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摘 要 ：齐大山铁矿床位于辽宁省鞍山市东北部，是鞍山式沉积变质型铁矿的典型代表，其富铁资源量在鞍本地区仅次于弓长 岭二矿区，达到中型规模。本次研究以齐大山铁矿富矿围岩为研究对象，通过镜下矿物鉴定和地球化学特征分析得出 ：富铁矿 是由热液铁质活化贫铁矿再富集形成的，富铁矿围岩Eu 负异常明显低于贫铁矿围岩，这可能是具有较强Eu 正异常的成矿溶液 再富集形成富铁矿时，与具有较强Eu 负异常的围岩相互作用，造成富铁矿围岩的Eu 异常弱于贫铁矿围岩。贫铁矿围岩很可能 是与BIF 形成有关的区域变质成因， 而富铁矿蚀变围岩则是与富铁矿形成有关的热液成因。
关键词 ：齐大山铁矿 ；富矿围岩 ；地球化学特征
齐大山铁矿床位于辽宁省鞍山市东北部，是鞍山式沉积变质 型铁矿的典型代表，其贫铁矿石量超过28 亿吨，富铁资源量在 鞍本地区仅次于弓长岭二矿区，达到中型规模，是我国北方地区 BIF 型铁矿中仅次于弓长岭铁矿的主要富铁矿床之一 [1，2]。本次 研究以齐大山铁矿富矿围岩为研究对象， 在其地球化学特征分析 的基础上， 对该矿床的沉积环境、构造背景进行系统探讨。
1 研究区成矿地质特征
齐大山铁矿床主要由前震旦系变质岩系构成，铁矿层产于 鞍山群樱桃园组 [3]。本矿床的区域变质程度为绿片岩相 - 低角闪 岩相。矿区出露的地层主要为太古界鞍山群、元古界辽河群和新 生界第四系（图 1）。其中，太古界鞍山群樱桃园岩组，主要岩性 有绿泥石英片岩、绿泥滑石片岩、绢云母石英岩、变粒岩、斜长 角闪岩、条带状含铁石英岩等，是本区主要的赋矿地层。辽河群 浪子山组，与下伏鞍山群为角度不整合接触，只在王家堡子一、 二矿区的矿体顶部和北一山至北四山有零星出露，其由底部砾 岩、石英岩和千枚岩组成，已知厚度大于200m。辽河群的地层 走向与鞍山群基本一致，倾向南西，倾角40°～ 60°。第四系 ： 以冲积、坡积层为主，由砂、砾石、粘土组成。主要分布在山前 平原及河床中。各地厚度不一，山坡上一般厚 1m~3m，河谷中 最厚可达 50 余米。
图 1 齐 大山铁矿床地质简图
齐大山铁矿区含矿地层为一走向 300°～ 340°的单斜构 造。倾向南西，倾角在 70°～ 90°，局部倒转。本矿区断裂构造 发育，且具多期性特征，由于多期性、继承性和叠加作用影响。 包括北北西向走向断裂、北东向及东西向横断裂， 其时代应早于 辽河群或大规模混合岩化作用之前。北北东向斜交断裂晚于辽 河群，但其上限不清。除断裂构造外本区地层沿走向、倾向两个 方向都显示出舒缓波状的褶皱。
矿床的西侧，分布有本区最古老的花岗岩（铁架山花岗岩）。 矿床的东侧，大面积出露有新太古宙花岗岩（弓长岭花岗岩，也曾称为齐大山花岗岩），远离矿体的区域，岩石呈淡红色，花岗 变晶结构，块状构造。矿物成分主要为微斜长石、奥长石、钠长 石、石英， 次要矿物为白云母、磁铁矿、锆石、磷灰石等。矿区内 见闪长岩、闪长玢岩、辉绿岩等脉岩。
2 齐大山铁矿富矿围岩的矿物学特征
本区富铁矿体的两侧或一侧均发育有以绿泥石为主的围岩 蚀变，总的看来二者呈正相关 [4，5]，一般情况下富铁矿发育处必 有蚀变岩石发育。蚀变岩呈现脉状、似层状、皮壳状依附于富铁 矿体的周围， 主要以绿泥石岩或绿泥片岩为主， 绿泥石化与富铁 矿关系密切， 分布也最为广泛， 从富铁矿体向外可见富铁矿体— 绿泥片岩—石英绿泥岩—混合岩化岩的蚀变分带。主要蚀变岩 石的矿物特征如下所示。
绿泥片岩 ：由绿泥石蚀变而形成的绿泥片岩呈绿色，片理 发育，组成矿物中大多为绿泥石（图 2 A）。此外，还含有少量石 英、白云母、磁铁矿和黄铁矿。
图 2 齐大山富铁矿蚀变围岩显微图片。 A- 绿泥片岩（单偏光） ；B- 石英绿泥岩（单偏光）。
注 ：Qtz- 石英， Chl-绿泥石。
石英绿泥岩 ：分布在蚀变带的外缘，处于蚀变强的绿泥片岩与混合岩化岩石之间。和绿泥片岩相比较，片理发育程度差， 组成矿物主要是绿泥石和石英，二者含量大致相同（图 2 B）。此 外还含有少量磁铁矿、绢云母、黄铁矿。局部可见白云母和黑云 母，偶见电气石。
3 齐大山铁矿富矿围岩的地球化学特征
本文对获取的贫铁矿（QD-1-1、QD-1-12、QD-2-16）、富铁 矿（QD-2-3） 及其围岩（QD-1-7、QD-2-5~QD-2-8， 岩性为绿泥 石英片岩和绿泥片岩） 进行了全岩和稀土分析。测试单位是广州 澳实分析检测有限公司，全岩采用P61-XRF26s化验分析（硼酸 锂—硝酸锂熔融，XRF 定量），稀土元素采用M61-MS81 化验分 析（碱熔 + 酸消解， 等离子质谱 / 光谱定量）。
铁矿石稀土元素测试结果显示 ：贫铁矿石LREE/HREE 平 均为2.82，富铁矿石LREE/HREE 为 3.98，说明轻稀土元素相对 富集， 重稀土相对亏损。经标准化后（图 3a），贫铁矿和富铁矿石 均呈现轻稀土元素相对亏损，重稀土相对富集的左倾型稀土配 分模式。贫铁矿中 δEu 为2.67~2.74（平均2.70），具有明显 Eu 正 异常， δCe 为 0.88~0.90（平均 0.90），无明显正负异常，这与海底 喷气沉积产物的正铕异常、铈异常不明显的特征一致。富铁矿中 δEu 为 1.17，具有弱Eu 正异常， Ce 为 0.94，无明显正负异常 ,。
围岩稀土元素测试结果显示 ：贫铁矿围岩LREE/HREE 为 2.03， 富铁矿围岩LREE/HREE 平均为2.41，说明轻稀土元素相 对富集，重稀土相对亏损。经标准化后（图 3b），贫铁矿和富铁 矿围岩均呈现轻稀土元素相对亏损，重稀土相对富集的左倾型 稀土配分模式。贫铁矿围岩中 δEu 为 0.04，具有很强Eu 负异常， δCe为0.91，无明显正负异常。富铁矿围岩中 δEu 为0.21~0.51（平 均 0.37），具有较强Eu 负异常， δCe 为 0.94，无明显正负异常。
图 3 齐大山矿石（a）与围岩（b）稀土元素原始地幔标准化蜘 蛛网
从稀土元素分析可看出，富铁矿和贫铁矿具有相似的稀土 配分模式，配分曲线为轻稀土相对亏损的左倾型，以Eu 正异常 为主，Ce 无明显正负异常，并且从贫铁矿石到富磁铁矿石，稀土 元素总量呈逐渐上升趋势，说明富铁矿是由热液铁质活化贫铁 矿再富集形成的，成矿热液在带走 Fe2+ 的同时也将大部分稀土 元素一起迁移并富集在一起，因此富铁矿石继承了贫铁矿石的 稀土元素配分模式和 Eu 正异常。但是富铁矿Eu 正异常明显低 于贫铁矿，推测造成这种现象的原因一方面是因为偏还原性的 成矿热液在迁移稀土元素时，将 Eu3+ 还原为 Eu2+，而在二 Eu2+ 性质与其他三价的REE 元素发生分离，出现异常行为。另一方 面可能是因为成矿热液再富集形成富铁矿时，与具有较强Eu 负 异常的围岩相互作用，使得富铁矿Eu 正异常弱于贫铁矿。贫铁矿围岩和富铁矿围岩具有相似的稀土分配模式，配分曲线为轻 稀土相对亏损的左倾型， 以Eu 负异常为主， Ce无明显正负异常， 但富铁矿围岩Eu 负异常明显低于贫铁矿围岩，这可能是具有较 强 Eu 正异常的成矿溶液再富集形成富铁矿时，与具有较强 Eu 负异常的围岩相互作用，造成富铁矿围岩的Eu 异常弱于贫铁矿 围岩。
因此，结合前人研究成果和本文稀土元素的分析可推测 [6,7]， 贫铁矿围岩很可能是与BIF 形成有关的区域变质成因，而富铁 矿蚀变围岩则是与富铁矿形成有关的热液成因。
4 结论
（1）富铁矿是由热液铁质活化贫铁矿再富集形成的，成矿热 液在带走Fe2+ 的同时也将大部分稀土元素一起迁移并富集在一 起， 因此富铁矿石继承了贫铁矿石的稀土元素配分模式和 Eu 正 异常。
（2）富铁矿围岩 Eu 负异常明显低于贫铁矿围岩，这可能是 具有较强Eu 正异常的成矿溶液再富集形成富铁矿时，与具有较 强 Eu 负异常的围岩相互作用，造成富铁矿围岩的 Eu 异常弱于 贫铁矿围岩。
（3）结合前人研究成果和本文稀土元素的分析可推测，贫铁 矿围岩很可能是与BIF 形成有关的区域变质成因，而富铁矿蚀 变围岩则是与富铁矿形成有关的热液成因。
参考文献
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