华北禹城"禹城式"高品位矽卡岩型铁矿成矿特征与机制——以山东禹城李屯矿床为例

本文系统研究了华北克拉通山东禹城李屯铁矿这一新型"禹城式"高品位矽卡岩型铁矿的成矿特征。通过野外调查、岩相学分析和矿物学研究，揭示了该矿床在石炭-二叠纪碎屑岩层间构造中形成厚大高品位磁铁矿体的独特机制，建立了"低导热性煤系地层促进高温成矿流体长距离迁移富集"的成矿模型（skarn-type），为华北地区深部找矿提供了重要理论依据。

　　

Highlight

研究发现：

(1) 闪长岩中角闪石均为镁角闪石（magnesiohornblende），结晶压力60.34-95.46 MPa，对应侵位深度1.99-3.15 km，属浅部地壳侵入；

(2) 蚀变闪长岩全铁含量较新鲜岩石降低约3.5 wt%，显示热液流体对铁的活化迁移形成富铁成矿流体；

(3) 碳硫同位素揭示石炭-二叠纪富有机质煤系地层为早期高温流体提供碳源，而硫同位素显示奥陶纪含石膏地层与岩浆热液流体的混合特征。

Constraints of intrusions on mineralization

高品位矽卡岩铁矿的形成与深部侵入体密切相关（Meinert et al., 2003）。研究提出两种假说：一是成矿流体为高温、高氧逸度（fO₂）的岩浆流体；二是铁质通过后期热液交代作用从侵入体中活化萃取。李屯矿床蚀变岩石的铁含量变化支持后一种机制，表明钠长石化过程释放的铁进一步富集了成矿流体。

Conclusions

主要结论：

(1) 蚀变岩全铁含量较新鲜岩石平均降低约3.5 wt%，证实成矿岩体在矽卡岩型铁矿成矿中具有双重作用：岩浆侵位时析出富铁流体，固结后钠长石化释放额外铁质；

(2) 镁角闪石成分指示浅成侵位环境（1.99-3.15 km），为典型浅部矽卡岩系统；

(3) 上覆煤系地层的极低导热性促使高温成矿流体在碎屑岩层间构造中长距离迁移富集，形成独特的"禹城式"矿床。