华北克拉通南缘太华群铁山庙铁矿床沉积时代的约束——锆石U-Pb定年及Hf同位素证据

华北克拉通南缘舞阳地区分布有大型铁矿床，赋存于早前寒武纪的太华群变质岩系中。铁山庙铁矿床在舞阳铁矿区分布广泛，大小矿体包括经山寺、冷岗、铁山庙、铁古坑以及岗庙刘等，产出层位为铁山庙组。近年来对铁山庙铁矿床的研究程度较高，不少学者认为其为Superior BIF型铁矿床，但是对于铁山庙铁矿床原始沉积年龄显见报道。本文通过选取穿切铁古坑铁矿体的混合岩化钾长花岗岩以及矿体顶板围岩辉石黑云斜长片麻岩为研究对象，利用SHRIMP锆石U Pb定年〖JP2〗以及原位Hf同位素测试分析技术，以此来约束铁山庙铁矿床沉积时代的上限和下限。结果显示，两个样品中的锆石均记录了两组年龄数据，且在误差范围内明显具有一致性。较老一组207Pb/206Pb年龄为2463~2478 Ma，较新一组为1918~1961 Ma。此外，混合岩化花岗岩中较老锆石的εHf(t)变化范围为-696~-1283，较新锆石的εHf(t)为-719~-1575，两类锆石的εHf(t)值变化范围相似，说明较老锆石为继承锆石，其年龄可能代表源区岩石的形成时代，而较新锆石为变质锆石，代表深熔作用锆石发生重结晶作用的时间，即混合岩化花岗岩的形成时代；辉石黑云斜长片麻岩中较老一组锆石的εHf(t)值为-055~275，较新一组锆石的εHf(t)为-5~-1006，两类锆石的εHf(t)值差〖JP〗别很明显，较老一组锆石是碎屑锆石，其年龄可以约束原岩沉积的最大年龄，而较新一组锆石为变质增生成因，其年龄代表了岩石经历的一期变质事件。综合分析，铁山庙铁矿床的沉积时代可以约束在246~196 Ga之间，很可能在23 Ga左右，之后于~196 Ga经历了强烈的区域变质作用