弓長嶺何家采區斜長角閃巖地球化學特征分析

張德輝++韓連升++范廣海++周尚魯

（1. 鞍鋼集團礦業公司弓長嶺露天鐵礦，遼寧遼陽111000；2. 東北大學資源與土木工程學院，遼寧沈陽110819；）

摘要：弓長嶺鐵礦是鞍本地區大型鐵礦床之一，通過對弓長嶺何家采區的斜長角閃巖的鏡下觀察，地球化學的主量、微量、稀土元素進行分析得出：斜長角閃巖中主要礦物為斜長石、閃石礦物和石英；斜長角閃巖中主要包括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，為強不相容元素富集型，斜長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。該區斜長角閃巖有Eu正異常，表明其形成與海底熱液活動有關。

關鍵詞：斜長角閃巖 地球化學 弓長嶺 特征分析

中圖分類號：P58文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016） 11（a）-0000-00弓長嶺鐵礦是鞍本地區大型鐵礦床之一，其二礦區因富鐵礦儲量豐富，地質特征典型等原因一直成為地質專家研究的熱點，而一礦區相對研究較少。因此，本次研究通過對弓長嶺何家采區的斜長角閃巖的鏡下觀察，地球化學的主量、微量、稀土元素進行分析，判別弓長嶺何家采區的成礦環境，為弓長嶺何家采區的可持續發展提供依據。

1.礦區地質概況

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

礦區出露地層主要為太古代鞍山群變質巖系，其次為震旦系釣魚臺組石英巖，南芬組泥灰巖、灰巖及第四系山坡堆積物和沖積層。

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

鐵礦層與斜長角閃巖或角閃質巖石呈多層互層出現，主要見有四個規模較大的鐵礦層，分別為Fe1、Fe2、Fe3、Fe4。其中Fe2礦體規模最大，也是本區的主礦體。

弓長嶺鐵礦床露天鐵礦位于區域二級構造單元的弓長嶺復背斜南西翼，礦區內地層總體走向北東～南西，傾向南東，傾角20～30°，主要由兩個上、下近于平行的鐵礦層與其圍巖構成一個緩傾斜的復式向斜，由五個向斜和六個背斜形成一個波浪式的舒緩復式褶皺構造。復式向斜軸向為北西30～50°，向南東傾伏，向斜軸傾伏角20～30°。區內褶皺構造按褶皺軸向與巖層走向的關系，可分為縱向褶皺和橫向褶皺。

區內斷裂構造發育，具有多期性，按其空間展布與巖層產狀的關系可分為走向斷層、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、陽起石、綠泥石、方解石等。

2.斜長角閃巖的地球化學特征分析

2.1采樣及分析方法

本次在弓長嶺何家采區進行了采樣，主要采集斜長角閃巖，通過鏡下觀察本次樣品，得到其構造、結構、礦物組合關系如下：

圖1 正交偏光斜長角閃巖

通過顯微鏡下觀察，斜長角閃巖中斜長石含量約為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、斜長石與石英均成片狀定向排列。石英與斜長石礦物晶粒大小較為均一，約為100μm。角閃石在鏡下觀察呈現短柱狀，長度約為200μm（圖1）。

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

2.2主要元素特征

通過對13個樣品的分析得出，斜長角閃巖中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氧化物含量相對其他巖類最高，平均含量兩者之和達到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

這次對弓長嶺何家采區的13個斜長角閃巖石樣本進行了微量元素分析，通過原始地幔標準化得出：（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，遠遠大于1，為強不相容元素富集型。大離子親石元素Rb、Ba、K、Sr 明顯富集，但Th、U強虧損；高場強元素中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斜長角閃巖微量元素原始地幔標準化蛛網圖

2.4 稀土元素特征

通過對該區斜長角閃巖中稀土總含量（La到Lu）進行分析得出（見圖3），本區斜長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；因為（La/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渡型。因為以未發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；兩類巖石與礦物。通過表4.5的數據可以知道其Sm/Nd<0.333由此可是斜長角閃巖為LREE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及各類沉積巖一般均小于0.3。

因為（La/Yb）N的平均值1.60，與大陸拉斑玄武巖發育的正角閃巖（（La/Yb）N=3.10左右）相近，即斜長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。該區斜長角閃巖有Eu正異常，Ce的異常不明顯，表明其形成與海底熱液活動有關。

圖3斜長角閃巖稀土元素澳大利亞頁巖標準化分布型式圖

結論

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

2）通過對13個樣品的分析得出，斜長角閃巖中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強虧損；高場強元素中Zr、Hf明顯富集，而P為中等虧損，Nb、Ti為弱虧損。斜長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。該區斜長角閃巖有Eu正異常，Ce的異常不明顯，表明其形成與海底熱液活動有關。

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