西昆仑喀来子钡-铁矿床地质特征、时代及成因探讨

喀来子大型钡-铁矿床位于新疆西昆仑塔什库尔干地区，矿体赋存于原“布伦阔勒群”变火山-沉积岩序列中。作为西昆仑地区独有的钡-铁矿床，其矿石具条纹一条带状构造，矿石矿物以磁铁矿和重晶石为主。矿区出露围岩主要为变泥质碎屑沉积岩（含石榴石二云石英片岩），并夹少量变火山熔岩（黑云斜长变粒岩和黑云斜长片麻岩等）。矿体夹层黑云斜长片麻岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄显示原火山熔岩的形成年龄为（537．2±6．4）Ma，从而间接约束了喀来子钡-铁矿床的成矿年龄。依此，本文建议“原古元古界布伦阔勒群”应分离出-套寒武纪（火山）沉积-成矿系列。矿石中磁铁矿氧同位素（δ18O=5．0‰～9．2‰）、硫酸盐（δ34S=39．3‰～41．4‰）和黄铁矿硫同位素（δ34S=17．0‰～23．5‰）特征表明，喀来子钡-铁矿床为经历细菌还原作用（BSR）的热液喷流沉积型矿床（sEDEX）。具体成因机制可能为：在早寒武世半封闭的海水环境中，富含铁钡的海底热液沿断裂等构造喷流至海底，与周围温度较低的海水混合导致温度、pH和氧逸度等因素发生突变，从而促使相关矿物沉淀。其中，重晶石为热液流体中钡与经BSR作用后残余的SO42-反应生成，黄铁矿为含铁热液与SO42-还原产物H2S相结合形成。当H2S消耗完全后，富铁热液在弱氧化条件下沉淀于海底形成磁铁矿。