河北迁安杏山铁矿床地球化学特征及其对成矿物质来源的指示.pdf

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1、第15卷第4期地质力学学报V01．15No．42009年12月JOURNALOFGEOMECHANICSDec．2009文章编号：1006—6616(2009)04—0363—11河北迁安杏山铁矿床地球化学特征及其对成矿物质来源的指示丁文君，陈正乐，陈柏林，董法先，崔玲玲(1．中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083；2．中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)摘要：不同学者曾对迁安地区铁矿床的前寒武地质、岩石学和地球化学等方面进行了深入的研究，但是其成矿物质来源至今没有进行深入探讨。危机矿山勘察在迁安杏山矿床中发现

2、了富大铁矿体，但其成因不明。本文通过对迁安富矿和普通矿石的主量、微量元素和稀土元素研究，结果表明它们的化学成分主要由FeaO(T)、SiO组成，并且A1O，和TiO具有较低的含量，指示其形成时几乎没有碎屑物质的加入。而经PAAS标准化后，稀土元素的配分模式表现轻稀土亏损、重稀土富集的特征，无论是富矿还是普通矿石，都具有Eu正异常、其Co／Zn和Ni／Zn比值与热液类似的特征，表明形成时有高温热液加入；其Y／Ho>44、Y的正异常表明其有海水的成因；La／La表明其没有陆源碎屑加入；La／Yb<1，表明既有海水特征，又有热液特征，所有这些数据

3、都显示了迁安铁矿矿石的物质来源为海水和热液，与其他地方BIF铁矿物质来源一致。由于富矿和普通矿石的物质来源一致、主微量及稀土元素含量和分布类似、铁矿物主要为磁铁矿、原始沉积条带明显，推断富矿可能是火山一沉积建造原始沉积时由于局部富铁环境而形成的。关键词：条带状铁建造；迁安；地球化学中图分类号：P618．31文献标识码：A条带状铁建造(bandedironformations，简称为BIF)指形成于前寒武纪的沉积变质铁矿，矿石主要由硅质和铁质薄层组成。由于BIFs是研究前寒武纪古海洋与古环境的重要手段，同时也蕴含巨大的铁矿资源，是我国乃至全球

4、重要的铁矿类型，因此，BIFs一直成为地学界研究的热点。根据其规模和岩石组合，BIF型铁矿可以分成两种类型：Algoma型和Superior型。目前，关于BIF中Fe和SiO，的来源还存在争议，大多数学者都认为BIFs是从热液与海水混合液中沉淀出来的铁和硅的化学沉积物。而其它杂物则是通过河流或者风携带的陆源碎屑物，或者是火山活动产生的火山岩碎屑。少数学者认为Fe和SiO是经过大陆岩石的风化而成。迁安地区铁矿床是我国最大的铁矿石资源基地之一，也是我国研究最早、最典型的地区收稿日期：2009．09．23基金项目：全国危机矿山接替资源找矿项目(编

5、号：200799094、20089950)。作者简介：丁文君(1984-)，女，在读硕士，主要从事矿床地球化学研究。E-mail：dingdngwj@yeah．net364地质力学学报2009之一，它一直以来都被认为是一套典型沉积变质的硅铁建造。，属于Algoma型。前人大量工作主要集中在探讨该区域内的变质和变形过程及原岩恢复，并且这些工作都是集中在20世纪80年代和90年代初期完成的。初步的研究结果揭示迁安地区磁铁矿原岩为玄武岩。但是几乎还没有学者对迁安铁矿成矿物质来源进行详细的讨论。华北地区前寒武纪沉积一变质型铁矿普遍以较低品位的贫矿为

6、主，已知贫铁矿层中的富铁矿(TFe大于45％)规模甚小，并且主要位于辽宁鞍山一本溪一带。而在2006年实施的危机矿山勘探中，在迁安地区杏山矿床首次发现平均品位为53．48％、单孔见矿厚度达129m的富矿矿体。因此，对该富矿成矿物质来源进行研究，将对迁安地区，甚至整个华北地区进一步寻找富大铁矿具有重要意义。本文将通过主微量元素分析，对杏山矿床新发现的富矿与普通矿石进行对比分析，初步探讨富矿的成因。1地质背景华北克拉通由华北西部地体和华北东部地体，以及二者之间过渡的华北造山带组成n(图1)。从晚太古代到早元古代，东西部两个地体之间存在一个宽阔的

7、古海洋，而华北东部地体西边缘为活动大陆边缘并且发育弧内盆地。直到1800Ma左右，两个地体之间的古海洋完全消失，东西部地体之间发生碰撞并且拼接为统一的华北克拉通¨。迁安矿区位于现今的华北克拉通北缘，马兰峪一山海关东西向复背斜的中部，迁安隆起的西缘，而在太古宙可能位于华北东部地体的西边界甚至是古大洋中(图1)。矿区受迁安隆起西缘褶皱带控制，呈向西凸出的弧形带状展布，北起水厂一西峡口，南至杏山一赵店子一带，数百平方公里范围内形成为一系列的向西凸出呈弧形紧密褶皱带。中部被横山东西向断裂把迁安矿区分为南、北两个区(图1)。迁安矿区出露的主要地层为中

8、太古界迁西群三屯营组，岩性总体上为一套紫苏麻粒岩、二辉麻粒岩夹变粒岩与磁铁石英岩成互层的岩性组合，也是本区内主要赋矿层位。在矿区西侧普遍分布着中元古界下部岩石单元，主要岩性为串岭