弓長(zhǎng)嶺何家采區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖地球化學(xué)特征分析

張德輝++韓連升++范廣海++周尚魯

（1. 鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司弓長(zhǎng)嶺露天鐵礦，遼寧遼陽(yáng)111000；2. 東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110819；）

摘要：弓長(zhǎng)嶺鐵礦是鞍本地區(qū)大型鐵礦床之一，通過(guò)對(duì)弓長(zhǎng)嶺何家采區(qū)的斜長(zhǎng)角閃巖的鏡下觀察，地球化學(xué)的主量、微量、稀土元素進(jìn)行分析得出：斜長(zhǎng)角閃巖中主要礦物為斜長(zhǎng)石、閃石礦物和石英；斜長(zhǎng)角閃巖中主要包括SiO2、Al2O3、鐵氧化物、CaO和MgO。微量元素分配曲線屬于右傾型，（Rb/Yb）N平均值為49.34，為強(qiáng)不相容元素富集型，斜長(zhǎng)角閃巖可能是由島弧或洋中脊拉斑玄武巖形成的正角閃巖。該區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖有Eu正異常，表明其形成與海底熱液活動(dòng)有關(guān)。

關(guān)鍵詞：斜長(zhǎng)角閃巖 地球化學(xué) 弓長(zhǎng)嶺 特征分析

中圖分類(lèi)號(hào)：P58文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016） 11（a）-0000-00弓長(zhǎng)嶺鐵礦是鞍本地區(qū)大型鐵礦床之一，其二礦區(qū)因富鐵礦儲(chǔ)量豐富，地質(zhì)特征典型等原因一直成為地質(zhì)專(zhuān)家研究的熱點(diǎn)，而一礦區(qū)相對(duì)研究較少。因此，本次研究通過(guò)對(duì)弓長(zhǎng)嶺何家采區(qū)的斜長(zhǎng)角閃巖的鏡下觀察，地球化學(xué)的主量、微量、稀土元素進(jìn)行分析，判別弓長(zhǎng)嶺何家采區(qū)的成礦環(huán)境，為弓長(zhǎng)嶺何家采區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1.礦區(qū)地質(zhì)概況

弓長(zhǎng)嶺露天鐵礦床何家采區(qū)位于弓長(zhǎng)嶺背斜的南西翼，礦區(qū)西起高家溝，東到何家堡子，南為八棟房之前山，北至高山之頂，礦區(qū)總面積4.3591km2。

礦區(qū)出露地層主要為太古代鞍山群變質(zhì)巖系，其次為震旦系釣魚(yú)臺(tái)組石英巖，南芬組泥灰?guī)r、灰?guī)r及第四系山坡堆積物和沖積層。

該區(qū)茨溝組上部為斜長(zhǎng)角閃巖、硅質(zhì)粒巖層，中部為磁鐵石英巖與斜長(zhǎng)角閃巖互層組成的含鐵帶，下部為柘榴云母片巖、黑云斜長(zhǎng)石英巖和斜長(zhǎng)角閃巖。

鐵礦層與斜長(zhǎng)角閃巖或角閃質(zhì)巖石呈多層互層出現(xiàn)，主要見(jiàn)有四個(gè)規(guī)模較大的鐵礦層，分別為Fe1、Fe2、Fe3、Fe4。其中Fe2礦體規(guī)模最大，也是本區(qū)的主礦體。

弓長(zhǎng)嶺鐵礦床露天鐵礦位于區(qū)域二級(jí)構(gòu)造單元的弓長(zhǎng)嶺復(fù)背斜南西翼，礦區(qū)內(nèi)地層總體走向北東～南西，傾向南東，傾角20～30°，主要由兩個(gè)上、下近于平行的鐵礦層與其圍巖構(gòu)成一個(gè)緩傾斜的復(fù)式向斜，由五個(gè)向斜和六個(gè)背斜形成一個(gè)波浪式的舒緩復(fù)式褶皺構(gòu)造。復(fù)式向斜軸向?yàn)楸蔽?0～50°，向南東傾伏，向斜軸傾伏角20～30°。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造按褶皺軸向與巖層走向的關(guān)系，可分為縱向褶皺和橫向褶皺。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，具有多期性，按其空間展布與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系可分為走向斷層、斜交斷層與橫斷層。受斷層影響而使部分鐵礦體產(chǎn)生了位移、重疊和切割，但其斷距一般不大。

礦石金屬礦物主要為磁鐵礦、假象赤鐵礦，少量赤鐵礦及鏡鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦等。脈石礦物主要為石英，其次有透閃石、陽(yáng)起石、綠泥石、方解石等。

2.斜長(zhǎng)角閃巖的地球化學(xué)特征分析

2.1采樣及分析方法

本次在弓長(zhǎng)嶺何家采區(qū)進(jìn)行了采樣，主要采集斜長(zhǎng)角閃巖，通過(guò)鏡下觀察本次樣品，得到其構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、礦物組合關(guān)系如下：

圖1 正交偏光斜長(zhǎng)角閃巖

通過(guò)顯微鏡下觀察，斜長(zhǎng)角閃巖中斜長(zhǎng)石含量約為10%左右，閃石礦物的含量約為40%左右，石英含量約為50%左右，閃石礦物、斜長(zhǎng)石與石英均成片狀定向排列。石英與斜長(zhǎng)石礦物晶粒大小較為均一，約為100μm。角閃石在鏡下觀察呈現(xiàn)短柱狀，長(zhǎng)度約為200μm（圖1）。

本次樣品測(cè)試單位為“澳實(shí)分析檢測(cè)（廣州）有限公司”，全巖采用ME-XRF06化驗(yàn)分析（偏硼酸鋰溶解，X熒光光譜分析，各氧化物檢測(cè)范圍為0.01%～100%）；稀土元素采用ME-MS81化驗(yàn)分析（LiBO2熔融，質(zhì)譜儀定量分析）；微量采用ME-ICP61化驗(yàn)分析（四酸溶解、等離子體發(fā)射光譜分析）。

2.2主要元素特征

通過(guò)對(duì)13個(gè)樣品的分析得出，斜長(zhǎng)角閃巖中SiO2含量為43.78～57.96%，平均含量為49.89%；Al2O3平均含量14.85%；鐵氧化物平均含量11.35%；其Ca、Mg氧化物含量相對(duì)其他巖類(lèi)最高，平均含量?jī)烧咧瓦_(dá)到16.59%，CaO平均含量8.65%，MgO平均含量為7.94%；其他氧化物中K2O平均含量為1.17%，P2O5平均含量為0.07%。

2.3微量元素特征

這次對(duì)弓長(zhǎng)嶺何家采區(qū)的13個(gè)斜長(zhǎng)角閃巖石樣本進(jìn)行了微量元素分析，通過(guò)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化得出：（圖2）：微量元素分配曲線屬于右傾型，（Rb/Yb）N值為5.95～132.93，平均值為49.34，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，為強(qiáng)不相容元素富集型。大離子親石元素Rb、Ba、K、Sr 明顯富集，但Th、U強(qiáng)虧損；高場(chǎng)強(qiáng)元素中Zr、Hf明顯富集，而P為中等虧損，Nb、Ti為弱虧損。其富集和虧損程度分別為：Sr*值為0.51～2.91，平均值為1.59；Zr*值為1.07～4.63，平均值為1.62；Th*值為0.02～1.16，平均值為0.30；Nb*值為0.14～2.88，平均值為0.76；Ti*值為0.48～0.93，平均值為0.78；P*值為0.23～0.76，平均值為0.43。以上特征與虧損型洋中脊拉斑玄武巖很相近。

圖2斜長(zhǎng)角閃巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖

2.4 稀土元素特征

通過(guò)對(duì)該區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖中稀土總含量（La到Lu）進(jìn)行分析得出（見(jiàn)圖3），本區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖的稀土元素具有稀土元素總含量低（∑REE：21.09～69.13ppm，平均值40.44ppm）、輕稀土稍有富集（LREE/HREE：1.70～2.58，平均值2.27；因?yàn)椋↙a/Yb）N：0.93～4.27，平均值1.60）故曲線為稍右傾型或平坦型特征。（（La/Sm）N：0.87～3.28，平均值1.42）輕稀土分餾不明顯，即洋中脊玄武巖為過(guò)渡型。因?yàn)橐晕窗l(fā)生分餾的球狀隕石的Sm/Nd=0.333為界，可分出LREE富集或虧損的；兩類(lèi)巖石與礦物。通過(guò)表4.5的數(shù)據(jù)可以知道其Sm/Nd<0.333由此可是斜長(zhǎng)角閃巖為L(zhǎng)REE虧損型。同樣地幔Sm/Nd為0.260～0.375大洋玄武巖為0.234～0.425，而源于殼層的花崗巖類(lèi)及各類(lèi)沉積巖一般均小于0.3。

因?yàn)椋↙a/Yb）N的平均值1.60，與大陸拉斑玄武巖發(fā)育的正角閃巖（（La/Yb）N=3.10左右）相近，即斜長(zhǎng)角閃巖可能是由島弧或洋中脊拉斑玄武巖形成的正角閃巖。該區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖有Eu正異常，Ce的異常不明顯，表明其形成與海底熱液活動(dòng)有關(guān)。

圖3斜長(zhǎng)角閃巖稀土元素澳大利亞頁(yè)巖標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

結(jié)論

1）通過(guò)顯微鏡下觀察，斜長(zhǎng)角閃巖中主要礦物為斜長(zhǎng)石、閃石礦物和石英，閃石礦物、斜長(zhǎng)石與石英均成片狀定向排列。石英與斜長(zhǎng)石礦物晶粒大小較為均一，角閃石在鏡下觀察呈現(xiàn)短柱狀。

2）通過(guò)對(duì)13個(gè)樣品的分析得出，斜長(zhǎng)角閃巖中SiO2平均含量為49.89%；Al2O3平均含量14.85%；鐵氧化物平均含量11.35%； CaO平均含量8.65%，MgO平均含量為7.94%；其他氧化物中K2O平均含量為1.17%，P2O5平均含量為0.07%。

3）微量元素分配曲線屬于右傾型，（Rb/Yb）N平均值為49.34，為強(qiáng)不相容元素富集型。大離子親石元素Rb、Ba、K、Sr 明顯富集，但Th、U強(qiáng)虧損；高場(chǎng)強(qiáng)元素中Zr、Hf明顯富集，而P為中等虧損，Nb、Ti為弱虧損。斜長(zhǎng)角閃巖可能是由島弧或洋中脊拉斑玄武巖形成的正角閃巖。該區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖有Eu正異常，Ce的異常不明顯，表明其形成與海底熱液活動(dòng)有關(guān)。

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