遼冀地區(qū)條帶狀鐵建造地球化學(xué)特征:Ⅱ.稀土元素特征*

姚通 李厚民 楊秀清 李立興 陳靖 張進(jìn)友 劉明軍

1.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，國土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037

3.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871

4.河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)大隊(duì)，唐山 063004

5.遼寧省冶金地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查研究院，鞍山 114002

稀土元素化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，一般認(rèn)為其含量不受成巖作用的影響，因此可代表源區(qū)的稀土元素特征。三價(jià)鐵氧化物和氫氧化物在沉積過程中分餾較小，能夠保留沉積時(shí)海水的稀土元素特征，是示蹤BIFs起源和沉積過程最常用的地球化學(xué)工具之一(Bau and Dulski，1996;Frei et al.，2008)。前人對(duì)遼冀地區(qū)(遼寧鞍山-本溪和冀東地區(qū))BIFs稀土元素已有初步研究，結(jié)果顯示輕稀土虧損，重稀土富集，具有明顯的Eu異常等特征，暗示BIFs的成礦物質(zhì)來源于海水與熱液的混合溶液，且形成于缺氧的海水環(huán)境(翟明國等，1989;李志紅等，2008，2010;丁文君等，2009;Zhang et al.，2011;沈其韓等，2011;李文君等，2012;楊秀清等，2012)。但是通過野外地質(zhì)考察和室內(nèi)鏡下觀察，筆者發(fā)現(xiàn)鞍本和冀東地區(qū)的不同礦區(qū)在賦礦地層、變質(zhì)程度、礦石類型和礦物組合等方面存在差異。因此，本文對(duì)鞍本地區(qū)13個(gè)鐵礦區(qū)(西鞍山、東鞍山、齊大山、王家堡子、胡家廟子、關(guān)門山、眼前山、大孤山、南芬、北臺(tái)、歪頭山、偏嶺和小嶺子)和冀東地區(qū)15個(gè)鐵礦區(qū)(棒磨山、神龍峽、水廠、信益、杏山、馬蘭莊、磨盤山、司家營、石人溝、王寺峪、程家溝、澆花峪、連帽峪、柞欄杖子和豆子溝)約200件鐵礦石樣品的稀土元素特征進(jìn)行了研究，為探討研究區(qū)鐵礦石的物質(zhì)來源和形成環(huán)境提供更多信息。相應(yīng)的地質(zhì)特征和主量元素特征在“遼冀地區(qū)條帶狀鐵建造地球化學(xué)特征:Ⅰ.主量元素特征”一文中介紹(楊秀清等，2014)，為避免重復(fù)，本文省略地質(zhì)特征的介紹。

1 樣品選擇與分析測(cè)試

用于本次稀土元素分析的樣品與主量元素分析配套，采自鞍本和冀東地區(qū)鐵礦采場(chǎng)，樣品新鮮。其中，鞍本地區(qū)13個(gè)鐵礦區(qū)鐵礦石樣品主要為磁鐵(赤鐵)石英巖、角閃磁鐵石英巖、黑云磁鐵石英巖、綠泥磁鐵石英巖，共計(jì)78件(表1);冀東地區(qū)15個(gè)鐵礦區(qū)鐵礦石樣品主要為磁鐵(赤鐵)石英巖、角閃磁鐵石英巖、輝石磁鐵石英巖、黑云磁鐵石英巖，共計(jì)122件(表1)(參見楊秀清等，2014中的圖1、圖2、圖3)。

稀土元素分析在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的 VG-AXIOM型 MC-ICP-MS［分辨率 400～10000RP(10%谷)，靈敏度 R=400ln1000Mcps×10-6，檢出限 Be＜1×10-12，Mn＜0.5×10-12，F(xiàn)e＜1×10-12，同位素比:精密度、準(zhǔn)確度0.002%］上完成。精確稱量全巖樣品粉末25mg，加入1.5mL HNO3和1.5mL HF 后在80℃下蒸發(fā)24h。蒸干后加入1.5mL HNO3、1.5mL HF 和0.5mL HClO4在高壓罐內(nèi)加溫到180℃，溶解48h。最后，樣品用1%的HNO3稀釋到50mL。使用GSR21、JG21A和JB23標(biāo)樣，每分析10個(gè)樣品測(cè)量一次標(biāo)樣和一個(gè)重復(fù)樣。200件礦石樣品稀土元素測(cè)試結(jié)果見表1。鑒于Y的離子半徑與重稀土元素接近，化學(xué)性質(zhì)相似，且在自然界密切共生的特點(diǎn)，將Y元素也作為重稀土元素置于Dy和Ho之間。稀土元素的含量采用PAAS(Post Archean Average Shale)(McLennan，1989)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，各個(gè)礦區(qū)鐵礦石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分曲線如圖1所示。

2 稀土元素特征

2.1 鞍本地區(qū)稀土元素特征

u L 0.05 0.06 0.04 0.04 0.12 0.05 0.05 0.01 0.02 0.08 0.05 0.02 0.02 0.04 0.04 Y b 0.27 0.37 0.26 0.22 0.84 0.30 0.28 0.07 0.14 0.50 0.28 0.13 0.10 0.23 0.29 T m 0.04 0.05 0.04 0.03 0.13 0.04 0.04 0.01 0.02 0.08 0.04 0.02 0.01 0.03 0.05 E r 0.21 0.31 0.33 0.20 0.89 0.24 0.25 0.05 0.14 0.50 0.24 0.11 0.09 0.18 0.31 o H 0.07 0.11 0.13 0.07 0.36 0.08 0.10 0.02 0.06 0.19 0.08 0.04 0.03 0.06 0.12 Y 2.66 3.72 5.32 1.89 9.95 3.65 2.87 0.74 2.01 6.98 3.08 1.67 1.54 1.81 3.69 y D 0.29 0.47 0.65 0.34 1.80 0.42 0.52 0.09 0.27 0.90 0.34 0.16 0.15 0.30 0.59 T b 0.05 0.08 0.12 0.06 0.36 0.07 0.11 0.01 0.05 0.16 0.05 0.02 0.03 0.05 0.10 G d 0.27 0.50 0.71 0.40 2.72 0.52 0.91 0.08 0.38 0.94 0.31 0.18 0.22 0.33 0.64 a r e a 區(qū)地E u e be i 本0.12 0.20 0.45 0.16 0.97 0.22 0.30 0.04 0.17 0.25 0.21 0.08 0.10 0.10 0.19鞍i a o ni ng-e a s t e r n H Sm 0.25 0.59 0.72 0.41 3.30 0.65 1.31 0.10 0.42 0.81 0.29 0.21 0.32 0.33 0.63 N d 0.83 2.07 2.49 1.47 13.17 2.91 6.51 0.32 1.52 2.58 1.08 0.83 1.35 1.17 2.23 Lf r o m P r 0.18 0.60 0.65 0.33 3.01 0.75 1.84 0.08 0.34 0.59 0.30 0.21 0.35 0.29 0.50 pl e ss a m C e 1.29 6.13 5.03 2.30 19.99 6.33 15.35 0.58 2.50 5.19 2.67 1.63 3.10 2.25 3.58果o f結(jié)6）試-L a 6） 測(cè)0.53 3.10 2.42 0.97 9.51 3.83 8.10 0.26 1.24 2.52 1.34 0.85 1.72 1.10 1.71×10-（10巖×型巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖英巖（類英英英英英英英英英英英英英石英素a na l y s e s石石石石石石石石石石石石石石鐵石元礦鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵磁鐵土e nt s赤赤赤赤赤磁磁磁磁磁磁磁磁泥磁e l e m 綠稀品樣山山山山山山山山山山山山山山山區(qū)e a r t h地產(chǎn)鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍地西西西西西西西西西西西西西東東冀a r e R遼1號(hào)-11-12-19S-4S-3-7S-6S-2-13-14-15-18-9S-4S-3 1品111111A X A X 11 X X A X A 11111111X 11 D A D A表a bl e T 樣X X X X X X X 0.08 0.07 0.03 0.09 0.12 0.05 0.03 0.06 0.02 0.02 0.15 0.06 0.03 0.22 0.08 0.03 0.03 0.05 0.14 0.04 0.55 0.44 0.20 0.63 0.85 0.31 0.19 0.48 0.16 0.10 1.02 0.37 0.15 1.46 0.50 0.18 0.23 0.32 0.91 0.27 0.09 0.07 0.03 0.09 0.12 0.04 0.03 0.08 0.02 0.01 0.15 0.06 0.02 0.21 0.08 0.03 0.03 0.05 0.14 0.04 0.57 0.42 0.20 0.63 0.92 0.29 0.15 0.65 0.16 0.07 0.97 0.36 0.12 1.32 0.55 0.16 0.22 0.33 0.96 0.19 0.19 0.13 0.07 0.24 0.40 0.10 0.06 0.30 0.06 0.03 0.34 0.13 0.04 0.41 0.20 0.06 0.07 0.11 0.31 0.06 8.04 5.37 2.23 5.46 10.14 2.56 1.16 7.58 1.30 1.05 7.44 3.76 1.69 17.64 8.10 2.41 3.47 5.37 14.63 2.54 0.79 0.54 0.30 1.19 2.29 0.49 0.30 1.89 0.28 0.12 1.70 0.59 0.18 1.48 1.10 0.23 0.31 0.51 1.21 0.28 0.11 0.08 0.04 0.23 0.52 0.09 0.05 0.44 0.05 0.02 0.28 0.10 0.03 0.20 0.20 0.03 0.05 0.08 0.15 0.05 0.60 0.50 0.23 1.60 4.67 0.55 0.37 3.00 0.30 0.15 1.51 0.62 0.18 1.07 1.27 0.21 0.26 0.52 0.67 0.30 0.29 0.17 0.14 0.51 3.11 0.27 0.16 1.59 0.11 0.08 0.48 0.33 0.15 0.57 0.54 0.17 0.11 0.20 0.21 0.12 0.40 0.48 0.19 1.79 5.96 0.53 0.54 4.00 0.26 0.19 1.57 0.76 0.17 0.80 1.41 0.20 0.21 0.56 0.37 0.29 1.22 1.67 0.62 8.06 31.02 1.97 1.95 15.83 0.91 0.80 5.15 2.62 0.60 2.35 5.36 0.73 0.65 1.87 1.10 1.06 0.26 0.40 0.16 2.11 8.09 0.46 0.57 3.53 0.23 0.21 1.15 0.62 0.15 0.48 1.39 0.17 0.14 0.43 0.25 0.29 1.64 3.46 1.23 16.63 61.11 3.66 5.17 25.36 2.22 1.95 8.77 5.15 1.28 3.33 10.65 1.39 1.18 3.69 2.31 2.46 0.70 2.01 0.73 8.59 37.24 1.78 2.79 13.38 1.08 1.20 3.96 2.37 0.71 1.71 5.66 0.77 0.66 2.17 1.19 1.18巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖英巖巖巖巖英巖巖巖巖英英英英英英英英英英石英英英英石英英英英石石石石石石石石石石鐵石石石石鐵石石石石鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵磁鐵鐵鐵鐵磁鐵鐵鐵鐵磁磁赤磁磁磁磁磁磁磁泥磁磁磁磁閃赤赤赤磁綠角山山子子子子子子子子子子子子子子山山山山大大堡堡堡堡堡堡堡堡廟廟廟廟廟廟門門門門齊齊家家家家家家家家家家家家家家王王王王王王王王胡胡胡胡胡胡關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)-11-3-1-5-4-7-3 S -2-3Z -2-20-9Z Z -10-9Z Z -5Z -8-26-7-14 D S 11-10 1111S S S S Q Q D W J P 1111 W J 11W 11 W W J P W J P W 11 H H J M H J M H H J M H G M M G G M M G

L u 0.00 0.03 0.03 0.07 0.08 0.07 0.11 0.03 0.03 0.07 0.01 0.04 0.08 0.03 Y b 0.03 0.20 0.19 0.39 0.41 0.50 0.65 0.17 0.11 0.42 0.05 0.21 0.48 0.11 m T 0.00 0.03 0.02 0.06 0.06 0.07 0.09 0.03 0.01 0.06 0.01 0.02 0.07 0.01 r E 0.03 0.18 0.12 0.33 0.32 0.36 0.61 0.17 0.04 0.37 0.04 0.11 0.44 0.06 o H 0.01 0.06 0.04 0.10 0.11 0.12 0.21 0.06 0.01 0.11 0.01 0.03 0.15 0.02 Y 0.49 2.39 1.80 4.05 3.22 5.50 7.14 2.54 0.71 5.48 0.80 1.39 5.77 0.88 y D 0.05 0.28 0.17 0.41 0.53 0.43 0.89 0.29 0.04 0.45 0.05 0.11 0.64 0.07 b T 0.01 0.05 0.03 0.06 0.09 0.07 0.14 0.05 0.01 0.06 0.01 0.02 0.12 0.01 G d 0.06 0.31 0.16 0.36 0.55 0.39 0.89 0.31 0.04 0.39 0.04 0.09 0.79 0.07區(qū)地u本E 0.03 0.10 0.09 0.17 0.20 0.18 0.39 0.12 0.02 0.20 0.02 0.03 0.26 0.03鞍Sm 0.07 0.32 0.13 0.31 0.58 0.35 0.79 0.41 0.03 0.33 0.04 0.09 0.95 0.09 N d 0.26 1.14 0.52 1.22 1.89 1.36 3.08 1.45 0.12 1.19 0.17 0.34 4.62 0.41 P r 0.07 0.30 0.13 0.30 0.42 0.34 0.77 0.41 0.03 0.28 0.05 0.09 1.39 0.11 e C 0.54 2.44 1.02 2.55 3.20 3.37 7.04 4.20 0.32 2.39 0.50 0.79 14.12 1.14 a L 0.26 1.19 0.54 1.40 1.46 2.77 4.50 2.28 0.15 1.37 0.24 0.57 8.00 0.91型巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖類英英英英英英英英英英英英英英石石石石石石石石石石石石石石石礦鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵磁磁磁赤磁磁磁磁磁磁磁磁磁磁1山山山山山山山山山山山山山山a bl e 地產(chǎn)門門門前前前前前前前前孤孤孤關(guān)關(guān)關(guān)眼眼眼眼眼眼眼眼大大大T 1號(hào)S-24 S-5-17 S S-34-17 S S-12 S-33-35 S S-1 S-11-3 S S-20-6 S -25 S表品M M G M Q Q Q Q Q Y Q Q Y Q G D G G續(xù)o nt i nue d C 樣G G Y Y Y Y Y Y D D 0.10 0.02 0.07 0.19 0.05 0.11 0.08 0.06 0.10 0.04 0.09 0.04 0.07 0.27 0.06 0.08 0.21 0.05 0.09 0.65 0.11 0.42 1.45 0.31 0.62 0.48 0.36 0.57 0.24 0.53 0.22 0.47 1.65 0.35 0.48 1.29 0.34 0.53 0.09 0.01 0.06 0.19 0.04 0.09 0.07 0.05 0.08 0.03 0.08 0.03 0.07 0.22 0.06 0.07 0.18 0.05 0.08 0.52 0.09 0.40 1.02 0.28 0.57 0.45 0.32 0.41 0.20 0.43 0.14 0.44 1.30 0.38 0.40 1.00 0.29 0.52 0.17 0.03 0.13 0.34 0.09 0.18 0.16 0.10 0.13 0.06 0.14 0.04 0.15 0.41 0.13 0.12 0.29 0.09 0.15 6.46 1.80 5.54 10.81 4.24 6.19 6.30 3.58 4.95 2.37 4.19 1.49 5.57 12.10 5.97 3.88 9.94 3.11 5.03 0.70 0.10 0.49 1.55 0.42 0.75 0.69 0.40 0.55 0.24 0.58 0.17 0.61 1.59 0.54 0.52 1.32 0.38 0.66 0.10 0.01 0.07 0.27 0.07 0.11 0.11 0.06 0.08 0.04 0.09 0.02 0.09 0.24 0.09 0.07 0.20 0.06 0.10 0.57 0.09 0.42 1.66 0.43 0.65 0.62 0.30 0.47 0.21 0.40 0.10 0.58 1.53 0.59 0.39 1.22 0.37 0.68 0.26 0.06 0.23 0.37 0.16 0.39 0.29 0.14 0.39 0.14 0.32 0.11 0.51 0.76 0.48 0.26 0.86 0.30 0.66 0.47 0.08 0.38 1.91 0.43 0.55 0.53 0.24 0.40 0.20 0.27 0.09 0.45 1.72 0.55 0.34 1.08 0.37 0.63 1.75 0.29 1.33 9.41 1.53 1.73 1.67 0.75 1.39 0.85 0.73 0.29 1.68 8.21 2.11 1.17 4.93 1.34 2.87 0.44 0.07 0.34 2.73 0.40 0.37 0.37 0.16 0.33 0.21 0.11 0.07 0.39 1.99 0.58 0.27 1.21 0.36 0.73 3.43 0.65 2.92 25.76 3.78 3.09 2.88 1.05 2.75 1.83 0.59 0.57 3.16 16.51 5.83 1.84 8.76 3.04 5.97 1.98 0.36 1.74 13.69 2.11 1.67 1.55 0.45 1.42 1.19 0.17 0.26 1.60 9.04 3.94 0.86 2.89 1.56 3.12巖巖巖巖 巖 巖巖巖巖巖巖巖巖巖英英英英巖英巖巖巖巖英英英英英英英英英石石石石英石英英英英石石石石石石石石石鐵鐵鐵鐵石鐵石石石石鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵磁磁磁磁鐵磁鐵鐵鐵鐵磁磁磁磁磁磁磁磁磁云云云閃磁閃磁磁磁磁閃閃閃閃閃閃閃閃黑黑黑角 角 角角角角角角角角山山山山山 山山山山山山孤孤孤孤孤臺(tái)臺(tái)芬芬芬芬芬芬頭頭頭頭頭頭大大大大大北北南南南南南南歪歪歪歪歪歪-12 S -22-11-4-31-5-1-3-2-1-8-7-1-2-11-15-16 G S S S S T T F F -12 F F -10S T S T S T S S S D G D G D D G G D B B N N F N N N F N W W W T W T W T W

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L u 1.77 0.12 0.11 0.05 0.04 0.07 0.05 0.08 0.06 0.03 0.04 0.16 0.16 0.08 0.08 b Y 12.72 0.74 0.69 0.37 0.31 0.46 0.39 0.56 0.38 0.20 0.26 1.13 1.10 0.48 0.49 T m 2.11 0.11 0.10 0.05 0.05 0.07 0.06 0.08 0.05 0.03 0.04 0.17 0.17 0.07 0.07 E r 15.71 0.69 0.62 0.33 0.29 0.41 0.39 0.55 0.30 0.19 0.22 1.21 1.16 0.44 0.44 o H 5.89 0.22 0.20 0.11 0.09 0.13 0.12 0.19 0.10 0.06 0.07 0.44 0.41 0.14 0.13 Y 147.75 8.45 7.39 4.52 3.82 5.19 4.41 6.64 3.82 2.61 3.23 11.79 13.12 5.32 5.77 y D 28.06 0.85 0.83 0.41 0.35 0.49 0.50 0.81 0.37 0.25 0.29 2.11 1.91 0.56 0.50 b T 5.05 0.12 0.14 0.06 0.05 0.07 0.08 0.13 0.05 0.03 0.04 0.35 0.32 0.08 0.07 G d 27.23 0.63 0.85 0.31 0.29 0.38 0.41 0.72 0.27 0.19 0.22 1.98 1.82 0.44 0.38區(qū)地u東E 1.29 0.09 0.34 0.11 0.13 0.14 0.12 0.25 0.16 0.09 0.10 0.30 0.86 0.12 0.15冀Sm 21.24 0.55 0.98 0.29 0.27 0.36 0.42 0.83 0.24 0.18 0.19 2.32 2.22 0.42 0.34 d N 77.82 2.06 4.84 1.11 1.08 1.56 1.66 3.30 1.00 0.72 0.75 9.48 9.10 1.59 1.25 r P 20.19 0.48 1.42 0.26 0.26 0.39 0.47 0.90 0.25 0.19 0.19 2.81 2.70 0.38 0.31 e C 132.81 4.00 13.95 2.04 2.19 3.45 4.33 8.10 2.32 1.72 1.65 24.85 24.71 3.18 2.65 L a 48.26 2.32 9.63 0.94 1.31 2.13 2.30 5.20 1.41 1.07 0.95 13.16 13.57 1.83 1.35巖巖巖巖巖 巖巖巖巖巖巖型英英英英英巖巖巖巖英英英英英英類石石石石石英英英英石石石石石石石鐵鐵鐵鐵鐵石石石石鐵鐵鐵鐵鐵鐵礦磁磁磁磁磁鐵鐵鐵鐵磁磁磁磁磁磁閃閃閃閃閃磁磁磁磁石石閃閃閃閃角角角角角 輝輝角角角角1峽峽峽峽峽峽峽峽峽峽峽峽峽峽峽a bl e 地產(chǎn)龍龍龍龍龍龍龍龍龍龍龍龍龍龍龍神神神神神神神神神神神神神神神T 1號(hào)-33-13-19-41-18-14-27-20-40-35 X-3-24-15 X-7X-5表品X X X X X X X X X X SL X X SL SL續(xù)o nt i nue d C 樣SL SL SL SL SL SL SL SL SL SL SL SL 0.12 0.16 0.24 0.16 0.24 0.13 0.04 0.05 0.15 0.11 0.01 0.07 0.10 0.03 0.07 0.09 0.12 0.08 0.08 0.69 0.96 1.57 0.92 1.49 0.73 0.27 0.36 0.88 0.65 0.11 0.52 0.60 0.23 0.46 0.46 0.72 0.48 0.47 0.11 0.15 0.22 0.14 0.21 0.10 0.05 0.06 0.13 0.08 0.02 0.09 0.09 0.04 0.08 0.07 0.11 0.06 0.07 0.62 0.87 1.42 0.80 1.29 0.66 0.38 0.36 0.79 0.51 0.18 0.67 0.54 0.26 0.61 0.41 0.66 0.32 0.34 0.21 0.29 0.50 0.27 0.45 0.23 0.13 0.12 0.27 0.16 0.07 0.25 0.20 0.09 0.21 0.14 0.23 0.10 0.11 5.83 8.18 13.94 7.59 11.32 6.25 6.05 3.82 8.58 5.79 2.53 8.48 4.31 5.67 8.35 4.67 7.34 3.69 3.98 0.98 1.30 2.33 1.19 2.04 1.01 0.51 0.52 1.11 0.68 0.30 1.18 1.10 0.44 0.89 0.60 1.02 0.41 0.47 0.15 0.21 0.41 0.20 0.35 0.17 0.08 0.08 0.17 0.11 0.05 0.20 0.21 0.06 0.14 0.10 0.17 0.06 0.07 0.99 1.37 2.88 1.32 2.27 1.18 0.48 0.46 1.06 0.71 0.28 1.27 1.48 0.33 0.88 0.54 0.98 0.38 0.50 0.55 0.77 1.16 0.75 1.12 0.66 0.15 0.42 0.37 0.20 0.13 0.27 0.33 0.18 0.19 0.19 0.31 0.18 0.21 1.09 1.53 3.70 1.47 2.64 1.27 0.42 0.48 0.96 0.76 0.24 1.21 2.27 0.26 0.79 0.50 0.90 0.36 0.55 4.33 6.49 16.07 6.54 11.01 6.56 1.64 1.96 3.87 3.46 1.11 5.21 11.05 1.08 3.31 1.91 3.35 1.47 2.63 1.08 1.75 4.12 1.72 2.86 1.89 0.51 0.52 0.93 0.99 0.32 1.32 3.12 0.31 1.00 0.46 0.77 0.37 0.71 8.73 14.78 31.34 14.19 22.47 16.79 4.68 4.36 7.28 8.96 2.86 10.21 22.91 2.98 8.73 3.93 6.50 3.23 6.71 4.22 7.49 14.23 7.16 11.00 11.30 3.00 2.33 3.83 5.46 1.64 4.75 12.76 1.72 5.35 2.15 3.33 1.77 3.73巖巖巖 巖巖巖巖英巖巖巖英英巖巖巖巖巖巖巖巖巖英英英英石英英英石石英英英英英英英英英石石石石鐵石石石鐵鐵石石石石石石石石石鐵鐵鐵鐵磁鐵鐵鐵磁磁鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵磁磁磁磁閃磁磁磁閃閃磁磁磁磁磁磁磁磁磁閃閃閃閃角角角 角角角角溝溝溝溝溝溝 營營營營人人人人人人廠廠廠廠廠廠廠廠廠家家家家石石石石石石水水水水水水水水水司司司司-9G -31-6-8-15-7-1-8-7 SR G -17-18-16-20-15-21-26-27-39-42 SR G SR G SR G SR G SR SC SC SC SC SC SC SC SC SC SY SY SY SY

L u 0.13 0.07 0.10 0.08 0.12 0.09 0.15 0.18 0.12 0.08 0.06 0.13 0.10 0.09 0.11 b Y 0.82 0.34 0.62 0.39 0.75 0.48 0.99 1.22 0.72 0.49 0.27 0.90 0.55 0.53 0.68 T m 0.12 0.06 0.10 0.05 0.12 0.07 0.15 0.19 0.10 0.07 0.04 0.13 0.08 0.09 0.11 E r 0.72 0.41 0.70 0.33 0.69 0.43 0.84 1.12 0.60 0.42 0.24 0.79 0.50 0.60 0.62 o H 0.24 0.22 0.26 0.11 0.24 0.14 0.29 0.37 0.20 0.15 0.08 0.26 0.17 0.24 0.20 Y 7.82 5.93 9.53 3.59 7.61 4.68 7.89 13.24 6.12 4.99 2.84 8.26 5.49 7.98 7.35 y D 1.08 1.81 1.18 0.53 1.11 0.62 1.34 1.61 0.86 0.68 0.38 1.20 0.80 1.32 0.90 T b 0.18 0.67 0.21 0.09 0.21 0.10 0.23 0.27 0.15 0.12 0.07 0.20 0.14 0.29 0.15 d G 1.11 7.30 1.46 0.53 1.36 0.59 1.36 1.61 0.99 0.83 0.54 1.19 0.90 2.14 0.94區(qū)地u東E 0.33 1.63 0.35 0.16 0.42 0.19 0.36 0.49 0.30 0.24 0.17 0.33 0.32 0.50 0.26冀Sm 1.06 9.78 1.48 0.49 1.49 0.55 1.47 1.55 1.13 0.86 0.63 1.27 0.93 2.20 0.90 d N 4.60 55.94 8.23 1.96 6.48 2.19 6.64 6.83 5.32 4.19 2.86 5.36 3.57 8.90 4.08 P r 1.11 16.43 2.31 0.48 1.69 0.56 1.61 1.73 1.37 1.06 0.74 1.38 0.90 2.29 1.01 e C 9.90 170.72 25.41 4.44 15.77 5.05 14.18 15.53 12.33 9.55 6.93 12.49 7.94 21.46 9.17 a L 5.09 104.55 17.35 2.42 8.94 2.59 7.36 8.19 6.57 5.37 3.77 6.05 3.77 13.75 5.14巖巖 巖型英巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖巖英英類石英英英英英英英英英英英英石石石鐵石石石石石石石石石石石石鐵鐵礦磁鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵磁磁閃赤赤赤磁磁磁磁磁磁磁磁磁云閃角黑 角1營營營營營營營營營營營營營營營a bl e 地產(chǎn)家家家家家家家家家家家家家家家司司司司司司司司司司司司司司司T 1號(hào)-44-32-31-46-23-24-22-19-20-3-30-7-37-38-14表品SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY續(xù)o nt i nue d C 樣/A S 0.11 0.20 0.18 0.17 0.17 0.09 0.03 0.05 0.19 0.06 0.11 0.06 0.59 0.03 0.23 0.06 0.06A P rP 2=*r 0.66 1.28 1.13 1.03 1.02 0.65 0.15 0.30 1.15 0.37 0.65 0.36 3.67 0.20 1.69 0.40 0.44P r/P，）SA A 0.11 0.19 0.16 0.16 0.15 0.11 0.02 0.04 0.17 0.06 0.10 0.05 0.55 0.03 0.22 0.07 0.08oP+H A S yP A 0.69 1.17 0.92 0.93 0.92 0.73 0.12 0.26 1.06 0.35 0.61 0.32 3.29 0.21 1.26 0.44 0.61/（D S A YP A 0.25 0.40 0.33 0.32 0.31 0.28 0.04 0.08 0.36 0.12 0.23 0.11 1.16 0.07 0.43 0.15 0.22=2*/YY 7.15 10.68 8.37 8.49 8.77 8.15 1.74 3.60 11.39 3.79 6.26 3.99 33.51 2.78 11.95 4.71 8.02），A S rP A P 1.22 1.78 1.45 1.40 1.37 1.27 0.13 0.33 1.58 0.51 1.12 0.47 5.40 0.26 2.24 0.68 1.00+S A aP A/（L 0.22 0.29 0.24 0.23 0.23 0.21 0.02 0.05 0.27 0.09 0.23 0.08 0.91 0.04 0.48 0.12 0.17S A eP A C 2=1.54 1.81 1.50 1.45 1.41 1.35 0.10 0.27 1.77 0.62 2.03 0.56 5.42 0.21 3.56 0.70 0.97*e/C e，C 0.59 0.94 1.06 1.04 0.67 0.78 0.04 0.06 0.36 0.12 0.56 0.17 1.23 0.17 0.92 0.25 0.56）S A dP A G+1.87 2.01 1.73 1.63 1.52 1.43 0.09 0.24 1.78 0.64 2.26 0.57 4.83 0.18 4.96 0.74 0.79S A SmP A/（S 8.33 7.90 7.37 6.64 5.91 5.98 0.36 0.91 6.70 2.58 9.82 2.33 16.66 0.68 27.53 2.97 3.02A uP A E 2=2.26 1.99 1.95 1.70 1.51 1.54 0.10 0.25 1.83 0.74 2.54 0.57 3.87 0.18 8.21 0.79 0.90*/E uu，E 19.38 16.20 16.71 13.81 12.13 13.30 0.90 2.02 16.05 6.41 22.24 5.02 32.98 1.91 75.99 6.88 8.10）S A dP A N-2S 9.24 7.41 8.72 6.52 5.42 6.23 0.65 1.12 7.71 3.29 11.97 3.14 14.78 1.08 39.35 3.33 4.10A A P rP S/（3A A S A bP巖巖巖巖 巖巖巖A /Y S巖巖巖巖英英英英巖巖巖巖英英英巖巖aP L A A英英英英石石石石英英英英石石石英英=aP石石石石鐵鐵鐵鐵石石石石鐵鐵鐵石石*L=鐵鐵鐵鐵磁磁磁磁鐵鐵鐵鐵磁磁磁鐵鐵a /L S A磁磁磁磁石閃閃閃磁磁磁磁閃閃閃磁磁a A輝角角角 角角角Y，L ）P b含/Y a峪峪峪峪峪峪 子子 包L寺寺寺寺寺寺益益益益益益益山山杖杖 不），（王王王王王王信信信信信信信杏杏欄欄 量S柞柞總A A-20-11素dP元N+SY SY-6-8 SY -5 SY -4 SY -7-2 SY-3 Y -6 Y -11 S-10 Y -1 Y -5 Y -8 Y -11 S -4 S 土A A W W W W W X X YW X X X X X X X L 22 Z L 22 Z ：稀eP注 （C

鞍本地區(qū)所有樣品的稀土元素含量均很低(變化范圍為0.95×10-6～156.4 ×10-6，平均 15.06 ×10-6;平均含量最低的為南芬礦區(qū)，最高的為王家堡子礦區(qū))，明顯低于澳大利亞沉積巖的平均稀土總量184.8×10-6(McLennan，1989)，呈現(xiàn)出與陸源碎屑沉積巖類明顯不同的特點(diǎn)。不同礦區(qū)鐵礦石樣品經(jīng)太古宙后平均澳大利亞沉積巖(PAAS，McLennan，1989)標(biāo)準(zhǔn)化后基本呈現(xiàn)一致的稀土元素配分曲線(圖1a):輕稀土相對(duì)虧損，重稀土相對(duì)富集，(La/Yb)PAAS比值為0.02～3.24，平均為 0.51;大部分樣品可見 La正異常，La/La*=0.63 ～2.12，平均為1.21(其中 NF-1 的 La異常為-0.86，不帶入計(jì)算;平均含量最低的為西鞍山礦區(qū)，最高的為北臺(tái)礦區(qū));絕大部分樣品都有強(qiáng)烈的Eu正異常，Eu/Eu*=0.73 ～5.14，平均為 2.32(平均含量最低的為小嶺子礦區(qū)，最高的為南芬礦區(qū));大部分樣品可見明顯的Y正異常，Y/Y*=0.71 ～3.21，平均為 1.47(平均含量最低的為王家堡子礦區(qū)，最高的為眼前山礦區(qū))，Y/Ho比值為20.47～82.85，平均為38.40(平均含量最低的為王家堡子礦區(qū)，最高的為眼前山礦區(qū));Ce異常變化范圍為0.77～1.09，平均為0.92(平均含量最低的為齊大山礦區(qū)，最高的為小嶺子礦區(qū))。

圖1 遼冀地區(qū)鐵礦石(礦區(qū)平均值)PAAS標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(a)-鞍本地區(qū);(b)-冀東地區(qū)Fig.1 PAAS normalized REE patterns of the iron ore(ore district average value)from Liaoning-eastern Hebei area(a)-Anshan-Benxi area;(b)-eastern Hebei area

2.2 冀東地區(qū)稀土元素特征

冀東地區(qū)大部分樣品的稀土元素含量也比較低(2.22×10-6～400.2 ×10-6，平均為 39.67 ×10-6;平均含量最低的為磨盤山礦區(qū)，最高的為杏山礦區(qū))，低于澳大利亞沉積巖的平均稀土總量184.8×10-6(McLennan，1989)。不同礦區(qū)鐵礦石樣品經(jīng)太古界后平均澳大利亞沉積巖(PAAS，McLennan，1989)標(biāo)準(zhǔn)化后基本呈現(xiàn)一致的稀土元素配分曲線(圖1b):輕稀土相對(duì)虧損，重稀土相對(duì)富集的配分模式，(La/Yb)PAAS比值為0.14 ～22.39，平均為 0.80(輕重稀土分餾程度低于鞍本地區(qū));大部分樣品La正異常不明顯，La/La*=0.56 ～1.53，平均為 1.05(平均含量最低的為澆花峪礦區(qū)，最高的為司家營礦區(qū));大部分樣品有較強(qiáng)烈的Eu正異常，Eu/Eu*=0.25 ～4.22，平均為 1.81(平均含量最低的為信益礦區(qū)，最高的為杏山礦區(qū));較明顯的Y正異常，Y/Y*=0.72～2.36，平均為1.26(平均含量最低的為澆花峪礦區(qū)，最高的為棒磨山礦區(qū))，Y/Ho比值為21.58～61.63，平均為33.14(平均含量最低的為澆花峪礦區(qū)，最高的為棒磨山礦區(qū));Ce異常的變化范圍為0.81 ～1.04，平均為0.94(平均含量最低的為水廠礦區(qū)，最高的為連冒峪礦區(qū))。

3 討論

3.1 成礦物質(zhì)來源

BIFs中Fe和Si的物質(zhì)來源主要有兩種觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)認(rèn)為來源于大氣氧濃度非常低的陸源物質(zhì)的風(fēng)化作用(上部來源)(James，1954;Cloud，1973，1983;Drever，1974);另一種觀點(diǎn)認(rèn)為與火山關(guān)系密切的BIFs物質(zhì)直接來源于海底火山物質(zhì)(下部來源)(周世泰，1987;Zhang et al.，2014)。近年來，隨著BIFs中稀土元素的大量研究，根據(jù)顯示出輕稀土虧損，重稀土富集，具有明顯的Eu異常等特征，一些學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)來自海底熱液(Holland，1973;Rao and Naqvi，1995;Klein，2005;李志紅等，2008，2010)。遼冀地區(qū)BIFs具有非常相似的稀土元素配分模式:稀土元素經(jīng)太古界PAAS標(biāo)準(zhǔn)化后呈現(xiàn)輕稀土相對(duì)虧損，重稀土相對(duì)富集的配分模式(鞍本地區(qū)(La/Yb)PAAS平均為0.52;冀東地區(qū)(La/Yb)PAAS平均為 0.80)，無明顯 Ce 負(fù)異常，較明顯的 La、Eu、Y正異常(圖1)，與國內(nèi)外許多地區(qū)的BIFs特征比較相似(李文達(dá)，1987;Bolhar et al.，2004;Spier et al.，2007;李志紅等，2008，2010;沈其韓等，2011;楊秀清等，2012)，表明他們都屬于早前寒武紀(jì)海洋化學(xué)沉積物。

Eu正異常是海底熱液的特征(Danielson et al.，1992)，遼冀地區(qū)BIFs都具有強(qiáng)烈的 Eu正異常(鞍本地區(qū)平均2.32，冀東地區(qū)平均為1.81)，這暗示遼冀地區(qū)BIFs成礦物質(zhì)來源于海底熱液。Huston and Logan(2004)研究發(fā)現(xiàn)不同類型BIFs中的Eu異常程度不同:與火山活動(dòng)關(guān)系密切的Algoma型鐵礦的Eu/Eu*＞1.8，而與火山活動(dòng)關(guān)系不密切的Superior型鐵礦的Eu/Eu*＜1.8。遼冀地區(qū)BIFs的Eu/Eu*均大于1.8，與該區(qū)為Algoma型鐵礦認(rèn)識(shí)一致(李志紅等，2008，2010;楊秀清等，2012)，暗示其形成于海底火山環(huán)境，是在特殊的地質(zhì)背景條件下和火山作用下形成的海水化學(xué)沉積巖。

遼冀地區(qū)大部分樣品也表現(xiàn)出明顯的海水特征:如La和Y正異常，較高的 Y/Ho比值，重稀土富集(圖 1)(Elderield et al.，1988;Sholkovitz et al.，1994;Zhang et al.，1994;Nozaki et al.，1997)。Y3+和 Ho3+因具有相近的離子半徑而被認(rèn)為具有相近的地球化學(xué)行為，但由于表層絡(luò)合能力的不同，使得Ho從海水中沉淀的速率比Y約高2倍，因此Y/Ho比值成為區(qū)別海相和非海相沉積環(huán)境的有用指標(biāo)(Nozaki et al.，1997)?，F(xiàn)代海水的Y/Ho比值為44～74;球粒隕石的Y/Ho比值為26～28，上地殼巖石和碎屑沉積物的Y/Ho比值與球粒隕石相似(Bau and Dulski，1996)。鞍本和冀東地區(qū)樣品Y/Ho比值平均為38.40(變化范圍為20.47～82.85)和 33.14(變化范圍為 21.58 ～ 61.63)，高于球粒隕石，接近海水的Y/Ho值，這也暗示研究區(qū)BIFs繼承了海水特征。

遼冀地區(qū)BIFs稀土元素特征表明其同國內(nèi)外其他BIFs一樣，成礦物質(zhì)都來源于海底熱液和海水(Frei and Polat，2007;李志紅等，2008，2010;丁文君等，2009;沈其韓等，2009;Zhang et al.，2011;李文君等，2012;楊秀清等，2012)。研究表明熱液流體的(La/Yb)PAAS＞1，而海水和熱液混合則會(huì)導(dǎo)致(La/Yb)PAAS＜1(Sugitani，1992)。鞍本和冀東地區(qū)BIFs的(La/Yb)PAAS平均為0.52(變化范圍為0.09～3.24)和0.80(變化范圍為 0.14 ～22.39)，也顯示海水與熱液混合的特征。在現(xiàn)代海水與高溫?zé)嵋夯旌夏Ｊ降腟m/Yb-Eu/Sm圖中(圖2)，遼冀地區(qū) BIFs和 Isua地區(qū) BIFs相似，大部分落于0.1%熱液流體之內(nèi)。圖中有些樣品偏離了混合線，可能是由于當(dāng)時(shí)形成時(shí)熱液和海水的比率不一致或受后期熱液改造造成的。其他學(xué)者(蔣少涌等，1992;萬德芳和蔣少涌，2002;李志紅等，2008;李延河等，2012)通過對(duì)遼冀地區(qū)BIFs硅、氧、硫和鐵同位素的研究也認(rèn)為遼冀地區(qū)前寒武紀(jì)BIFs是地球早期海底火山熱液噴氣作用形成的，成礦物質(zhì)來源于與海底火山活動(dòng)有關(guān)的海底高溫?zé)嵋号c海水的混合溶液。

前文研究表明遼冀地區(qū)BIFs成礦物質(zhì)來源于海底熱液和海水，但是不同地區(qū)BIFs中Eu異常存在差異性。Bau(1993)、Bau and Dulski(1996)認(rèn)為Eu異常程度暗示了高溫?zé)嵋毫黧w和低溫?zé)嵋毫黧w的波動(dòng);Ruhlin and Owen(1986)、Olivarez et al.(1991)進(jìn)一步研究表明Eu異常程度的不同是由于熱液與周圍海水不同比率混合引起的，Eu異常的大小可以代表混合溶液中高溫?zé)嵋旱南鄬?duì)貢獻(xiàn)量(Danielson et al.，1992;李志紅等，2010)，即釋放到海水中的高溫?zé)嵋涸蕉?，Eu的正異常越明顯。鞍本地區(qū)Eu異常平均為2.32，明顯高于冀東地區(qū)(Eu/Eu*平均為1.81)，說明鞍本地區(qū)顯示了更多的熱液貢獻(xiàn);在Sm/Yb-Eu/Sm圖解中(圖2)可以看到與冀東地區(qū)相比，鞍本地區(qū)有更多的數(shù)據(jù)落于1%流體之內(nèi)，這也說明了鞍本地區(qū)BIFs中熱液流體所占比率較大。鞍本地區(qū)各變質(zhì)地層中鐵礦床稀土元素變化不大(圖3a)，但在冀東地區(qū)從朱杖子巖群、遵化巖群、灤縣巖群到遷西巖群Eu正異常逐漸降低(圖3b)，表明BIFs中高溫?zé)嵋旱呢暙I(xiàn)逐漸減少，同時(shí)La異常、Y異常和Y/Ho比值逐漸增高(圖3b)，而La正異常、Y正異常和比較高的Y/Ho比值是海水的特征，說明從朱杖子巖群、遵化巖群、灤縣巖群到遷西巖群，海水特征增強(qiáng)，即海水對(duì)稀土的貢獻(xiàn)逐漸增強(qiáng)。

圖2 海水與熱液Sm/Yb-Eu/Sm混合比例模式圖(底圖據(jù)Alexander et al.，2008;Mloszewska et al.，2012)Isua BIFSs數(shù)據(jù)引自 Bolhar et al.，2004;高溫?zé)嵋毫黧w數(shù)據(jù)(＞350℃)引自Bau and Dulski，1999;太平洋海水?dāng)?shù)據(jù)引自Alibo and Nozaki，1999;陰影部分為鞍本和冀東地區(qū)樣品落點(diǎn)范圍Fig.2 Conservative，two-component mixing model of Sm/Yb vs.Eu/Sm rations(base map after Alexander et al.，2008;Mloszewska et al.，2012)Isua BIFs after Bolhar et al.，2004;high-temperature(＞ 350℃)hydrothermal fluids after Bau and Dulski，1999;Pacific seawater after Alibo and Nozaki，1999;Shadows on the scope of samples placement

3.2 氧化還原環(huán)境

在氧化的海水中，Ce3+被氧化成Ce4+，大大降低了Ce的溶解度，而被Mn-Fe的氫氧化物、粘土顆粒等吸附而發(fā)生沉淀，造成海水中Ce的虧損(Byrne and Sholkovitz，1996)。因此，可以根據(jù)Ce異常來判別古海洋的氧化還原狀態(tài)，即在氧化的海水中，經(jīng)頁巖標(biāo)準(zhǔn)化后的海水具有強(qiáng)烈的Ce負(fù)異常，而在低氧或缺氧的海水中則缺乏明顯的Ce負(fù)異常。由于Ce異常因La豐度的不規(guī)則變化會(huì)變得復(fù)雜化，Bau and Dulski(1996)提出使用Ce/Ce*-Pr/Pr*圖解來判斷真正的Ce異常。在該判別圖解中(圖4)，絕大多數(shù)樣品落在La正異常區(qū)域和無異常區(qū)域，只有少數(shù)樣品投在Ce負(fù)異常區(qū)域，與新太古代其他地區(qū)的BIFs具有類似特征，暗示研究區(qū)形成于較還原環(huán)境，這與早前寒武紀(jì)屬于缺氧環(huán)境的認(rèn)識(shí)基本一致(Bekker et al.，2010;Planavsky et al.，2010;趙 振 華，2010)。鞍本地區(qū)一些樣品落在了左下角，即La和Ce正異常區(qū)域，說明海水特征比較強(qiáng)(Bau and Dulski，1996)，且海水是還原的。在圖3中可以看出，遼冀地區(qū)無明顯Ce負(fù)異常，但在鞍本地區(qū)(圖3a)，從櫻桃園組、大峪溝組、茨溝組到石棚子組Ce負(fù)異常呈減小趨勢(shì)，冀東地區(qū)(圖3b)從朱杖子巖群、遵化巖群、灤縣巖群到遷西巖群Ce負(fù)異常呈增大趨勢(shì)。Drever(1974)認(rèn)為BIFs形成于氧氣含量比現(xiàn)在低，而二氧化碳比現(xiàn)在高的大氣環(huán)境;李志紅等(2008)根據(jù)鞍本地區(qū)BIFs中缺乏Ce負(fù)異常，富集重Fe同位素，推測(cè)當(dāng)時(shí)海水中只有少部分鐵發(fā)生了氧化和沉淀，并未發(fā)生完全氧化沉淀，說明氧化劑的含量是有限的，進(jìn)而認(rèn)為當(dāng)時(shí)鐵礦沉淀的環(huán)境為低氧或缺氧環(huán)境;李延河等(2010)對(duì)華北地臺(tái)前寒武紀(jì)BIFs硫同位素的研究認(rèn)為BIFs的廣泛分布和硫同位素的非質(zhì)量分餾普遍存在，表明當(dāng)時(shí)大氣氧水平很低，可能不足現(xiàn)在氧水平的1‰。

圖3 遼冀地區(qū)各巖群鐵礦床稀土元素(礦區(qū)平均值)變化圖解(a)-鞍本地區(qū);(b)-冀東地區(qū)Fig.3 Diagrams showing variations of rare earth elements of iron deposit(ore district average value)in each terrain from Liaoningeastern Hebei area(a)-Anshan-Benxi area;(b)-eastern Hebei area

3.3 碎屑物質(zhì)對(duì)BIFs的影響

遼冀地區(qū)BIFs中Al2O3和TiO2含量均很低(鞍本地區(qū)Al2O3平均含量為0.65%，TiO2平均含量為0.02%，冀東地區(qū)Al2O3平均含量為1.65%，TiO2平均含量為0.11%)，但大部分礦區(qū)Al2O3和TiO2相關(guān)性很明顯(楊秀清等，2014)。Al和Ti在熱液交代、成巖作用和風(fēng)化作用中非常穩(wěn)定(Kranidiotis and MacLean，1987)，因此，遼冀地區(qū)Al2O3和TiO2的相關(guān)性暗示該區(qū)BIFs在形成過程中有碎屑物質(zhì)的加入(Ewers and Morris，1981;Dymek and Klein，1988;Manikyamba et al.，1993)。并且，BIFs在原始沉積時(shí)化學(xué)組分很容易受碎屑物質(zhì)的加入而有所改變(Arora et al.，1995)，如在鞍本和冀東地區(qū)BIFs中Eu異常、Y異常和Y/Ho比值變化范圍很大(鞍本地區(qū) Eu/Eu*=0.73 ～5.14，Y/Y*=0.71 ～3.21，Y/Ho 比值為20.47 ～82.85;冀東地區(qū) Eu/Eu*=0.25 ～ 4.22，Y/Y*=0.72～2.36，Y/Ho比值為21.58 ～61.63)，稀土元素總量變化范圍也較大。在圖5中我們可以看到，冀東地區(qū)BIFs的∑REE含量明顯高于鞍本地區(qū)，較高的稀土元素可能是由于BIFs化學(xué)沉積過程中碎屑物質(zhì)的加入造成的(Alibert and McCulloch，1993;Arora et al.，1995)。同時(shí)冀東地區(qū)Eu正異常、Y正異常程度均小于鞍本地區(qū)，他們分別是海水和熱液的特征，說明冀東地區(qū)BIFs熱液特征和海水特征都沒有鞍本地區(qū)明顯，這可能也是由于冀東地區(qū)BIFs有更多的碎屑加入，而碎屑物質(zhì)稀土元素含量和Eu異常、Y異常明顯不同于海底熱液和海水，使BIFs化學(xué)沉積特征不明顯。冀東地區(qū)Y/Ho比值明顯低于鞍本地區(qū)(冀東地區(qū)平均為33.14;鞍本地區(qū)平均為38.40)，且Y/Ho比值更接近球粒隕石(Y/Ho比值為26～28)，這可能也暗示冀東BIFs中顯示了更多的碎屑物質(zhì)特征，且在冀東地區(qū)形成了大量綠泥磁鐵石英巖、角閃磁鐵石英巖和輝石磁鐵石英巖等。

前人研究認(rèn)為遼冀地區(qū)BIFs主要形成于火山-沉積巖系(沈其韓，1998;沈其韓等，2011)，形成時(shí)陸源碎屑沉積和火山作用比較明顯，這些碎屑物質(zhì)可能隨著硅質(zhì)和鐵質(zhì)的化學(xué)沉積過程一同形成于BIFs中。楊秀清等(2014)通過對(duì)遼冀地區(qū)主量元素的研究也有相同的認(rèn)識(shí)，冀東地區(qū)除SiO2+Fe2O3T外，其他氧化物含量均高于鞍本地區(qū)，顯示更多碎屑物質(zhì)的加入。前人對(duì)國內(nèi)外其他地區(qū)BIFs的研究也認(rèn)為BIFs形成過程中有碎屑物質(zhì)的加入(Roy and Venkatesh，2009;沈其韓等，2011;藍(lán)廷廣等，2012)。本文通過對(duì)鞍本和冀東地區(qū)不同礦區(qū)鐵礦石樣品的稀土元素的研究，其結(jié)果也顯示該區(qū)BIFs在形成過程中有碎屑物質(zhì)的加入，與前人研究結(jié)果相符合。

圖4 Ce異常判別圖解(底圖據(jù)Bau and Dulski，1996)(a)-鞍本地區(qū);(b)-冀東地區(qū)Fig.4 Ce/Ce*-Pr/Pr*discrimination diagram for Ce anomaly from Liaoning-eastern Hebei area(base map after Bau and Dulski，1996)(a)-Anshan-Benxi area;(b)-eastern Hebei area

圖5 遼冀地區(qū)鐵礦石PAAS標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線(海水和高溫?zé)嵋阂訰obert and Ali，2007)Fig.5 PAAS-normalized REE of iron ore from Liaoningeastern Hebeiarea (seawater and high-temperature hydrothermal after Robert and Ali，2007)

4 結(jié)論

遼冀地區(qū)BIFs經(jīng)太古界PAAS標(biāo)準(zhǔn)化后呈現(xiàn)輕稀土相對(duì)虧損、重稀土相對(duì)富集的配分模式，具Eu、Y、La的正異常(La異常不明顯)，表明研究區(qū)BIFs的成礦物質(zhì)來源于海底熱液和海水的混合溶液，且鞍本地區(qū)有更多的熱液貢獻(xiàn);而在冀東地區(qū)，從遷西巖群、灤縣巖群、遵化巖群到朱杖子巖Eu正異常逐漸升高，同時(shí)La異常、Y異常和Y/Ho逐漸降低，可能暗示從遷西巖群、灤縣巖群、遵化巖群到朱杖子巖群，海水特征減弱，熱液貢獻(xiàn)逐漸增多;Ce/Ce*值變化范圍為0.77～1.09，缺乏明顯的Ce負(fù)異常，暗示 BIFs形成于還原海水環(huán)境;遼冀地區(qū)BIFs的稀土元素總量、Eu異常、Y異常和Y/Ho比值變化范圍比較大，可能與沉積過程碎屑物質(zhì)的加入有關(guān)，且與鞍本地區(qū)相比，冀東地區(qū)的Eu正異常、Y正異常程度均小于鞍本地區(qū)，Y/Ho比值更接近球粒隕石(Y/Ho比值為26～28)，暗示有更多的碎屑物質(zhì)的加入。

致謝 野外工作得到了遼寧省冶金地質(zhì)勘查局、河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊(duì)和河北聯(lián)合大學(xué)等相關(guān)人員的幫助和支持;數(shù)據(jù)測(cè)試得到了北京大學(xué)黃寶玲老師的幫助和指導(dǎo);審稿專家對(duì)本文提出了許多寶貴意見;在此一并表示衷心感謝!

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