曹 晗， 吳昌志， 劉援軍， 王偉清， 雷如雄

(1.內(nèi)生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室，江蘇南京210046； 2.南京大學地球科學與工程學院，江蘇南京210046； 3.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210007； 4.中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院，北京100083； 5.西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室，陜西西安710054； 6.長安大學地球科學與資源學院，陜西西安710054)

納米比亞達馬拉造山帶新元古界朝斯組條帶狀鐵建造的特征及成因

曹 晗1,2,3， 吳昌志1,2， 劉援軍3， 王偉清4， 雷如雄5,6

(1.內(nèi)生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室，江蘇南京210046； 2.南京大學地球科學與工程學院，江蘇南京210046； 3.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210007； 4.中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院，北京100083； 5.西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室，陜西西安710054； 6.長安大學地球科學與資源學院，陜西西安710054)

以納米比亞北部臺地區(qū)的新元古代成冰期朝斯(Chuos)組沉積變質(zhì)型條帶狀鐵建造為研究對象，通過研究該區(qū)的大地構(gòu)造背景、礦物學、巖石學、地球化學等特征，針對該區(qū)域朝斯組地層特征、構(gòu)造歷史、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組成、形成環(huán)境及成因等方面進行研究，結(jié)合“雪球地球”假說，認為研究區(qū)含鐵建造與成冰期的一定條件下的裂谷作用形成海盆和熱液組分有直接成因聯(lián)系，在雪球期內(nèi)的氧化還原環(huán)境多變的裂谷大洋、海底熱液流體、大陸風化作用、海洋生物圈變化、大氣與海水的物質(zhì)組分交換等多重因素的作用下，最終導(dǎo)致了含鐵條帶建造的沉積層序的形成。

新元古代成冰期；達馬拉造山帶；朝斯組；條帶鐵建造；礦床成因；北部臺地；納米比亞

0 引 言

前寒武紀條帶狀硅鐵建造(Banded Iron Formation, BIF)是世界上儲量最大、分布最廣的鐵礦資源(James,1954)，也是世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)最為重要的礦石來源，同時也是地球早期特有的化學沉積建造類型，記錄了地球早期巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈的狀態(tài)及演化，具有重要的經(jīng)濟和科學研究意義(沈保豐，2012)。

鐵建造作為前寒武紀地層記錄的重要物質(zhì)組成， 是一種富鐵的硅質(zhì)巖，主要由SiO2、Fe3O4、Fe2O3及少量碳酸鹽組成。在新元古代(約1 000～635 Ma)出現(xiàn)的(Isley,1995; Klein,2005)該期鐵建造被稱為新元古代鐵建造(James,1954; Klein,2005)。新元古代鐵建造(Neoproterozoic Iron Formation, NIF)在空間上主要分布在下寒武統(tǒng)克拉通內(nèi)部盆地或被動大陸邊緣，常與沉積碎屑巖-碳酸鹽巖關(guān)系緊密，其中鐵主要為氧化物相，多為原生的赤鐵礦相，一般為綠片巖相淺變質(zhì)，變形弱，混合巖化不明顯(Cox et al.,2013)。

近年來，在納米比亞EPL4533和EPL4432鐵礦詳查工作中，筆者對位于納米比亞西北部庫內(nèi)省(Kunene)省會奧普瓦(Opuwo)以南的含鐵建造——朝斯(Chuos)組鐵礦開展了較為詳細的野外地質(zhì)和地球化學研究，以期通過對西南非洲NIF地質(zhì)地球化學特征的詳細分析，探索含鐵建造的形成環(huán)境與礦床成因，為該區(qū)找礦勘查提供理論依據(jù)和找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)

納米比亞地處非洲大陸南部，位于卡拉哈里(Kalahari)克拉通和剛果克拉通的拼合部(圖1)。中元古代以來，該區(qū)經(jīng)歷了羅迪尼亞(Rodinia)超大陸的裂解過程，表現(xiàn)為廣泛發(fā)育的拉伸、裂谷作用以及陸內(nèi)盆地和洋盆的形成，其內(nèi)發(fā)育了巨厚的裂谷型沉積。在720～500 Ma期間，裂解的陸塊重新聚合形成了岡瓦納超大陸，新元古代的網(wǎng)狀造山帶成為并標記了聚合后的古陸塊縫合線，環(huán)繞并分割了非洲大陸，這被稱為泛非造山運動。納米比亞達馬拉造山帶即形成于泛非造山期。

圖1 朝斯(Chuos)組在羅迪尼亞大陸裂解過程中的空間分布(據(jù)Torsvik， 2003； Li et al., 2013)Fig.1 Spatial distribution of the Chuos Formation during the break-up of the Rodinia continent(after Torsvik, 2003 and Li et al., 2013)

納米比亞構(gòu)造單元由地盾區(qū)、裂谷活動帶和地臺區(qū)3種構(gòu)造單元組成。受泛非造山作用影響，納米比亞構(gòu)造線方向主要為北西向和北東向，由一系列沖斷層和褶皺構(gòu)造組成。它們不僅控制了晚元古代以來納米比亞火成巖體的分布，而且也控制了后期沉積盆地的形成和沉積巖的展布。

研究區(qū)構(gòu)造格局主要形成于達馬拉造山幕成巖事件，開始于大約9億年前的陸內(nèi)裂谷作用和沉積作用，并持續(xù)了約4.5億年(Miller et al.,2008)。該造山帶的構(gòu)造線主要呈北東向，由北向南分為北部臺地區(qū)(NP)、北部帶(NZ)、中央帶(CZ)、南部帶(SZ)、南部邊緣帶(SMZ)和南方山前地帶(SF)(圖2)。

圖2 研究區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造圖 (據(jù)Miller et al., 2008)1-達馬拉期后蓋層；2-卡奧科帶;3-南部帶；4-納馬群；5-北方臺地；6-南部邊緣帶；7-馬切利斯角閃巖；8-北部帶；9-南方山前地帶；10-達馬拉系；11-中央帶；12-礦權(quán)區(qū);13-前達馬拉基底；14-奧卡漢賈線性構(gòu)造帶Fig.2 Regional geotectonic map in the study area(after Miller et al., 2008)

2 礦床地質(zhì)

研究區(qū)位于納米比亞西北部，大地構(gòu)造位置處于剛果克拉通西南部的新元古代達馬拉造山帶卡奧(Kaoko)帶與達馬拉(Damara)帶交接部位。泛非運動期間所形成的新元古界達馬拉巖系是礦區(qū)主要地層單元，為1套陸間裂谷型沉積，其早期主要為河流相、湖泊相碎屑巖沉積和裂谷火山巖沉積，中晚期為海相碎屑巖、碳酸鹽巖沉積(Miller et al.,2008)。

含礦的NIF發(fā)育在納米比亞中北部的北方臺地(NP)中部和西部地區(qū)的Otavi群Abenab亞群底部的朝斯組之中(表1)，在南部和東部缺失(圖3)。

注：據(jù)Miller et al., 2008

朝斯組主要是由成層性較差的塊狀混積巖和棱角狀碎屑巖構(gòu)成。碎屑成分為白云巖、燧石、砂巖，來自該組下覆的Nosib群地層和前達馬拉基底的石英巖、變質(zhì)火山巖和花崗巖碎屑 (Miller et al., 2008)，顆粒大小多變，從幾毫米到十幾厘米不等(圖4a)?；|(zhì)是黑色含鐵長石泥質(zhì)砂巖。該組局部地區(qū)發(fā)育黃色-紅色長石粗砂巖和長石砂巖透鏡體、淡綠色-淡紅色、黃色的紋層頁巖、紋層狀硅質(zhì)鐵建造(圖4b)。

根據(jù)野外地質(zhì)觀察和對EPL4432、EPL4533、EPL4377探礦權(quán)區(qū)內(nèi)貫穿朝斯組地層的鉆孔巖芯編錄結(jié)果，將朝斯組劃分為以下4個層位。

(1) 底部混積巖層：以灰白色、灰黑色的混積巖為主，角礫結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。碎屑成分主要為石英巖，少量片麻巖，片巖，花崗巖，火山巖和風化面呈褐色的白云巖，碎屑顆粒通常呈棱角狀，少量圓狀，基質(zhì)為粉砂質(zhì)至泥質(zhì)。角礫在30%左右，局部角礫較大，向上粒度逐漸變細。鐵質(zhì)含量低。

(2) 下部鐵硅質(zhì)巖層：以紅褐色和灰綠色的鐵硅質(zhì)巖為主。鐵硅質(zhì)為化學沉積的產(chǎn)物，具隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，水平層理構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造，鐵質(zhì)條帶與硅質(zhì)條帶交替出現(xiàn)。

(3) 中部砂質(zhì)頁巖層：顏色以灰綠色為主，巖性主要為頁巖、中細粒砂巖、含礫砂巖和礫巖，膠結(jié)物主要為泥質(zhì)，抗風化能力較弱，含鐵量一般低于10%，磁化率也較低，不含鐵礦體。

圖3 納米比亞西北部朝斯組分布示意圖Fig.3 Sketch showing distribution of Chuos Formation in northwest Namibia

圖4 朝斯組地層的主要特征(a) 混積巖(普遍含有礫石，分選性差)；(b) EPL4432巖芯(紋層狀含鐵建造為淡綠色和紅色互層)Fig.4 Photos showing main features of the Chuos Formation(a) mixosedimentite, commonly with conglomerate, poorly sorted; (b) core EPL4432, the layered iron formations are interbedded light green and red layers

(4) 上部含礫鐵質(zhì)砂巖層：主要為紅褐色含礫鐵質(zhì)砂巖。巖層中含鐵量一般在20%以上。貧赤鐵礦層主要產(chǎn)于這個部位。含鐵礦物主要為赤鐵礦，少量磁鐵礦。赤鐵礦以化學沉積的膠結(jié)物形式存在于含礫鐵砂巖中，巖石中化學沉積的赤鐵礦膠結(jié)物與機械沉積的碎屑物呈負消長關(guān)系。

朝斯組NIF礦礦石平均鐵質(zhì)量分數(shù)為35%。鐵礦體一般呈層狀或透鏡狀產(chǎn)于混積巖中，為低品位含硅磁鐵礦-赤鐵礦建造，賦存狀態(tài)穩(wěn)定，礦石呈次塊狀、塊狀和浸染狀構(gòu)造，礦石原生層理清晰可見。礦石礦物以磁鐵礦、赤鐵礦為主，部分礦石為赤鐵礦化磁鐵礦。根據(jù)沉積成因，初步將朝斯組的鐵建造鐵礦劃分為2種類型：(1) 純化學沉積成因的富赤鐵礦層，位于朝斯組的下部，鐵礦石呈鐵黑色，細晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，具明顯的水平層理構(gòu)造和條帶構(gòu)造，條帶由赤鐵礦層和硅質(zhì)相間構(gòu)成,礦石富含鐵且含錳，基本無磁性(圖4b)；(2) 混合沉積成因的赤鐵礦層位于朝斯組的頂部，為機械沉積和化學沉積的混合類型，礦石呈紅色或鐵黑色，一般為砂狀結(jié)構(gòu)，層理常不明顯，赤鐵礦主要以碎屑物的膠結(jié)物形式存在，含鐵較貧，基本不含錳，具磁性(圖5)。

由于受多期構(gòu)造的作用，礦體形態(tài)被復(fù)雜化，在褶皺的轉(zhuǎn)折端礦體有變厚、變富的現(xiàn)象。礦石經(jīng)歷了低綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)作用，礦物成分受到一定的影響。地表氧化帶的礦石都存在著明顯的地表富集現(xiàn)象，推測可能是因為氧化作用、去硅作用和淋濾作用等而富集(圖5)。

3 NIF的地球化學特征

地球化學樣品主要采自于EPL4432礦區(qū)ZKE0-3鉆孔中的朝斯組砂巖層和其中的含鐵石英建造層位。主量元素分析采用X射線熒光光譜儀(Axios Minerals)，精度0.1%～1% (RSD)，準確度優(yōu)于1%。微量稀土元素分析采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)，多數(shù)元素分析精度優(yōu)于5%，整個分析流程實驗本底對多數(shù)元素小于100 ng。

圖5 地表出露的朝斯組鐵礦石類型(a) 砂礫巖型赤-磁鐵礦石；(b) 花卷狀赤-磁鐵礦石；(c) 因構(gòu)造影響而發(fā)生交代作用的赤鐵礦；(d) 化學沉積砂質(zhì)富鐵礦石Fig.5 Photos showing types of the outcropped Chuos Formation iron ores(a) glutenite type hematite-magnetite ore; (b) roll-typed hematite-magnetite ore;(c) metasomatic hematite caused by tectonic process; (d) sandy iron-rich ore of chemical deposition

3.1 礦石主量元素特征

條帶狀鐵礦石的主要化學成分SiO2和TFeO的含量對判斷鐵礦的沉積作用類型有一定的指示意義(沈其韓等，2011)。本次研究的礦石SiO2和TFeO的質(zhì)量分數(shù)變化較大，為56.11%～94.19%，平均值76.11%，表明該礦石原巖可能是有較多碎屑物質(zhì)加入的化學沉積巖，并且碎屑物質(zhì)的參與很不均勻。

一般認為沉積變質(zhì)鐵礦的SiO2/Al2O3比值應(yīng)小于10，火山沉積變質(zhì)鐵礦的SiO2/Al2O3比值應(yīng)大于10(沈其韓等，2009，2011)。研究區(qū)鐵礦石的SiO2/Al2O3比值變化為5.70～172.41，平均值34.65，顯示極不均勻的特征，表明研究區(qū)鐵礦可能總體上還是以火山沉積為主，但有大量的碎屑物質(zhì)參與。從主量元素分析結(jié)果來看，礦石樣品總體Al2O3、CaO和K2O含量較高，沉積過程中有大量碎屑物質(zhì)或泥質(zhì)的參與，表明該區(qū)鐵礦較淺的近岸沉積環(huán)境。

3.2 礦石微量元素特征

一般認為火山巖和海相沉積物的Sr/Ba比值大于1，陸源沉積巖的Sr/Ba比值小于1(沈其韓等，2009，2011)。研究區(qū)鐵礦石樣品的Sr/Ba比值為0.15～2.16，變化非常大，表明陸相和海相沉積可能都參與了鐵礦的形成(圖6)。

圖6 鐵礦石樣品微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖Fig.6 Primitive mantle normalized spider diagram of REE in iron ore samples

火山沉積鐵礦石中，Cr、Ni、Co含量一般高于陸源碎屑，作為親鐵元素的Cr、Ni、Co在化學沉積過程中對金屬來源具有很好的示蹤意義(Raju,2009)。從分析結(jié)果可以看出，研究區(qū)鐵礦石富集Cr、Co、Ni和Zn等元素，該特征可能與沉積盆地同時期的火山活動有關(guān)(Kerrich et al.,2000；Raju,2009)，暗示火山物質(zhì)可能確實參與了鐵礦的沉淀(Raju, 2009)。

3.3 礦石稀土元素特征

研究區(qū)鐵礦的稀土元素總量較低，為14.67～109.73 g/t，平均值59.72 g/t。在稀土元素配分標準化圖解中，樣品具有相對較為一致的配分模式(圖7)，即輕稀土元素相對重稀土元素虧損(La/Yb比值為0.09～0.60，平均值0.29)和輕微的Eu正異常(Eu/Eu*為1.01～1.59,平均值為1.14)。輕稀土元素相對重稀土元素虧損是現(xiàn)代海水的特征(Zhang et al.,1996)，研究區(qū)鐵礦的稀土配分模式暗示海水可能參與了鐵礦的形成。而Eu的正異常則是高溫海底熱液的特征(Danielson et al.,1992；Bau,1993)，表明研究區(qū)NIF是海洋化學沉積的產(chǎn)物，并且有海底熱液的參與。

圖7 鐵礦樣品稀土元素配分曲線(北美頁巖標準)Fig.7 REE distribution patterns of iron ore samples(North American shale standards)

研究區(qū)樣品同時具有輕微的Ce負異常(Ce/Ce*比值為0.50～1.06,平均值為0.79)，可能與當時的海水相對缺氧有關(guān)。在氧化的海水中，Ce3+氧化成Ce4+，Ce4+相對不溶而被Fe-Mn的氫氧化物吸附發(fā)生沉淀(Masuzawa et al.,1989;Byrne et al.,1996)，從而造成海水中的Ce虧損。如果鐵礦沉積時的海水氧化能力較弱, Ce3+未被氧化為Ce4+，則海水中Ce負異常很可能不出現(xiàn)或者出現(xiàn)Ce正異常(German et al.,1991)，這表明鐵礦Ce的總體負異常顯示當時的海水中確實存在一個缺氧的環(huán)境。

研究區(qū)樣品Y/Ho比值的平均值為28.01(變化范圍為23.94～37.60)，與球粒隕石、上地殼巖石和陸源沉積物的平均值相等。因此，研究區(qū)NIF是在特殊地質(zhì)背景條件下和火山作用下有海底熱液參與的海水化學沉積巖，成礦物質(zhì)主要來源于海底火山物質(zhì)和熱液及少量的陸源碎屑沉積物。

4 新元古代冰期與“雪球”假說

地質(zhì)學家認為在新元古代晚期地球上曾存在廣泛而強烈的冰川作用，甚至赤道地區(qū)也被冰雪所覆蓋, 致使地球變成了一個冰凍雪封的“雪球”(Snowball)，因而一些學者提出了關(guān)于新元古代冰川的“雪球”假說(Reading,1978)。筆者對研究區(qū)內(nèi)有朝斯組出露的地段開展了大量的野外地質(zhì)工作，發(fā)現(xiàn)實際野外地質(zhì)現(xiàn)象驗證了新元古代“雪球”假說，主要證據(jù)有如下4個方面。

(1) 廣泛存在的冰水沉積物表明了冰川作用的存在。混積巖(圖8a)呈灰紅色，新鮮面灰綠色，含礫砂狀結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，角礫質(zhì)量分數(shù)約為10%，磨圓度不好，角礫成分為白云巖和石英巖，最大可達15 cm，砂質(zhì)主要為石英，鐵質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)。

(2) 朝斯組上覆地層Rasthof組帽碳酸鹽巖(圖8b)，有毫米級的紋層狀構(gòu)造，青灰色，新鮮面灰黑色，微晶結(jié)構(gòu)，紋層狀構(gòu)造。紋層褶皺彎曲，厚1～2 mm，風化淋濾溝發(fā)育，含燧石團塊。

(3) 發(fā)育良好的NIF條帶鐵建造。EPL4533中采集的富鐵礦標本(圖8c)新鮮面呈鐵褐色、鋼灰色，細粒結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，主要由赤鐵礦組成，成因為化學沉積。

(4) 下伏地層Ombombo亞群廣泛出現(xiàn)藻類和大量的石灰?guī)r(圖8d)。 Ombombo亞群頂部發(fā)育疊層石構(gòu)造，指示冰期前海洋藻類生物大量存在，表明了冰川期之前的有氧環(huán)境和活躍的生物作用。

5 礦床成因分析

納米比亞北部出現(xiàn)的含鐵建造礦床與前寒武紀新元古代的冰期直接相關(guān)，該類型的礦床是成冰期獨特的全球性早期構(gòu)造(地幔柱和早期板塊構(gòu)造)演化、水圈及大氣圈組成與變化、地球早期生物活動綜合影響的結(jié)果。根據(jù)前人的研究結(jié)果，結(jié)合對研究區(qū)朝斯組及其中的條帶含鐵建造的研究，認為該區(qū)沉積型鐵礦的形成階段如下(圖9)。

圖8 研究區(qū)內(nèi)驗證“雪球”假說的野外地質(zhì)現(xiàn)象(a) 混積巖；(b)碳酸鹽巖；(c)富鐵礦標本；(d)藻類和石灰?guī)rFig.8 Field geological phenomena verifying "snowball" hypothesis in the study area(a) mixosedimentite; (b) carbonate rock; (c) iron-rich ore sample; (d) algae and limestone

圖9 NIF成因設(shè)想圖Fig.9 NIF genetic assumption

(1) 在840～745 Ma期間，由于羅迪尼亞超級大陸的裂解，納米比亞西北部正處于卡拉哈里克拉通和剛果克拉通的邊緣，發(fā)生了擴張作用，產(chǎn)生陸內(nèi)盆地裂谷，在大陸邊緣或者大陸內(nèi)部裂谷火山活動增強，形成大量的由石英巖、長石砂巖、礫巖、局部的堿性熔結(jié)凝灰?guī)r，伴有共生的次火山巖侵入體的Nosib群。在生物作用方面，新元古代開始出現(xiàn)形態(tài)多樣的大型多細胞動物(Ediacaran)，裂解大大提高了生物初級產(chǎn)率，光合作用使大氣中保持了較高的氧氣含量。同時隨著達馬拉臺地的抬升和剝蝕，硅酸鹽巖開始沉積，新生的地層開始接受風化作用。

(2) 在745～740 Ma期間，由于低緯度超大陸的裂解，陸內(nèi)裂谷盆地進行拉張，拉開盆地逐漸發(fā)育成邊緣海，大陸內(nèi)部與海水的距離縮短，雨水量也隨之上升，化學風化作用增強。Nosib群鐵鎂質(zhì)的基底由于風化作用及雨水作用的增強，導(dǎo)致鐵和硅質(zhì)向海洋遷移，同時洋中脊火山活動也在不斷帶來鐵質(zhì)，導(dǎo)致此時的海洋富含鐵質(zhì)。但由于此時大洋仍然處于富氧環(huán)境，使低價鐵被氧化而沉淀，同時開始捕集空氣中的CO2形成海相地層碳酸鹽巖沉積，此地層即為北部臺地(NP)和山前盆地中大量沉積的Otavi群。由于大氣中大量的CO2被捕捉到海體進行封存，同時由于超大陸集中在赤道附近風化作用強烈，大陸活動邊緣不斷增加，超級地幔柱的活動帶來的玄武巖省需要大量風化，導(dǎo)致大氣中的CO2急劇減少，溫室效應(yīng)迅速減弱。

(3) 在740～730 Ma期間，溫室效應(yīng)減弱至可以使全球氣候由“溫室”轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨摇钡呐R界值，全球迅速轉(zhuǎn)化成為一個冰封的地球，海平面下降，兩極和赤道溫差不大，沒有了蒸發(fā)作用和風雨，也停止發(fā)生巖石化學風化作用。冰川作用期間，由于海洋完全被冰封，大洋和大氣中的交換作用被阻隔，海水變化停滯而缺氧，生物大批量死亡，同時下沉的海中裂谷內(nèi)斷層處仍伴隨著基性、堿性和MORB海底火山作用。由于缺少氧化環(huán)境的沉積和半封閉停滯海洋環(huán)境下Fe/S比值大于2 (Holland,1984)，在大洋中大量存在的低價鐵在還原性的海水中不斷積累，形成類似于“血瀑布”那樣的富含鐵質(zhì)的陸內(nèi)盆地海。同時大陸冰川對Nosib群石英質(zhì)基底的刨蝕作用仍然會帶來陸源硅鐵質(zhì)的元素遷移，使此時的海洋環(huán)境成為富含鐵質(zhì)的停滯海洋。

大洋在成冰期呈缺氧貧硫狀態(tài)，海底熱液和陸源輸入的鐵以Fe2+形式在海水中富集，冰期結(jié)束后Fe2+經(jīng)過部分氧化(生物或者非生物氧化)而沉淀，形成NIF。

(4) 在730 ～720 Ma期間，處于司圖特(Sturtian)冰期，冰川作用達到鼎盛，以朝斯這套地層序列底部的冰磧巖為證。由于火山噴發(fā)作用帶來的CO2無法參與風化作用或者化學沉積作用，逐漸使大氣中的CO2不斷富集，溫室效應(yīng)增強。當溫室效應(yīng)超過冰室效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位時，地球變暖，冰雪融化，在北部臺地(NP)的南部及Outjo陸內(nèi)海洋的前緣地帶開始了冰川沉積，形成大量的冰川成因混積巖，角礫成分為下伏地層的花崗巖、石英砂巖、片麻巖和碳酸鹽巖等，同時大氣和海洋的交換作用重新出現(xiàn)，經(jīng)上升流的推動，海水中富含的Fe2+被氧化為Fe3+而化學沉淀。鐵礦主要由以下2種過程形成：一是海洋中二價鐵溶液被氧化為三價鐵溶液；二是三價鐵溶液沉淀為三價鐵的氧化物或氫氧化物。

6 結(jié) 論

朝斯組是納米比亞中北部Otavi單元冰川沉積地層是全球新元古代鐵建造的典型含礦層位，通過對朝斯組地層及其中含鐵建造的地球化學研究，得到下列2個方面的主要認識。

(1) 通過對在納米比亞北部出現(xiàn)的朝斯組的野外踏勘和鉆孔巖性的研究，認為該區(qū)NIF有化學沉積成因和混合沉積成因2種類型，該區(qū)NIF更可能形成于半封閉停滯海洋盆地環(huán)境，是大洋熱液和碎屑成分混合形成的，海水廣泛地參與了反應(yīng)。

(2) 通過總結(jié)前人關(guān)于“雪球地球”假想的相關(guān)證據(jù)，對研究區(qū)的朝斯組進行了特征研究，認為多重地質(zhì)現(xiàn)象和地球化學數(shù)據(jù)有力地支撐了“雪球事件”的假想，認為NIF與冰川期一定條件下的裂谷作用形成海盆和熱液組分有直接成因聯(lián)系，該模式包含在雪球期的氧化還原環(huán)境多變的裂谷大洋、海底熱液流體、大陸風化作用、海洋生物圈的變化、大氣和海水的物質(zhì)組分交換，最終導(dǎo)致氫氧化鐵的沉積和含鐵條帶建造的沉積層序的形成。

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Characteristics and genesis of banded iron formation in the Neoproterozoic Chuos Formation in Damara belt of Namibia

CAO Han1,2,3, WU Changzhi1,2, LIU Yuanjun3, WANG Weiqing4, LEI Ruxiong5,6

(1. National Key Laboratory of Mineralization Mechanism Research on Endogenous Metal deposits, Nanjing 210046, Jiangsu, China； 2. School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210046, Jiangsu, China； 3. East China Mineral Exploration and Development Bureau, Nanjing 210007, Jiangsu, China； 4. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China； 5. Key Laboratory of Western Mineral Resources and Geological Engineering Ministry of Education, Xi′an 710054, Shaanxi, China； 6. School of Earth Science and Resources, Chang′an University, Xi′an 710054, Shaanxi, China)

This work analyzed the stratigraphic features, tectonic history, textures and structures, mineral composition, formation environment and mineral genesis of the Chuos Formation sedimentary metamorphic type Banded Iron Formation (BIF) formed during glacial period of Neoproterozoic in the northern platform of Namibi, by studying the geotectonic setting, mineralogical, lithological and geochemical characteristics. Integrated with the evidence of ″snowball″ hypothesis, it is suggested the NIF in this region was closely related to the formation of sea basin caused by rifting during the glacial period and the composition of hydrothermal fluids. The combination of the changeable oxidation-reduction environment of ocean, seabed hydrothermal fluids, weathering of continent, changes of marine biosphere, material-exchanges between atmosphere and ocean, and other factors accounted for the formation of NIF.

Neoproterozoic ice period; Damara orogenic belt; Chuos Formation; banded iron formation; genesis of deposit; northern platform; Namibia

10.3969/j.issn.1674-3636.2016.04.589

2016-04-25；

2016-06-10；編輯：陸李萍

國家自然科學基金項目(41302069),國土資源部國外礦產(chǎn)資源風險專項資金項目(201130B01000119)

曹晗(1985— ),男,工程師,碩士研究生，礦床學專業(yè)，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作,E-mail: maxh.chao@gmail.com

P611.2+2； P618.31

A

1674-3636(2016)04-0589-10