Sr和Ba等,而后者具有较高的Sn、Zn、U和Sn/Ga、Zn/V及Co/Ni比值,表明外矽卡岩中的磁铁矿受地层围岩成分的影响较大,而内矽卡岩中的磁铁矿则更多地受岩浆流体组分的控制。对原生磁铁矿和次生磁铁矿微量元素的系统分析结果表明,在磁铁矿的溶解-再沉淀过程中,内矽卡岩中的次生磁铁矿相对原生磁铁矿具有显著不同的微量元素组成,前者的Si、Al、Mg、Ti、Sr及Ga等元素含量大大降低,而Zn、V、Mn、Pb、Th及U等元素含量则升高,Co、Ni、Sn及Ba等元素基本不变。外矽卡岩中的原生磁铁矿被交代形成次生磁铁矿时,Mg、Mn、Al、Zn及Co等元素发生丢失,Pb、U、Nb及Sr等元素发生富集,而Sn和Ga的含量基本不变。根据不同产状、不同结构和不同成因磁铁矿的微量元素分析可以得出以下认识:(1)程潮铁矿床属于典型的热液成因,矿区不存在矿浆型铁矿;(2)磁铁矿的溶解-再沉淀作用使大部分微量元素发生明显亏损,少部分元素发生富集,表明流体交代对磁铁矿的微量元素组成具有显著影响;(3)对磁铁矿微量元素组成的研究可为磁铁矿及矽卡岩型铁矿床的矿床成因和成矿演化提供重要信息;对磁铁矿的原位微量元素分析必须建立在详细的显微结构研究基础上,对发生过溶解-再沉淀作用的磁铁矿,需要分别对原生和次生磁铁矿区域进行高精度、高分辨率的微量元素分析,只有这样才能对磁铁矿及含磁铁矿矿床的成因进行正确的分析和认识。 相似文献
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磁铁矿是岩石、土壤和沉积物中少量而又普遍存在的副矿物,是环境磁记录的主要载体.磁铁矿在表生地质过程中受到机械、生物和化学风化作用使其结构、粒径、氧化程度、磁学性质发生一系列变化,这些变化对环境磁学以及表生地质过程的研究具有重要意义.从矿物学角度研究了磁铁矿粒径、相转变、氧化程度和磁化率随着研磨时间的变化规律.结果表明,平均粒径为4 μm的磁铁矿在研磨1 h后粒径变化趋于稳定,但随着研磨时间的增加,磁化率逐步降低而氧化率逐渐增加.通过对研磨后样品进行XRD分析表明,随着研磨时间的增加,磁铁矿衍射峰强度明显减弱,衍射峰宽化,赤铁矿的衍射峰强度逐渐增强.由此可见,原生磁铁矿(对沉积物而言属于碎屑磁铁矿)低温氧化产物是赤铁矿而不是磁赤铁矿.在表生地质演化过程中颗粒的机械碰撞不仅使磁铁矿颗粒变细,而且可能影响到磁铁矿常温氧化、磁学性质和晶体结构. 相似文献
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磁铁矿和赤铁矿是自然界铁氧化物的两种主要存在形式,也是弓长岭铁矿区的主要矿石矿物,二者之间的转化曾经 被认为是氧化还原反应的结果。文中根据近几年提出的非氧化还原反应成矿理论,对弓长岭铁矿区内磁铁矿/赤铁矿之间的 转化关系进行新的解释。通过对弓长岭矿区矿石样品进行偏光显微镜和扫描电镜背散射等实验研究,发现了赤铁矿交代磁 铁矿、针铁矿交代赤铁矿、黄铁矿与磁铁矿、赤铁矿共生等现象。结合前人研究成果,从矿物组合、矿石结构以及矿物转 化前后体积变化等方面,论证了部分后生的赤铁矿是在缺氧的环境下由磁铁矿经非氧化反应转变而成,为该区后生赤铁矿 的形成现象提供了一种新的解释。 相似文献
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新疆西天山智博铁矿床蚀变矿物学、矿物化学特征及矿床成因探讨 总被引：9，自引：4，他引：5
智博铁矿床是西天山东部阿吾拉勒铁成矿带新发现的大型磁铁矿矿床之一。赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组火山岩及火山碎屑岩。围岩蚀变广泛发育,识别出3个阶段:第一阶段以辉石+钠长石+磁铁矿为主;第二阶段以角闪石+钾长石+绿帘石+磁铁矿+黄铁矿为主;第三阶段以绿帘石+绿泥石+方解石+石英+黄铁矿+赤铁矿±黄铜矿为主。电子探针分析表明,智博铁矿与其他岩浆-热液成因铁矿床具有类似的蚀变矿物化学成分。辉石以透辉石为主(Di=62.97%~83.56%),含少量钙铁辉石(Hd=16.44%~36.45%);火山岩中斜长石(Ab47.57-57.82An41.5-51.87Or0.56-0.68)蚀变形成钠长石(Ab77.89-99.33An0.46-2.48Or0.21-20.3);与热液作用有关的钾长石叠加改造早期蚀变矿物;角闪石主要为阳起石;晚期发育富铁绿帘石〔Fe/(Fe+Al)=0.2~0.36〕以及绿泥石蚀变矿物。与火山岩中的磁铁矿〔w(TiO2)3.08%〕相比,矿体中磁铁矿具有低w(TiO2)(0.23%)的特点,部分早期浸染状磁铁矿与火山岩中的磁铁矿w(V2O5)相当,暗示该矿化阶段的铁质部分来源于围岩。矿物学及矿物化学表明,热液交代作用对成矿具有重要的贡献。同时,智博铁矿具有一些暗示铁矿浆成因的结构特征,如块状磁铁矿与围岩呈截然接触,磁铁矿胶结围岩角砾,磁铁矿条带呈流动状分布以及板条状磁铁矿等。结合铁矿带区域地质特征,认为智博铁矿可能主要由富铁岩浆流体形成,在形成大量块状富铁矿体的同时,伴随有广泛的围岩蚀变。矿区内大量的磁铁矿矿化与晚石炭世大陆岛弧岩浆活动有密切的成因联系。 相似文献
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磁学参数作为可靠的古气候和古环境指标, 能为全球环境变化、气候过程研究提供有价值的资料.对广西来宾铁桥剖面瓜德鲁普-乐平统界线地层进行详细岩石磁学研究, 结果表明, 铁桥剖面样品中主要磁性矿物是顺磁性矿物以及少量磁铁矿、赤铁矿.在瓜德鲁普-乐平统界线附近, 岩石磁学特征发生显著变化, 磁化率先增大再减小, 携磁矿物成分呈硬磁性矿物(赤铁矿)→软磁性矿物(磁铁矿)→硬磁性矿物(赤铁矿)的变化趋势, 这些转变仅在界线上下大约4m的岩层内完成, 与中二叠世晚期的海平面变化、古海水温度变化同步.中-晚二叠世之交碳酸盐岩磁学参数的变化显著, 反映磁性矿物在各圈层之间的运移和转换发生了转变, 这一转变起因于当时的气候环境变化.瓜德鲁普世晚期和乐平世早期, 海平面较高, 来宾地区物源少, 铁桥剖面的携磁矿物主要来自粉尘赤铁矿; 中-晚二叠世之交短暂的大规模海退作用使华南古陆面积大幅度增加, 同时陆生植物大规模灭绝, 地表侵蚀加剧, 来宾地区物源增多, 此时, 铁桥剖面的携磁矿物主要来源于河流输入的磁铁矿. 相似文献
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通过分析长江干流及主要支流表层悬浮物的环境磁学参数特征(类型、含量及粒度)及其空间变化,探讨环境磁学对河流物源示踪的意义.结果表明,长江悬浮物磁性矿物特征以磁铁矿为主,含有少量赤铁矿及针铁矿.上游不完整反铁磁性矿物含量高于中下游,反映四川盆地广泛分布的紫红色砂页岩的影响.受攀枝花钒钛磁铁矿影响,干流磁性矿物含量上游高于中下游,表现为在攀枝花处迅速增加,向下游逐渐降低并在经过三峡后显著降低,说明三峡大坝对上游磁性矿物有明显的拦截作用.支流中雅砻江、汉江及湘江较高的磁性矿物含量分别受控于流域出露的源岩及工农业等人为影响.长江悬浮物xfd％大于5％,表明样品中含有超顺磁颗粒.受流域地势及气候影响,磁性颗粒的粒径从上游至下游逐渐变细.长江悬浮物磁性特征能够在一定程度上反映物源特征,但长江地质条件复杂,气候类型空间变异大,且流域人为影响较大(三峡大坝等),使得利用磁性矿物特征示踪物源受到限制. 相似文献
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尼雄矿田滚纠铁矿地处拉萨地块隆格尔-工布江达岩浆弧,是冈底斯成矿带中生代铁铜多金属成矿作用的典型代表。在详细的野外地质调查和室内研究基础上,分析了滚纠铁矿床磁铁矿的成因矿物学特征。电子探针测试和ICP-MS分析表明,磁铁矿主量元素具有富SiO_2,贫TiO_2、V_2O_5的特征;微量元素Ba、Ti相对亏损,Cs、U相对富集,Eu、Lu、Tb、Ho、Tm强烈亏损。磁铁矿的Ti-(V+Cr)和(Ti+V)-(Al+Mn)协变图显示氧逸度、温度对矿物元素含量有明显制约作用,同时w(TiO_2)与w(CaO+MgO)、w(Na_2O+K_2O)表现出明显正相关关系,指示矽卡岩系统中流体-岩石相互作用是磁铁矿地球化学元素变化的主要控制因素。通过研究矿床中矿物生成顺序和磁铁矿中Ti、V元素特征并结合前人流体包裹体测温资料,认为矿区铁矿化阶段为高氧逸度的中高温环境,初步限定磁铁矿成矿温度为300～450℃。矿物的w(Ni)均值为8.98×10~(-6),Ni/Co比值1(变化范围0.15～0.59),Ti/V比值为6.71～25.52,从矿物化学角度进一步印证滚纠铁矿的成矿物质来源于矿区中酸性岩浆流体系统。TiO_2-Al_2O_3-(MgO+MnO)和(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)等成因判别图解在矿区具有良好适用性,说明磁铁矿是矽卡岩矿床成矿过程的重要指示矿物。 相似文献
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距今约276 Ma的皮羌层状岩体位于塔里木板块西缘,是二叠纪塔里木大火成岩省的组成部分。岩体主要由辉长岩组成并赋存大型钒钛磁铁矿矿床。矿物结构和磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石成分变化特征表明,矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石→磁铁矿+钛铁矿。磁铁矿中V2O3含量变化于0.49%~0.97%,说明岩浆演化过程氧逸度较低(相似文献
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人们对邯邢式铁矿形成机制一直存在争议。为解决这一科学问题,本文对在河北武安赵庄地区斑状二长岩中发现的“含铁熔体-流体”脉及团斑进行了详细的矿物学及岩石学研究。结果显示:“含铁熔体-流体”矿物组合分带明显,其中核部矿物组合为Di+Amp+Mt+Ap+Pl,边部矿物组合为Prh+Cal。“含铁熔体-流体”中磁铁矿具有明显的环带结构,中心部分TiO2含量为2.23%,边部磁铁矿TiO2含量为0.36%0.57%。核部∑REE高过边部两个数量级,在球粒陨石标准化稀土元素分配图中呈右倾型曲线,与武安地区侵入岩同源,在未经流体加入时的高温岩浆环境中结晶。边部磁铁矿在球粒陨石标准化稀土元素分配图中显示REE轻微亏损,且有明显的Ce负异常,指示了磁铁矿结晶环境有大量富含挥发分的流体加入。在磁铁矿(Ti+V)-(Al+Mn)图解中,“含铁熔体-流体”中的磁铁矿落于斑岩型磁铁矿和Fe-Ti、V型磁铁矿区域,也处于热液型磁铁矿与岩浆型磁铁矿之间。这表明“含铁熔体-流体”并非侵入岩与围岩发生接触交代反应后形成的远端夕卡岩脉,而是源于深部的“含铁熔体-流体”在浅部结晶的产物。以高钛、富集REE为特征的磁铁矿是深部岩浆房铁矿浆结晶的磁铁矿微晶。由于富含挥发分的流体注入岩浆房形成流体超压,磁铁矿微晶与气泡结合沿岩浆通道快速上升。最后在1.552.19 km的深度形成以低Ti、亏损REE为特征的磁铁矿,并结晶形成角闪石等流体晶矿物。 相似文献