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安徽霍邱铁矿位于华北克拉通南缘,霍邱县以西,南北向延展约40km以上,东西宽约2.7km,矿体均赋存于太古界霍邱群中,区内岩浆岩发育很少。霍邱群总厚度>2070m,为一套低角闪岩相变质岩系,由老至新划分为花园组、吴集组和周集组。矿体主要呈似层状,与围岩整合接触,产状一致,界线较清,受地层层位控制明显,为典型的层控矿床,主要产出于吴集组上段、周集组下段上部和周集组上段下部。根据野外观察和室内鉴定,文章将霍邱群的岩石分为角闪岩、片岩、片麻岩-变粒岩、大理岩、磁铁石英岩和混合岩六大类。其中角闪岩类总稀土含量较低,∑REE=50.1010-6~101.08×10-6,平均69.87×10-6,轻重稀土分异不明显,(La/Yb)N=0.94~3.87,平均2.07;片岩和片麻岩-变粒岩稀土含量相对偏高,∑REE平均大于100×10-6,轻稀土明显富集,大理岩稀土元素总量(∑REE)=1.59×10-6~23.17×10-6,平均10.96×10-6,(La/Yb)N=2.23~23.88,平均14.20,富集轻稀土元素。经原岩恢复,角闪岩类原岩为火山玄武岩,片岩类原岩为粘土岩和泥质杂砂岩,片麻岩-变粒岩原岩为杂砂岩或中酸性火山岩(凝灰岩),大理岩原岩为白云质灰岩,因此,霍邱群原岩为一套火山岩-碎屑岩-粘土岩-碳酸盐岩,间夹硅铁建造。从地层剖面上看,早期以中基性火山喷发为主,继而是中酸性间夹基性火山岩活动,间或有沉积作用,后期火山作用减弱转为正常海相沉积,代表了一个较完整的火山-沉积旋回,韵律层也较发育,因此霍邱群可能相当于世界公认的绿岩带标准剖面上部的一部分。经火山岩和杂砂岩判别,霍邱群原岩形成的构造环境,可能为砀山古陆和隐贤集火山岛弧之间的弧后盆地-霍邱盆地。通过各类岩石的主量元素特征,可以判别出矿区内围岩的沉积物来源主要为陆缘碎屑物质以及中酸性火山碎屑。通过对矿体夹层斜长角闪岩和变粒岩的锆石Cameca U-Pb定年,结合前人研究成果,本文研究将霍邱铁矿的原岩形成时代限定在晚太古代早期2754~2773Ma之间。霍邱含铁建造可划分为氧化物相、硅酸盐相和碳酸盐相三类。氧化物相包括赤铁矿亚相和磁铁矿亚相,赤铁矿亚相分布于矿区的南北两端,磁铁矿亚相在区内广泛发育;硅酸盐相常作为磁铁矿氧化物亚相的夹层产出,规模较小;碳酸盐亚相仅出现于矿区内的李老庄矿床,暗示李老庄矿床沉积环境的特殊性。由相变特征及各相产出的地层来看,霍邱铁矿产出的盆地应该并非开阔、平坦的盆地,而极有可能是开放或半封闭的海湾,在李老庄地区碳酸盐相的出现则说明李老庄是水体相对较深、较为封闭的泄湖盆地。在空间上,霍邱盆地为一个长轴近南北,微向西凸的海湾,在其东西向中轴线东部则为李老庄泄湖盆地。文章对矿区内的石英型磁铁矿、闪石-石英型磁铁矿、石英型镜铁矿、碳酸盐型磁铁矿和少量富矿进行地球化学分析表明,各类矿石都具有很低的TiO2和P2O5,除少数矿石可能受到陆源碎屑的混染而具有稍高的Al2O3(>1%),大多数矿石的Al2O3含量都低于0.5%,石英型磁铁矿和石英型镜铁矿的主要氧化物组成为SiO2和Fe的氧化物,其余氧化物含量均很低;闪石-石英型磁铁矿的主要组成除SiO2和Fe的氧化物外,还具有较高含量的MgO和CaO(MgO+CaO>2%);碳酸盐型磁铁矿除Fe的氧化物外,具有较低含量和SiO2和高含量的MgO和CaO(MgO>>CaO);富矿石的主要组成为Fe的氧化物,全铁含量TFe2O3>90%。各类矿石的稀土元素除少数矿石受陆源碎屑混染影响而具有较平坦的稀土配分形式(常量元素表现为Al2O3含量的偏高),大多数矿石的PAAS标准化配分图均表现为轻稀土亏损的左倾形式,此外矿石均具有明显的La、Eu、Y的富集,Ce无异常,具有典型的BIF型铁矿特征。Ce无异常说明矿床形成于低氧逸度的还原环境;Eu的异常则说明霍邱铁矿的形成与高温热液有密切关系,而矿石较高的Y/Ho比值则暗示其成矿物质与海水的亲缘性,通过矿石的Y/Ho、Eu/Sm、Sm/Yb比值关系,可以初步判定霍邱铁矿的成矿物质来源主要为0.1%的海底火山热液和海水的混合溶液,并不同程度的受到陆源碎屑的混染作用。霍邱铁矿的形成虽与火山活动密切相关,然而其最有利的成矿部位不是在火山活动的中心附近,而是在陆缘沉积作用发育的地区,赋存层位也具有明显的陆缘浅海相沉积特征,因而文章认为霍邱BIF铁矿属Superior型BIF铁矿。霍邱铁矿的形成经历了两个阶段。第一个阶段为27-22亿年左右的火山-沉积阶段,约先后沉积了花园组基性火山岩、吴集组中酸性火山岩及硅铁沉积和周集组碎屑、硅铁质及碳酸盐沉积;第二个阶段为22-10亿年构造变形变质和隆升阶段,构造变形作用形成了区内南北走向的周集向斜和东西走向的范桥、李老庄向斜等,并控制区内铁矿的分布,隆升造成区内中-新生代以前地层的缺失,一直到中-新生代以后,霍邱盆地才趋于稳定,停止隆升并接受沉积,形成了我们现今所看到的霍邱铁矿格局。