《Journal of African Earth Sciences》:Tectonic and magmatic controls on skarn-hosted iron mineralization at Esfand Abad, Yazd Province: New constraints on continental arc development in the southern Sanandaj-Sirjan Zone
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摘要:本研究调查了位于萨南达季-锡尔简构造带(SSZ)南部的埃斯凡达巴德矽卡岩矿床中铁矿化的矿物学特征和结构控制因素,并对其相关侏罗纪花岗岩的全岩地球化学特征和构造归属进行了评估。矿化以块状透镜体、脉状、细脉状和裂隙充填形式出现,磁铁矿和黄铁矿为主要矿石矿物。结构观察表明,N
摘要:
本研究调查了位于萨南达季-锡尔简构造带(SSZ)南部的埃斯凡达巴德矽卡岩矿床中铁矿化的矿物学特征和结构控制因素,并对其相关侏罗纪花岗岩的全岩地球化学特征和构造归属进行了评估。矿化以块状透镜体、脉状、细脉状和裂隙充填形式出现,磁铁矿和黄铁矿为主要矿石矿物。结构观察表明,NW–SE向断层对矿化起到了重要的控制作用,而次级断层和断层交汇带则增强了矿化系统的渗透性。
矽卡岩带中放射性元素的浓度高于周围碳酸盐岩石,并在空间上与主要断层相关联。五个黄铁矿样品的硫同位素值为+3.7至+7.8‰,五个石英样品的氧同位素值为+2.3至+4.0‰。这些数据与岩浆流体和地表来源流体的参与一致;然而,硫同位素范围也可能与沉积硫源重叠。流体包裹体的均一温度范围为108–281 °C,盐度为2.6–22.5 wt% NaCl当量。
全岩地球化学研究表明,埃斯凡达巴德花岗岩具有I型、火山弧亲和性,与南部SSZ的侏罗纪大陆弧岩浆活动一致。
引言
矽卡岩矿床是铁、铜及其他金属的重要来源,其形成与俯冲带环境中的岩浆-热液活动密切相关(Meinert等,2005)。伊朗的萨南达季-锡尔简构造带(SSZ)是阿尔卑斯-喜马拉雅造山带的组成部分,记录了新特提斯洋俯冲和随后大陆碰撞的漫长历史(Ghasemi和Talbot,2005)。该带承载了众多矽卡岩型铁和铁-锰矿床,大多与侏罗纪-白垩纪侵入体相关(Nabatian等,2015)。尽管已有广泛研究,关于SSZ不同区域岩浆活动的构造环境及其对矽卡岩矿化控制作用的基本问题仍然存在争议。
SSZ的侏罗纪岩浆活动具有异质性。尽管I型弧相关花岗岩在北部SSZ得到了广泛报道,但中部和南部若干侏罗纪侵入体的构造归属仍有争议。这种不确定性对于埃斯凡达巴德花岗岩尤为重要,其地球化学和金属成矿特征此前尚未得到详细评估(Karimpour等,2022;Zhang等,2018;Azizi等,2020)。
与此同时,在SSZ的许多矿区,构造结构对矽卡岩矿化定位的作用仍缺乏约束。虽然人们普遍认为断层和裂隙控制热液流体流动(例如Blenkinsop,2002),但很少有研究定量地将SSZ矽卡岩中的断层运动学、古应力场和矿石就位联系起来。此类分析对于理解造山运动期间变形与流体迁移之间的动态相互作用以及建立预测性勘探模型至关重要。
位于南部SSZ、靠近扎格罗斯缝合带的埃斯凡达巴德铁矽卡岩矿床,为应对这些科学挑战提供了绝佳机会。该矿床在空间上与侏罗纪花岗岩侵入体相关,侵入体侵入了三叠纪碳酸盐岩,形成了保存完好的矽卡岩矿物组合。初步观察表明矿化受结构控制,侵入体表现出模糊的地球化学特征,此前尚未进行系统研究。此外,尚未开展详细的流体包裹体或稳定同位素研究来约束成矿过程,该地区的构造意义仍属推测。
为解决上述问题,本研究综合运用了野外填图、结构分析、岩石学、全岩地球化学、稳定同位素分析和流体包裹体显微测温。具体目标如下:
- (1)
表征埃斯凡达巴德矽卡岩及其相关花岗岩的矿物学和地球化学特征;
- (2)
通过断层滑动分析和古应力重建研究矿化的结构控制作用;
- (3)
利用全岩微量元素和稀土元素地球化学评估侏罗纪花岗岩的岩浆属性和构造环境;
- (4)
利用流体包裹体和稳定同位素数据约束成矿流体的物理化学条件和可能来源;以及
- (5)
综合结构、地球化学、同位素和流体包裹体数据,建立埃斯凡达巴德矿床尺度的构造-金属成矿模型,并评估其对南部SSZ侏罗纪岩浆活动的可能意义。
本研究综合运用了野外填图、断层滑动分析、岩石学、全岩地球化学、稳定同位素分析和流体包裹体显微测温,建立了埃斯凡达巴德矽卡岩矿床尺度的成矿模型。研究结果为南部SSZ侏罗纪岩浆活动、结构渗透性与矽卡岩型铁矿化之间的关系提供了新的地方性约束。
各节摘要
萨南达季-锡尔简构造带的区域地质
萨南达季-锡尔简构造带(SSZ)是一条NW–SE向的变质-岩浆带,位于扎格罗斯褶皱-冲断带和伊朗中部之间(Ghasemi和Talbot,2005)。它代表了从三叠纪到白垩纪新特提斯洋的活动边缘,广泛发育与俯冲和随后大陆碰撞相关的岩浆和变质事件(Mohajjel和Fergusson,2013)。基于区域变质程度、岩浆特征和构造演化的差异,
矿物学研究
为研究矿化,从不同地点采集了20个代表性样品,制作了抛光薄片。这些薄片随后在伊斯法罕大学矿物学实验室进行了检查和分析。
结构和古应力分析
为评估结构框架和普遍存在的古应力条件,使用Brunton罗盘在不同区域测量了45个具有良好发育擦痕线理的断层面,特别是在主要断裂带沿
矿物学研究
抛光薄片的矿物学研究揭示了大量金属和非金属矿物。在埃斯凡达巴德矿床中,交代过程最初形成了绿泥石晶体,它们切穿碳酸盐晶体并广泛替代于基质中。随后发生磁铁矿矿化,通常与碳酸盐晶体共生。石英晶体与绿泥石同期形成,以分散斑状分布在
矿化的结构控制
断层系统对矿化和矿床形成具有关键影响。沿主要断裂带,走滑运动通常产生局部的挤压和拉张域。拉张域尤其为深部热液流体的上升、注入和沉积提供了有利条件,从而促进了沿断层和裂隙矿化带的形成(Blenkinsop,2002;Mohajjel和Fergusson,2013;Khademian
结论
- 1.
埃斯凡达巴德矿床是一个钙质矽卡岩,由侏罗纪I型花岗岩侵入上三叠纪石灰岩形成。矽卡岩矿物组合包括石榴子石、辉石、角闪石、绿帘石和硅灰石。磁铁矿为主要矿石矿物,以块状体、脉状、细脉状和裂隙充填形式出现。
- 2.
结构分析表明,纵向NW–SE向断层在控制矿化方面发挥了主要作用,而交叉断层显著增强了矿体
作者贡献声明
Hashem Bagheri:撰写-审阅与编辑,监督,调查。Alireza Nadimi:撰写-审阅与编辑,调查。Ghodrat Torabi:调查。Majid Taheri Rizi:撰写-初稿,调查
未引用文献
Alfons and Ulrich, 2001; Aliyari et al., 2009; Aliyari et al., 2012; Asadi Harouni et al., 2000; Azizi et al., 2020a; Azizi et al., 2015a; Azizi et al., 2015b; Baghban et al., 2015; Boni et al., 2007; Bonyadi and Ghorbani, 2015; Collins et al., 1982; Daliran, 2008; Farhadi, 1995; Kazemi Rad et al., 2014; Meinert, 1992; Mirzaei et al., 2018; Mokhtari, 2012; Mokhtari et al., 2019; Moritz et al., 2006; Nadimi and Konon, 2012b; Niroomand et al., 2011; Rajaeezadeh et al., 2012; Rajaeezadeh and
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本论文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢伊斯法罕大学提供的研究设施,感谢Rahbaran Foolad和MSC公司提供的支持,特别是在矽卡岩矿化区域及周边地区的野外工作方面。
Majid Taheri Rizi|Hashem Bagheri|Alireza Nadimi|Ghodrat Torabi
伊朗伊斯法罕大学地质系,邮编:81746-73441,伊斯法罕,伊朗