辽宁本溪歪头山条带状铁矿的成因类型、形成时代及构造背景

辽宁鞍本地区位于华北克拉通东北缘,分布有诸多大型-特大型条带状铁矿床。本文对该区歪头山铁矿进行了岩石学、矿物学及年代学研究。歪头山铁建造以条带状铁矿石为主,兼含有少量的块状矿石,其顶底板围岩及矿体夹层主要为太古界鞍山群斜长角闪岩。元素地球化学分析表明,铁矿石富集重稀土[(La/Yb)PAAS=0.24～0.33],具La正异常(La/La*=1.43～1.61)、Eu正异常(Eu/Eu*=2.40～4.54)及Y正异常(Y/Y*=1.10～1.30),Y/Ho值平均30.59,Sr/Ba值平均17.62,Ti/V值平均19.45,反映成矿物质可能来源于由海底火山活动带来的高温热液与海水的混合溶液。铁矿石无明显Ce负异常(Ce/Ce*=0.92～1.06),暗示BIF沉积时海水处于缺氧环境。除Fe2O3T与SiO2外,铁矿石中其它氧化物含量均非常低,且贫Th、U、Zr等具有陆源性质的元素,表明大陆碎屑物质对BIF贡献极少。斜长角闪岩稀土元素配分型式近于平坦[(La/Yb)N=0.80～1.10],无明显Ce异常(Ce/Ce*=0.95～0.99)与Eu异常(Eu/Eu*=0.88～1.16);其大离子亲石元素富集,高场强元素无明显亏损。地球化学分析表明,斜长角闪岩原岩可能为产于弧后盆地的玄武质火山岩。锆石形态与微量元素分析显示,斜长角闪岩中的锆石均属岩浆成因。SIMS锆石U-Pb定年显示斜长角闪岩原岩形成于2533±11Ma,代表了歪头山BIF的成矿年龄;在玄武质岩浆喷发过程中,还捕获了一组年龄为2610±5Ma的锆石。电子探针分析显示磁铁矿成分纯净(FeOT=92.04%～93.05%),其标型组分特征暗示歪头山BIF属沉积变质型铁矿。综合分析认为,歪头山铁矿属Algoma型BIF,成矿与弧后盆地岩浆活动密切相关,指示了新太古代末华北克拉通普遍发育的一期BIF成矿事件。

辽宁歪头山铁矿床两类矿石地球化学特征及其对成矿作用的制约

歪头山铁矿床是鞍山—本溪地区条带状铁建造(BIFs)的典型代表,并且有一定规模的富铁矿分布。本文开展了矿区内较贫铁矿石和较富铁矿石的地球化学特征对比研究,结果表明两类矿石既有一致性又存在差异性。一致性表现在:所有矿石主要由TFe2O3和SiO2组成,其他氧化物含量很少,结合微量元素和稀土元素特征,指示其属阿尔戈马型BIFs,但受到了火山热液作用的影响;矿石的稀土元素总量很低,经太古界后平均澳大利亚页岩(PAAS)标准化后,呈现重稀土相对富集,轻稀土相对亏损的配分模式,都具有明显的Eu正异常和比较高的Y/Ho比值,与热液相关的Cr、Co和Ni含量也相对较高,暗示其成矿物质来源于海底热液,同时具有海水的特征。差异性表现在:较富铁矿石具有明显的热液特征,并且K2O含量大于Na2O含量,某些微量元素组成也与混合花岗岩具有相似性,结合野外地质特征,暗示较富铁矿石可能是在较贫铁矿石的基础上受混合岩化热液作用形成的。