辽宁弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩的岩石矿物学特征_刘明军.pdf

2012 年 12 月 December 2012 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 31，No． 6 1067 ～1076 收稿日期 2012 －02 －20; 接受日期 2012 －08 －20 基金项目 国家重点基础研究发展计划 973 计划 项目子课题“沉积变质型铁矿成矿环境与富矿形成机制” 2012CB416801 ; “我国北方沉积变质型岩浆型铁矿富矿成矿地质作用研究” 项目 201111002 ; 国土资源部 公益性行业科研专项经费项目之课题 “辽宁弓长岭沉积变质型铁矿科学基地研究” 200911007 －15 ; 中国地质大调查项目 “辽冀地区沉积变质型铁矿控矿因素和勘查技术方法组合优选” 1212011120988 作者简介 刘明军， 硕士研究生， 矿物学、 岩石学、 矿床学专业。E- mail liumingjun2012163． com。 通讯作者 李厚民， 研究员， 长期从事铁矿床研究工作。E- mail lihoumin2002163． com。 文章编号 02545357 2012 06106710 辽宁弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩的岩石矿物学特征 刘明军1， 2，李厚民1*，李立兴1，杨秀清1， 2，姚良德3，洪学宽3，陈靖1 1． 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037; 2． 地质过程与矿产资源国家重点实验室，中国地质大学 北京 地球科学与资源学院，北京100083; 3． 辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院，辽宁 鞍山114002 摘要 辽宁弓长岭铁矿床二矿区是我国最重要的鞍山式沉积变质型富铁矿床。不同于鞍山本溪地区其他 贫铁矿床， 弓长岭铁矿二矿区富铁矿体的附近分布有大量的类矽卡岩， 这些类矽卡岩与富铁矿体具有密切的 成因联系。本文在野外和岩相学研究的基础上， 选择弓长岭二矿区类矽卡岩的岩相学、 矿物学、 矿物化学特 征进行了研究。结果表明 类矽卡岩可分为石榴石岩、 绿泥石岩、 含石榴石绿泥石岩、 含磁铁矿阳起石岩四种 类型; 类矽卡岩矿物中石榴石端员组分以铁铝榴石为主， 角闪石属于钙角闪石系列中的透闪石， 绿泥石属于 蠕绿泥石。类矽卡岩和富铁矿是由热液交代改造磁铁贫矿形成的， 二者是同一期热液活动的产物。 关键词 类矽卡岩; 富铁矿床; 矿物学特征; 弓长岭 中图分类号 P619． 221; P597． 3文献标识码 A Petrological and Mineralogical Characteristics of the Skarnoid in No． 2 Mining Area of the Gongchangling Iron Deposit，Liaoning，China LIU Ming- jun1， 2，LI Hou- min1*，LI Li- xing1，YANG Xiu- qing1， 2，YAO Liang- de3， HONG Xue- kuan3，CHEN Jing1 1． Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resource Assessment，Institute of Mineral Resources， Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China; 2． State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources，Faculty of Earth Science and Resources，China University of Geosciences Beijing ，Beijing100083，China; 3． Institute of Geological Exploration，Liaoning Metallurgical Geological Exploration Bureau， Anshan114002，China Abstract Located in Anshan- Benxi area，the No． 2 mining area of the Gongchangling iron deposit is the most important producer of high- grade Fe ores in Anshan- type diagenetic- metamorphic banded iron ation． Unlike the widespread low- grade iron ores hosted in other banded iron ations of the Anshan- Benxi area，there is a large amount of skarnoid occurring close to the high- grade ores in the No． 2 mining area of the Gongchangling iron deposit． The high- grade ore bodies have a close genetic relationship with skarnoid． In order to investigate the mineralization of high- grade ore，this study presents the petrological and mineralogical characteristics of the skarnoid． The skarnoid was divided into four types，including garnet- rich type，chlorite- rich type，garnet chlorite- rich type and magnetite- actinolite- rich type． Electron microprobe data shows that the garnet member is dominated 7601 ChaoXing by almandite，the amphibole is tremolite in series with calci amphiboles and the chlorite is prochlorite． The skarnoid and high- grade ores were ed by hydrothermal interaction with low- grade ores，which were products of the same hydrothermal activity． Key words skarnoid; high- grade iron deposit; mineralogical characteristics; Gongchangling 辽宁弓长岭铁矿床是产出于太古宙绿岩带中的 大型沉积变质型铁矿床， 其二矿区产出我国最重要 的磁铁矿富矿， 累计探明资源储量达 1 亿多吨， 其中 5000 万吨为近年深部钻探新发现的矿石量 ［1 ］， 其全 铁 TFe 品位可达 50， 对其成因进行研究具有重 要的理论和实际意义。前人在 20 世纪 90 年代以前 对弓长岭二矿区富铁矿的成因开展了大量研究工 作， 但仍存在较大争议。鞍山本溪地区是我国最 重要的沉积变质型铁矿矿集区， 但仅弓长岭铁矿床 二矿区发育较大规模的富铁矿床。作者野外工作发 图 1弓长岭铁矿二矿区地质图 据文献［ 2］ 修改 Fig． 1Geological map of No． 2 diggings of Gongchangling iron deposit modified from reference［ 2］ 1第四系; 2下奥陶统; 3上下混合岩; 4硅质岩层; 5斜长角闪岩层; 6黑云变粒岩 K 层 ; 7钠长角闪岩、 绿泥角闪片岩; 8绿泥云母片岩、 绿泥角闪片岩; 9底部角闪岩; 10磁铁富矿; 11条带状磁铁石英岩; 12类矽卡岩; 13长英岩脉; 14实测及推测 断层; 15横向断层; 16勘探线。 现， 与鞍山本溪其他矿区不同的是， 弓长岭铁矿床 二矿区的富铁矿体边部常发育与之密切共生的由石 榴石、 角闪石、 绿泥石、 石英等矿物组成的蚀变岩石， 因其矿物组合与矽卡岩类似， 本文称之为类矽卡岩。 本文以与富铁矿体密切共生的类矽卡岩为研究对 象， 对这些类矽卡岩的岩石学、 矿物学、 矿物化学进 行了系统研究， 探讨了富铁矿的成因。 1成矿地质特征 弓长岭铁矿床二矿区出露太古宙鞍山群茨沟组 图 1 ， 由一套变质火山沉积岩系组成， 主要分为下 含铁岩系、 K 层和上含铁岩系。根据铁矿层的顶底 板围岩划分出 6 层铁矿， 其中下含铁岩系主要由 Fe1 铁矿层、 斜长角闪岩和 Fe2 铁矿层组成; K 层主 要由黑云变粒岩和 Fe3 铁矿层组成; 上含铁岩系主 要由斜长角闪岩、 绿泥石榴岩和 Fe4、 Fe5、 Fe6 铁矿 层组成， 并在 Fe6 铁矿层有大量的磁铁富矿产出。 弓长岭铁矿床二矿区分为 Fe1、 Fe2、 Fe3、 Fe4、 Fe5、 Fe6 六个主要铁矿层， 分为贫矿体和富矿体， 矿 体多呈似层状、 透镜状分布， 富矿体主要产出在 Fe6 铁矿层， 集中在 10 线、 15 线、 25 线附近， 而这里也恰 恰是类矽卡岩集中出露的区域。贫矿的赋矿围岩以 斜长角闪岩、 黑云角闪变粒岩为主， 富矿的赋矿围岩 以类矽卡岩、 贫矿为主。矿石以磁铁贫矿和磁铁富 矿为主， 条带状、 块状构造， 细粒或粗粒结构。磁铁 贫矿主要由磁铁矿、 石英、 少量角闪石等组成。磁铁 富矿主要由磁铁矿和少量的石英、 阳起石组成。 2类矽卡岩的空间分布 弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩主要沿 Fe6 富矿层 位附近的走向断层分布 图2 ， 呈似层状或透镜状， 与 富矿体和贫矿层产状一致。在实测剖面上类矽卡岩具 分带特征， 由富矿向外分别为 镁 铁闪石岩、 镁 铁闪 石石榴石岩、 石榴石绿泥岩、 绿泥岩和阳起石岩。 8601 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2012 年 ChaoXing 图 2弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩与富矿空间分布图 据文献［ 3］ 修改 Fig． 2Distribution map of skarnoid and high- grade ores of No． 2 diggings of Gongchangling iron deposit modified from reference［ 3］ 1上混合岩; 2硅质岩层; 3混合岩脉; 4类矽卡岩 蚀变岩 ; 5上角闪岩; 6黑云母石英钠长变粒岩 K 层 ; 7中部片岩; 8底部片岩; 9底部角闪岩; 10下混合岩; 11高炉富矿; 12磁铁石英岩; 13平炉富矿。 3矽卡岩的岩石学特征 通过对弓长岭铁矿二矿区的实地考察， 本文认 为该矿区出露的类矽卡岩可以至少分为四种类型， 具体分述如下。 1 含磁铁矿阳起石岩 图 3a 呈脉状、 似层 状产出于富矿体顶底板， 与富矿体界线截然， 局部也 有渐变过渡趋势。含磁铁矿阳起石岩矿化明显， 剖 面上 图 2a 从左至右依次为大理岩、 类矽卡岩、 富 矿体、 类矽卡岩、 片岩。剖面上含磁铁矿阳起石岩厚 度约为 20 cm， 呈黄绿色， 块状构造， 中细粒结构， 由 阳起石、 碳酸盐矿物、 磁铁矿和石榴石组成， 其中阳 起石和碳酸盐矿物含量可达 95。 2 含石榴石绿泥石岩 图 3b ～3e 呈似层状 产在富矿体顶底板的绿片岩带内或者直接以富矿体 围岩的形式出现， 也可以呈脉状产出在富矿层间的 构造虚脱部位， 与富铁矿接触界线截然。含石榴石 绿泥石岩均有磁铁矿化， 分带性不明显， 个别类矽卡 岩从近矿到远矿， 随石榴石的含量降低含矿性亦随 之降低。含石榴石绿泥石岩呈浅绿 － 褐色， 块状构 造， 粗粒结构， 主要由中粗粒的石榴石 ＜10 、 透 闪石 ＜ 10 、 阳起石 ＜ 10 、 绿泥石 50 ～ 60 、 石英 ＜10 、 磁铁矿 ＜5 组成。 3 石榴石岩 图 3f ～ 3h 呈似层状产出在富 矿体的顶底板， 与富矿体界线截然， 局部呈渐变过 渡， 石榴石岩矿化明显。石榴石岩呈褐色、 棕红色， 块状构造， 粗粒结构， 主要由粗粒的石榴石 80 ～ 90 和少量的石英 ＜5 、 磁铁矿 ＜5 组成。 石英、 磁铁矿多分布于石榴石的间隙中， 石榴石的晶 型完好， 颗粒粗大， 主要分布在 10 线附近。 4 绿泥石岩 图 3i 呈脉状穿插于条带状铁 矿体中， 矿化明显， 与矿体界线截然， 明显晚于贫铁 矿体形成; 接触处磁铁矿条带明显变富， 去硅现象 明显。绿泥石岩呈深绿色， 条带状构造， 中细粒结 构， 主要由绿泥石 80 ～90 和磁铁矿 ＜10 组成， 主要分布在 4 线附近。 4类矽卡岩的矿物学特征 石榴石有两种， 一种是颗粒较粗大， 呈肉红色、 深红色， 半自形 － 它形粒状， 不具环带结构， 矿物颗 粒最长可达 4． 0 cm， 这种石榴石常被绿泥石、 黑云 母沿裂隙进入交代 图 4d、 4e、 4h ， 常见石英颗粒分 布于石榴石内部。另外在石榴石内部偶见包裹的非 均质石榴石， 在较干净的石榴石中也可见含磁铁矿 矿物沉点 图 4g 。在石榴石与磁铁矿接触处， 石榴 石呈骸晶状， 包裹大量石英; 另一种石榴石颗粒较 小， 呈浅灰褐色， 呈半自形 － 它形粒状， 粒径多数在 0． 1 mm 左右， 可见石榴石与透辉石、 磁铁矿呈条带 分布 图 4a 。含石榴石的岩石类型有石榴石岩和 含石榴石绿泥石岩。 辉石多呈浅灰绿色， 半自形 － 它形板状， 粒径为 0．2 mm 左右。辉石可见辉石式解理， 但不明显， 蚀变 严重。辉石与石榴石、 磁铁矿常组成条带 图4b 。 绿泥石多呈深绿色 － 黄绿色， 半自形 － 它形板 状， 粒径多为 2 cm 左右， 具有较强的多色性， 正中突 起。镜下可见绿泥石呈网脉状穿插交代石榴石 图 4d、 4e ， 常与黑云母、 碳酸盐、 绿帘石等蚀变矿物一 9601 第 6 期刘明军， 等 辽宁弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩的岩石矿物学特征第 31 卷 ChaoXing 图 3弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩岩石学特征 Fig． 3Petrological characteristics of skarnoid of No． 2 diggings of Gongchangling iron deposit a 野外剖面， Fe6 层富矿体顶板的大理岩、 类矽卡岩、 富矿体、 类矽卡岩; b 斜长角闪岩顶板的含石榴石绿泥石岩; c 产出于富矿体 内部构造虚脱部位的含石榴石绿泥石岩; d 含石榴石绿泥石岩与富矿石界线截然; e 井下采区含石榴石绿泥石岩产出于富矿体的顶 底板; f 矿化石榴石岩; g 含石英的矿化石榴石岩; h 含粗晶磁铁矿的石榴石岩; i 绿泥石岩。 起分布在磁铁矿附近。含绿泥石的岩石类型有含石 榴石绿泥石岩和绿泥石岩。 角闪石多呈浅黄褐色、 淡灰色， 呈半自形针状， 粒径为 0． 2 mm 左右， 正中突起。部分角闪石可见 闪石式解理。角闪石以透闪石为主 图 4l ， 次为阳 起石。含角闪石的岩石类型有含石榴石绿泥石岩、 含磁铁矿阳起石岩、 石榴石岩及绿泥石岩。 黑云母呈黄绿色， 呈自形 － 半自形板状， 粒径多 为 0． 5 mm 左右。黑云母常与绿帘石、 绿泥石、 电气 石、 石榴石组成类矽卡岩， 并与磁铁矿密切共生。黑 云母常沿石榴石裂隙分布， 并交代石榴石， 有时为石 榴石的交代前锋， 穿插石英 图 4c、 4h、 4i 。 磁铁矿呈黑色， 自形 － 半自形粒状、 粒径多为 0． 2 mm 左右。主要分布在石榴石内部和石榴石的 间隙中， 可见晶型完整的磁铁矿， 有的以矿物沉点的 方式分布在石榴石的内部 图 4d ～4g 。 石英呈灰白色， 自形 － 半自形粒状， 粒径多为 0． 1 mm 左右。主要产出在石榴石的内部和间隙中， 可见石英颗粒在石榴石内部定向排列 图 4j、 4k 。 5类矽卡岩的矿物化学特征 对采自矿区的 9 件样品 8 件类矽卡岩和 1 件 富含磁铁矿的类矽卡岩样品 中的石榴石、 角闪石、 绿泥石等单矿物进行了电子探针分析。电子探针分 析在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验 室完成。仪器为 JXA － 8800R 型电子探针， 测试加 速电压 20 kV， 束电流 20 nA， 束斑直径 5 μm。 弓长岭铁矿床中 5 件石榴石的电子探针分析结 果见表1。计算得出的石榴石的端员组分以铁铝榴 石 Alm 为主如图 5 所示， 其变化范围为 83． 13 ～ 90．24， 平均值为86．90， 其次是镁铝榴石 Pyr 和 0701 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2012 年 ChaoXing 图 4弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩矿物特征 Fig． 4Mineralogical characteristics of skarnoid of No． 2 diggings of Gongchangling iron deposit a 含少量蚀变透辉石的类矽卡岩， 正交偏光; b 含少量蚀变透辉石的类矽卡岩， 单偏光; c 由石榴石、 电气石和云母组成的类矽 卡岩， 单偏光; d 在石榴绿泥岩中绿泥石穿插交代石榴石， 单偏光; e 由石榴石、 绿泥石、 石英和磁铁矿组成的绿泥石榴石岩， 单偏光; f 富铁石榴石内部的透辉石， 单偏光; g 石榴石内部的磁铁矿沉点， 单偏光; h 石榴石穿插交代石英， 黑云母为其交代前锋， 单偏 光; i 由石榴石、 黑云母和石英组成的类矽卡岩， 单偏光; j 由绿泥石、 绿帘石和少量石英组成的绿泥石岩， 单偏光; k 由绿泥石、 黑云母、 石英和磁铁矿组成的类矽卡岩， 单偏光; l 类矽卡岩中的透闪石。Grt石榴石; Mag磁铁矿; Di透辉石; Chl绿泥石; Bi 黑云母; Tur电气石; Tr透闪石; Ep绿帘石; Q石英。 钙铁榴石 And ， 其变化范围分别为 6． 99 ～ 12．26和 1． 91 ～ 5． 20， 变化范围都小于 20。 矿区内石榴石较粗大却不具有环带结构， 电子探针数 据显示， 石榴子石的成分波动较小， 变化规律不明显。 弓长岭铁矿床中 6 件角闪石电子探针分析结果 见表 1， 结果显示类矽卡岩中的角闪石以透闪石为 主， 在类矽卡岩及类矽卡岩内部的富铁矿中均有出 现。根据 Leake 等 ［5 ］对角闪石的分类， 所测角闪石 除 1 个点为镁角闪石外， 其他的都为钙角闪石系列， 并且都落在透闪石区域， 其化学组成为 w Al2O3 0. 26 ～3. 09， 平均值为 1. 51; w TFeO 3. 47 ～ 11. 21， 平均值为 8. 01; w MgO 1701 第 6 期刘明军， 等 辽宁弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩的岩石矿物学特征第 31 卷 ChaoXing 16. 49 ～22. 18， 平均值为 19. 13; w CaO 11. 59 ～1252， 平均值为12. 19; w Na2O 015 ～ 0. 57; 平均值为 0. 32。w Al2O3 的 化学组成变化较大主要是由于氧化还原条件的改变 导致不同程度的 AlⅥSi←→ Na，K 的置换作 用 ［6 －7 ］， w TFeO 的化学组成变化较大主要是因为 Fe、 Mg 呈类质同象相互置换所致， 所以 w TFeO w MgO 的值基本在 26左右。 表 1弓长岭铁矿床二矿区石榴石和角闪石电子探针分析结果及阳离子数和端员组分 Table 1Electron microprobe analyses and end members of the representative garnet and hornblende of No． 2 diggings of Gongchangling iron depositwB/ 组分 GCL2- 54 - 1．1 Grt GCL2- 54 - 1．3 Grt GCL2- 67 - 1． 2 Grt GCL2- 71 - 1．1 Grt JX- 13 - 1．1 Grt 组分 GCL2- 36 - 1．1 Hb GCL2- 37 - 1．2 Hb GCL2- 37 - 1．1 Hb GCL2- 49 - 1．3 Hb GCL2- 49 - 1．2 Hb GCL2- 52 - 1．1 Hb SiO237．0637． 5537．137． 0536．65SiO255．9653．7552．7657．0156．7948．38 TiO20．040．030．0200．02TiO20．010． 040．010．040． 090．22 Al2O320．1620． 2520． 8920．120．06Al2O30．262． 563．090．581． 088．65 Cr2O30．020．020．020．030Cr2O300．390．180．030． 040．27 FeOT39．863940． 3439． 8841．92FeOT10． 711．2111．023．653．4710．59 MnO0．090．040．241．090．43MnO0．210． 280．340．210． 120．14 MgO2．883． 12． 322．481．75MgO17．8816． 9416．4922．1422．1815． 9 CaO0．861．590． 70． 20．63CaO12．3712． 0211．5912．5212．4310．96 Na2O00000Na2O0．150． 470．570．180． 251．32 NiO0．030000NiO0．050． 070．060．010． 080．06 K2O00000K2O0．080． 030．05000．13 V2O300．030．030．020．03V2O300．0100．0100 总和101． 01101． 6101． 68100． 84101．5总和97．6897．7796．1796．3796．5496．62 Si2．982．992．9832．97以 23 个氧原子为标准计算的阳离子数 Ti00000Si7．967．717．687．957．97．04 Al1．911． 91． 981．921．92AlⅣ0．040． 290．320．050．10．96 Cr00000AlⅥ0．010． 140．210．050． 080．52 Fe3 0．10． 10．040．080．11Ti00000． 010．02 Fe2 2．592． 52． 672．612．73Fe3 0．960． 860．860．430．40．6 Mn0．0100． 020．070．03Fe2 0．310． 480．48000．69 Mg0．350．370．280． 30．21Mn0．020． 030．040．020． 010．02 Ca0．070．140．060．020．05Mg3．793． 623．584．64．63．45 Ura0．070．050．070．090Ca1．891． 851．811．871． 851．71 And4．755．031．914．235． 2Na0．040． 130．160．050． 070．37 Pyr11．4612． 269． 199．956．99K0．0100．01000．02 Spe0．190．090．552．480．97总和15．0415．1415．1415．0215．0315．4 Gro－2．36－0． 550． 02－3．75－3．4SiT*7．967． 717．687．957．97．04 Alm85．8883． 1388． 2687． 0190．24AlT0．040． 290．320．050．10．96 AlC0．010． 140．210．050． 080．52 Fe3 C 0．960． 860．860．430．40．6 TiC00000． 010．02 MgC3．793． 623．584．524． 513．45 Fe2 C 0．240． 360．36000．41 MnC000000 Fe2 B 0．070． 120．12000．28 MnB0．020． 030．040．020． 010．02 CaB1．891． 851．811．871． 851．71 NaB0．0100．030．050． 070 CaA000000 NaA0．030． 130．130．050． 070．37 KA0．0100．01000．02 注 Grt 为石榴石; Hb 为角闪石; FeOT为全铁; Ura 为钙铬榴石; And 为钙铁榴石; Pyr 为镁铝榴石; Spe 为锰铝榴石; Gro 为钙铝榴石; Alm 为 铁铝榴石。Sum 为阳离子总量; T 为 Si、 Al、 Cr3 、 Fe3 、 Ti4 ; C 为 T 中多余的 Al、 Cr3 、 Fe3 、 Ti4 和 Mg、 Fe2 、 Mn; B 为 C 中多余的 Fe2 、 Mn、 Mg、 Ca、 Na; A 为 B 中多余的 Na 和全部的 K。 2701 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2012 年 ChaoXing 弓长岭铁矿床中 4 件样品的绿泥石都以蠕绿泥 石为主， 电子探针分析结果见表 2。绿泥石 的 w Na2O K2O CaO 通常作为判别其成分是否遭 受混染的判别标准 ［8 －10 ］。因此， 可以采用 w Na 2O K2O CaO ＜ 0. 5 来剔除电子探针分析过程中 产生的误差。经过计算分析结果完好， 无混染。绿 泥石化学组成如下 w MgO 12. 70 ～ 14. 25， 平均值为 13. 53; w Al2O3 20. 72 ～23. 00， 平均值为 21. 80 ; w SiO2 24. 09 ～ 25. 17， 平均值为 2457; w FeO 26. 17 ～ 29. 54， 平均值为 27. 60。其中， 铁、 镁含量总体变化不大， 但呈现出此消彼长的趋势， 主要是由于它们在绿泥 石中呈类质同象， 相互置换的结果; 而钾、 钠、 钙的 含量总体较低， 说明了绿泥石化的蚀变程度。根据 王濮等 ［11 ］对绿泥石的分类， 所测绿泥石主要为富铁 种属的蠕绿泥石 铁绿泥石 。 辉石和磁铁矿电子探针分析结果见表 2。弓长 岭铁矿类矽卡岩矿物中辉石为斜顽辉石 － 斜铁辉石 系列的斜紫苏辉石， 其端员组分为 Wo 为 0. 03， En 为 41. 75， Fs 为 58. 02。 磁铁矿化学成分为 w FeOT 为 92. 63 ～ 94. 91， w SiO2 为 000 ～ 003， w P2O5 为 0. 01 ～ 003， w TiO2为 000 ～ 006， w MnO 为 001 ～002， w MgO 为 000 ～ 001， w CaO 为 000 ～006， FeOT与 SiO2、 P2O5呈现负相关， 与 TiO2呈现正相关， 说明酸性环境 不利于磁铁矿的形成， 磁铁矿纯度较高， 其他组分 含量较低。 表 2弓长岭铁矿床二矿区绿泥石、 辉石和磁铁矿化学成分的电子探针分析和绿泥石主要参数的计算结果 以 14 个氧原子为标准 Table 2Electron microprobe analyses of chlorites，pyroxene，magnetite and calculating results of main elements in chlorite of No. 2 diggings of Gongchangling iron deposit based on 14 oxygen atomswB/ 组分 GCL2- 53 - 1. 2 Chl GCL2- 54 - 1． 2 Chl GCL2- 67 - 1． 1 Chl GCL2- 71 - 1．4 Chl 组分 GCL2- 71 - 1．2 Px GCL2- 37 - 1．3 Mag GCL2- 54 - 1．6 Mag GCL2- 49 - 1．1 Mag Na2O0．030．0100SiO252．950． 0200．03 MgO14．2514． 1313．0412．7TiO200． 010．060 Al2O322．292321．1720．72Al2O30．3500．230 SiO2 24．4524． 0924．7725．17FeOT31．7993．5694．9192． 63 CaO0．030．010． 020．08MnO0．160．020．010．02 P2O50．04000．01MgO13．16000．01 K2O000． 010．01CaO0．020．0600 FeO26．2726． 1728．4229．54 Na2O 0．050． 0200．01 MnO0．02000．04K2O0．150． 020．010 TiO20．090．040． 050．04P2O500． 020．010．03 Cr2O3 0．1600．030．24总和98．6293．7295．2492． 73 NiO00．060． 010．01Si2．08 F0．090．050． 020AlⅣ0 Cl000． 040．02AlⅥ0．02 SrO0000Ti0 BaO0．0700．020Cr0 V2O3 0．0100．050．05Fe3 0 总和87．8187． 5587．6688．63Fe2 1．06 Si2．62．62．72．7Mn0．01 Fe2．32．32．62．7Mg0．77 Mg2．32．22．12Ca0 Al2．82．92．72．6Na0 AlⅣ1．41．51．31．3K0．01 AlⅥ1．41．41．41．3Wo0．03 Fe/ Fe Mg0．50．510． 550．57En41．75 Mg/ Fe Mg0．50．490． 450．43Fs58．02 Al/ Fe Mg Al0．380．390． 360．36Ac0．19 注 Chl 为绿泥石， Px 为辉石， Mag 为磁铁矿， FeOT为全铁， Wo 为硅灰石， En 为顽火辉石， Fs 为铁辉石， Ac 为阳起石， 以 6 个氧原子和 4 个阳离 子为基准。 3701 第 6 期刘明军， 等 辽宁弓长岭铁矿床二矿区类矽卡岩的岩石矿物学特征第 31 卷 ChaoXing 6类矽卡岩的成因及其与富矿关系 6． 1类矽卡岩的成因 弓长岭铁矿床中石榴石的端员组分主要为铁铝 榴石 图 5 ， 根据 Meinert［4 ］的分类， 基本上为铁铝榴 石 － 锰铝榴石系列， 其中铁铝榴石约占 85以上， 另 外含少量的镁铝榴石和钙铁榴石， 占总量的 10 左 右。典型的矽卡岩型铁矿如国内的月山铁矿、 长龙 山铁矿及世界上典型的矽卡岩型铁矿 图 5 都落在 了钙铁榴石 － 钙铝榴石区域内 ［12 －13， 4 ］， 说明弓长岭 铁矿床二矿区的石榴石不同于典型的矽卡岩型铁矿 中的石榴石， 但是却与西澳大利亚的 Nevoria 地区的 矽卡岩金矿床中的石榴石端员组分一致， 都为铁铝 榴石 ［14 ］， 因此弓长岭铁矿床的石榴石有可能为热液 交代成因。类矽卡岩中的角闪石属于钙角闪石系列 中的透闪石， 根据陈光远等 ［15 ］的角闪石成因矿物族 三角图解， 这些角闪石基本落在了接触交代成因区 及中酸性岩浆成因区 图 6 ， 与典型的矽卡岩型铁 矿中的角闪石有所区别， 如铁山铁铜矿、 马坑铁矿、 阳山铁矿、 挂山铁矿、 黄岗锡铁矿的角闪石主要为镁 铁钙角闪石系列 ［7， 16 ］， 但却与西澳大利亚的 Nevoria 地区的矽卡岩金矿床中的角闪石一致 ［14 ］， 表明矿区 的角闪石也有可能为热液交代成因; 类矽卡岩中的 绿泥石属于富铁的蠕绿泥石， 根据陈光远等 ［15 ］的绿 泥石成因图解， 绿泥石落在了Ⅰ区域变质绿泥石和 Ⅱ铜矿床热液绿泥石这两个区域， 而且绿泥石的铝 含量与都龙矽卡岩矿床基本一致， 所以总体来看这 些绿泥石有热液交代成因， 但不排除部分为区域变 质成因; 辉石为斜紫苏辉石， 与典型矽卡岩中的辉 石有所区别。 矽卡岩和类矽卡岩的联系首先在于它们的矿物 组合基本一致。类矽卡岩主要由石榴石、 绿泥石、 角 闪石、 黑云母、 少量辉石、 石英、 磁铁矿组成， 而典型 的矽卡岩主要由石榴石、 辉石、 绿泥石、 绿帘石、 石 英、 角闪石、 磁铁矿等组成; 其次二者都有组分的带 入带出， 类矽卡岩是由热液交代该矿区的磁铁贫矿 形成的富矿和类矽卡岩， 而典型的矽卡岩是由中酸 性岩体交代碳酸盐岩地层形成的; 第三， 二者都有 较为明显的分带性， 而这种分带性又直接决定了矿 化程度。 Einaudi 等 ［ 17 ］根据矽卡岩形成机理不同， 将矽卡 岩划分为交代矽卡岩和变质矽卡岩两类， 前者一般产 于中酸性岩体与碳酸盐岩的接触带及其附近， 后者则 形成于区域变质阶段。从野外地质特征来看， 类矽卡 岩呈似层状、 脉状产出于富矿体的顶底板及其内部的 图 5弓长岭铁矿床二矿区与世界大型矽卡岩铁矿床石榴石 端员组分图解 底图据文献［ 4］ Fig．5End members of garnet of No．2 diggings in Gongchangling iron deposit and major skarn iron deposits modified after reference［ 4］ Spe锰铝榴石; Alm铁铝榴石; Gro钙铝榴石; And钙铁榴石。 △弓长岭铁矿石榴子石成分; ▽月山和长龙山矽卡岩铁矿石榴石 成分。 图 6弓长岭铁矿床二矿区角闪石成因矿物族三角图解 底图据文献［ 15］ Fig． 6Diagram for amphibole genetic discrimination of No． 2 diggings in Gongchangling iron deposit modified after reference［ 15］ Ⅰ岩浆成因区，区域正变质成因区， 超变质成因区; Ⅰ1超基性 － 基性成因区; Ⅰ2中酸性成因区; Ⅰ3碱性成因