弓长岭何家采区斜长角闪岩地球化学特征分析

张德辉++韩连升++范广海++周尚鲁

（1. 鞍钢集团矿业公司弓长岭露天铁矿，辽宁辽阳111000；2. 东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819；）

摘要：弓长岭铁矿是鞍本地区大型铁矿床之一，通过对弓长岭何家采区的斜长角闪岩的镜下观察，地球化学的主量、微量、稀土元素进行分析得出：斜长角闪岩中主要矿物为斜长石、闪石矿物和石英；斜长角闪岩中主要包括SiO2、Al2O3、铁氧化物、CaO和MgO。微量元素分配曲线属于右倾型，（Rb/Yb）N平均值为49.34，为强不相容元素富集型，斜长角闪岩可能是由岛弧或洋中脊拉斑玄武岩形成的正角闪岩。该区斜长角闪岩有Eu正异常，表明其形成与海底热液活动有关。

关键词：斜长角闪岩 地球化学 弓长岭 特征分析

中图分类号：P58文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016） 11（a）-0000-00弓长岭铁矿是鞍本地区大型铁矿床之一，其二矿区因富铁矿储量丰富，地质特征典型等原因一直成为地质专家研究的热点，而一矿区相对研究较少。因此，本次研究通过对弓长岭何家采区的斜长角闪岩的镜下观察，地球化学的主量、微量、稀土元素进行分析，判别弓长岭何家采区的成矿环境，为弓长岭何家采区的可持续发展提供依据。

1.矿区地质概况

弓长岭露天铁矿床何家采区位于弓长岭背斜的南西翼，矿区西起高家沟，东到何家堡子，南为八栋房之前山，北至高山之顶，矿区总面积4.3591km2。

矿区出露地层主要为太古代鞍山群变质岩系，其次为震旦系钓鱼台组石英岩，南芬组泥灰岩、灰岩及第四系山坡堆积物和冲积层。

该区茨沟组上部为斜长角闪岩、硅质粒岩层，中部为磁铁石英岩与斜长角闪岩互层组成的含铁带，下部为柘榴云母片岩、黑云斜长石英岩和斜长角闪岩。

铁矿层与斜长角闪岩或角闪质岩石呈多层互层出现，主要见有四个规模较大的铁矿层，分别为Fe1、Fe2、Fe3、Fe4。其中Fe2矿体规模最大，也是本区的主矿体。

弓长岭铁矿床露天铁矿位于区域二级构造单元的弓长岭复背斜南西翼，矿区内地层总体走向北东～南西，倾向南东，倾角20～30°，主要由两个上、下近于平行的铁矿层与其围岩构成一个缓倾斜的复式向斜，由五个向斜和六个背斜形成一个波浪式的舒缓復式褶皱构造。复式向斜轴向为北西30～50°，向南东倾伏，向斜轴倾伏角20～30°。区内褶皱构造按褶皱轴向与岩层走向的关系，可分为纵向褶皱和横向褶皱。

区内断裂构造发育，具有多期性，按其空间展布与岩层产状的关系可分为走向断层、斜交断层与横断层。受断层影响而使部分铁矿体产生了位移、重叠和切割，但其断距一般不大。

矿石金属矿物主要为磁铁矿、假象赤铁矿，少量赤铁矿及镜铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿等。脉石矿物主要为石英，其次有透闪石、阳起石、绿泥石、方解石等。

2.斜长角闪岩的地球化学特征分析

2.1采样及分析方法

本次在弓长岭何家采区进行了采样，主要采集斜长角闪岩，通过镜下观察本次样品，得到其构造、结构、矿物组合关系如下：

图1 正交偏光斜长角闪岩

通过显微镜下观察，斜长角闪岩中斜长石含量约为10%左右，闪石矿物的含量约为40%左右，石英含量约为50%左右，闪石矿物、斜长石与石英均成片状定向排列。石英与斜长石矿物晶粒大小较为均一，约为100μm。角闪石在镜下观察呈现短柱状，长度约为200μm（图1）。

本次样品测试单位为“澳实分析检测（广州）有限公司”，全岩采用ME-XRF06化验分析（偏硼酸锂溶解，X荧光光谱分析，各氧化物检测范围为0.01%～100%）；稀土元素采用ME-MS81化验分析（LiBO2熔融，质谱仪定量分析）；微量采用ME-ICP61化验分析（四酸溶解、等离子体发射光谱分析）。

2.2主要元素特征

通过对13个样品的分析得出，斜长角闪岩中SiO2含量为43.78～57.96%，平均含量为49.89%；Al2O3平均含量14.85%；铁氧化物平均含量11.35%；其Ca、Mg氧化物含量相对其他岩类最高，平均含量两者之和达到16.59%，CaO平均含量8.65%，MgO平均含量为7.94%；其他氧化物中K2O平均含量为1.17%，P2O5平均含量为0.07%。

2.3微量元素特征

这次对弓长岭何家采区的13个斜长角闪岩石样本进行了微量元素分析，通过原始地幔标准化得出：（图2）：微量元素分配曲线属于右倾型，（Rb/Yb）N值为5.95～132.93，平均值为49.34，远远大于1，为强不相容元素富集型。大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr 明显富集，但Th、U强亏损；高场强元素中Zr、Hf明显富集，而P为中等亏损，Nb、Ti为弱亏损。其富集和亏损程度分别为：Sr*值为0.51～2.91，平均值为1.59；Zr*值为1.07～4.63，平均值为1.62；Th*值为0.02～1.16，平均值为0.30；Nb*值为0.14～2.88，平均值为0.76；Ti*值为0.48～0.93，平均值为0.78；P*值为0.23～0.76，平均值为0.43。以上特征与亏损型洋中脊拉斑玄武岩很相近。

图2斜长角闪岩微量元素原始地幔标准化蛛网图

2.4 稀土元素特征

通过对该区斜长角闪岩中稀土总含量（La到Lu）进行分析得出（见图3），本区斜长角闪岩的稀土元素具有稀土元素总含量低（∑REE：21.09～69.13ppm，平均值40.44ppm）、轻稀土稍有富集（LREE/HREE：1.70～2.58，平均值2.27；因为（La/Yb）N：0.93～4.27，平均值1.60）故曲线为稍右倾型或平坦型特征。（（La/Sm）N：0.87～3.28，平均值1.42）轻稀土分馏不明显，即洋中脊玄武岩为过渡型。因为以未发生分馏的球状陨石的Sm/Nd=0.333为界，可分出LREE富集或亏损的；两类岩石与矿物。通过表4.5的数据可以知道其Sm/Nd<0.333由此可是斜长角闪岩为LREE亏损型。同样地幔Sm/Nd为0.260～0.375大洋玄武岩为0.234～0.425，而源于壳层的花岗岩类及各类沉积岩一般均小于0.3。

因为（La/Yb）N的平均值1.60，与大陆拉斑玄武岩发育的正角闪岩（（La/Yb）N=3.10左右）相近，即斜长角闪岩可能是由岛弧或洋中脊拉斑玄武岩形成的正角闪岩。该区斜长角闪岩有Eu正异常，Ce的异常不明显，表明其形成与海底热液活动有关。

图3斜长角闪岩稀土元素澳大利亚页岩标准化分布型式图

结论

1）通过显微镜下观察，斜长角闪岩中主要矿物为斜长石、闪石矿物和石英，闪石矿物、斜长石与石英均成片状定向排列。石英与斜长石矿物晶粒大小较为均一，角闪石在镜下观察呈现短柱状。

2）通过对13个样品的分析得出，斜长角闪岩中SiO2平均含量为49.89%；Al2O3平均含量14.85%；铁氧化物平均含量11.35%； CaO平均含量8.65%，MgO平均含量为7.94%；其他氧化物中K2O平均含量為1.17%，P2O5平均含量为0.07%。

3）微量元素分配曲线属于右倾型，（Rb/Yb）N平均值为49.34，为强不相容元素富集型。大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr 明显富集，但Th、U强亏损；高场强元素中Zr、Hf明显富集，而P为中等亏损，Nb、Ti为弱亏损。斜长角闪岩可能是由岛弧或洋中脊拉斑玄武岩形成的正角闪岩。该区斜长角闪岩有Eu正异常，Ce的异常不明显，表明其形成与海底热液活动有关。

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