成矿年代学与其意义

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本文作者：张达1，2吴淦国1，2狄永军1王长明1姚继明1张垚垚1吕良冀1袁远1石建基3作者单位：1中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室2中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室3福建省地质矿产勘查开发局

区域地质背景

闽西南拗陷的主体处于区域政和－大埔断裂带西侧，但由于闽东中生代火山岩的覆盖，位于政和－大埔断裂带东侧的闽西南拗陷东南缘，晚古生代－早三叠世地层表现为零星出露．洛阳铁矿就处于拗陷东南缘潘田－洛阳晚古生代地层出露区内．闽西南拗陷以晚古生代－早中生代地层发育为特色（张达等，2006）．尤其以上古生界－中下三叠统分布最广，侏罗系陆相火山岩呈孤岛状沿断陷盆地分布．上古生界－中下三叠统以一套浅海相、海陆交互相沉积为主，从老至新有上泥盆统－石炭系（D3－C1）粗碎屑岩，上石炭统船山组－下二叠统栖霞组（C3c－P1q）灰岩、硅质岩，下二叠统文笔山组－中三叠统（P1w－T2）海陆交互相含煤细碎屑岩、浅海相含钙细碎屑岩．带内自南西往北东，石炭、二叠纪碳酸盐岩成岩作用在时间上具有明显的穿时性，在空间上具有超覆（穿层），构成本区铁、硫、多金属矿的主要含矿层位．研究区内北东向褶皱较发育，有长坑－感德背斜、洛阳背斜以及夹持其间的后坪山向斜，背斜核部地层主要为林地组，并大部分被中生代花岗岩体侵位破坏，两翼为中上石炭统－下三叠统．断裂构造以NE、NNE及NW为主，分别为政和－大埔、永安－晋江断裂带的组成部分．此外，沿上古生界不同地层岩性界面（如D3－C1与C3c－P1q、Pt1my与C3c－P1q、P1q与P1w、P1t等）普遍发育的缓倾斜推覆构造和层间滑脱断裂破碎带，往往造成地层重复或缺失，并成为十分有利的控矿容矿构造．研究区所在的闽西南地区与成矿有关的岩浆岩主要可分为3期：燕山早期以石英闪长岩、辉石闪长岩、花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩为主，主要为同熔型与重熔型，有关矿种为Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Sn等；燕山中期以花岗岩类为主，岩石以高硅、钾、钠和贫钙、镁为特征，岩性有黑云母花岗岩、似斑状花岗岩、钾长花岗岩、花岗闪长岩和花岗斑岩，与W、Mo、Sn矿化关系密切；燕山晚期以花岗闪长岩和花岗斑岩类为主，次为花岗岩类，主要岩性包括花岗闪长岩、石英闪长岩、石英闪长斑岩、花岗斑岩、闪长岩、二长花岗岩等，与Cu、Mo、Au、Sn、Pb、Zn、Ag等矿化有关．研究区以燕山早期花岗岩、花岗斑岩广泛发育，并与铁、铅、锌、钼矿关系密切．不同类型的矿床在区内广泛发育．其中紫金山铜金矿床、马坑铁矿等为区内主要大型矿床．主要矿种有Cu、Pb、Zn、Fe、W、Sn、Mo、Au、U、Sb、Ag、硫铁矿等，主要矿床类型有陆相火山－次火山热液型、斑岩型、岩浆热液型、层控矽卡岩型、热液型等，并因此而形成马坑式、紫金山式等多种矿床模式．

矿床及岩体地质特征

1矿床地质特征

洛阳铁矿区出露的地层主要为下石炭统林地组（C1l）、上石炭统船山组（C3c）、下二叠统栖霞组（P1q）、文笔山组（P1w）、童子岩组（P1t）、上二叠统翠屏山组（P2cp）、下三叠统溪口组（T1x）、上三叠统文宾山组（T3w）、上侏罗统长林组（J3c）、上侏罗统南园组（J3n）（图1）．其中与铁矿有关的地层有林地组（C1l）粉砂岩、船山组（C3c）及栖霞组（P1q）灰岩．特别是船山组（C3c）及栖霞组（P1q）灰岩地层与铁矿关系尤其密切．矿区中具有工业价值的铁矿床绝大部分产于船山组（C3c）下部较纯的厚层灰岩中．矿区内构造主要有轴向NNE－SSW向、微向NNE向倾伏的宽缓短轴背斜以及不同方向的断裂组成．背斜构造受到后期花岗岩侵入及断裂构造的破坏．主要断裂构造有NWW向、NE向以及层间断裂．这些断裂大多被岩体、矿体或矿化蚀变角砾岩所充填，可能是区内岩浆或热液的主要通道．除上述构造外，矿区内不同地质单元发育大量不同程度的裂隙，其中多数裂隙都充填有岩浆或矿化物质．矿区侵入岩约占总面积的1／4，以燕山早期酸性岩为主，常呈岩株、岩枝、岩墙及岩脉产出，主要受NWW向、NE向及层间滑脱断裂控制．与成矿关系密切的侵入岩主要有中细粒斑状花岗岩、花岗斑岩．中细粒斑状花岗岩多处于矿区南部及矿床深部，呈岩株产出．花岗斑岩在整个矿区都有分布，受断裂控制而呈NWW及NE向展布．其中沿NWW向断裂侵入的花岗斑岩规模最大，沿NE向断裂展布的花岗斑岩在地表断续出露，而沿栖霞组（P1q）和文笔山组（P1w）层间断层侵入的花岗斑岩规模较小．前两者产状一般较陡，呈岩墙及岩脉产出，后者产状平缓．细粒花岗岩与林地组（C1l）粉砂岩、船山组（C3c）及栖霞组（P1q）灰岩内外接触带蚀变较发育，其中岩体内接触带常见绢云母化、钾长石化和绿泥石化，同时裂隙面上常见薄膜状的辉钼矿；外接触带蚀变带非常发育，其中钾化带、矽卡岩化带和角岩化带明显．花岗斑岩常见硅化和绢云母化，局部见矽卡岩化、钾长石化、萤石化．硅化和绢云母化强烈地段的辉钼矿化相应增强．细粒花岗岩及花岗斑岩与灰岩接触带常见不同程度的磁铁矿化体或铁矿体，且矿（化）体厚度及品位随着接触面起伏或离岩体远近而变化，并在远离岩体的外围见有中低温热液类的铅锌多金属矿化现象．有关2类成矿岩体岩性特征将在下文中介绍．矿区内围岩蚀变发育，总体上受中细粒斑状花岗岩及花岗斑岩与围岩岩性控制．主要蚀变类型有钾长石化、矽卡岩化、萤石化、硅化、绿泥石化、叶腊石化、绢云母化等．这些蚀变类型围绕深部细粒花岗岩及浅部花岗斑岩表现出不同的分带性．围绕细粒斑状花岗岩的蚀变自岩体向外分为钾化、矽卡岩化和角岩化等4带；围绕花岗斑岩自内而外则为硅化－绢云母化带及绿泥石－黄铁矿化带．钾化带选择性地分布在中细粒斑状花岗岩及林地组粉砂岩地层中，其中在钾质溶液充填交代下易造成粉砂质碎屑岩的铁镁质的活化与迁出．矽卡岩化带在矿区南部的强度及厚度均较大，船山组（C3c）－栖霞组（P1q）灰岩几乎全被交代成矽卡岩．相应的磁铁矿体的规模及品位大而高．矽卡岩化带又可细分为石榴子石矽卡岩化、阳起石或透闪石矽卡岩化、透辉石矽卡岩化及方解石矽卡岩化带．硅化－绢云母化带发育于花岗斑岩的前缘部位，蚀变岩石为灰白色，具有变余斑状结构、变余微花岗结构、交代蚕蚀与交代包含结构．该蚀变带辉钼矿呈细脉、浸染状产出，局部见矽卡岩化、磁铁矿化、钾长石化、萤石化和泥化等蚀变现象．洛阳铁矿是一个以中型铁矿为主伴（共）生锌、硫及小型钼矿床等矿产的综合性矿床．全区共有铁多金属矿体超过190余处，其中矿区南部分布的矿体占全区总储量的70％以上．铁矿体呈近东西向展布，单个矿体走向多为北西－南东向，倾向北东，倾角10°～30°．根据矿体在不同部位赋存特征，矿体形态表现不同．如赋存于林地组（C1l）粉砂岩与船山组（C3c）或栖霞组（P1q）灰岩层间断裂带上的矿体主要呈厚薄不均的似层状、豆荚状，并且矿体规模大、品位高；赋存于船山组（C3c）－栖霞组（P1q）灰岩中的矿体主要呈透镜状、囊状（图2），局部似层状或似透镜状，矿体成群出现，规模不大但品位较高；花岗斑岩或中细粒斑状花岗岩体中常见大量的灰岩捕虏体，其中铁矿体成群分布，矿体常呈透镜状、扁豆状、囊状等；林地组（C1l）顶部碎屑岩中也常见规模小、品位低的矿体．洛阳铁矿床主要金属矿物为磁铁矿，次为黄铁矿、闪锌矿、赤铁矿、褐铁矿、辉钼矿等，脉石矿物主要有钙铁榴石、透辉石，次有方解石、石英、阳起石、透闪石、绿泥石、金云母、萤石等．磁铁矿常呈他形－半自形等轴粒状，部分呈不规则状或八面体自形晶，至少有2个世代：早期颗粒较细，晚期较粗，多呈脉状产出．辉钼矿常呈细脉状、短脉状、浸染状充填于铁矿石裂隙、磁铁矿和脉石矿物的晶隙之中（图3）．矿床矿石结构主要有粒状结构和交代结构，其中交代结构最为发育，主要有交代蚕蚀结构、交代残余结构、交代假象结构和交代熔蚀边结构等；矿石构造主要有浸染状构造、块状构造、条带（纹）状构造和细脉－网脉状构造等．洛阳铁矿床主要分为3个主要成矿期：矽卡岩期、石英－硫化物期及表生氧化期．其中矽卡岩期分为无矿矽卡岩阶段及磁铁矿阶段；石英－硫化物期分为辉钼矿阶段及闪锌矿阶段．

2成矿花岗岩地质特征

洛阳铁矿区与铁锌钼硫成矿关系密切的侵入岩主要有中细粒斑状花岗岩、花岗斑岩．中细粒斑状花岗岩呈灰白、肉红色，具中细粒斑状结构、似斑状结构，边缘部分由于交代或同化混染作用而呈花岗变晶结构，块状构造．矿物成分主要为钾长石、斜长石和石英，并含少量黑云母、磁铁矿、锆石、金红石、榍石、钛铁矿和磷灰石等．钾长石多数呈半自形柱状、他形－不规则粒状，显示卡律双晶，粒度0．045～1．450mm．斜长石一般呈半自形板状及他形不规则粒状，粒度0．05～1．40mm，少数呈斑晶产出，具钠律双晶．石英呈他形－不规则粒状，分布不均匀，或呈分散状．岩石中SiO2、Na2O、K2O、MgO含量偏高，FeO、MnO含量近似，其余偏低．花岗斑岩呈肉红色、浅肉红色，局部因蚀变或同化混染而呈浅灰－灰绿色，风化后呈灰白色或浅肉红色，斑状结构，块状构造．斑晶由石英、钾长石和斜长石组成，含量一般在2％～15％之间．局部可达35％．石英呈自形六方双锥，部分颗粒熔蚀成浑圆状或港湾状，粒度为0．27～50mm．钾长石半自形－自形柱状，具卡律双晶，少部分颗粒熔蚀成晶屑状．斜长石为半自形－自形板状，具钠律双晶，An＝21～24，属更长石，部分呈聚斑状产出，粒度为0．34～25mm．

样品及测试方法描述

1Re－Os同位素测试

自洛阳铁矿床2个钻孔中分别取3件钼矿石样品，各件样品编号及采样位置如下：B128采自ZK1108钻孔，36．00m矿心，B129采自1108钻孔，410m矿心，B134采自ZK1804钻孔．辉钼矿样品都取自岩体接触带含辉钼矿的矽卡岩浸染状、脉状或网脉状矿石中．辉钼矿脉粗细不一．通过对所获得的3件样品进行重力、磁法分离，获得纯度均大于99％辉钼矿样品．3件辉钼矿样品送至国家地质测试中心Re－Os同位素实验室完成测试工作．（1）分解样品．准确称取待分析样品，通过长细颈漏斗加入到Carius管（一种高硼厚壁大玻璃安瓿瓶）底部．缓慢加液氮到有半杯乙醇的保温杯中，调节温度到－50～－80℃．将装好样的Carius管放到该保温杯中，通过长细颈漏斗把准确称取的185Re和190Os混合稀释剂加入Carius管底部，再加入2mL10mol／L的HCl和4mL16mol／L的HNO3，当管底溶液冰冻后，用丙烷氧气火焰加热封好Carius管的细颈部分．放入不锈钢套管内．轻轻放套管入鼓风烘箱内，待回到室温后，逐渐升温到200℃，保温24h．在底部冷冻的情况下，打开Carius管，并用40mL水将管中溶液转入蒸馏瓶中．（2）蒸馏分离锇．于105～110℃蒸馏50min，用10mL水吸收蒸出的OsO用于ICP－MS（等离子体质谱仪测定）测定Os同位素比值．将蒸馏残液倒入150mLTeflon烧杯中待分离铼．（3）萃取分离Re．将第1次蒸馏残液置于电热板上，加热近干．加少量水，加热近干．重复2次以降低酸度．加入10mL5mol／L的NaOH，稍微加热，转为碱性介质．转入50mL聚丙烯离心管中，离心，取上清液转入120mLTeflon分液漏斗中．加入10mL丙酮，振荡1min萃取Re．静止分相，弃去水相．加2mL5mol／L的NaOH溶液到分液漏斗中，振荡2min，洗去丙酮相中的杂质．离心分相，弃去水相．排丙酮到150mL已加有2mL水的Teflon烧杯中．在电热板上50℃加热以蒸发丙酮．加热溶液至干．加数滴浓硝酸和30％过氧化氢，加热蒸干以除去残存的锇．用数毫升稀HNO3溶解残渣，稀释到硝酸浓度为2％．备ICP－MS测定Re同位素比值．（4）质谱测定．采用美国TJA公司生产的TJAX－seriesICP－MS测定同位素比值．对于Re：选择质量数185、187．用190监测Os．对于Os：选择质量数为186、187、188、189、190、19用185监测Re．普Os是根据原子量表和同位素丰度表通过192Os／190Os测量比计算得出．

2LA－ICP－MS锆石U－Pb同位素测龄

选取矿区中细粒斑状花岗岩（BL46取自ZK1407钻孔8340m处）及花岗斑岩样品（LY1407－3取自ZK1407钻孔230．00m处）各1件开展岩石中锆石测年工作．锆石选取工作由河北省区域地质调查研究所完成，具体步骤是用常规方法将岩石样品粉碎至约300μm，经磁法和密度分选后，淘洗，挑纯．将锆石样品和标样（TEMORA）一起用环氧树脂固定于样品靶上，样品靶表面经研磨抛光，直至锆石新鲜截面露出．对靶上锆石进行镜下反射光、透射光照相后，进行CL分析．样品靶制作与阴极发光成像（CL）在中国地质科学院离子探针实验室完成．锆石U－Pb同位素年龄采用天津地质矿产研究所同位素实验室安装的一套激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪（LA－MC－ICP－MS）系统进行测定．该套系统的多接收器电感耦合等离子体质谱仪为ThermoFisher公司制造的Neptune，其离子光学通路采用能量聚焦和质量聚焦的双聚焦设计，并采用动态变焦（ZOOM）使质量色散达到17％；仪器配有9个法拉第杯接收器和4个离子计数器接收器，除了中心杯和离子计数器外，其余8个法拉第杯配置在中心杯的两侧，并以马达驱动进行精确的位置调节，4个离子计数器捆绑在L4法拉第杯上．激光器为美国ESI公司生产的UP193－FXArF准分子激光器，激光波长193nm，脉冲宽度5ns，束斑直径为1、2、10、20、25、35、50、75、76、100和150μm可调，脉冲频率1～200Hz连续可调（李惠民等，2009）．根据锆石阴极发光照片、反射光和透射光照片选择锆石的合适（感兴趣）的测年晶域，利用193nm激光器对锆石进行剥蚀，通常采用的激光剥蚀的斑束直径为35μm或50μm，激光能量密度为13～14J／cm2，频率为8～10Hz，激光剥蚀物质以He为载气送入Neptune，利用动态变焦扩大色散可以同时接收质量数相差很大的U－Pb同位素从而进行锆石U－Pb同位素原位测定，选用TEMORA作为外部锆石年龄标准．测得数据用ICP－MSDataCal和Isoplot程序进行处理，并用208Pb校正法对普通铅进行校正．利用NIST612玻璃标样作为外标计算锆石样品的Pb、U、Th含量．实验条件和关键参数：接收器设置：L4，206Pb；L3，207Pb；L4，208Pb；C，219．26；H2，232Th；H4，238U．冷却气体16L／min，辅助气体0．75L／min，Ar载气0．968L／min，He载气0．86L／min．RF功率1251W，积分时间0．131s，样品信号采集时间60s（其中20秒为空白的测定）．利用LA－MC－ICP－MS开展了洛阳铁矿细粒斑状花岗岩与花岗斑岩体的锆石U－Pb同位素测年．

测试结果

1Re－Os同位素测试结果

Re、Os含量的不确定度包括样品和稀释剂的称量误差、稀释剂的标定误差、质谱测量的分馏校正误差、待分析样品同位素比值测量误差．置信水平95％．模式年龄的不确定度还包括衰变常数的不确定度（1．02％），置信水平95％．模式年龄t按下式计算。通过对3件样品开展上述方法的测试，获得3个测试数据，分析结果列于表1中．表1中所列单个数据点的误差均为1σ，加权平均年龄具95％的置信度．3个样品的模式年龄集中在（130±1．9）～（130±2）Ma，代表洛阳铁矿辉钼矿的形成时代．

2LA－ICP－MS锆石U－Pb同位素测龄结果

中细粒斑花岗岩锆石的形态较为单一，主要为长条形锆石（图4a），晶体长约70～150μm，宽约35～65μm，长宽比大约为2∶1～3∶1．总体上该组锆石形态及大小差别不大，具明显的振荡环带和扇形环带，锆石中少见核．Th／U比值为0．06～16，大部分集中在0．88～1．41之间，表明锆石具明显岩浆成因．本次工作分析了24个锆石颗粒，分析结果列于表2中．所有分析结果在谐和图上组成密集的一簇（图5a），206Pb／238U加权平均年龄为132±1Ma，方差1，应该代表洛阳铁矿区中细粒斑花岗岩的结晶年龄．花岗斑岩锆石的形态主要有2组（图4b）：第1组为长条形锆石（点1，2，4，12，13，16，22，23，26，31）晶体长约200～600μm，宽约70～100μm，长宽比大约为3∶1～6∶1．总体上该组锆石形态及大小差别不大，具明显的振荡环带和扇形环带，锆石中少见核．Th／U比值为0．91～10．为明显岩浆成因锆石．第2组锆石呈宽板状（点3，5～11，14，15，17，19～21，24，25，27～29，32），晶体长约100～300μm，宽约50～150μm，长宽比一般小于2∶1．锆石边缘环带发育，比较密集，边部棱角清晰．Th／U比非常高，为0．80～1．63，也为明显的岩浆锆石．本次工作分析了32个不同类型锆石颗粒，分析结果列于表2中．其中18，30号点由于测试异常被删除，其余30个颗粒的分析结果在谐和图上组成密集的一簇（图5b），206Pb／238U加权平均年龄为131±1Ma，方差7．应该代表洛阳铁矿花岗斑岩的结晶年龄．

成岩成矿时代讨论

1成岩成矿时代及矿床成因

通过对洛阳铁矿床中辉钼矿Re－Os同位素模式年龄结果分析，矿床中辉钼矿床的主要形成时代为（130±1．9）～（130±2）Ma，为早白垩世成矿．矿区花岗斑岩结晶年龄为131±1Ma，中细粒斑状花岗岩结晶年龄为（131．64±0．62）Ma，说明2类岩体成岩时代基本同时，都形成于早白垩世．根据以上成岩成矿时代测试结果，可以得出洛阳铁矿床辉钼矿的成矿时代与花岗岩成岩时代非常吻合．根据洛阳铁矿地表地质调查以及铁矿床深部勘查成果可知，中细粒斑状花岗岩主要呈岩株状产于南矿区深部，花岗斑岩则位于中细粒斑状花岗岩上部，并沿着不同方向的断裂切层或顺层侵位而呈现岩脉或岩床出露于地壳浅表，零星分布于整个矿区．2类花岗岩之间呈渐变关系，无明显分界线，说明中细粒斑状花岗岩侵入地壳后，由于岩浆分异作用在较高部位形成花岗斑岩岩浆，并沿浅表断层侵位．2类岩体相似的同位素年龄也说明成岩时代的一致性．早白垩世洛阳铁矿区中细粒斑状花岗岩形成，且自下而上侵位于林地组（C1l）粉砂岩、船山组（C3c）及栖霞组（P1q）灰岩中（图6）．在林地组（C1l）粉砂岩与岩体接触带附近，发生强烈的钾质及钠质交代作用．林地组（C1l）上部由于钾质溶液沿碎屑岩孔隙或裂隙进一步扩散交代，形成钾化带．这种发生在林地组（C1l）粉砂岩中的强烈交代作用会促使分散在碎屑岩中的铁质活化和迁移，部分矿液在粉砂岩顶部沉淀形成一些规模小、品位低的矿体．与此同时侵入岩浆与船山组（C3c）－栖霞组（P1q）灰岩发生交代作用，形成含透辉石、柘榴子石的无水矽卡岩．由于交代作用早期含挥发份流体中铁质含量低，矽卡岩中未见具规模的磁铁矿体．随后来自林地组（C1l）粉砂岩中富含铁质的流体与残余岩浆进一步分异的大量富含挥发份的流体结合，沿着先存切层断裂上升，顺层间破碎带或由于岩体侵位在围岩中形成的裂隙扩散对早期无矿矽卡岩重新叠加交代，形成含磁铁矿的矽卡岩．大量细粒磁铁矿晶体在林地组（C1l）粉砂岩与船山组（C3c）灰岩界面及层间破碎带沉淀，形成厚薄不均的规模大、品位高的层状、豆荚状矿体；在船山组（C3c）－栖霞组（P1q）灰岩中形成品位较高的透镜状、囊状矿体；岩体中赋存于灰岩捕虏体的铁矿体常呈透镜状、扁豆状、囊状等．此阶段热液含少量H2S与铁钼等反应形成黄铁矿、辉钼矿等细脉状矿（化）体．地壳浅层形成的花岗斑岩呈岩墙、岩脉或岩床等侵位于围岩断裂系统中．岩浆热液由于富含一定量H2S挥发份沿花岗斑岩前缘部位或矽卡岩及磁铁矿体中的裂隙扩散交代而发育硅化－绢云母化，并形成呈细脉、浸染状产出的辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿以及少量磁铁矿化、钾长石化、萤石化和泥化等蚀变现象．综上所述，虽然洛阳铁矿床中磁铁矿与辉钼矿主矿体分别形成于矽卡岩期和石英－硫化物期，但实际上矽卡岩期也有少量的辉钼矿（化）体，石英－硫化物期也见小规模的脉状磁铁矿体．而且来自于深部的富铁流体对灰岩地层反复交代形成富磁铁矿体的矽卡岩化过程中，叠加了形成辉钼矿细脉的、来自浅层花岗斑岩岩浆热液的硅化－绢云母化蚀变作用．2期成矿作用总体上虽有先后关系，但也有部分阶段出现重叠，磁铁矿与辉钼矿形成时代非常相近．因此，洛阳铁矿辉钼矿Re－Os同位素模式年龄（130±1．9）～（130±2）Ma可以作为该矿床的主要成矿时代．洛阳铁矿被认为是“马坑式”铁矿的重要代表矿床之一．“马坑式”铁矿存在有多种成因观点，其中之一认为磁铁矿形成于晚古生代的海底火山沉积，并受到燕山期热液改造（邹天人等，1981；葛朝华等，1981；韩发和葛朝华，1983b；葛朝华和韩发，1984）．在此认识基础上获得马坑铁矿主矿体石英磁铁矿Rb－Sr等时线年龄为346±68Ma、角闪石磁铁矿年龄为334Ma，与矿体呈互层的安山玄武岩Rb－Sr等时线年龄为364±46Ma，从而得出马坑铁矿主矿体成矿时代为中石炭－早二叠世（韩发和葛朝华，1983a）．根据洛阳铁矿勘查结果，磁铁矿体除层状、似层状外，还存在透镜状、囊状矿体、扁豆状，甚至部分脉状矿体．矿体赋层部位主要有岩性界面、层间破碎带、褶皱核部、岩体接触带．磁铁矿体规模、品位等在岩体附近相对大而高，而远离岩体则小而贫，并逐渐消失．矿区围岩蚀变也以岩体为中心分带性较明显．围岩岩性较为简单，主要为粉砂岩及灰岩地层，未见灰岩地层中存在火山岩夹层．因此洛阳铁矿床的形成与燕山期岩浆热液作用关系密切，主要矿体为典型的层控矽卡岩型（赵一鸣等，1982）．闽西南地区有晚古生代存在海相火山沉积岩的报道（福建省地质八队，1982；王绍雄，2003），但其分布及规模相对有限，一些早期认为的海西期火山岩也存在争议（潘廓祥等，1982）．即使存在海西期火山作用，根据火山岩夹层的厚度判断火山作用的规模难以与闽西南地区铁矿床规模相匹配（潘廓祥等，1982）．早期针对马坑铁矿角闪石K－Ar法测年获得101Ma年龄值（中国地质科学院地质矿产研究所第三铁矿研究队矿床组，1978，福建龙岩马坑铁矿地质特征及其形成条件的研究）．近年来，王登红等（2010）获得马坑铁矿伴生辉钼矿Re－Os等时线年龄为130．50±0．92Ma，与矿区莒舟岩体获得的单颗粒锆石U－Pb年龄136Ma和139Ma较吻合（毛建仁等，2006），表明马坑铁矿床成矿作用与中生代花岗岩浆侵入作用有关，其成岩与成矿时代也与本文所获得的洛阳铁矿年代学数据非常接近．进一步说明了区域上有重要找矿意义的“马坑式”铁矿床为早白垩世成矿．

2成矿时代的区域地质意义

东南大陆位于中国东部中新生代巨型构造－岩浆岩带之上，尤以中生代岩浆及成矿最为宏伟壮观．闽西南拗陷作为东南大陆上的一个主要构造单元，应该经历了特提斯向环太平构造域的转换，并都留下相应的成矿作用记录．随着中侏罗世－晚侏罗世早期（170～160Ma）古太平洋板块向欧亚板块俯冲，表现为大规模陆内挤压，标志着构造域转换开始（Wuetal．，2000）．晚侏罗世中晚期（160～145Ma）古太平洋板块俯冲作用所影响的范围逐步扩大（张岳桥等，2009），标志着特提斯向环太平构造域的转换达到高峰．在此之后加厚的岩石圈开始表现为伸展变形，出现大规模的岩浆作用与伸展空间而成矿，以早白垩世135～100Ma期间的成矿作用广泛发育．闽西南一带以紫金山矿床铜金成矿作用为代表．其成矿时代有122±4Ma和100±3Ma（石英Rb－Sr等时线，周肃和陈好寿，1996）、（97±3）～（91．5±0．4）Ma（冰长石40Ar－39Ar，张德全等，2003；刘晓东和华仁民，2005），与东南沿海其他矿床，如江西寻坞铜坑障钼矿床Re－Os年龄（133±1．6）～（134±1．8）Ma（许建祥等，2007）、莲花山钨矿床112～119．5Ma（云英岩中白云母K－Ar，徐晓春等，1999）、西岭锡矿床98．8±9Ma（含锡绢英岩K－Ar，徐晓春等，1999）、毫石银矿床100Ma左右（蚀变绢云母K－Ar法及石英流体包裹体的Rb－Sr法，徐步台等，1994）、大岭口银铅锌矿床100Ma（蚀变岩K－Ar法，徐晓春等，1999）等总体上处于同一阶段，马坑及洛阳铁矿床分别获得的130．50±0．92Ma及（130±1．9）～（130±2）MaRe－Os同位素年龄，说明除铜（钼）钨锡外，早白垩世伸展背景下闽西南地区存在重要的铁（钼）成矿作用，也与华南早中白垩世（134～80Ma）大规模成矿作用时代相对应（毛景文等，2007，2008）．

结论

根据洛阳铁矿床开展的花岗岩LA－ICP－MS锆石U－Pb同位素测龄及辉钼矿Re－Os同位素年代学研究结果，可以得出洛阳铁矿床中辉钼矿Re－Os同位素模式年龄为（130±1．9）～（130±2）Ma，为早白垩世成矿，矿区花岗斑岩结晶年龄为131±1Ma，中细粒斑状花岗岩结晶年龄为131．64±0．62Ma，说明岩体都形成于早白垩世．通过对洛阳铁矿床花岗岩、磁铁矿体及辉钼矿体空间分布规律及矿化蚀变特征综合分析，结合岩体与矿床年代学结果，可以得出洛阳铁矿床主要形成于早白垩世，与早白垩世花岗岩岩浆热液接触交代石炭纪碎屑岩－碳酸盐岩地层密切相关．