【辽宁省弓长岭铁矿富矿成因初探】 弓长岭铁矿

　　【摘要】辽宁省弓长岭铁矿具有丰富的铁矿资源储备，且富矿广泛分布。多年来该区的富矿成因存在诸多争论，本文认为，辽东地区在太古代既进入了地幔热柱演化阶段，而弓长岭地区大量铁质的来源正是该时期由地幔热柱上涌所带来的，深源铁元素以气态—气液混合态—含矿流体的形式，通过地幔热柱→地幔亚热柱→幔枝构造→有利构造扩容带，后经历里漫长的侵蚀作用，铁质呈层状沉积下来，再次接受沉降作用，直到燕山期地幔热柱再次活动，将深部形成于太古代的沉积变质铁矿抬升至地表，期间伴随着复杂的构造运动以及岩浆热液的侵入，对先前的沉积变质铁矿床进行了改造、叠加、富集，最终形成了如今铁矿床多层分布，贫铁矿与富铁矿互层分布的特征。
　　【关键词】地幔热住；幔枝构造；弓长岭铁矿
　　1.概述
　　弓长岭铁矿作为我国著名的鞍山式铁矿（条带状含铁石英岩）的命名地，其铁矿资源蕴藏丰富，但由于经历了复杂的地质作用，地质地貌产生了巨大的变化，以至于对它的成矿规律有着各种各样的看法，在主要富矿的成因上各有不同的见解，诸如“岩浆热液富化说”、“变质热液富化说”、“气化变质热液富化说”以及“混合岩化热液富化说”等。
　　前人的研究成果就有广泛的借鉴意义，但仍有一些值得深入探讨的问题，铁矿为何出现贫富互层，矿床为何多层分布，巨量铁质从何而来？这些问题对于研究该去富矿成因具有重要意义。
　　在认真学习已有成果的基础上，试图从地幔热柱多级演化的角度来探讨弓长岭地区的上述问题。
　　2.区域地质背景
　　弓长岭铁矿床位于华北地台胶辽台隆太子河—浑江台陷辽阳—本溪凹陷。区内出露地层有太古界鞍山群、下元古界辽河群、上元古界青白口系、震旦系、古生界寒武系、奥陶系及新生界第四系（图1）。
　　3.各观点概论与比较
　　研究表明，该区磁铁富矿多产于贫矿之中，产状受地层控制，只有少部分出现穿插关系，矿物种类与贫矿相似，以及下含铁带也有富化及蚀变矿物等，说明富矿是在原有物质基础上改造而成的。岩浆热液富化说”、“变质热液富化说”、“气化变质热液富化说”、“混合岩化热液富化说”等理论，其都认为富铁矿层是沉积变质的含铁石英岩经后期热液叠加而成。但在本区热液性质，来源以及它对富矿形成所起的作用存在争议，且都没有很好的解释大量铁质如此集中的物质来源问题。
　　有学者利用气液包裹体的研究从该区热液的温度、盐度、成分等若干条件出发，得出该区热液活动具有多期性，且与富矿有关的热液主要是变质热液[1]。
　　其观点认为，弓长岭磁铁富矿的成因应是在原生沉积就比较富的基础上，经过区域变质作用，和变质作用产生的变质热液改造而成。即原始含铁硅质沉积，经受早期区域变质作用，岩石脱水，形成较富的含铁石英岩，同时形成以第一组包裹体为代表的变质热液。随着区域变质作用的发展，含铁石英岩重结晶，物质发生重新分配，磁铁矿及硅质相对集中，并形成第二组包裹体为代表的晚期热液（图2）。由于含铁石英岩及角闪岩中各种矿物的分解，变质热液中就富含了Mg、Ca、Na、Cl、SO4，等组分。热液在有利的构造地段交代围岩，形成镁铁闪石、石榴石等蚀变矿物。在此同时，热液得到从围岩中提供的碱份使石英溶解，在挤压带被分离出来形成石英团块，而铁质更加富集，形成磁铁富矿[1]。
　　该观点很好的解释了热液元素与围岩元素特征相似，大范围内及垂向上岩石均一温度相近的原因，然而其研究深度只有在在垂向400m的方向上，且没有明确变质热液的来源问题，随着勘探深度的加深，及研究的进一步深入，有人进一步的完善了变质热液说的观点，也有人提出了更多的不同观点。
　　其中有部分学者提出，富铁矿中铁质来源于磁铁石英岩，成矿热液来源既有变质热液又有岩浆热液[2]。
　　富铁矿均产于条带状磁铁石英岩矿层中两者的磁铁矿在矿物化学成份上、矿物物理性质上都基本相同，都接近于纯磁铁矿的特征。表明二者在物质成份上的继承性，说明富铁矿的成矿物质是来自于条带状铁矿。
　　富铁矿石中的石英包裹体内从未见到磁铁矿子晶，说明成矿热液并没有另外带来铁质。
　　还有人提出，成矿热液是混合岩化的产物，而不是深部岩浆侵入的晚期产物；富矿成矿作用与混合岩化作用密切相关[3]。
　　白云母化的存在，表明本区的绿泥石化不同于一般的热液蚀变，富矿的形成是在富钾的、温度偏高的条件下进行的，可以看出整个热液蚀变过程持续的时间是漫长的，温度也是较高的。富矿形成以后的热液活动也是频繁的，表现为黄铁矿脉、石英脉和碳酸盐脉的广泛发育。
　　富矿的铁质来自贫矿。但这种铁质迁移，并不能用简单的贫矿就地变质分异来解释。因为通过定量计算表明，已变为富矿及其蚀变岩石（假设此蚀变岩石全由贫矿所变来）范围内的贫矿中的含铁量，远不能与富矿的含铁量相平衡，更不用说蚀变岩石中也需要多量的铁质。
　　4.幔枝构造对成矿作用的影响
　　在华北地幔热柱外围展布有一系列三级幔枝构造[4]。辽宁的慢枝构造可初步划分为4个：绥中慢枝构造：辽东南慢枝构造；建平一阜新慢枝构造；西丰幔枝构造[5]。而弓长岭地区恰好位于辽东南慢枝构造的边缘（图3）。
　　辽东南幔枝构造位于辽宁省东南部，太子河一浑江台陷以南的广大地区。该慢枝具有多期活动的特点。现今的辽东南慢枝表现为慢枝构造中、晚期发展阶段的特征[5]。
　　其早在太古宙就进入了幔枝构造演化阶段，沿辽东裂谷大量侵入基性岩株，而弓长岭地区大量铁质的来源正是该时期由地幔热柱上涌所带来的，深源铁元素以气态—气液混合态—含矿流体的形式，通过地幔热柱→地幔亚热柱→幔枝构造→有利构造扩容带，后经历里漫长的侵蚀作用，铁质呈层状沉积下来，再次接受沉降作用，直到燕山期受太平洋板块对欧亚板块碰撞俯冲的影响，地幔热柱再次活动，将深部形成于太古宙的沉积变质铁矿抬升至地表，期间伴随着复杂的构造运动以及岩浆热液的侵入，对先前的沉积变质铁矿床进行了改造、叠加、富集，最终形成了如今铁矿床多层分布，贫铁矿与富铁矿互层分布的特征。
　　参考文献：
　　[1] 施继锡，李本超.根据鞍本地区包裹体研究试论弓长岭磁铁富矿的成因.地球化学.1980.1：43-53.
　　[2] 郑柱，蓝海洋.弓长岭富铁矿床地质特征及成因探讨[J]. 现代矿业，2009，480（4）：67-70.
　　[3] 王福利.浅谈鞍山式富铁矿地质特征及找矿方向[J].吉林地质，2008，27（2）：45-51.
　　[4] 牛树银，孙爱群，马宝军等.华北东部地幔热柱的特征与演化.中国地质.2010，37（4）：931-942.
　　[5] 白永俊，夏洪宝，赵艳秋.辽宁地区的慢枝构造.地质找矿论丛.2003.
　　图3 辽宁地区粗枝构造分布图（白永俊等，2003）

推荐访问:长岭 富矿 辽宁省 成因