山西吕梁作为我国BIF铁矿的重要产区,位于华北克拉通中央构造带西侧。前人通过研究认为吕梁袁家村铁矿是我国最典型的Superior型BIF铁矿,位于吕梁市岚县袁家村地区。本论文在充分收集、整理、总结前人研究成果的基础上,本人经过实地矿床勘察、镜下岩矿鉴定、主量元素、微量元素、稀土元素测试等研究方法,主要研究了袁家村铁矿地质构造背景、成矿成岩时代、成矿物质来源、沉积构造环境、沉积变质过程等方面的内容,深入剖析了袁家村铁矿的成矿过程。本次研究获得的主要研究成果如下:1.通过矿床地质特征研究发现袁家村铁矿与鞍本地区BIF具有明显不同之处:矿石类型较为复杂、成矿构造环境以及成矿物质来源皆不同。袁家村铁矿包括磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、砾岩型铁矿以及多种类型的假象赤铁矿,袁家村铁矿产于浅海盆地,成矿物质为低温海水和高温热液混合物。通过观察和研究矿物共生组合,袁家村主要有绿泥片岩、绢云绿泥片岩、磁铁石英岩、绢云石英片岩,袁家村铁矿经受了低绿片岩相的变质作用,在矿区自北向南有变质程度增高的现象,到南部出现高绿片岩相。通过岩石学、岩石地球化学的研究确定袁家村BIF沉积建造特征为Superior型。2.通过分析袁家村铁矿矿石的主量元素和微量元素显示,矿石主要由SiO2、Fe2O3和Al2O3组成。矿石中SiO2/Al2O3值较大,且CaO、Na2O、K2O、Al2O3等代表陆地的碎屑沉积物质含量微乎其微,说明其成矿物质来源主要为海洋。微量元素Sr/Ba大部分大于1以及Ni/Co大部分小于3.6值也说明袁家村是一个海相沉积物和火山沉积铁矿床。矿石中Co、Ni、Cu、Zn等微量元素含量较高,Co、Ni、Cu、Zn等代表了海底岩浆的喷流总用,暗示了袁家村铁矿部分成矿物质来自于海底热液。研究表明海底高温热液的稀土分配模式富集轻稀土,亏损重稀土。而现代海水则显示富集轻稀土,亏损重稀土。本次研究所测试的矿石部分显示富集重稀土亏损轻稀土,部分显示富集轻稀土亏损重稀土,兼具海底热液还低温海水的特征,说明袁家村铁矿成矿物质来源具有非单一性。矿石的Eu异常值大部分小于1.8,少量小于1.8,矿石的Y/Ho值介于25.05-38.17之间。通过矿床地球化学的矿石元素、稀土等矿化特征研究发现袁家村铁矿床成矿物质来源有低温海水和海底高温热液特征。3.构造环境判别图显示袁家村铁矿的矿石和围岩非均匀的分布于被动大陆边缘-岛弧附近,说明袁家村铁矿的沉积构造环境并非单一的,而是一个非均匀的连续过渡环境。经过与前人资料的总结,判断袁家村铁矿沉积在被动大陆边缘的浅海盆地中。古元古代大气及海洋整体处于一个缺氧的状态,但是在部分时期内大气及海洋中氧气较多,海水中部分的Fe2+在氧气的作用下被氧化Fe3+。Fe3+与海水中的Si等形成络合物沉淀下来,由于不同深度的海水中Fe、Si等成矿物质浓度,海水温度、Ph、Eh等皆不相同,在浅海盆地中不同位置沉积形成不同类型的铁矿。由于海水中成矿物质浓度以及大气中氧含量的变化导致硅铁的沉淀速率以及厚度皆不相同,袁家村初次沉积形成的包括赤铁矿、磁铁矿、碳酸铁、黄铁矿等。4.袁家村经过原始沉积后经受两期埋藏变质作用,不同部位的温度、流体浓度、压力、氧气浓度等皆不相同,导致形成更为复杂的矿石类型,包括各类型的假象赤铁矿、镜铁矿等。同时部分位置受到高温热液侵入影响形成小富矿体。本次对袁家村铁矿的深入研究,丰富了袁家村铁矿的成矿作用研究,对在该地区寻找和勘察类似铁矿,对该铁矿进行后续更加深入的研究具有深远意义。