河北省承德大廟式鐵礦斜長巖體化學(xué)特征及成礦指示意義

趙金龍 孫曉亮

1.河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司承德黑山鐵礦 河北 承德 067000 2.山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 山東 日照 276800

0 引言

巖漿型釩鈦磁鐵礦床是我國重要的鐵礦類型之一，其查明資源/儲量僅次于沉積變質(zhì)鐵礦，約占我國鐵礦查明資源總量的16%。河北承德釩鈦磁鐵礦是我國僅次于四川攀枝花地區(qū)的第二巖漿型釩鈦磁鐵礦礦集區(qū)，鐵礦(化)體主要發(fā)育在大廟斜長巖雜巖體中，巖石類型主要為斜長巖類和蘇長巖類。本次研究以河北省承德黑山鐵礦東大洼礦段作為主要研究對象，對該區(qū)域的斜長巖化學(xué)特征進(jìn)行了深入研究，以探究其對成礦的指示作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于華北地臺北緣，內(nèi)蒙地軸與燕山地臺褶皺帶交匯處。區(qū)內(nèi)出露地層主要為新太古代單塔子群變質(zhì)巖地層、中元古代碳酸鹽巖、中生代火山巖、陸相碎屑沉積巖和第四系地層。燕山期區(qū)域性斷裂以燕山期深部斷裂為主，區(qū)域構(gòu)造北界為豐寧-龍華東西向深斷裂帶，南界為古北口-平泉深斷裂帶，中部為紅石拉-大廟NE向深斷裂帶。

2 巖體分布及特征

區(qū)內(nèi)與大廟式鐵礦有關(guān)的巖漿巖主要是在中晚元古代基性雜巖體，巖性為斜長巖類和蘇長巖類。

斜長巖體首先侵入于新太古代變質(zhì)巖中，總體產(chǎn)狀向北傾，巖體西部常見片麻巖和大理巖捕虜體。巖體由單一的斜長巖組成，巖石為中粗粒結(jié)構(gòu)，巖體中心為堆積結(jié)構(gòu)，斜長石巨晶最大可達(dá)1米左右。斜長巖主要與礦物成分為斜長石，含量大于95%，受到自變質(zhì)作用影響，斜長石多發(fā)省鈉黝簾石化，拉長石(An52)蝕變后為中長石(An31-46)。因后期構(gòu)造活動與礦漿貫入作用，斜長巖多發(fā)育有碎裂結(jié)構(gòu)，常見晶面彎曲、斷裂等破壞現(xiàn)象。

蘇長巖略后侵入于斜長巖體中，受斜長巖體次生構(gòu)造控制，形態(tài)各異，其規(guī)模大小不等，主要分布在巖體邊緣及大廟—烏龍素溝和龍?zhí)稖稀喜頊蟽蓚€(gè)壓扭性斷裂帶中，局部呈巖群產(chǎn)出。蘇長巖體產(chǎn)出多呈巖瘤、巖床、巖脈等形態(tài)；依顏色指數(shù)和礦物成分又可劃分出：淡色蘇長巖、蘇長巖、暗色蘇長巖、偉晶蘇長巖等類別。蘇長巖呈輝長結(jié)構(gòu)和變余輝長結(jié)構(gòu)，粒徑由細(xì)?！至！獋ゾЬ?。主要組成礦物為拉長石、紫蘇輝石、單斜輝石，次有少量磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石等。

3 巖石類型及礦物成分

根據(jù)蝕變作用情況，斜長巖體巖性主要為鈉黝簾石化斜長巖、綠泥石化斜長巖及鐵礦化斜長巖等。

白色斜長巖：巖石顏色多呈白色—暖白色，半自形、中?！攘Ｋ瓢郀罱Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為斜長石，含量多在98%以上；次要礦物為鈦磁鐵礦、磷灰石。與巖體中心部位斜長巖相比，粒徑偏細(xì)。由于蝕變作用的影響，斜長石顆粒間界限較模糊，鏡下可分辨。黝簾石微粒生長在斜長石中，呈云狀、花狀、糖狀，見少量絹云母、綠簾石。由地表至深部，黝簾石化有所減弱，綠簾石化和絹云母化有所增強(qiáng)，相伴還出現(xiàn)弱硅化。

綠泥石斜長石：主要發(fā)育在蘇長巖和鐵礦體周圍的斜長巖中，是鐵礦的圍巖。與白色斜長巖相比，以綠泥石等黑色礦物增多為主要變化特征。綠泥石可分為富鎂的透綠泥石和鐵綠泥石，主要特征如下：富鎂的透綠泥石，其特征是顏色淺，折光率低Nm′≈1.575～1.580，呈集合體產(chǎn)出，粒度0.3～0.6mm，該種綠泥石多發(fā)育在斜長巖內(nèi)；鐵綠泥石，為熱液蝕變作用的產(chǎn)物，主要發(fā)育在鐵礦體邊部，構(gòu)成鑲邊，一般寬0.5～1.0cm，色深，折光率高，Nm′≈1.621～1.633。

鐵礦化斜長巖：巖石顏色為灰褐色～灰白色，呈交代殘余、纖維狀變晶狀架構(gòu)，角礫狀、斑片狀構(gòu)造，主要礦物成分為斜長石，含量40～75%，次生礦物有鈦磁鐵礦、單斜輝石、紫蘇輝石、磷灰石等。在巖石中，透閃石中常見輝石和斜輝石，常出現(xiàn)在斜長石的邊緣，形成陽起石和綠泥石的邊緣，使斜長石殘余不規(guī)則。

4 巖石的化學(xué)特征

斜長巖化學(xué)成分主由SiO2、Al2O3、CaO、Ma2O組成。礦段內(nèi)斜長巖SiO2變化范圍在47.02～54.64%，平均52.51%，屬于基性巖類；TiO2變化范圍在0.22～1.26%，平均0.47%；Al2O3變化范圍在18.68～25.68%，平均23.29%；Fe2O3+FeO變化范圍在1.72～9.81%，平均4.07%；MgO變化范圍在0.28～5.51%，平均1.50%；CaO變化范圍在6.97～9.78%，平均8.61%；Na2O變化范圍在3.40～5.87%，平均4.79%；K2O變化范圍在0.84～1.64%，平均1.31%。上述主要組分與大廟斜長巖體平均化學(xué)成分對比：Al2O3、CaO變化不大，F(xiàn)e2O3、TiO2、MgO及FeO偏低，Na2O、K2O、SiO2含量明顯增高，說明礦段的斜長巖在巖體邊部具鉀鈉交代作用增強(qiáng)的特點(diǎn)。

礦段內(nèi)綠泥石化斜長巖比白色斜長巖Fe2O3、FeO、TiO2、MgO含量有所增高，是蝕變作用所致。

本礦段斜長巖的M/F比值為0.27～1.03，小于2，屬富鐵基性巖；據(jù)巖石化學(xué)成分含量做(Na2O+K2O)對SiO2變異圖和Al2O3對SiO2變異圖，在圖1中，斜長巖投在Ⅰ強(qiáng)堿質(zhì)區(qū)，說明斜長巖具強(qiáng)堿質(zhì)的特點(diǎn)；在圖2中，斜長巖投在Ⅰ高鋁質(zhì)區(qū)及Ⅰ高鋁質(zhì)區(qū)與Ⅱ鋁質(zhì)區(qū)的分界線附近，說明斜長巖具高鋁質(zhì)的特點(diǎn)。綜上可知：礦段斜長巖具有富鐵、強(qiáng)堿、高鋁特征。

5 成礦指示

根據(jù)斜長石化學(xué)特征綜合分析，巖體為高鋁堿性玄武質(zhì)巖漿房形成，原巖漿大致分為三層：上層為硅鋁漿體，經(jīng)穹窿式侵位形成大廟斜長石體；中間層為Fe-Al-Si-Mg礦漿，沿深斷裂帶和斜長巖構(gòu)造薄弱部位侵入形成蘇長巖；底層為含釩鈦的鐵礦漿在礦漿的沖擊、同化和溶解作用下，形成滲透型鐵礦石。因此，礦床成因類型為巖漿晚期巖漿侵徹型。