[发明专利]一种热液型铁矿中铁质来源的计算方法

权利要求书

1.一种热液型铁矿中铁质来源的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：围岩样品采集及实验前处理；

步骤二：全岩主量元素测定；

步骤三：全岩及单矿物铁同位素测定；

步骤四：铁同位素质量平衡计算。

2.如权利要求1所述的一种热液型铁矿中铁质来源的计算方法，其特征在于：所述步骤一：样品采集及实验前处理，包括：

采集一套热液型铁矿床样品，包含：不同蚀变程度的成矿围岩和铁矿石；去除样品表面不洁物及风化表皮后，将围岩样品粉碎研磨至75um，将铁矿石样品粉碎至0.85mm-0.425mm后，在双目镜下挑选出纯净的成矿铁质矿物，以备后续实验分析处理。

3.如权利要求2所述的一种热液型铁矿中铁质来源的计算方法，其特征在于：所述步骤二：全岩主量元素测定，包括：选择新鲜、弱蚀变和强蚀变的围岩样品进行主量元素测定；

所述主量元素测定包括：

A、将围岩粉末样品放置烘箱中，温度在105℃,烘烤一个小时后放置于干燥的器皿中,冷却至室温后,将粉末样品于小陶瓷坩埚中,用分析天平称重,取样约0.5g,放置于烤炉中,温度在1000℃,烘烤一个半小时后放置于干燥的器皿中,冷却至室温后再次用分析天平称重,计算烧失量；烧失量的大小与样品的蚀变程度呈正相关，即烧失量越大，样品蚀变程度越强；

B、将计算完烧失量后的样品与约5g的偏硼酸锂粉末相混合，至于玛瑙研钵中研磨均匀；将混合好的样品放置与铂金坩埚中烧至熔融，然后倒入固定的模具中，冷却制成透明的玻璃片；

C、将玻璃片放置于X射线荧光光谱仪中进行主量元素分析。

4.如权利要求3所述的一种热液型铁矿中铁质来源的计算方法，其特征在于：所述步骤三：全岩及单矿物铁同位素测定，包括：化学分离和质谱分析；

所述化学分离包括：称样、化学溶解、色谱分离和配置测试样品溶液；将色谱分离后的样品进行含量测定，计算Fe回收率，要求全量回收，以防止化学溶解和色谱分离过程中形成的铁同位素分馏；

所述质谱分析中采用间插标样法，进行同位素质量分馏，以获取高质量的铁同位素分析数据。

5.如权利要求4所述的一种热液型铁矿中铁质来源的计算方法，其特征在于：所述步骤四：铁同位素质量平衡计算，包括：

建立铁同位素质量平衡公式(1)：

δ⁵⁶Fe_成矿流体＝δ⁵⁶Fe_淋滤*f+δ⁵⁶Fe岩浆热液*(1-f)……(1)

公式(1)中，f为围岩淋滤出的铁占成矿流体中铁质的比例；δ⁵⁶Fe_{成矿流体为}成矿流体的铁同位素组成值；

为计算参数f，需要获得成矿流体、围岩淋滤出的铁以及岩浆热液的铁同位素组成；

当成矿矿物与成矿流体达到铁同位素平衡时，流体与矿物之间的铁同位素分馏系数是温度的函数；

通过磁铁矿的铁同位素组成以及其形成温度，结合相关公式，计算出成矿流体的铁同位素组成值δ⁵⁶Fe_成矿流体；

利用铁同位素质量守恒公式(2)：

δ⁵⁶Fe_i＝δ⁵⁶Fe_蚀变围岩*F+δ⁵⁶Fe_淋滤*(1-F)……(2)

计算从围岩中淋滤出来的铁的铁同位素组成；上式(2)中，δ⁵⁶Fe_i代表未蚀变围岩的δ⁵⁶Fe；δ⁵⁶Fe_淋滤为围岩蚀变过程中淋滤出来的铁的铁同位素组成值；

F＝(∑Fe₂O₃/TiO₂)_蚀变围岩/(∑Fe₂O₃/TiO₂)_{未蚀变围岩}，代表蚀变围岩中残留的铁占未蚀变围岩中的铁含量；由于在岩浆演化阶段，Fe和Ti具正相关，因此Fe₂O₃/TiO₂可以降低蚀变原岩中初始铁含量不均匀所造成的影响；利用测得的不同程度蚀变围岩的铁同位素组成及其Fe₂O₃/TiO₂比值，计算出δ⁵⁶Fe_淋滤围岩蚀变过程中淋滤出来的铁的铁同位素组成；

根据未蚀变围岩的铁同位素组成以及地壳平均铁同位素组成量，计算岩浆热液的铁同位素组成量；将获得的成矿流体、围岩淋滤出的铁以及岩浆热液的铁同位素组成带入到公式(1)中，计算出围岩淋滤出的铁占成矿流体中铁质的比例，进而获得围岩蚀变过程中淋滤出的铁和岩浆热液中的铁对热液矿床形成所提供铁质的相对贡献量。