內(nèi)蒙古小紅山釩鈦磁鐵礦賦礦巖石的地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

王碩　潘志龍　張歡　陳超

摘 要： 內(nèi)蒙古小紅山釩鈦磁鐵礦位于塔里木與哈薩克斯坦板塊的交匯部位，紅柳河—牛圈子—洗腸井蛇綠混雜巖帶以南，為巖漿分異型鐵礦，其賦礦巖石為早志留世中粒輝長巖。本文通過對其主量及微量元素分析和研究，系統(tǒng)探討了該巖體的巖石地球化學(xué)特征、巖石成因及形成的構(gòu)造環(huán)境等問題。認(rèn)為早中志留世中粒輝長巖產(chǎn)生于洋殼俯沖誘導(dǎo)的大陸邊緣裂解背景，該區(qū)具有進(jìn)一步尋找?guī)r漿型釩鈦磁鐵礦的潛力。

關(guān)鍵詞： 北山； 釩鈦磁鐵礦； 早志留世； 中粒輝長巖； 地球化學(xué)特征

1. 引言

北山造山帶位于哈薩克斯坦、塔里木、中朝三大古板塊的交匯部位，是古亞洲構(gòu)造域的組成部分，經(jīng)歷了多期次、多階段板塊裂解—俯沖—碰撞—拼合的復(fù)雜地質(zhì)演化過程，同時也產(chǎn)生了多期次、多階段的成礦作用[1-3]。本文通過對內(nèi)蒙古北山地區(qū)小紅山釩鈦磁鐵礦賦礦巖石地球化學(xué)特征的研究，探討其形成的構(gòu)造環(huán)境和成因類型，對在該區(qū)尋找漿控型鐵礦床具有一定的指示意義。

2. 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)所在北山地區(qū)位于塔里木與哈薩克斯坦板塊的交匯部位，紅柳河—牛圈子—洗腸井蛇綠混雜巖帶和明水—石板井—小黃山構(gòu)造帶分別在研究區(qū)南部和北部通過[1-2]。紅柳河—牛圈子—洗腸井蛇綠混雜巖帶以南分布寒武紀(jì)淺?！詈－h(huán)境沉積，北側(cè)出露奧陶紀(jì)—志留紀(jì)鈣堿性火山巖。晚古生代時期，南側(cè)沉積了厚度巨大的石炭—二疊系地層。華力西期、印支期及燕山期該區(qū)又經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動，致使研究區(qū)內(nèi)深大斷裂帶、韌性剪切帶、逆沖斷層系、逆沖推覆構(gòu)造、大型走滑斷層及張性斷層均有發(fā)育[4]。小紅山釩鈦磁鐵礦位于紅柳河—牛圈子—洗腸井蛇綠混雜巖帶以南，該帶成礦作用發(fā)育，以金、銅、鎳、鐵及磷釩礦為主，鉛鋅、鎢鉬礦次之[5-6]。

3. 巖石地質(zhì)及巖相學(xué)特征

小紅山釩鈦磁鐵礦賦礦巖石為早志留世中粒輝長巖，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，出露面積1.85km2，侵入長城紀(jì)古硐井群下組變質(zhì)砂巖，外接觸帶巖石具角巖化、大理巖化，被早志留世細(xì)粒石英閃長巖、中志留世細(xì)粒二長花崗巖侵入。

巖石呈灰綠色，中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，似海綿隕鐵結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斜長石、石英、輝石、角閃石、黑云母、不透明礦物等組成。斜長石半自形長板狀，為拉長石，具不均勻絹云母化、黝簾石化等。石英它形粒狀，填隙于斜長石粒間，零散可見，粒內(nèi)具波狀消光。輝石呈近半自形—它形柱狀、粒狀，分布于斜長石粒間，常見角閃石、黑云母反應(yīng)邊。角閃石呈它形—不規(guī)則柱、粒狀，填隙狀分布，部分呈輝石反應(yīng)邊。黑云母不規(guī)則葉片狀，零散填隙狀分布，顯深棕色，偶見不透明礦物、輝石反應(yīng)邊。不透明礦物多呈它形粒狀，填隙于斜長石粒間。

4. 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

早志留世中粒輝長巖，1件樣品SiO2含量46.12%；Al2O3含量為15.69%，ALK含量3.68%。在TAS圖解中，投入Irvine線上方堿性輝長巖區(qū)，屬堿性巖系（圖1）。固結(jié)指數(shù)（SI）為9.96；分異指數(shù)（DI）為32.37，指示巖漿分異程度較低；里特曼指數(shù)（σ）為3.43；堿度率（A.R.）為1.38，屬堿性巖石。A/NK為2.81，A/CNK為0.83，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石[7]（圖2）。

4.2 微量元素

早志留世中粒輝長巖，1件樣品稀土總量∑REE（包括Y元素）為176.86×10-6；δEu值1.83，正異常強(qiáng)烈；LREE/HREE為2.12；（La/Yb）N值4.15，輕稀土富集；（La/Sm）N為1.51，表明重稀土較輕稀土分異強(qiáng)。稀土配分曲線（圖3）為LREE弱富集的平緩右傾型[8]。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的蜘蛛網(wǎng)圖（圖4）中，據(jù)明顯的Rb、K、La、P、Hf峰和Nb、Ta、Sr、Ti谷。

5. 巖石成因及構(gòu)造環(huán)境分析

早志留世中粒輝長巖，主量元素具堿性巖特征；LREE富集，說明巖漿來源于富集地幔；Nb、Ta的弱虧損，可能暗示巖漿存在地殼物質(zhì)的混染。早志留世中粒輝長巖高ALK含量、富集LREE及虧損Nb、Ta，顯示了大陸玄武巖特性[8]。

綜合區(qū)域地質(zhì)資料認(rèn)為①，小紅山構(gòu)造—巖漿帶的早中志留世（輝長巖—正長花崗巖）巖漿具雙峰式組合特征，顯示張性構(gòu)造背景。出露于早志留世中粒輝長巖北西側(cè)的紅山頭中奧陶世具高鎂安山巖地球化學(xué)特性的安山質(zhì)凝灰?guī)r可能代表了牛圈子—洗腸井蛇綠巖所代表的北山洋在中奧陶世出現(xiàn)南向初始俯沖，小紅山早中志留世雙峰式巖漿組合可能為洋殼俯沖誘導(dǎo)的大陸邊緣裂解背景下的產(chǎn)物。

6. 結(jié)論

（1）早中志留世中粒輝長巖產(chǎn)生于洋殼俯沖誘導(dǎo)的大陸邊緣裂解背景，韌性剪切帶與脆性斷層是深部巖、礦液運(yùn)移的通道，為導(dǎo)、控礦與容礦構(gòu)造。

（2）與基性、超基性巖漿活動有關(guān)的鐵礦化主要形成于加里東晚期，早志留世中粒輝長巖，為巖漿分異型鐵礦提供了物質(zhì)來源，是鐵礦控礦巖體。該區(qū)具有進(jìn)一步尋找?guī)r漿型釩鈦磁鐵礦的潛力。

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