-
0 前言
-
狼娃山矿床大地构造位置位于中亚造山带西南缘，塔里木地块近东缘及华北地块西北缘（图1a） （左国朝和李绍雄，2011；Wang et al.，2021；王博等，2023）。受超大陆裂解、大陆地壳演化、陆内伸展及收缩构造作用的影响（邵济安等，2002；左国朝等，2003；张传林等，2004；黄宝春等，2008；Wang et al.，2020），该区自古元古代发生多期岩浆-构造活动，形成具不同特征的火山岩组合（代文军和谈松， 2008；牛亚卓等，2013；Gillespie et al.，2017），主要为安山岩、流纹岩、（英安质/安山质）凝灰岩等（梁明宏等，2015）。并且受上述岩浆-构造作用影响，火山喷发产生的热液沿裂隙侵入，为后期形成丰富的铁矿、金矿、铜矿等资源提供了有利的条件。铁矿床主要产出于黑鹰山（孟贵祥等，2009；杨合群等， 2012）、红石山（魏文中，1978）、白山泉（张冬冬等， 2021）及狼娃山下石炭统白山组火山岩系中。狼娃山铁矿床构造复杂，矿体众多、品位较高、易选，具有良好的找矿前景。
-
前人对狼娃山铁矿床的地质特征、矿床成因及成矿环境等进行了一定的研究（金松桥，1974；潘侊等，1981；杨合群等，2006；李玉鹏等，2019；张琳， 2019），但对该矿床火山岩的研究程度较低，火山岩对铁矿床形成与演化的影响尚未明确。为进一步探寻火山岩对铁矿形成的影响、制约与指示作用，本文在大量收集并整理前人资料的基础上，对研究区火山岩进行了主、微量元素等地球化学特征分析。研究狼娃山地区铁矿床火山岩相变化特征，旨在探究铁矿床与火山岩形成的制约关系，为狼娃山铁矿床成因背景、矿床深部及外围找矿提供理论依据。
-
1 区域地质背景
-
狼娃山地区隶属甘肃省肃北县，地处百合山之南，北山之北，临近新疆维吾尔自治区及蒙古国边界。该地区分别出露以下地层：古元古代敦煌岩群 （ArPtD），分布于狼娃山南缘，出露较少，主要沉积碎屑岩与经变质作用而形成的中酸性火山岩，为一套中深变质岩系；下石炭统白山组（C1bs），分布范围广，在狼娃山及跃进山一带均有出露。其火山岩层位岩性变化明显，可见凝灰岩及含火山组分的岩石交替分布，铁矿床主要产出于该组（孟贵祥等， 2009）；下白垩统赤金堡组（K1c），分布于狼娃山南缘，主要由砾岩及粉砂质泥岩组成；新近系上新统苦泉组（N2k），主要分布于狼娃山北缘，在其南部有少量出露，主要由砂岩、砾岩构成；第四系更新统 （Qp3），分布于低洼和干沟区域，主要由砂、砾岩及冲积物组成（图1b）（何世平等，2002）。
-
狼娃山地区主要发育两个褶皱：（1）黑鹰山— 白山泉大型复式背斜：主要由下石炭统和中泥盆统组成，可见一系列轴向平行的次级复式背斜及向斜，褶皱轴呈近EW向展布。褶皱核部受中、酸性侵入岩影响，在该区域形成南、北两个含矿带，狼娃山矿床位于该褶皱南缘。（2）狼娃山—白梁复背斜：主要为下石炭统地层，褶皱轴呈近 EW 向展布。褶皱核部及两翼受华力西中期至晚期酸性岩浆侵入（卜建财等，2022），使其两翼地层遭受破坏而不对称，南翼较北翼陡。此外，研究区断裂极为发育，为后期中酸性热液的侵入提供了有利条件，使该矿床成为一个铁多金属成矿远景矿床（王玉往和王京彬， 2005；任军强等，2018；叶红刚等，2018）。
-
1—上新统若泉组；2—第四系；3—下石炭统白山组；4—太古宙—古元古代敦煌岩群；5—碱长花岗岩；6—二长花岗岩；7—花岗闪长岩；8 —闪长岩；9—石英斑岩；10—基性岩；11—花岗岩脉；12—闪长玢岩脉；13—石英脉；14—板块；15—地块；16—磁铁矿矿点；17—金矿点； 18—不整合线；19—地质界线；20—断层；21—研究区
-
2 矿床地质特征
-
2.1 地层
-
研究区主要出露下石炭统白山组（C1bs）与第四系更新统（Qp3）（图2）。其中下石炭统白山组可分为白山组上亚组（C1bs2）与白山组下亚组（C1bs1）；而白山组下亚组又可进一步分为上段（C1bs1-b）与下段 （C1bs1-a）（李玉鹏等，2019），现分述如下。
-
图2 狼娃山矿床地质图（据王卫伟，2014修改）
-
1—第四系；2—下石炭统白山组下段下亚段；3—下石炭统白山组下段上亚段；4—下石炭统白山组上段；5—蚀变岩；6—花岗岩；7—闪长岩脉；8—铁矿体；9—断层
-
白山组下亚组下段（C1bs1-a）：主要由灰红色、浅灰绿色含角砾英安质凝灰岩（图3a）和灰色、灰红色英安质熔结凝灰岩（图3b）组成，两者均为熔结凝结构，块状构造。凝灰岩岩屑为中酸性熔岩、偶见流纹岩、英安岩、安山岩，晶屑以斜长石为主，可见钾长石，偶见石英，基质主要为长英质矿物。熔结凝灰岩岩屑的成分为中酸性、酸性火山岩，晶屑为斜长石、绿泥石、钾长石及少量石英，胶结物为长英质矿物。该段局部地区还可见灰红色火山角砾岩，角砾磨圆度较差，多为棱角状。
-
图3 狼娃山矿床野外地质特征
-
a—含角砾流纹英安质熔结凝灰岩；b—英安质熔结凝灰岩与流纹质熔结凝灰岩界线；c—白山组下亚组上段底部；d—安山岩脉； e—闪长岩脉；f—断层
-
白山组下亚组上段（C1bs1-b）：主要沉积暗红色流纹质熔结凝灰岩（图3c），具斑状结构，流纹构造，斑晶为石英、钾长石及斜长石。该段还可见少量矽卡岩和安山质凝灰岩，为主要的含矿岩层，即该段为研究区铁矿床主要的赋矿层位。
-
白山组上亚组（C1bs2）：由灰绿色硅质板岩夹粉砂岩组成，具显微花岗鳞片变晶结构，条带状构造。与下亚组呈整合接触。
-
第四系更新统（Qp3）：主要为砂岩、砾岩，分布于低洼处及干涸的沟谷中，在矿床南缘出露较多，北缘较少。
-
2.2 构造
-
研究区内断裂发育，主要为以下3组断裂构造： （1）近 EW 向：由一系列疏密不等的压性劈理、挤压破碎带、压性及压扭性断裂组成，走向 80°~100°，倾角 70°~80°，长约数千米，具有右行的特点；（2）近 NWW 向：主要为压扭性断裂，走向 100°~130°，具有右行走滑的特点；（3）近 NE 向：该方向断裂规模较大，最长可达数十千米，走向 55°~70°，切割了矿床的矿带及矿体。狼娃山铁矿带走向为 120°~130°，呈近EW向。下石炭统火山岩地层走向与狼娃山铁矿带走向相差不大，亦呈近东西向展布，两者表现为锐角相交。矿体走向多呈近 EW 向，与狼娃山铁矿带斜交，主要以右型斜列的形式展布。
-
2.3 岩浆岩
-
肉红色花岗岩（γ）入侵白山组地层，在狼娃山矿床南缘出露，局部可见二长花岗岩。花岗岩具细粒结构，块状构造，主要由钾长石、斜长石及石英组成，偶见角闪石及云母。岩体中部发生相变，转化为花岗闪长岩，其临近的硅质板岩蚀变作用不明显。
-
脉岩广泛发育于矿床内部，主要为安山岩脉 （图3d）及细粒闪长岩脉（图3e），局部可见辉绿岩脉及石英细脉。脉岩延伸方向主要为 EW 向，且呈不同的组合方式分布于矿床中。这些脉岩具火山岩的岩石学特征，花岗岩中可见脉岩穿切其中。早石炭世地层中偶见具揉皱构造的流纹岩及流纹斑岩脉，早期侵入围岩，后被中性脉岩穿切，可能属于次火山岩。
-
2.4 矿体特征
-
狼娃山铁矿床位于北山成矿带北缘（潘小菲和刘伟，2010），其矿体以数量多、分布集中及形态各异为特征，成带分布在狼娃山矿床。整个矿带向东南方向延伸，长约 6000 m，宽 500~1000 m。地表矿体总体向南倾斜，倾角为 60°~75°，深部矿体总体向北倾斜，倾角为 50°~80°。矿床内因构造作用强烈，矿体多被断裂构造破坏。矿带内可见矿体以斜列的形式向东排布，矿体多赋存在下石炭统白山组下亚组上段灰绿色安山质凝灰岩中，其形态主要为透镜状、似层状、脉状及囊状等。
-
2.5 变质作用及围岩蚀变
-
2.5.1 变质作用
-
狼娃山矿床变质作用主要为接触交代变质作用、动力变质作用和区域变质作用。接触交代变质作用主要表现为原岩（安山质/英安质凝灰岩及熔结凝灰岩）与岩浆结晶晚期析出的大量挥发分和热液接触发生交代作用，使其变质为石榴石矽卡岩、绿帘石矽卡岩、绿泥石矽卡岩、绿泥石岩、绿帘石岩。断裂及断层中可见碎裂岩、断层角砾岩、糜棱岩化岩石（图3f），表明矿床经历了动力变质作用。区域变质作用在矿床作用较小，表现为原岩（灰岩、硅质岩）变质为大理岩、硅质板岩。
-
2.5.2 围岩蚀变
-
成矿围岩蚀变主要有：绿泥石化、绿帘石化、矽卡岩化，硅化、绢云母化、碳酸盐化等。绿泥石化表现为铁矿体两侧出现片理化绿泥石岩，安山质熔结凝灰岩、英安质熔结凝灰岩中出现大量绿泥石。近矿绿泥石化作用的产物为石英绿泥石岩。蚀变矿物主要为绿泥石、石英，含少量绢云母、绿帘石、磁铁矿，以及微量的磷灰石、榍石、锆石、白钛石、黑云母、黄铁矿。绿帘石化表现为安山质熔结凝灰岩中出现绿帘石团块、绿帘石脉，局部出现个体较大且晶形完整的绿帘石单晶。矽卡岩化表现为矿化带中发育有大量的矽卡岩。矿床矽卡岩及矽卡岩化岩石，主要是由火山活动晚期喷气-热液（酸性）交代灰绿色安山质熔结凝灰岩、英安质熔结凝灰岩而成。硅化主要表现为矿体及围岩中石英细脉的贯入。绢云母化表现为英安质凝灰岩及流纹英安质凝灰熔岩中出现细小的新生绢云母。碳酸盐化表现为铁矿石及安山质熔结凝灰岩中发育网脉状的碳酸盐细脉。
-
3 样品及分析方法
-
3.1 样品采集
-
本研究的实验样品均采集于地下坑道，样品新鲜，能很好地代表研究区内的火山岩。矿床火山岩，以流纹岩类及流纹英安岩类为主，见少量的英安岩、安山岩类岩石，样品详细描述如下。
-
含角砾流纹英安质熔结凝灰岩：浅灰绿色，熔结凝灰结构，块状构造，由碎屑物（约占 55%）和胶结物（约占 45%）组成。碎屑物为岩屑和晶屑，碎屑中角砾大小不等。岩屑成分为中酸性、酸性火山岩，其形态各异，有长条状、豆荚状、纺锤状等。晶屑为斜长石、钾长石及石英。部分斜长石晶形完好，钾长石、石英不完整，为次棱角状，成片状，粒度一般为 0.4~1. 0 mm，少数在 0.3 mm 以下（图4a）。胶结物为长英质矿物，为隐晶状—显微晶质的致密集合体。
-
图4 狼娃山铁矿床火山岩显微镜下照片
-
a—次棱角状钾长石（+）；b—绿泥石化（-）；c—霏细结构（-）；d—条纹长石（+）；e—斜长石绢云母化（-）；f—斜长石针状结构（+）；Kfs—钾长石； Pl—斜长石；Chl—绿泥石；Ep—绿帘石
-
含角砾流纹英安质凝灰岩：灰色，熔结凝灰结构，基质具显微霏细结构，块状构造。岩石由碎屑物（约占 70%）和基质（约占 30%）组成，碎屑物为岩屑和晶屑，岩屑主要为中酸性熔结凝灰岩，次为流纹岩、英安岩等。岩屑形状各异，粒度不等，一般小于 2 mm。晶屑主要为斜长石，其次为钾长石，偶见石英。基质主要由长英质矿物组成，粒度基本小于 0. 01 mm，具显微霏细结构，蚀变主要为绿泥石化，绿泥石鳞片光性弱，分布在整个基质中（图4b）。
-
流纹质熔结凝灰岩：灰红色，斑状、显微霏细结构，流纹、斑杂构造。镜下由斑晶（约占 12%）、基质 （约占53%）和碎屑物（约占35%）组成。斑晶主要为石英、钾长石、斜长石。钾长石、斜长石斑晶较石英斑晶小，呈他形—半自形粒状，石英较破碎。斜长石为更长石，见绢云母化，钾长石为条纹长石。（图4c，d）岩石中还含有晶屑，呈碎片状，棱角状，粒度较小。岩屑很少，偶见绿泥石。胶结物为熔岩基质，主要为长英质，少数为绢云母。
-
英安质凝灰岩：浅灰绿色，晶屑、岩屑结构，块状构造。岩石由碎屑（约占 78%）、胶结物（约占 20%）及磁铁矿（约占 2%）组成，其晶屑、岩屑含量高，但粒径小。晶屑主要为斜长石，偶见石英。斜长石形态各异，主要呈棱角状，蚀变多为绢云母化，粒径多为0.1~0.2 mm。石英与长石粒径相似，主要为次棱角状—次圆状。岩屑主要为安山岩、英安岩等，形态各异，粒径大多小于 0.6 mm。胶结物主要为长英质矿物、绿泥石、绿帘石等（图4e）。
-
安山质熔结凝灰岩：灰绿色，斑状结构、凝灰结构、变余玻晶交织结构，块状构造。岩石由斑晶（约占 10%）、碎屑（约占 12%）、基质（约占 89%）组成。斑晶含量低，主要为斜长石和石英，基质占比高，主要为斜长石微晶和绿泥石，斜长石微晶为针状结构，不规则分布在基底中。碎屑物主要为晶屑和岩屑。岩石蚀变主要为碳酸盐化，绢云母化等（图4f）。
-
流纹岩：肉红色，斑状结构，流纹构造。岩石由斑晶（约占15%）和基质（约占85%）组成。斑晶主要为斜长石和石英，钾长石较少。斜长石呈半自形— 自形结构，见绢云母化。石英呈次圆状。暗色矿物被白云母集合体、金属矿物和白钛石交代呈假象，可能是角闪石或黑云母蚀变。基质具显微球粒结构、微粒结构，球粒主要由长石构成，微粒则由长英质矿物组成，球粒粒径为0.1~0.3 mm。
-
3.2 分析方法
-
本研究在不同深度共采集火山岩样品14件，并对其进行主量、微量元素及单矿物测试分析，实验在甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘察院实验室完成。首先将样品磨碎后进行粗选，再将粗选得到样品磨至 200 目，换样过程中用水及酒精清洗钵体以保持样品的纯净性。用X射线荧光法对样品进行主量元素测定，实验分析精度优于 5%。烧失量在 1000℃下烘烤得到。测试结果见表1、表2。称取 0. 040 g 磨好的粉末样品，并加入 HNO3和 HF适量在溶样器中反应，反应完成后将其蒸至容器中没有水分，再重复上述操作于185℃下静置48 h，再蒸干加入 HNO3并稀释，提取得到微量元素用电子探针进行测试，分析结果见表3。对石榴子石进行单矿物基本组分及光谱分析。由于石榴子石内有粉末状细小磁铁矿散点，故单矿物选纯程度一般。
-
4 主量与微量元素特征
-
狼娃山矿床白山组下亚组火山岩主量分析结果见表1。其 SiO2 的含量为 63.28%~76.31%，在 TAS图解（图5a）中主要落在粗面英安岩及流纹岩区域，属中—酸性火山岩。TiO2 的含量为 0. 07%~0.88%，中位数为 0.15%，含量较低。Al2O3的含量为11.57%~18.33%，中位数为12.61%，较接近我国中酸性火山岩 Al2O3的平均含量（迟清华和鄢明才， 2007）。Na2O、K2O 含量变化较大，白山组下亚组下段 Na2O 的含量为 3.61%~3.84%，中位数为 3.73%； K2O 的含量为 3.83%~5.59%，中位数为 4.71%，全碱（Na2O+K2O）含量为 7.44%~9.43%； K2O/Na2O 为 1. 06~1.46，总体表现为 K2O>Na2O。岩石固结指数 SI 为 12.35~15.51，分异指数 DI 为 77.82~81.50，表明岩石经历了一定程度的分异作用。白山组下亚组上段 Na2O 的含量为 0.66%~7.47%，中位数为 4.24%；K2O 的含量为 0.67%~7. 00%，中位数为 2.88%，全碱（Na2O+K2O）含量为 4.87%~10.27%； K2O/Na2O 为 0. 07~14.56，总体表现为 Na2O>K2O。岩石固结指数 SI 为 0.43~18.11，分异指数 DI 为 75.27~97.47，表明其经历的分异作用比白山组下亚组下段强烈。白山组下亚组上、下两段相比，下段更贫Na而富K、Ti、Mg，其余元素则相差不大。由表1 可知，其里特曼指数 σ 范围为 0.71~4.28<9，且大部分小于 3.3，结合 AFM（图5b）与 SiO2-（Na2O+ K2O）-CaO 图解（图5c），证明其火山岩多属钙碱性系列，且SiO2-K2O图解（图5d）表明其属高钾钙碱性系列。铝饱和指数 A/CNK 值的范围为 0.852~1.893，平均比值为1. 09，多属过铝质岩石。
-
狼娃山矿床岩脉分析结果见表2。其中，7、13、 17、25、26 号样品 SiO2含量为 73.85%~77.38%，TAS 图解（图5a）中主要落在流纹岩区域，属酸性火山岩。Na2O 含量为 0.98%~3.24%，中位数为 3.18； K2O 含量为 2.70%~8.13%，中位数为 4.67%；全碱 （Na2O+K2O）含量为 6.88%~9.15%；K2O/Na2O 为 1.16~8.16，显示其富碱的特征。岩石固结指数 SI 为 1.48~3.49，分异指数 DI 为 85.89~94.97，表明岩石经历了一定程度的分异作用。在 SiO2-K2O 图解 （图5d）中属高钾系列。里特曼指数 σ 介于 1.49~2.60 之间，小于 3.3，且 AFM 图解（图5b）及 SiO2-（Na2O+K2O）-CaO图解（图5c）表明其属高钾钙碱性系列。Al2O3含量为 11.15%~13. 01%。铝饱和指数 A/CNK 为 0.976~1.173，平均值为 1. 034，多属过铝质岩石。 6、14、27 号样品 SiO2 含量为 56.54%~62.51%，4号与14号在TAS图解（图5a）中落在安山岩区域，27 号落在粗安岩区域，属中性火山岩。 Na2O 含量为 3.32%~4.48%，K2O 含量为 1.24%~3. 01%，全碱（Na2O+K2O）含量为 4.56%~6.49%； K2O/Na2O 为 0.37~0.86，显示其 Na2O>K2O 的特征。岩石固结指数 SI 为 17.10~25.34，分异指数 DI 为 56.15~66.27。6号及 14号在 SiO2-K2O 图解（图5d） 中属中钾系列。里特曼指数 σ 介于 1.17~1.92 之间，小于 3.3，且 AFM 图解（图5b）及 SiO2-（Na2O+ K2O）-CaO 图解（图5c）表明其属中钾钙碱性系列。 27 号在 SiO2-K2O 图解（图5d）中属高钾系列，SiO2-（Na2O+K2O）-CaO 图解（图5c）中则落入碱性系列，表明其属高钾碱性系列。Al2O3 含量为 13.49%~16.50%。铝饱和指数 A/CNK 为 0.926~1.117，平均值为 1. 003，多属过铝质岩石。12 号样品 SiO2含量为 46.55%，在 TAS图解（图5a）中落在玄武岩范畴，属基性火山岩。Na2O 含量为 2.37%，K2O 含量为 1.65%，全碱（Na2O+K2O）含量为 4. 02%； K2O/Na2O 为 0.70，显示其 Na2O>K2O 的特征。岩石固结指数 SI 为 29.75，分异指数 DI 为 31. 03。在 SiO2-K2O 图解（图5d）中属钾玄岩系列Al2O3含量为16.67%。铝饱和指数A/CNK为0.752，多属准铝质岩石。
-
狼娃山矿床侵入岩分析结果见表2。其 SiO2含量为74.97%，TAS图解（图5a）中主要落在酸性岩区域，属酸性岩。Al2O3含量为 12. 09%，Na2O 含量为 4. 07%，K2O含量为 3.57%，全碱（Na2O+K2O）含量为 7.64%； K2O/Na2O 为 0.88，显示其 Na2O>K2O 的特征。在SiO2-K2O图解（图5d）中属高钾系列，里特曼指数 σ 为 1.82<3.3，在 SiO2-（Na2O+K2O）-CaO 图解 （图5c）中落入钙碱性系列范畴。铝饱和指数 A/ CNK为0.752，表明其属准铝质岩石。结合表2数据及图5，表明细粒二长花岗岩为准铝质高钾钙碱性花岗岩。
-
图5 狼娃山火山岩岩石类型划分TAS图解（a，底图据Le Bas et al.，1986）；AFM图解（b，底图据Irvine and Barager， 1971）； SiO2-（Na2O+K2O-CaO）图解（c，底图据Frost et al.，2001）；SiO2-K2O图解（d，底图据Peccerillo and Taylor，1976）
-
在主量元素 Harker 图解（图6）上，狼娃山火山岩除K2O外，其他元素与SiO2呈较明显的线性变化，即 SiO2与 Al2O3、MgO、FeO、CaO、TiO2、P2O5呈较好的负相关关系。SiO2-Na2O 图解中，在 SiO2 含量为 67.25%、Na2O 含量为 2.99% 处，出现转折点，两者的关系由正相关转为负相关关系。
-
不同岩性中，微量元素（Ba、Ti、Mn、Ni、Cu、V、 Cr、Zr 等）元素丰度变化较大。流纹岩 Ba 元素含量 （2161×10-6）远高于地壳 Ba 含量（500×10-6）。除 Ba 元素外，其余元素含量基本小于或远小于地壳克拉克值，其中，英安岩的 Cr 含量较高（383×10-6），高于地壳克拉克值（200×10-6）。观察表3可见以下规律：火山岩由酸性至中性亲铁元素Ti、Mn、Ni、V、Cr及亲硫元素 Cu 的含量呈增加趋势，而亲石元素 Ba 则呈减小趋势。
-
对与磁铁矿共生的石榴子石进行了单矿物分析，结果见表4。Fe2O3平均值为 27.23%，FeO 平均值为 0.82%。MgO 平均值为 0.36%，TiO2平均值为 0.10%，SiO2 平均值为 35.21%，Al2O3 平均值为 2.45%，MnO 平均值为 0.60%，CaO 平均值为 31. 00%，其中 Fe2O3、SiO2及 CaO 含量较多。样品在石榴子石成分三角图（图7）中处右下角，靠近钙铁榴石，分别达 83% 和 95% 左右，故该石榴子石属钙铁石榴子石。
-
注：主量元素单位为%；NK=Na2O+K2O（%）； A. R=（Al2O3+CaO+Na2O3+K2O）/（Al2O3-CaO-Na2O3-K2O）（%）；σ=（Na2O+K2O）2 /（SiO2-43） （%）； A/CNK=Al2O3 /（CaO+Na2O+K2O）（mol）；固结指数（SI） =MgO×100/（MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O）（%）。
-
5 讨论
-
5.1 构造背景
-
全球分布有许多与火山岩密切相关的大型铁矿床，如新疆西天山成矿带查岗诺尔铁矿床（张作衡等，2012）、美国密苏里州东南部的Pilot Knob磁铁矿矿床（Tunnell et al.，2021）等。研究区白山组下亚段火山岩TiO2平均含量较低，为0.33%，与大陆边缘弧环境的火山岩 TiO2含量接近；K2O 平均含量为 3.67%，与活动陆缘环境火山岩 K2O 含量相近（金松，2014）。前人研究表明，活动大陆边缘局部伸展作用环境对铁的矿化有利（Hitzman et al.，1992；毛景文等，2008；Groves et al.，2010；田敬佺等，2015； 张招崇等，2016；菅坤坤等，2018），且通常在俯冲作用晚期及构造体系由挤压作用转为碰撞后伸展作用时，产生高钾钙碱性火山岩（迟效国等，1999；杜建国和张鹏，1999；魏君奇等，2004；李潇林斌等， 2014；王伟等，2015；尹刚伟等，2019）。研究区火山岩里特曼指数 σ 基本小于 3.3，表明该区火山岩主要为钙碱性岩石，且从SiO2-K2O图解（图5d）可以看出其主要为高钾钙碱性岩石。白荣龙等（2022）建立了北山造山带石炭纪构造-岩浆演化模型，并表明下石炭统白山组火山岩是在伸展构造背景下，由壳源岩浆俯冲早期岩浆沿构造通道上升引发火山喷发而形成的。SiO2-log[CaO/（Na2O+K2O）]图解 （图8）指示狼娃山下石炭统白山组下亚组下段至上段，其火山岩经历了由挤压逐渐转变为伸展的构造作用。综上所述，推测狼娃山地区火山岩形成于活动大陆边缘挤压—伸展转换的构造背景。近年来，狼娃山附近地区的研究（旷红伟等，2013；辛后田等，2020）也表明该地区构造体系逐渐由挤压作用转变为碰撞后伸展作用。
-
注：主量元素单位为%；NK=Na2O+K2O（%）； A. R=（Al2O3+CaO+Na2O3+K2O）/（Al2O3-CaO-Na2O3-K2O）（%）；σ=（Na2O+K2O）2 /（SiO2-43） （%）； A/CNK=Al2O3 /（CaO+Na2O+K2O）（mol）；固结指数（SI） =MgO×100/（MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O）（%）。
-
注：地壳克拉克值采用维诺格拉多夫（Vinogradov，1962）。
-
图6 狼娃山矿床火山岩Harker图解
-
图7 石榴子石成分三角图（底图据Meinert et al.，1991； 青海地区数据据丰成友等，2011）
-
Gro—钙铝榴石； And—钙铁榴石；（Pyr+ Spe+Alm）—（镁铝榴石+锰铝榴石+铁铝榴石）
-
5.2 成矿物质来源
-
研究区火山岩主要为中酸性火山岩（SiO2= 59.57%~76.31%）。TAS 图解（图5a）表明，火山岩样品主要落在流纹岩/粗面英安岩区内，表明狼娃山铁矿床火山岩主要为流纹岩和粗面英安岩系列。随着中性至酸性火山岩SiO2及K2O+Na2O组分增高， Al2O3、Fe2O3+FeO+MgO、CaO 组分由高降低，酸性火山岩中 Na2O>K2O，中性岩中 K2O>Na2O，表明其酸性火山岩平均组分为弱过铝质钙碱性岩；其中性岩平均组分为弱过铝质高钾钙碱性岩。白山组下亚组火山岩分异指数 DI 为 75.27~97.47，指示其经历了较高程度的分异演化作用。Harker 图解（图6）中 Al2O3、TiO2、P2O5、MgO、FeO、CaO 与 SiO2之间整体上表现出较好的负相关性，表明在岩浆演化过程中，镁铁矿物、钛铁氧化物、磷灰石、辉石等可能发生了分离结晶作用，这与岩浆发生结晶分异作用时矿物成分变化规律一致（李霓等，2004；Jang and Naslund，2013；王博林等，2017；Naumov et al.， 2022）。结合岩相、岩性变化情况，认为研究区中酸性火山岩的形成源于岩浆在深部分异的结果。
-
Yu et al.（2016）指出，来源为上地壳部分熔融的岩石一般属强过铝质岩石，而狼娃山下石炭统白山组下亚组火山岩 A/CNK 比值为 0.852~1.893，平均比值为 1. 09，多为弱过铝质岩石，指示研究区火山岩并非上地壳来源。王卫伟（2014）对狼娃山矿床黄铁矿进行了硫同位素测试，分析得出其 δ34S 值为+0.6‰~+3.4‰，中位数为+2.5‰，与地幔硫的 δ34S 值（0‰~+3‰）具相似特征（张理刚，1985）。卜建财等（2022）对狼娃山白山组火山岩稀土元素进行了测试，结果表明其稀土元素总量明显降低，且轻、重稀土分馏程度低，指示狼娃山成矿流体具幔源特征。火山岩微量元素分析表明（表3），狼娃山矿床火山岩由酸性至中性亲铁元素Ti、Mn、Ni、V、Cr 及亲硫元素 Cu 的含量呈增加趋势，而亲石元素 Ba则呈减小趋势，该趋势表明研究区成矿物质可能与地幔具有密切联系（Richards，2009；Silantyev et al.，2017；汪在聪和邹宗琪，2019）。综上所述，推测狼娃山火山岩成矿物质可能源于地幔。
-
图8 SiO2-log[CaO/（Na2O+K2O）]图解（底图据Brown et al.，1984）
-
矿床变质作用主要为接触交代变质作用，表现为矿床内下石炭统白山组原岩（安山质/英安质凝灰岩及熔结凝灰岩）与岩浆结晶晚期析出的大量挥发分和热液接触发生交代作用，形成石榴子石矽卡岩、绿帘石矽卡岩等。石榴子石与磁铁矿具有密切的联系（洪为等，2012）。丰成友等（2011）在青海祁漫塔格地区所测钙铁石榴子石分析表明该地区形成钙铁石榴子石时，铁的含量逐渐增加。本区分析得到狼娃山火山岩经石榴子石化形成钙铁石榴子石，与青海祁漫塔格地区形成的石榴子石具相似特征（图7）且形成于相同的构造期次，表明该区火山岩随着流体的侵入，在氧化环境下，大量的钙质及铁质被带入，且铁多以Fe3+ 的形式进入石榴子石中，从而形成钙铁石榴子石矽卡岩或钙铁石榴子石脉 （李厚民等，2014），表明狼娃山火山岩后期可能受到了热液交代作用的改造（洪为等，2012）。
-
图9 狼娃山铁矿床火山岩系柱状图
-
5.3 火山活动对铁成矿的制约
-
前人研究认为，火山岩型铁矿床的形成与演化与其经历的火山活动具有密切联系，火山活动控制着铁矿床的分布（张招崇等，2016；Kou et al.，2017； 张振亮等 2018；Darbandi et al.，2020；王久等， 2022），如汪帮耀等（2017）对西天山备战、敦德、智博及查岗诺尔铁矿床进行了研究，表明其铁成矿受火山口喷溢—爆发、热液交代、隐爆作用等反复作用，使得其成矿作用具有多期次多阶段的特征；徐鹏等（2022）总结了鄂西北地区海相火山岩型铁矿床的成矿规律，表明其铁成矿位置与古火山喷发中心空间上具有密切联系，且火山活动越强烈，矿化程度越高。不同的火山构造可形成不同的矿床，如近火山口处易形成热液交代型铁矿床，远火山口处则易形成火山沉积型铁矿床等（陈毓川等，2008；申萍等，2020）。
-
火山岩型矿床火山岩相可分为 3 个相：爆发— 喷发相、喷发—喷溢相、喷溢—沉积相（王璞珺等， 2006；晏齐胜等，2022）。爆发—喷发相通常发育于火山口附近，常呈锥形，形成于火山作用旋回早期火山爆发剧烈时期，主要由中、酸性火山碎屑岩堆积形成（仲伟军等，2016；谭建华等，2021）；喷发— 喷溢相通常发育于火山附近，岩浆从火山通道上升至地表后，经流动—凝固形成熔岩，主要形成于火山作用旋回中晚期（王璞珺等，2018；唐华风等， 2020）；喷溢—沉积相通常发育于远火山口的水体中，火山作用旋回晚期各种具不同喷发方式形成的火山碎屑岩与陆源碎屑被搬运至水体中堆积，主要为沉积火山碎屑岩和凝灰岩等（季汉成等，2012；卢安康等，2021）。根据火山岩相韵律（图9），推测狼娃山地区经历了3次火山爆发，每一爆发期中，火山活动的强度显示明显的脉动性，即火山活动呈现由强至弱的多次颤动，每一单层岩性，亦显示由强至弱的喷发特征。研究区矿床火山岩相主要为喷发 —喷溢相和爆发—喷发相。喷发—喷溢相岩层属于白山组下亚组上段层位，主要由中酸性熔结凝灰岩及部分凝灰岩组成，为矿床的主要赋矿层位。爆发—喷发相岩层属于白山组下亚组下段层位，主要由含角砾熔结凝灰岩组成，期间夹火山角砾岩，角砾成分以肉红色流纹岩、流纹斑岩为主，偶见安山岩、大理岩、英安岩、英安斑岩、英安凝灰岩。王维等（2023）对惠民火山岩型铁矿床进行了研究，指出在火山喷发期主要形成网脉状矿体，间歇期则形成热水沉积型层状矿体。由此可见，火山活动阶段性的特征为铁成矿提供了良好的成矿条件。此外，研究区内存在较多的爆发相火山角砾岩，并见有火山豆角砾岩，偶见集块岩，而火山岩中普遍含有角砾或火山碎屑物质，本文认为矿床内下石炭统白山组火山岩与火山口火山岩相具有极为相似的特征。综上所述，认为狼娃山矿床为火山岩型铁矿床。
-
6 结论
-
通过对狼娃山铁矿床下石炭统白山组火山岩主微量元素的分析，探讨了火山岩的构造背景、成矿物质来源及其对铁成矿的制约作用，得出以下结论：
-
（1）狼娃山地区火山岩形成于活动大陆边缘挤压至伸展转换的构造背景，碰撞后伸展作用使得气液沿火山裂隙运移、喷出或沿裂隙交代从而形成铁矿石。
-
（2）矿床火山岩密切影响着其铁矿的形成，其成矿物质来源可能为幔源岩浆，铁矿体的形成主要与喷发过程的分异作用有关。
-
（3）狼娃山铁矿床下石炭统白山组火山岩与火山口相具有极为相似的特征，强烈的火山活动使大量富含成矿物质的岩浆喷发，铁矿的产出，受控于喷发—喷溢相岩层。
-
（4）狼娃山铁矿床为北山地区重要的铁矿床之一，其铁矿石品位高且矿体多。本文探究该矿床铁成矿与火山岩之间联系，提出未来找矿方向应主要关注于熔结凝灰岩及部分凝灰岩层位，为进一步找矿提供新的角度，也为寻找同类型矿床提供一定参考。
-
参考文献
-
Brown G C， Thore R S， Webb P C. 1984. The geochemical characersics of granitoids in contrasting arcs and comments on magma sources［J］. Journal of the Geological Society， 141（3）： 413-426.
-
Darbandi G， Bonyadi Z， Hosseini M， Sheikhi R. 2020. Geochemistry and genesis of igneous rocks and skarn of Shahrak iron ore （Northeast of Kurdistan） ［J］. Arabian Journal of Geosciences， 13（14）： 570-580.
-
Frost B R， Barnes C G， Collins W J， Arculus R J， Ellis D J， Frost C D. 2001. A geochemical classification for granitic rocks［J］. Journal of Petrology， 42（11）： 2033-2048.
-
Gillespie J， Glorie S， Xiao W J， Zhang Z Y， Alan S C， Noreen E， Brent M， Johan D G. 2017. Mesozoic reactivation of the Beishan， southern Central Asian Orogenic Belt： Insights from low-temperature thermochronology［J］. Gondwana Research， 43： 107-122.
-
Groves D I， Bierlein F P， Meinert L D， Hitzman M W. 2010. Iron oxide copper-gold （IOCG）deposits through earth history： Implications for origin， lithospheric setting， and distinction from other epigenetic iron oxide deposits［J］. Economic Geology， 105（3）： 641-654.
-
Hitzman M W， Oreskes N， Einaudi M T. 1992. Geological characteristics and tectonic setting of proterozoic iron oxide （Cu-U-Au-REE） deposits［J］. Precambrian Research， 58： 241-287.
-
Irvine T N， Barager W R A. 1971. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks［J］. Canadian Journal of Earth Sciences， 8（5）： 523-548.
-
Jang Y D， Naslund H R. 2013. Major element variation of the Skaergaard pyroxene and its petrologic implications［J］. Island Arc， 22（2）： 214-226.
-
Kou C H， Zhang Z C， Santosh M， Huang H， Zhu J. 2017. Oldest volcanic-hosted submarine iron ores in South China： Evidence from zircon U-Pb geochronology and geochemistry of the Paleoproterozoic Dahongshan iron deposit［J］. Gondwana Research， 49： 182-204.
-
Le Bas M J， Le Maitre R W， Streckeisen A， Zanettin B. 1986. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram［J］. Journal of Petrology， 27： 745-750.
-
Meinert L D， Brooks J W， Myers G L. 1991. Whole rock geochemistry and contrast among skarn types［C］// Buffa R H， and Coyner A R， （eds. ）. Geology and Ore Deposits of the Great Basin： Reno， Nevada， Geological Society of Nevada， Fieldtrip Guidebook Compendium， 1： 72–80.
-
Naumov V B， Girnis A V， Dorofeeva V A， Kovalenker V A. 2022. Volatile， trace， and ore elements in magmatic melts and natural fluids： Evidence from mineral-hosted inclusions. II. Effect of crystallization differentiation on the concentrations of ore elements［J］. Geochemistry International， 60（6）： 537-550.
-
Peccerillo A， Taylor S R. 1976. Geochemistry of Eocene calc alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area， Northern Turkey［J］. Contributions to Mineralogy & Petrology， 58（1）： 63-81.
-
Richards J P. 2009. Postsubduction porphyry Cu-Au and epithermal Au deposits： Products of remelting of subduction-modified lithosphere［J］. Geology， 37（3）： 247-250.
-
Silantyev S A， Kubrakova I V， Tyutyunnik O A. 2017. Distribution of siderophile and chalcophile elements in serpentinites of the oceanic lithosphere as an insight into the magmatic and crustal evolution of mantle peridotites［J］. Geochemistry International， 54（12）： 1019-1034.
-
Tunnell B N， Locmelis M， Seeger C， Mathur R， Dunkl I， Sullivan B， Lori L. 2021. The Pilot Knob iron ore deposits in southeast Missouri， USA： A high-to-low temperature magmatic-hydrothermal continuum［J］. Ore Geology Reviews， 131： 103973.
-
Vinogradov A P . 1962. Average contents of chemical elements in the principal types of igneous rocks of the Earth's crust［J］. Geokhimiya， 7（7）： 641-664.
-
Wang B R， Yang X S， Li S C， Teng C， Yang X J， Huang F Y， Cao J， Yang B， Zhang X F， Zhou Y. 2021. Age， depositional environment， and tectonic significance of an Early Neoproterozoic volcano-sedimentary sequence in the eastern Beishan orogenic belt， southern Central Asian Orogenic Belt［J］. Geological Journal， 56（3）： 1346-1357.
-
Wang J X， Zhang K X， Jin J S， Song B W， Yu Y， Wang L J， Wang S D， Sun S. 2020. Early Paleozoic ocean plate stratigraphy of the Beishan Orogenic Zone， NW China： Implications for regional tectonic evolution［J］. Acta Geologica Sinica， 94（4）： 1042-1059.
-
Yu Y， Huang X L， He P L， Li J. 2016. I-type granitoids associated with the early Paleozoic intracontinental orogenic collapse along pre-existing block boundary in South China［J］. Lithos， 248： 353-365.
-
卜建财， 肖云云， 李先灿， 洪文帅. 2022. 甘肃北山地区狼娃山铁矿床地质地球化学特征及成矿机理探讨［J］. 矿产与地质， 36（1）： 63-78.
-
卜建军， 吴俊， 史冀忠， 杨文强， 张楗钰. 2019. 北山—巴丹吉林地区石炭纪—二叠纪构造古地理及其演化［J］. 地质科技情报， 38（6）： 113-120.
-
白荣龙， 虎金荣， 赵甫峰， 岳雅慧， 周慧玲. 2022. 北山造山带红柳河槽—跃进山地区石炭纪花岗岩成因及构造岩浆演化研究［J］. 岩石学报， 38（3）： 713-742.
-
迟清华， 鄢明才. 2007. 应用地球化学元素丰度数据手册［M］. 北京： 地质出版社.
-
陈毓川， 刘德权， 唐延龄， 王登红， 董连慧， 徐新， 王晓地. 2008. 中国天山矿产及成矿体系［M］. 北京： 地质出版社， 256-263.
-
迟效国， 李才， 金巍， 刘森， 杨日红. 1999. 藏北新生代火山作用的时空演化与高原隆升［J］. 地质论评， 45（S1）： 978-986.
-
代文军， 谈松. 2008. 甘肃北山野马街—马鬃山构造带蛇绿岩与相关火山岩性质及构造意义［J］. 新疆地质， 26（3）： 305-313.
-
杜建国， 张鹏. 1999. 大别造山带北部的中生代火山岩［J］. 现代地质， 13（1）： 57-59.
-
丰成友， 赵一鸣， 李大新， 刘建楠， 肖晔， 李国臣， 马圣钞. 2011. 青海西部祁漫塔格地区矽卡岩型铁铜多金属矿床的矽卡岩类型和矿物学特征［J］. 地质学报， 85（7）： 1108-1115.
-
何世平， 任秉琛， 姚文光， 付力浦. 2002. 甘肃内蒙古北山地区构造单元划分［J］. 西北地质， 35（4）： 30-40.
-
洪为， 张作衡， 李华芹， 李凤鸣， 刘兴忠. 2012. 新疆西天山查岗诺尔铁矿床成矿时代——来自石榴子石Sm-Nd等时线年龄的信息［J］. 矿床地质， 31（5）： 1067-1074.
-
黄宝春， 周烑秀， 朱日祥. 2008. 从古地磁研究看中国大陆形成与演化过程［J］. 地学前缘， 15（3）： 348-359.
-
季汉成， 杨德相， 高先志， 房晓东， 王薇. 2012. 二连盆地洪浩尔舒特凹陷中生界火山岩特征及储层控制因素分析［J］. 地质学报， 86（8）： 1227-1240.
-
菅坤坤， 高峰， 杜彪等， 赵端昌， 王星， 何元方. 2018. 喀喇昆仑天文点地区辉长岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义［J］. 矿产勘查， 9（9）： 1693-1704.
-
金松. 2014. 内蒙古大梁道班地区大石寨组火山岩的地质地球化学特征及其构造环境探讨［J］. 化工矿产地质， 36（2）： 73-84.
-
金松桥. 1974. 甘肃北山区下石炭统划分及其对比［J］. 地质学报， 2： 159-174.
-
旷红伟， 柳永清， 刘燕学， 彭楠， 许欢， 董超， 陈军， 刘海， 徐加林， 薛沛霖. 2013. 兴蒙造山区及邻区早白垩世盆地岩石地层格架与沉积古地理演化［J］. 地质通报， 32（7）： 1063-1084.
-
李厚民， 丁建华， 李立兴， 姚通. 2014. 东天山雅满苏铁矿床矽卡岩成因及矿床成因类型［J］. 地质学报， 88（12）： 2477-2489.
-
李霓， 樊祺诚， 孙谦， 张文兰. 2004. 长白山天池火山岩浆演化——来自主矿物成分的证据［J］. 岩石学报， 20（3）： 575-582.
-
李潇林斌， 弓小平， 马华东， 韩琼， 宋相龙， 谢磊， 凤骏， 王建设. 2014. 西天山式可布台铁矿火山岩地球化学特征、成岩时代厘定及其构造意义［J］. 中国地质， 41（6）： 1791-1804.
-
李玉鹏， 王党琦， 高志杰， 辛龙. 2019. 甘肃省北山狼娃山铁矿床地质特征及矿床成因［J］. 甘肃科技， 35（12）： 22-24.
-
梁明宏， 曾俊杰， 贾志磊， 刘建宏， 张新虎. 2015. 甘肃火山岩岩石构造组合［J］. 甘肃地质， 24（3）： 1-10.
-
卢安康， 周琦， 覃永军， 朱路艳， 袁良军， 黄宗添. 2021. 广西下雷锰矿床气液喷溢沉积构造的发现及地质意义［J］. 地质科技通报， 40（6）： 124-139.
-
孟贵祥， 吕庆田， 严加永， 王勇， 杨岳清， 赵金花. 2009. 北山内蒙古地区铁矿成矿特征及其找矿前景［J］. 矿床地质， 28（6）： 815-829.
-
毛景文， 余金杰， 袁顺达， 程彦博， 谢桂青， 侯可军， 向君峰， 杨宗喜. 2008. 铁氧化物-铜-金（IOCG）型矿床： 基本特征， 研究现状与找矿勘查［J］. 矿床地质， 27（3）： 267-278.
-
牛亚卓， 魏建设， 史冀忠， 陈高潮. 2013. 甘肃北山地区北部上石炭统火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义［J］. 地质通报， 32（11）： 1720-1727.
-
潘侊， 刘光， 杨钟堂. 1981. 狼娃山铁矿控矿构造分析［J］. 西北地质科学， 3： 40-51.
-
潘小菲， 刘伟. 2010. 甘肃—新疆北山成矿带典型矿床成矿流体研究进展及成矿作用探讨［J］. 地球学报， 31（4）： 507-518.
-
任军强， 金鹏， 张玉明， 杨彦义. 2018. 甘肃省狼娃山金多金属矿控矿条件及找矿标志分析［J］. 世界有色金属， （21）： 54-56.
-
邵济安， 张履桥， 李大明. 2002. 华北克拉通元古代的三次伸展事件［J］. 岩石学报， 18（2）： 152-160.
-
申萍， 潘鸿迪， 李昌昊， 冯浩轩， 武阳， 石福品， 郭新成， 李文广. 2020. 新疆西天山大型铁矿床石炭纪控矿火山机构及成矿模式［J］. 岩石学报， 36（9）： 2845-2868.
-
唐华风， 王璞珺， 边伟华， 黄玉龙， 高有峰， 代晓娟. 2020. 火山岩储层地质研究回顾［J］. 石油学报， 41（12）： 1744-1773.
-
谭建华， 佟莹， 张永波， 黄会会， 连志刚. 2021. 利用地震储层预测技术研究准噶尔盆地玛东地区二叠系佳木河组火山岩特征［J］. 新疆地质， 39（3）： 443-447.
-
田敬佺， 段士刚， 彭万林， 李明， 蒋宗胜， 严瑞. 2015. 新疆西天山智博铁矿床火山岩和侵入岩岩石地球化学［J］. 矿床地质， 34（1）： 119-138.
-
汪帮耀， 荆德龙， 姜常义， 张博， 王子玺， 石福品. 2017. 西天山阿吾拉勒火山岩型铁矿带东段成矿地质背景与成矿机理［J］. 岩石学报， 33（2）： 385-397.
-
汪在聪， 邹宗琪， 2019. 亲铜（亲铁）元素含量比值在地球科学中的初步应用实例［J］. 矿物岩石地球化学通报， 38（2）： 224-236.
-
王博林， 李文渊， 张照伟， 王亚磊， 尤敏鑫， 钱兵， 张志炳. 2017. 东天山香山中镁铁-超镁铁质岩体岩石学与矿物学特征： 对成岩成矿过程的约束［J］. 中国地质， 44（6）： 1207-1233.
-
王博， 孙朝晨， 宋芳， 倪兴华， 曹婷婷， 刘珈硕. 2023. 中亚造山带西南缘微地块前寒武纪基底构造属性与大陆亲缘性［J］. 高校地质学报， 29（3）： 439-454.
-
王久， 王新宇， 赵永利， 赵凯， 张春艳， 张森森， 周卫峰. 2022. 河南省卢氏县橡子庙沟铁矿床特征及成因研究［J］. 矿产勘查， 13（10）： 1463-1469.
-
王璞珺， 何凯伦， 衣健， 王寒非， 孙松， 陈海潮. 2018. 中基性岩系火山地层、架构和储层： 松辽盆地埋藏古火山与长白山现代火山对比研究［J］. 石油物探， 57（5）： 775-787.
-
王璞珺， 吴河勇， 庞颜明， 门广田， 任延广， 刘万洙， 边伟华. 2006. 松辽盆地火山岩相： 相序、相模式与储层物性的定量关系［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 36（5）： 805-812.
-
王卫伟. 2014. 甘肃北山狼娃山铁矿成岩成矿环境及矿床成因探讨［D］. 陕西： 长安大学.
-
王维， 薛传东， 杨天南， 谢志鹏， 信迪， 董猛猛， 刘靖坤， 王宇. 2023. 滇西南惠民超大型铁矿床： 一个晚三叠世火山沉积型矿床［J］. 地质学报， 97（4）： 1123-1139.
-
王伟， 王敏芳， 郭晓南， 魏克涛， 柯于富， 胡明月， 刘坤. 2015. 鄂东南矿集区铁山铁矿床中磁铁矿元素地球化学特征及其地质意义［J］. 地质与勘探， 51（3）： 451-465.
-
王玉往， 王京彬. 2005. 北山地区与火山活动有关铜多金属成矿条件及找矿前景浅析［J］. 地质与勘探， 41（6）： 37-40.
-
魏君奇， 王建雄， 牛志军. 2004. 长江源区新生代火山岩的系列及成因［J］. 地球科学， 29（1）： 25-30.
-
魏文中. 1978. 甘肃红石山铬铁矿床基本特征和成因［J］. 西北地质， 1： 48-59.
-
辛后田， 牛文超， 田健， 滕学建， 段霄龙. 2020. 内蒙古北山造山带时空结构与古亚洲洋演化［J］. 地质通报， 39（9）： 1297-1316.
-
徐鹏， 李欢， 谢家涛， 王球. 2022. 鄂西北地区海相火山岩型铁矿成矿规律及找矿方向［J］. 矿产勘查， 13（5）： 548-566.
-
晏齐胜， 张志平， 汪宏涛， 曹勇刚， 包国志. 2022. 冈底斯南缘泽当地区林子宗群典中组火山岩相和火山机构分析［J］. 甘肃地质， 31（3）： 13-23.
-
杨合群， 李英， 杨建国， 李文明， 杨林海， 赵国斌， 叶得金， 赵彦青， 赵建国， 沈存利， 王新亮， 苏新旭. 2006. 北山造山带的基本成矿特征［J］. 西北地质， 39（2）： 78-95.
-
杨合群， 姜寒冰， 赵国斌， 谭文娟， 任华宁， 贾建. 2012. 觉罗塔格-黑鹰山成矿带晚古生代地质建造有关成矿系列族［J］. 西北地质， 45（S1）： 13-16.
-
叶红刚， 樊新祥， 赵吉昌， 王鹏， 薛宝贤. 2018. 甘肃北山南带大旗山铅锌多金属矿床的发现及找矿意义［J］. 甘肃地质， 27（Z1）： 27-33.
-
尹刚伟， 李庆哲， 马林霄， 陈德稳， 袁莹， 石菲菲. 2019. 黑龙江沙河子地区中侏罗世岩体地质地球化学特征及成因探讨［J］. 矿产勘查， 10（9）： 2143-2152.
-
张传林， 叶海敏， 王爱国， 郭坤一， 董永观. 2004. 塔里木西南缘新元古代辉绿岩及玄武岩的地球化学特征： 新元古代超大陆 （Rodinia） 裂解的证据［J］. 岩石学报， 20（3）： 473-482.
-
张冬冬， 王靖， 郑海峰. 2021. 白山泉铁矿二采区采矿方法优化［J］. 现代矿业， 37（11）： 88-90.
-
张理刚. 1985. 稳定同位素在地质科学中的应用［M］. 陕西： 陕西科学技术出版社， 7-23.
-
张琳. 2019. 甘肃肃北县狼娃山矿床地质特征及找矿标志［J］. 世界有色金属， （5）： 89， 91.
-
张招崇， 柴凤梅， 谢秋红. 2016. 热幔-冷壳背景下的高角度俯冲： 海相火山岩型铁矿的形成［J］. 中国地质. 43（2）： 367-379.
-
张振亮， 高永伟， 冯选洁， 王立社. 2018. 火山岩型铁矿研究现状及发展方向［J］. 西北地质， 51（2）： 116-125.
-
张作衡， 洪为， 蒋宗胜， 段士刚， 王志华， 李凤鸣， 石福品， 赵军， 郑仁乔. 2012. 新疆西天山晚古生代铁矿床的地质特征、矿化类型及形成环境［J］. 矿床地质， 31（5）： 941-964.
-
仲伟军， 姚卫江， 贾春明， 关键， 余海涛. 2016. 中拐凸起石炭系火山岩喷发模式及其分布规律［J］. 复杂油气藏， 9（1）： 12-16.
-
左国朝， 刘义科， 刘春燕. 2003. 甘新蒙北山地区构造格局及演化［J］. 甘肃地质学报， （1）： 1-15.
-
左国朝， 李绍雄. 2011. 塔里木盆地东北缘早古生代构造格局及演化［J］. 中国地质， 38（4）： 945-960.
-
摘要
狼娃山铁矿床位于中亚造山带西南缘的北山多金属成矿带中，为甘蒙北山地区主要的铁矿床之一。为探寻狼娃山铁矿床中火山岩对铁成矿的影响，本文通过系统的野外地质调查、全岩及单矿物主微量元素分析等方法，阐明了狼娃山矿床下石炭统火山岩的构造背景、成矿物质来源及火山活动对铁成矿的影响。研究结果表明，该矿床火山岩形成于晚古生代活动大陆边缘局部伸展作用环境；矿床下石炭统白山组火山岩与火山口相火山岩具有极为相似的岩相学特征，铁矿的产出受控于喷发—喷溢相岩层；火山岩具有高的 SiO2、Na2O、K2O、CaO/（Na2O+K2O）、A/CNK（0. 85~1. 89）值和低的 P2O5、TiO2含量，指示了矿体形成主要与喷发过程的岩浆分异作用有关。综合研究认为，狼娃山铁矿床的形成与下石炭统白山组中酸性火山岩具有密切成因联系，未来找矿方向应主要关注于熔结凝灰岩及部分凝灰岩岩层。
Abstract
The Langwashan Fe deposit is located in the Beishan polymetallic metallogenic belt of the southwestern Central Asia Orogen. It is one of the main Fe deposits in the Beishan area of Gansu and Inner Mongolia. In order to explore the influence of volcanic rocks on Fe mineralization in the Langwashan Fe deposit， in this paper， through systematic field geological survey， whole rock and single mineral major and trace element analysis， the metallogenic tectonic background， ore-forming material source， and volcanic activity of the Lower Carboniferous volcanic rocks in the Langwashan deposit are clarified，and the influence of magmatism on Fe mineralization is also constrained. The results show that the volcanic rock of this deposit was mainly formed in the local extensional environment of an active continental margin in late Paleozoic. The volcanic rocks of Lower Carboniferous Baishan formation and volcanic rocks of volcanic crater facies have very similar petrographic characteristics， and the occurrence of Fe ore was controlled by eruptive effusive facies rocks. Volcanic rocks have high SiO2， Na2O， K2O， CaO/（Na2O+K2O）， A/CNK （0. 85-1. 89）， whereas low P2O5 and TiO2 contents， indicating that the formation of ore bodies was mainly related to the differentiation of magmatic eruption process. The comprehensive study shows that the formation of the Langwashan Fe deposit was closely related to Lower Carbonifer- ous Baishan intermediate-acidic volcanic rocks， and the future prospecting direction should mainly focus on ignimbrite and some tuff rocks.
