華北克拉通南緣石炭系本溪組鐵-鋁黏土礦物質來源:以河南三門峽大安鋁黏土礦床為例

作者：劉學飛,王慶飛,馬遙,李中明,趙利華,周智慧,劉百順,馬欣莉

摘要：華北克拉通在中奧陶世至晚石炭世期間一直出露地表,經歷了長期的風化作用,形成大規模的鐵-鋁黏土礦,其成礦物源一直是研究的熱點,尤其是本溪組底部鐵礦和鐵質黏土礦與上部鋁黏土礦是否為同一來源尚未查清。本研究選取克拉通南緣大安鋁黏土礦床作為研究對象,展開微區礦物及元素地球化學組成分析,進一步探討鐵-鋁黏土礦物質來源。大安礦床內含礦巖系自下而上包括鐵質黏土巖、鋁土礦、鋁質黏土礦;局部喀斯特高地缺失鋁土礦,鋁質黏土礦直接覆蓋于鐵質黏土巖之上。鐵質黏土巖在洼地以菱鐵礦、黃鐵礦和伊利石為主,在隆起區以赤鐵礦、伊利石和高嶺石為主。鋁土礦以硬水鋁石、伊利石和銳鈦礦為主;鋁質黏土礦主要礦物為伊利石。礦物微區分析在黏土礦底部發現大量的碳化硅和少量自然硅、硅鐵礦、鉻鐵礦;區域對比揭示北秦嶺造山帶內商丹縫合帶和二郎坪群中的蛇綠巖為鋁黏土礦形成提供了成礦物質。本溪組底部鐵質黏土與上部鋁黏土礦穩定元素比率(例如Zr/TiO2、Hf/TiO2、Nb/TiO2、Ta/TiO2)存在明顯差異,揭示二者為不同來源:底部鐵質黏土巖和鐵礦層為底板碳酸鹽巖原地風化的產物;而上部鋁黏土礦是異地搬運物,北秦嶺造山帶在晚石炭世的整體抬升為華北鋁黏土礦形成提供了重要的成礦物質。

發文機構：中國地質大學（北京）地球科學與資源學院 河南省地質調查院

關鍵詞：華北克拉通鋁黏土礦礦物微區分析碳化硅穩定元素物質來源North China Cratonbauxite and clay depositmineral microanalysis moissaniteimmobile elementsprovenance

分類號： P611.21[天文地球—礦床學]