《山西吕梁袁家村铁矿矿石地球化学特征》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山西吕梁袁家村铁矿矿石地球化学特征（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、矿 床 地 质 2012 年 MINERAL DEPOSITS 第 31 卷 增刊 山西吕梁袁家村铁矿矿石地球化学特征 及成因探讨 王长乐1, 2, 张连昌1, 兰彩云3, 代堰锫1, 2 (1 中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京 100029；2 中国科学院研究生院，北京 100049；3 中国科学院广州地球化学研究所，广东 广州 510640) 山西吕梁地区地理位置位于山西省娄烦县、岚县境内，尖山-狐姑山-袁家村一带，出露面积 80 km2。该区矿床主要赋存于吕梁群的火山沉积岩序列中，铁矿层往往位于海侵沉积岩系的中上部，分布在由碎屑沉积向化学沉积的过渡层
2、位， 应是国内疑似 Superior 型铁建造的范例。 本文选取袁家村铁矿作为研究对象，力图通过其矿石特征以及相关的地球化学特征，结合地质背景，来为该时期铁矿的物质来源、大氧化事件之后海洋和大气的氧化还原状态和化学组成等方面进行制约，诠释铁矿相应的沉淀机制。 1 矿床地质特征 在华北克拉通中部构造带的西侧吕梁山地区早前寒武纪岩系较发育，位于山西省西部，主要由古元古宙的表壳岩和花岗岩侵入体组成。矿区出露地层有吕梁群裴家庄组和袁家村组，古生界寒武-奥陶系，新生界第三系和第四系。吕梁群自下而上可划分为袁家村组、裴家庄组、近周峪组和杜家沟组。袁家村铁矿赋存于袁家村组的含铁岩系中，受严格层位控制。含铁岩
3、系主要由绿泥片岩、绢云绿泥片岩、磁铁石英岩、滑石镁铁闪石片岩、变质石英砂岩组成。从吕梁地区岚县北村到尖山罗家岔，袁家村组含铁岩系沿北北东-北东东向呈 L 形带状分布， 走向延长 44 km， 宽 1.4 km。 剖面上矿体呈单斜层， 但矿层中紧密褶曲很发育。 矿区出露的岩浆岩较少，主要有变闪岩和片麻状花岗岩两种。变闪岩多呈脉状侵入矿体，一般宽数米到百余米，岩石粒度较细，与斜长角闪岩相似，变形较弱，呈致密块状，边部片理发育，破坏矿体的整体性。 矿床可分 3 个矿带，17 个矿体，其中以矿带最重要。矿带全长 5 000 m，宽 200600 m，由 7 个矿体组成。走向北北东，倾向南东，倾角 70
4、80 ，其中 80.7%储量集中在 10 号矿体中。该矿体长 2 600 m，平均厚 154.6 m，平均延深 612.1 m。矿体整体变形较弱，局部可见较强的柔皱，靠近地表矿石氧化程度增强，矿体与变闪岩的接触界线截然，片岩类岩石与矿体的接触为渐变接触，靠近矿体的部分片理化加强，矿体中可见有后期石英或者方解石脉的穿插，结晶较粗大。 矿石矿物以磁铁矿为主，此外有少量赤铁矿、镜铁矿、针铁矿、褐铁矿等。脉石矿物以石英为主，还有较少的铁碧玉、绿泥石、白云石和方解石等。硫化物可见极少量的黄铁矿。矿物多呈自形、半自形或他形， 具粒状变晶结构。 矿石一般具微条带-中等条带状构造， 富铁和富硅条带交互形成韵律
5、层， 条带宽 0.15 mm。 2 矿石地球化学 矿石中磁铁矿电子探针分析测试结果表明，磁铁矿除 w(FeO) 高(均值为 89.41%)外，其余含量均低，130 矿 床 地 质 2012 年 其中MnO、 NiO、 ZnO、 TiO2、 K2O 含量尤其低(0.01%)。 矿石主量元素结果显示主要的氧化物是w(TFe2O3)(所有的铁按照 Fe3+计算)和 w(SiO2)，分布范围分别为 45.83%54.91%和 44.28%52.71%。w(MgO)、w(CaO)具有相似的变化趋势，分别为 0.107%1.360%和 0.135%2.08%。矿石中的 Al2O3 (0.029%0.119
6、%)、Na2O (0.002%0.023%) 、 K2O (0.003%0.017%) 、 MnO (0.014%0.043%) 、 TiO2 (0.005%0.298%) 、 P2O5 (0.063%0.114%)的含量很低，平均含量都未超过 0.1%。 矿石中的微量元素很低，一般小于 1010-6，Zr、Hf、Th、Sc 的含量尤其低，小于 1.510-6；w(Co)、w(Zn) 依次为 2.0110-63.3710-6和 2.2810-66.4410-6，w(V)、w(Sr)、w(Ba)较高，变化范围较大，分别为 4.2310-613.0410-6、6.8210-620.3810-6、1
7、.9610-611.5310-6。矿石中总稀土元素含量(REE+Y)为 6.4210-622.6610-6，变化范围较大，均值为 10.6110-6。轻、重稀土元素比值(La/Yb)PAAS小于 1，为 0.10.72；Eu 的异常值（Eu/Eu*PAAS）均大于 1，最小为 1.60，最大为 2.80；Ce/Ce*PAAS的值在1 左右变动，为 0.771.15；Pr/Pr*PAAS的值基本小于 1，为 0.841.05；Y/Ho 的值变化范围较大，从 27.39变化到 34.41。 3 矿床成因探讨 3.1 磁铁矿成因分析 磁铁矿在自然界中分布广泛，可形成于许多地质环境中，其地球化学成分的
8、变化可对磁铁矿的成因提供一些指示意义。本次分析的磁铁矿中 Ti 含量很低(0.01%)，说明磁铁矿可能为沉积变质成因；不同粒度的磁铁矿经过对比分析，基本无差异，同时结合野外和镜下特征，我们可推测磁铁矿是原始沉积的产物，与前人的结论一致。 3.2 成矿物质来源 袁家村铁矿中 Al2O3和 TiO2的含量、不相容元素如 Th、Hf、Zr、Sc 等的含量非常低，且 Al2O3和 TiO2之间(r=0.2)、Zr 和Y/Ho 之间(r=-0.3)等缺乏相关性，说明陆源物质的混染基本可以忽略。袁家村铁矿样品具有一致的 La 的正异常(La/La*PAAS=1.052.44)、Eu 的正异常(Eu/Eu*
9、PAAS=1.62.8)，轻稀土的亏损，重稀土的富集(La/Yb*PAAS =0.10.72)，Y 的异常(Y/Y*PAAS)除一个样品(WY10)略小于 1 外，其余样品均大于 1，为 1.041.33，这些特征说明了袁家村铁矿是由海水和高温热液相互混合而成的。袁家村铁矿样品之间的Eu 的异常值存在变化，不可能是由于 Eu 元素在后期的过程中活化小范围迁移造成的。 3.3 大氧化事件与袁家村铁矿的关联 袁家村铁矿形成于大氧化事件期间或其后， 其稀土特征可能会对大氧化事件有所纪录。袁家村铁矿 BIF显示部分 Ce 的正异常，较小的 Y/Ho 值(27.3934.41)，且 Ce 异常 (Ce/Ce*PAAS=0.841.05)和 LREE/HREE（(Pr/Yb)PAAS=0.120.72）值等的变化范围，明显与大氧化事件之前的铁建造特征不同，与国外古元古代晚期铁建造特征相同，反映了大氧化事件对大气与海洋状态和化学成分的重要影响，说明了 2.32.1 Ga 的海洋是氧化还原状态分层的水体。袁家村铁矿 BIF 显示不同的稀土元素特征，表明 BIF 沉淀可能同时发生于水体的氧化还原过渡带或下部的厌氧水体中。 参 考 文 献（略）
