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条带状铁建造:特征、成因及其对地球环境的制约 总被引：1，自引：1，他引：0
条带状铁建造(BIF)是由硅质和铁质组成的化学沉积岩,通常具有典型的薄层或薄板状构造。BIF不仅记录了丰富的岩石圈、大气圈、水圈和生物圈状态及演化的信息,而且与其相关的铁矿也是世界上最重要的铁矿资源类型。虽然对BIF的研究已取得了丰富的成果,近年来若干新颖的观点和重要的发现对进一步深入研究BIF成因提供了重要思考途径和研究线索。文章总结了BIF类型、矿物学和地球化学特征,分析了BIF形成条件及大规模缺失机理,阐述了BIF的形成和大气圈两次重大氧化事件(古元古代大氧化事件,2.4～2.1 Ga,新元古代氧化事件,0.8～0.55 Ga?)之间的关系,认为BIF与海底岩浆-热液活动具有密切的成因联系。最后,提出BIF的沉积和消亡与重大地质事件密切相关,这些重大地质事件也相互作用,共同制约着大气海洋环境演化、地球生物学和地球动力学过程。关于BIF精细成矿时代、条带/条纹形成的机制、重大地质事件对BIF形成的制约和BIF微生物成因等方面仍存在较多问题。随着大数据、精细成矿年代学、模拟实验、非传统稳定同位素(Fe、Cr、U、Mo和Cu同位素等)新技术方法的进步,及对现代洋底热液系统的深入认识,将有助于揭开BIF成因的神秘面纱。 相似文献
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Algoma型和Superior型硅铁建造地球化学对比研究 总被引：11，自引：4，他引：7
前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是世界上最重要的铁矿资源类型和地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代-古元古代(3.2～ 1.8Ga),记录了地球早期岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的状态及演化.前人根据BIFs的岩石组合和构造地质环境将其划分为Algoma型和Superior型.本文对比研究了Algoma型和Superior型BIFs的硅、氧、铁和多硫同位素特征.不同时代和不同类型BIFs的硅氧同位素组成非常相似,强烈亏损30Si,δ30SiNBS-28为较大的负值.二者的铁同位素和硫同位素非质量分馏效应明显不同.Algoma型BIF的△33S多为负值,而Superior型BIF的△33S多为正值;Algoma型BIF富集重铁同位素,δ56FeIRMM-144多为高正值,而Superior型BIF相对富集轻铁同位素,δ56FeIRMM.144多为负值或小正值.研究提出无论是Algoma型,还是Superior型BIFs都是由地球早期的海底火山热液喷气作用形成的,二者属于同一成矿系统,相对而言,Algoma型BIF与火山活动关系更密切,距离同期火山活动中心更近,多形成于深水盆地,环境更加还原. 相似文献
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国内外前寒武纪条带状铁建造研究现状 总被引：4，自引：0，他引：4
条带状铁建造(BIFs)主要发育于早前寒武纪时期(3.8~1.8Ga),记录了早期地球演化的重要信息且蕴含丰富的铁矿石资源。本文梳理总结了国内外BIF相关领域的研究认识及存在问题:1统计对比显示,BIF沉积事件与地幔柱、地壳增生等重大地质事件相关;2稀土元素及Nd同位素示踪表明,Fe来源于海水与海底高温热液的混合溶液,其中高温热液与海水比例为1:1000;3 BIFs缺乏负Ce异常且富集重Fe同位素,暗示沉积时古海洋整体处于缺氧环境以避免Fe~(2+)发生氧化;4一些重要科学问题尚未解决,例如Si的主要来源、沉淀机制及条带成因等;5华北克拉通BIFs多形成于约2.54Ga,BIF类型、形成时代与富矿成因等问题有待深入研究。本文认为,加强国内外典型BIFs的对比研究并适当应用现代先进测试技术,有利于探索BIF沉积的精细过程及古老克拉通的早期演化。 相似文献
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地壳早期演化研究的主题是探讨早期大陆形成、生长和再循环的地质过程及其地球化学和地球物理模式。由于陆上古老岩石分布极为有限,围绕着陆壳生长速率的争论持续了30多年。地球化学家基于陆壳从地幔萃取而成并导致被萃取后的地幔在地球化学上产生亏损的认识,提出了许多重要的大陆形成、生长、再循环模式。近年来发展起来的高精度MC ICPMS分析技术,使单颗粒锆石Lu Hf同位素系统分析为评价早期地壳演化提供了更多的信息和更为可靠的证据。不同大陆早前寒武纪地壳及地幔地球物理和地球化学状态研究表明,陆壳再循环作用、壳—幔以及壳内（如古老的地壳重熔作用及其与相对较新的地壳发生广泛的混合作用）相互作用是早期大陆演化的重要地质过程。 相似文献
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报道了扬子克拉通峡东地区新元古代至寒武纪含碳黑色泥质岩的Re-Os同位素和微量元素地球化学组成特征, 并对地层沉积环境的演化性质及其地质意义进行了讨论.研究表明: (1)峡东地区新元古代晚期-寒武纪早期细粒碎屑沉积岩Os同位素初始比值呈规律变化, 且具高Os同位素初始比值的层位与前人研究中发现的C同位素负漂移地层相对应; (2)南沱组冰碛岩具高放射成因Os同位素组成特征, 而其上覆盖帽碳酸盐岩为低放射成因Os同位素比值, 向上地层Os同位素初始比值表现为局部波动、总体增高的演化趋势; (3)微量元素U/Th比值与δU值指示莲沱组砂岩与南沱组冰碛岩具氧化环境的特征, 而陡山沱组、灯影组以及水井沱组底部黑色泥质岩则形成于相对还原环境; (4)Y/Ho比值和δCe值的负相关性特征指示部分地层沉积过程中有海底热液物质参与, 应为导致剖面上部分层位出现低放射性成因Os同位素组成的重要原因之一.高Os同位素比值和深海的脉冲式演化以及古生物群的产出之间很好的对应关系为探讨大陆风化与大气和海洋中氧气含量增加的联系提供了新的地球化学证据.南沱组冰碛岩Os同位素以及微量元素特征暗示其并非形成于完全冰封的地球表面环境, 而是存在较强的大陆岩石风化作用. 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2015,(4)
与大多数地球岩石不同,许多陨石中都显示一些与特定的核合成过程密切相关的同位素特征。这些核合成过程很可能发生在太阳系外。这些同位素特征被称为同位素异常。同位素异常在过去几十年里一直是同位素宇宙化学的一个活跃的研究领域。但直到近十年行星尺度上的同位素异常才被发现并被证实。同位素异常,特别是行星尺度上异常的发现为太阳系早期演化模型提供了新的制约。金属元素的同位素异常成为示踪天体物质来源及其关系,以及反演太阳系形成时的星际环境的最直接的证据。本文综述了近年来在同位素异常领域里的重要研究进展及其对研究天体化学过程的重要意义。 相似文献
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原生矿物信息作为前寒武纪条带状铁建造(BIF)研究的最基本命题,是研究BIF成矿规律及其早期地球环境效应的基础。长期以来,将低级变质且保存部分原始矿物及沉积结构的BIF作为研究对象,进而追踪BIF的原始矿物组成与后期演变过程一直是科学家们关心的关键问题。目前,关于BIF原始矿物组成主要有三种认识：三价铁的氢氧化物、铁硅酸盐(成分类似于铁蛇纹石和黑硬绿泥石)和绿锈。其中,绿锈为含二价和三价铁的过渡态化合物,仅可见于局部缺氧环境。由于绿锈的亚稳态性质,对于其在类似于前寒武纪的富硅海洋条件下转变成何种矿物及相关转变的具体途径仍不清楚。因而,当前关于原始铁质矿物的争议主要存在于三价铁的氢氧化物和铁硅酸盐之间,由此引发的对BIF成矿理论及其对古环境指示意义的理解也存在较大分歧。本文系统回顾和评述了近年来BIF原始矿物组成研究的重要进展;在此基础上,认为三价铁的氢氧化物应是BIF最为主要的原始矿物,其次为铁硅酸盐矿物,二者可能在地质历史时间和空间分布上具有差异性。然而,支持铁硅酸盐原始成因的现有证据主要为经典的岩相学特征,急需更多元素和同位素地球化学等方面的佐证。BIF中现有铁质矿物组合应是原始沉... 相似文献
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华北克拉通北缘新太古代清原绿岩带，以产出中国最古老的红透山火山岩型块状硫化物（VMS）铜锌矿床而闻名.但近年同位素年代学研究表明，该绿岩带还发育同期的条带状（BIF）铁矿.对该绿岩带开展BIF铁矿、VMS铜锌矿时空和成因关系及其形成构造背景和海洋环境的研究非常必要.在综述近年笔者及前人获得的清原绿岩带地质剖面观察、典型VMS铜锌矿床和BIF铁矿床地质、锆石U-Pb年代学、主微量元素和Nd-Fe-S同位素地球化学等资料的基础上，总结了清原绿岩带VMS-BIF矿床组合形成的构造背景、成矿物质来源及形成规律.最后建立了新太古代清原绿岩带VMS-BIF弧后盆地系统成矿模式.这对于指导区域找矿预测、了解新太古代陆壳演化和古海洋环境均有重要的科学意义. 相似文献
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华北克拉通～2.7Ga的BIF:来自莱州-昌邑地区含铁建造的年代学证据 总被引：1，自引：1，他引：0
越来越多的研究资料显示~2.7Ga是华北克拉通陆壳生长的一个重要阶段,但缺少同时期的世界主要克拉通上广泛发育的BIF铁矿。胶北莱州-昌邑地区的BIF铁矿赋存在原划分的粉子山群小宋组含铁建造中,含铁建造的岩石组合主要为黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩、含石榴黑云片岩夹角闪磁铁石英岩,磁铁浅粒岩。岩石地球化学分析显示,斜长角闪岩具有岛弧玄武岩的地球化学特点,变质酸性火山岩具有埃达克质岩的地球化学特点,故推测莱州-昌邑地区的含铁建造形成于与岛弧相关的构造环境,而与粉子山群形成的裂谷构造背景无关。锆石同位素年代学研究表明,含铁建造中变质酸性火山岩(埃达克质火山岩)的岩浆结晶年龄为2726±10Ma,在变质泥砂岩中获得了~2.73Ga和~2.9Ga两组碎屑锆石U-Pb年龄,并缺少新太古代晚期(~2.5Ga)的构造岩浆热事件信息;在斜长角闪岩中获得的变质锆石年龄为~1850Ma,并有2.68Ga的继承或捕获锆石年龄信息;因此推断莱州-昌邑地区的BIF铁建造有可能形成于新太古代早期(~2.7Ga),而在新太古代晚期(~2.5Ga)则处于相对稳定的构造背景。含铁建造被~2.17Ga的二长花岗岩侵入,并共同卷入胶北古元古代晚期(~1.85Ga)的变质变形作用改造。莱州-昌邑地区含铁建造的岩石组合和锆石年龄信息与胶北地块栖霞地区比较有所不同,这可能揭示出胶北地块在新太古代早期(~2.7Ga)构造环境差异和古板块构造演化的重要信息。 相似文献
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条带状铁建造(BIF)是3.5~1.8Ga前陆架和洋盆的常见沉积物。前寒武纪条带状铁建造构成了世界上重要的铁矿资源。虽然它们成矿过程及其演化的许多方面的问题仍未解决,但人们普遍认为,它们沉积方式的长期变化与地球的环境和地球化学演化有关。条带状铁建造记录了前寒武纪古海洋、古环境、大气条件和细菌代谢条件以及铁的来源和沉积过程。大型BIF沉积与大火成岩省有成因联系,其铁的来源与火山物质加入的海底热液体系有关,或有陆缘岩石风化的无机物产物加入,越靠近陆缘,陆源碎屑物质加入的越多。然而,在太古宙到古元古代期间,BIF沉积的深水盆地中陆源物质的加入很少。那时的铁建造沉积在缺氧的海洋中,通过微生物的光合作用、无氧光合氧化和紫外光线辐射氧化等机制对溶解的二价铁进行氧化,从而形成三价铁氢氧化物和氧化物的沉积。大多数BIF大型矿床,自其在沉积环境中形成以来,它们在从太古宙直至中生代的漫长的地质历史演化过程中经历了铁矿的品位由低到高转化的复杂地质过程,一般经历了深部交代变质作用的除硅、除碳酸岩矿物的富集成矿和浅部风化富集成矿过程。许多BIF铁矿经历了从绿片岩相到角闪岩相变质作用,但到达的压力条件都不是很高,这或许与俯冲的高密度BIF铁矿难以折返的动力学机制有关。迄今为止,变质作用、尤其是高级变质作用对成矿过程的影响研究较少,是今后值得关注的领域。 相似文献
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Banded iron formations have been studied for decades, particularly regarding their potential as archives of the Precambrian environment. In spite of this effort, the mechanism of their deposition and, specifically, the role that microbes played in the precipitation of banded iron formation minerals, remains unresolved. Evidence of an anoxic Earth with only localized oxic areas until the Great Oxidation Event ca 2·45 to 2·32 Ga makes the investigation of O2‐independent mechanisms for banded iron formation deposition relevant. Recent studies have explored the long‐standing proposition that Archean banded iron formations may have been formed, and diagenetically modified, by anaerobic microbial metabolisms. These efforts encompass a wide array of approaches including isotope, ecophysiological and phylogeny studies, molecular and mineral marker analysis, and sedimentological reconstructions. Herein, the current theories of microbial processes in banded iron formation mineral deposition with particular regard to the mechanisms of chemical sedimentation and post‐depositional alteration are described. The main findings of recent years are summarized and compared here, and suggestions are made regarding cross‐disciplinary information still required to constrain the role of the biosphere in banded iron formation deposition. 相似文献
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微生物对生命元素如碳、氮、硫、氧和金属离子的代谢作用能显著的改变微生物周边的外部环境和其内部环境。在一系列的生物地球化学过程中,微生物参与了矿产的沉积(生物成矿)或参与了矿石和岩石的溶解(生物风化)。生物成矿作用有两个途径：一个叫生物诱导成矿,通过这个过程,微生物分泌出代谢产物导致了之后的矿物颗粒的沉积;另一个叫生物控制成矿,在这个过程中,微生物在控制矿物成核和生长上起到了显著作用。微生物成因的矿物总体来说颗粒都很小和／或有着独特的同位素特征。最普遍的生物成因矿物有碳酸盐、硫化物和铁的氧化物。细胞表面和其分泌的胞外聚合物的结构可以为离子的浓缩、聚合和矿化提供模板,并起到重要作用。地球材料的仿生合成帮助我们了解了在人工条件下的生物成矿机制。此外,在地质环境中生物成因的矿物还可以作为一种生物信号,用来重建地球和其他行星的起源和演化。 相似文献
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BIF在全球广泛分布,BIF型铁矿是铁的重要来源。根据产出的构造背景将其分为阿尔戈玛型（Algoma-type）和苏必利尔湖型（Lake Superior-type）。BIF主要产出于前寒武纪的古老克拉通和/或年轻地体,形成时代集中在3.0～2.0 Ga,峰期为2.5 Ga左右。前人对BIF型铁矿的成因研究着重于BIF的物质来源和Fe2+ 氧化沉淀机制两个方面,但都尚未达成共识。物质来源的观点主要有大陆风化剥蚀、海底热液、海底热液和海水的混合物、热液淋滤洋壳、既有大陆物质来源又有热液来源,沉淀机制主要有生物沉淀和非生物沉淀两种认识,前者是指Fe2+ 利用微生物（如蓝藻）光合作用产生的O2氧化成Fe3+,或Fe2+ 直接被微生物代谢氧化,后者主要包括热液与海水混合、密度流作用、相分离、紫外线引起Fe2+ 氧化沉淀等。 相似文献
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西嘎山(Siga Hills)地区位于维多利亚湖南部绿岩带上,该地区金矿床大多属绿岩带条带状铁建造(BIF)型金矿,金矿床赋存于条带状铁建造(BIF)中,矿体受"岩性+构造"双重控制。磁法测量显示马黑加矿区M1、M2、M3三条磁异常带,异常由条带状含铁建造和金矿体共同引起;土壤地球化学测量显示Au与As、Sb具有显著相关性。综合对比区域金矿信息,提出马黑加金矿化带南北延长线及其东部与花岗岩接触带、西嘎山南北走向带、西嘎山与马黑加之间等3个区域为今后西嘎山地区的找矿方向。 相似文献
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Kofi Adomako‐Ansah Toshio Mizuta Napoleon Q. Hammond Daizo Ishiyama Takeyuki Ogata Hitoshi Chiba 《Resource Geology》2013,63(2):119-140
The Blue Dot gold deposit, located in the Archean Amalia greenstone belt of South Africa, is hosted in an oxide (± carbonate) facies banded iron formation (BIF). It consists of three stratabound orebodies; Goudplaats, Abelskop, and Bothmasrust. The orebodies are flanked by quartz‐chlorite‐ferroan dolomite‐albite schist in the hanging wall and mafic (volcanic) schists in the footwall. Alteration minerals associated with the main hydrothermal stage in the BIF are dominated by quartz, ankerite‐dolomite series, siderite, chlorite, muscovite, sericite, hematite, pyrite, and minor amounts of chalcopyrite and arsenopyrite. This study investigates the characteristics of gold mineralization in the Amalia BIF based on ore textures, mineral‐chemical data and sulfur isotope analysis. Gold mineralization of the Blue Dot deposit is associated with quartz‐carbonate veins that crosscut the BIF layering. In contrast to previous works, petrographic evidence suggests that the gold mineralization is not solely attributed to replacement reactions between ore fluid and the magnetite or hematite in the host BIF because coarse hydrothermal pyrite grains do not show mutual replacement textures of the oxide minerals. Rather, the parallel‐bedded and generally chert‐hosted pyrites are in sharp contact with re‐crystallized euhedral to subhedral magnetite ± hematite grains, and the nature of their coexistence suggests that pyrite (and gold) precipitation was contemporaneous with magnetite–hematite re‐crystallization. The Fe/(Fe+Mg) ratio of the dolomite–ankerite series and chlorite decreased from veins through mineralized BIF and non‐mineralized BIF, in contrast to most Archean BIF‐hosted gold deposits. This is interpreted to be due to the effect of a high sulfur activity and increase in fO2 in a H2S‐dominant fluid during progressive fluid‐rock interaction. High sulfur activity of the hydrothermal fluid fixed pyrite in the BIF by consuming Fe2+ released into the chert layers and leaving the co‐precipitating carbonates and chlorites with less available ferrous iron content. Alternatively, the occurrence of hematite in the alteration assemblage of the host BIF caused a structural limitation in the assignment of Fe3+ in chlorite which favored the incorporation of magnesium (rather than ferric iron) in chlorite under increasing fO2 conditions, and is consistent with deposits hosted in hematite‐bearing rocks. The combined effects of reduction in sulfur contents due to sulfide precipitation and increasing fO2 during progressive fluid‐rock interactions are likely to be the principal factors to have caused gold deposition. Arsenopyrite–pyrite geothermometry indicated a temperature range of 300–350°C for the associated gold mineralization. The estimated δ34SΣS (= +1.8 to +2.5‰) and low base metal contents of the sulfide ore mineralogy are consistent with sulfides that have been sourced from magma or derived by the dissolution of magmatic sulfides from volcanic rocks during fluid migration. 相似文献
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The southern Kostomuksha gold-sulfide prospect with a grade of 0.2–30 g/t Au belongs to the gold-pyrrhotite-arsenopyrite mineral type and is localized in the metasomatically altered shear zone at the southern flank of the Kostomuksha iron deposit. The Au-bearing pyrite ore is commonly characterized by a low grade (0.02–1.0 g/t Au). The grade of Au-bearing mineralization composed of arsenopyrite, loellingite, and electrum (4.28–15.31 wt % Ag and up to 0.99–2.16 wt % Hg) is higher; pyrrhotite, chalcopyrite, galena, maldonite, aurostibite, and native bismuth are additional components of this mineral assemblage. The ore mineralization is hosted in the near-latitudinal shear zone close to the contact between the folded and metamorphosed banded iron formation (BIF) and hälleflinta. The early stage of collision-related HP-HT metamorphism resulted in the formation of a garnet-amphibole-biotite assemblage (T = 680-750°C) and microcline. After an abrupt drop m pressure, metasomatic alteration and ore mineralization took place. The ore-forming process started at 510–440°C with deposition of arsenopyrite. Galena and electrum were formed at a lower temperature. The temperature continued to decline down to the stage of ore oxidation and deposition of colloform marcasite. Ore minerals precipitated from acid chloride aqueous solutions admixed with methane at the initial stage and from diluted aqueous solutions at the final stage. The character of wall-rock alteration and the gain of K, Rb, and B show that the ore-forming process postdated the emplacement of potassium granite. The occurrence of Cu, Zn, Pb, As, and Ni and other heterogeneous elements indicates a complex metamorphic-metasomatic source and an additional supply of Au, As, Bi, Sb, and Te under conditions of sulfur deficiency. The gold mineralization at the southern Kostomuksha prospect is classified as gold-sulfide (arsenopyrite) ore type related to shear zones in the BIF. 相似文献
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中国BIF型铁矿床地质特征和资源远景 总被引：10，自引：0，他引：10
BIF型铁矿床是中国最重要的铁矿床类型,占全国总查明资源储量55.2％.BIF型铁矿床主要分布在华北陆块,其次在扬子陆块.在华北陆块鞍山—本溪,密怀—冀东,五台—吕梁矿集区中铁矿床尤为集中,约占全国铁总探明储量41.5％.BIF型铁矿床在古太古代、中太古代、新太古代、古元古代和新元古代均有产出,但主要在新太古代—古元古... 相似文献
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The Huoqiu iron ore field in northwest Anhui Province is located in the North China Craton (NCC). As a large banded iron formation (BIF) iron ore field, ore bodies occur in a middle-high grade of Neoarchean metamorphic formation, forming a banded silicon–iron series from north to south. The main ore bodies can be divided into two sub-belts from bottom to upper layers, i.e. the A + B ore belt consisting of leptynite–schist–magnetite–quartz formation, and the D ore belt consisting of schist–marble–hematite–quartz formation. Based on a dataset from geological settings, geophysical and geochemical exploration, ore-forming conditions and structural analysis of the iron deposit, we discuss structural types, sedimentary environments, deep tectonic and ore-controlling factors as well as characteristics and distribution of this colossal BIF ore field in the Huoqiu region.Using LA-ICP-MS techniques, we obtained the oldest U–Pb age of ca. 2.7 Ga for plagioclase amphibolite as its original rock, and 1.8 Ga for magmatic granite in the Huoqiu Group. The Hf isotopes of zircon were also determined, resulting in the oldest Hf model age of 3.5 Ga.Geochemical data indicate that the protolithes of amphibolites belong to a series of subalkaline rocks with enrichments of large ion lithophile elements and depletions of high field strength elements, which are typical volcanic arc rocks. The amphibolites have low K2O concentrations with low ratios of Ti/V (22.7 to 25.9 averaging 24.5), similar to island arc tholeiite. This suggests that the iron deposit and BIF are of the Superior type in the Huoqiu region. 相似文献