辽宁大石桥菱镁矿床的碳氧同位素组成和成因（汤好书,武广,赖勇《岩石学报》2009.2）.pdf-_矿业文库_煤矿文库_有色文库_金属矿山文库_矿山安全_煤矿安全_采矿技术措施

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书书书辽宁大石桥菱镁矿床的碳氧同位素组成和成因  汤好书１武广２   赖勇１ＴＡＮＧＨａｏＳｈｕ１，ＷＵＧｕａｎｇ２  ａｎｄＬＡＩＹｏｎｇ１１ 北京大学造山带与地壳演化重点实验室，北京１００８７１２ 中国科学院广州地球化学研究所成矿动力学重点实验室，广州５１０６４０１  ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｕｓｔａｌａｎｄＯｒｏｇｅｎｉｃＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ２  ＫＬＭＤ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣＡＳ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ２００８  １０  ０６收稿，２００８  １１  ２１改回  ＴａｎｇＨＳ，ＷｕＧａｎｄＬａｉＹ ２００９ ＴｈｅＣ  ＯｉｓｏｔｏｐｅｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｇｅｎｅｓｉｓｏｆｔｈｅＤａｓｈｉｑｉａｏｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔ，ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＮＥＣｈｉｎａ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２５（２）４５５－４６７ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅδ １３Ｃｃａｒｂｅｘｃｕｒｓｉｏｎｈａｐｐｅｎｅｄｉｎ２  ３３～２  ０６ＧａｉｓｕｎｉｑｕｅｉｎｔｈｅＥａｒｔｈ  ｓｈｉｓｔｏｒｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｃａｌｌｅｄａｓＬｏｍａｇｕｎｄｉＥｖｅｎｔ ＬｉａｏｈｅＧｒｏｕｐ，ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｗａｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｉｎｔｈｅｔｉｍｅｓｐａｎｏｆ２  ３～１  ８５Ｇａ ＩｔｓＤａｓｈｉｑｉａｏＦｏｒｍａｔｉｏｎｈｏｓｔｓｔｈｅｇｉａｎｔＤａｓｈｉｑｉａｏｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔａｎｄｉｓ１１４４ｍｔｈｉｃｋｉｎｔｈｅＤａｓｈｉｑｉａｏｏｒｅｆｉｅｌｄ ＴｏｉｎｓｉｇｈｔｉｎｔｏｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆＬｏｍａｇｕｎｄｉｅｖｅｎｔｉｎｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｓｉｓｏｆｔｈｅＤａｓｈｉｑｉａｏｇｉａｎｔｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｐｏｒｔｓｎｅｗｒｅｓｕｌｔｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｏｕｒｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｕｄｙ Ｔｈｅ δ １３ＣＶ  ＰＤＢａｎｄδ １８ＯＶ  ＳＭＯＷｖａｌｕｅｓｏｆｓｉｘｄｏｌｏｍｉｔｅｓａｍｐｌｅｓｗｈｏｓｅＣａＯ／ＭｇＯ（ｍｏｌ）ｒａｔｉｏｓｒａｎｇｅｆｒｏｍ０  ８７～０  ９４，ｒａｎｇｅ０  ６ ‰ ～１  ４ ‰ ａｎｄ１６  ４ ‰ ～１９  ５ ‰，ｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｓｏｆ１  ２ａｎｄ１８  ２ ‰，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｎｏｒｍａｌｍａｒｉｎｅｃａｒｂｏｎａｔｅｓｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ，ｔｈｅ δ １３ＣＶ  ＰＤＢｖａｌｕｅｓａｒｅｈｉｇｈｅｒ，ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅ δ １８ＯＶ  ＳＭＯＷｖａｌｕｅｓａｒｅｌｏｗｅｒ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｓｅｄｉｍｅｎｔｓｓｈｏｕｌｄｐｏｓｓｅｓｓｐｏｓｉｔｉｖｅδ １３ＣＶ  ＰＤＢａｎｏｍａｌｙ（ｐｏｓｓｉｂｌｙ４  ２ ‰）ｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆＬｏｍａｇｕｎｄｉＥｖｅｎｔ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅδ １３ＣＶ  ＰＤＢａｎｄ δ １８ＯＶ  ＳＭＯＷｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎｐｏｓｔ  ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎｄｉａｇｅｎｅｓｉｓｏｒ／ａｎｄｒｅｇｉｏｎａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ Ｔｈｅｍａｇｎｅｓｉｔｅｌａｙｅｒｉｓ＞５５０ｍｔｈｉｃｋａｎｄｈａｓＣａＯ／ＭｇＯ（ｍｏｌ）ｒａｔｉｏｓｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍ０  ００５～０  ２３ Ｉｔｓ δ １３ＣＶ  ＰＤＢａｎｄδ １８ＯＶ  ＳＭＯＷｖａｌｕｅｓａｒｅ０  １ ‰ ～０  ６ ‰ ａｎｄ９  ２ ‰ ～１２  ７ ‰，ｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｓｏｆ０  ４ ‰ ａｎｄ１０  ９ ‰ （ｎ＝６），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｏｂｖｉｏｕｓｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｄｏｌｏｍｉｔｅｓ Ｔｈｅｄｅｐｌｅｔｉｏｎｓｏｆ１３Ｃａｎｄ１８Ｏｉｎｍａｇｎｅｓｉｔｅｓｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｄｏｌｏｍｉｔｅｓｗｅｒｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｄｔｏｂｅｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ  ｒｅｌａｔｅｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌａｌｔｅｒａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｒｏｃｋｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍａｓｓｅｘｃｈａｎｇｅ 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Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＤａｓｈｉｑｉａｏｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔｕｎｄｅｒｗｅｎｔｐｒｉｍａｒｙｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ，ｒｅｇｉｏｎａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ，ｆｌｕｉｄｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔａｓｗｅｌｌａｓｌｏｃａｌｐｏｓｔ  ｏｒｅａｌｔｅｒａｔｉｏｎ  ＫｅｙｗｏｒｄｓＬｏｍａｇｕｎｄｉＥｖｅｎｔ；Ｄａｓｈｉｑｉａｏｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔ；ＬｉａｏｈｅＧｒｏｕｐ；Ｃ  Ｏｉｓｏｔｏｐｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓ；Ｏｒｉｇｉｎ摘要在２  ３３～２  ０６Ｇａ期间， δ １３Ｃｃａｒｂ发生了地质历史上最强烈的正异常事件，被称为Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件。辽河群形成于２  ３～１  ８５Ｇａ期间，其大石桥组蕴涵超大型的大石桥菱镁矿矿床，在矿区厚约１１４４ｍ。为检验华北克拉通对Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件响应，揭示大石桥菱镁矿的成因，本文报道我们最新获得的地球化学研究结果。大石桥菱镁矿６件下伏白云岩地层样品的ＣａＯ／ＭｇＯ摩尔比为０  ８７～０  ９４， δ １３Ｃｃａｒｂ和 δ １８Ｏｃａｒｂ值分别为０  ６ ‰ ～１  ４ ‰（平均１  ２ ‰，Ｖ  ＰＤＢ标准）和１６  ４ ‰ ～１９  ５ ‰（平均１０００  ０５６９／２００９／０２５（０２）  ０４５５  ６７ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ岩石学报   国家９７３项目（２００６ＣＢ４０３５００和２００７ＣＢ８１５６００）和国家自然科学基金项目（４０３５２００３和４０４２５００６）资助．第一作者简介汤好书，女，１９７６年生，博士研究生，矿床学专业，Ｅ  ｍａｉｌｔａｎｇｈａｏｓｈｕ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者武广，Ｅ  ｍａｉｌｗｕｇｕａｎｇ＠ｇｉｇ．ａｃ．ｃｎ１８  ２ ‰，ＳＭＯＷ标准）；与世界正常海相碳酸盐岩地层相比， δ １３Ｃｃａｒｂ较高，而 δ １８Ｏｃａｒｂ较低，表明原始沉积物具有类似于Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件的δ １３Ｃｃａｒｂ正异常， δ １３Ｃｃａｒｂ可能高达４  ２ ‰，但 δ １３Ｃｃａｒｂ和 δ １８Ｏｃａｒｂ值均在沉积之后的成岩或／和变质过程中显著降低。研究剖面大石桥菱镁矿含矿地层厚逾５５０ｍ，６件样品的ＣａＯ／Ｍｇ０摩尔比为０  ００５～０  ２３， δ １３Ｃｃａｒｂ和 δ １８Ｏｃａｒｂ值分别为０  １ ‰ ～０  ６ ‰ （平均０  ４ ‰），９  ２ ‰ ～１２  ７ ‰（平均１０  ９ ‰），均低于下伏围岩白云岩；推测与区域变质有关的流体交代作用导致岩石发生重结晶作用和同位素交换，使 δ １３ＣＶ  ＰＤＢ和 δ １８ＯＶ  ＳＭＯＷ值降低。而对菱镁矿顶板白云岩和网脉状菱镁矿矿石的研究进一步证明了上述解释的合理性。总之，大石桥菱镁矿的形成经历了初始沉积、成岩作用、区域变质和流体交代作用以及成矿后的局部蚀变作用。关键词Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件；大石桥菱镁矿矿床；辽河群；Ｃ  Ｏ同位素体系；成因中图法分类号Ｐ６１９．２３７；Ｐ５９７．２１引言地球从太古宙（Ａｒ）演化至元古宙（Ｐｔ）时，地质和成矿作用的特点发生了根本性转变，例如，太古宙广泛发育绿岩带，而元古宙则大量发育稳定沉积盆地，大量发育红层、蒸发岩和含叠层石的碳酸盐岩地层，形成了巨量的Ｓｕｐｅｒｉｏｒ型铁矿、沉积磷矿、菱镁矿（以辽宁大石桥为代表）等矿床（陈衍景，１９９０；陈衍景等，１９９１）。太古宙与元古宙的巨大差异使科学家长期探索Ａｒ／Ｐｔ界线事件的性质、机制和过程，特别是研究古元古代（２  ５～１  ６Ｇａ）地质作用的细节。例如，Ｓｃｈｉｄｌｏｗｓｋｉｅｔａｌ  （１９７５，１９７６）最早报道了南非Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ省、俄罗斯Ｋａｒｅｌｉａ以及芬兰地区２  ６５～１  ９５Ｇａ之间的碳酸盐岩富集１３Ｃ现象，并将其与大气圈快速充氧事件相联系；ＴａｙｌｏｒａｎｄＭｃＬｅｎｎａ（１９８５）根据页岩稀土元素地球化学特征的变化，认为３  ０～２  ５Ｇａ期间大量花岗岩类发育导致了地壳成分和性质的转变；Ｃｈｅｎｅｔａｌ  （１９８８，１９９８）发现华北克拉通南缘２  ３Ｇａ前后的沉积物稀土元素配分型式截然不同，推断地球表生环境在２  ３Ｇａ左右发生突变（Ｃｈｅｎ，１９８８；ＣｈｅｎａｎｄＺｈａｏ，１９９７；ＣｈｅｎａｎｄＳｕ，１９９８；陈衍景，１９９０；陈衍景等，１９９１，１９９４，１９９６，２０００）；１９８９年国际地球科学联合会通过投票方式确定以２  ５Ｇａ作为Ａｒ／Ｐｔ界线，新增２  ３Ｇａ作为成铁纪（Ｓｉｄｅｒｉａｎ）与层侵纪（Ｒｈｙａｃｉａｎ）的界线（Ｃｏｗｉｅｅｔａｌ  ，１９８９）。尽管前寒武纪地史分期工作取得了重要进展，但Ａｒ与Ｐｔ之间以及成铁纪与层侵纪之间的界线事件的性质仍不清楚，诸如大石桥菱镁矿等矿床的成因仍有争论（ＣｈｅｎａｎｄＣａｉ，２０００；Ｊｉａｎｇｅｔａｌ．，２００４）。因此，这些界线的确定激发了学者们研究古元古代地质演化的热情。大量研究表明，大气圈、水圈、生物圈和沉积圈性质在２  ３３～２  ０６Ｇａ期间发生全球性突变（陈衍景等，１９９１），δ １３Ｃｃａｒｂ显著正异常（ＫａｒｈｕａｎｄＨｏｌｌａｎｄ，１９９６；Ｍｅｌｅｚｈｉｋｅｔａｌ  ，１９９７，１９９９；Ｂｕｉｃｋｅｔａｌ  ，１９９８；Ｂｅｋｋｅｒｅｔａｌ  ，２００１，２００３ａ，ｂ，２００６；唐国军等，２００４；Ａｈａｒｏｎ，２００５；汤好书等，２００８，及其引文），概称为Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件（ＫａｒｈｕａｎｄＨｏｌｌａｎｄ，１９９６）或Ｊａｔｕｌｉａｎ事件（ＭｅｌｅｚｈｉｋａｎｄＦａｌｌｉｃｋ，１９９６；Ｍｅｌｅｚｈｉｋｅｔａｌ．，１９９９）。Ｍｅｌｅｚｈｉｋｅｔａｌ （１９９９）认为Ｊａｔｕｌｉａｎ事件由若干个次级事件组成，而Ｂｅｋｋｅｒｅｔａｌ  （２００３ａ）认为它是持续时间较长的单一事件，还有学者将其与基诺超大陆（ＫｅｎｏｒＬａｎｄ）裂解（ＢｅｋｋｅｒａｎｄＥｒｉｋｓｓｏｎ，２００３）相联系。显然，Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件是早前寒武纪研究的重大进展之一，推动了前寒武纪地球演化与成矿规律的研究。华北克拉通是中国境域最古老的陆块，其地质演化跨越了２  ３３～２  ０６Ｇａ时段，发育辽河群等成铁纪、层侵纪的沉积地层，形成了大石桥菱镁矿等多种沉积 变质矿床。那么，这些地层和矿床与Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件是否有内在联系是否记录了Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件的信息迄今缺乏专门讨论。为弥补这一不足，借鉴国际上关于Ｌｏｍａｇｕｎｄｉ事件研究成果和思路，作者研究了大石桥超大型菱镁矿及其含矿地层辽河群，本文报道获得的碳氧同位素研究结果，并与前人研究工作（陈从喜等，２００３ａ，ｂ；Ｊｉａｎｇｅｔａｌ．，２００４，及其引文）相对比，探讨相关问题。２辽河群地质及大石桥菱镁矿据姜春潮（１９８４）、辽宁省地质矿产局（１９８９）和倪培（１９９１），辽河群分布于辽吉地块，以辽东地体最为发育（图１），它以底部石英岩不整合于宽甸杂岩或太古宙花岗岩类或鞍山群变质岩之上，自下而上分为５个组，分别为浪子山组，里尔峪组，高家峪组，大石桥组，盖县组。变质相为绿片岩相至角闪岩相。浪子山组厚达２４４～１２７８ｍ，由含石墨方解石长英变粒岩、角闪石片岩、夕线石云母片岩和薄层大理岩等组成，底部为一层石英岩或砾岩。原岩为碎屑岩粘土质岩石。里尔峪组厚逾９７６ｍ，主要为镁质碳酸盐地层和含硼岩系，控制了后仙裕等硼矿床的分布（Ｊｉａｎｇｅｔａｌ  ，１９９７，２００４）。原岩为以酸性火山岩为主，夹中性火山岩、凝灰岩和碎屑岩、碳酸盐岩。高家峪组厚３７１～５５７ｍ，由二云母片岩、含石榴二云石英片岩、黑云片岩、千枚岩及白云质大理岩组成。大石桥组控制了滑石、菱镁矿和岫玉等矿床的分布（陈从喜，２０００；ＣｈｅｎａｎｄＣａｉ，２０００；Ｊｉａｎｇｅｔａｌ．，２００４），厚１０５４～３８９０ｍ，自下而上共分三个岩性段，一段为方解石大理岩和白云石大理岩，夹透闪大理岩、透闪岩；二段下部为石榴十字云母石英片岩、钙质黑云变粒岩，中部为条带状大理岩，上部为石榴十字云母石英片岩、黑云变粒岩、夹白６５４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ岩石学报２００９，２５（２）图１大石桥菱镁矿和辽河群地质简图（Ｊｉａｎｇｅｔａｌ．，２００４，简化）Ｆｉｇ．１ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌｍａｐｏｆＤａｓｈｉｑｉａｏｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔａｎｄＬｉａｏｈｅＧｒｏｕｐ（ａｆｔｅｒＪｉａｎｇｅｔａｌ  ，２００４）云质大理岩；三段主要为厚层菱镁矿和白云质大理岩，夹薄层千枚岩、板岩。大石桥组顶底部均以大理岩与上下地层分界，一段和三段产多种叠层石。盖县组厚度大（＞２４１５ｍ），分布广，岩相稳定，自下而上分三个岩性段，一段为夕线二云片岩夹云母变粒岩；二段为十字二云片岩，夹石英岩。三段为千枚岩，夹变质粉砂岩。据张秋生（１９８４，１９８８），辽河群Ｒｂ  Ｓｒ等时线年龄变化于２１６７～１６６０Ｍａ，Ｕ  Ｐｂ年龄为２０９７～１６２２Ｍａ，辽河群经历了２  ０Ｇａ左右的区域变质作用，应沉积于２  ０Ｇａ之前。据Ｓｕｎｅｔａｌ  （１９９３），宽甸杂岩Ｒｂ  Ｓｒ等时线年龄为２  ３９０  １Ｇａ，Ｐｂ  Ｐｂ等时线年龄为２  １１０  ０６Ｇａ，Ｓｍ  Ｎｄ等时线年龄为２  ３１０  １Ｇａ，花岗岩锆石Ｕ  Ｐｂ上交点年龄为２  １４２０  ００５Ｇａ，斜长角闪岩钕亏损地幔模式年龄（ｔＤＭ）为２  ４６～２  ７５Ｇａ，花岗岩钕亏损地幔模式年龄（ｔＤＭ）为２  ３６～２  ５３Ｇａ，宽甸杂岩形成于２  ３～２  ４Ｇａ（孙敏等，１９９６）。考虑到辽河群不整合在宽甸杂岩之上（姜春潮，１９８４），形成时代应晚于宽甸杂岩，认为辽河群应形成于２  ３Ｇａ之后。据Ｗａｎｅｔａｌ （２００６），辽河群浪子山组黑云母斜长石片麻岩的碎屑锆石ＳＨＲＩＭＰＵ  Ｐｂ年龄为～２  ２Ｇａ和～２  ４Ｇａ，变质锆石ＳＨＲＩＭＰＵ  Ｐｂ上交点年龄为１  ８６３０  ０１３Ｇａ，表明浪子山组应形成于２  ２～１  ８６Ｇａ之间；里尔峪组细粒黑云母片麻岩（原岩为火山岩）的ＳＨＲＩＭＰ锆石Ｕ  Ｐｂ谐和年龄为２  １７９０  ００８Ｇａ，代表火山喷发年龄，至少部分辽河群沉积在２  １８Ｇａ之前；侵入大石桥组的黑云母花岗岩锆石ＳＨＲＩＭＰＵ  Ｐｂ年龄为２  １７４０  ００４Ｇａ，证明大石桥组应形成在２  １７４Ｇａ之前；盖县组变质石英岩的碎屑锆石ＳＨＲＩＭＰＵ  Ｐｂ年龄为２  ２２５～２  ０２１Ｇａ，盖县组应形成在２  ０２１Ｇａ之后。综上所述，辽东地体的辽河群沉积时限为２  ３～１  ８６Ｇａ，其中浪子山组、里尔峪组、高家峪组和大石桥组可能形成于２  ２～２  １７４Ｇａ之间，而盖县组应形成于２  ０２１～１  ８６Ｇａ之间。辽东地区为世界级菱镁矿、滑石矿床大规模聚集区。据不完全统计，该区菱镁矿储量为２９  ８７亿吨（中华人民共和国国土资源部，２００１），占全国总量８０％及世界总量～３０％（陈从喜等，２００３），是国际地质对比计划ＩＧＣＰ４４３项目（菱镁矿与滑石的国际地质与环境对比）的重要研究地区（Ｊｉａｎｇｅｔａｌ．，２００４）。大石桥菱镁矿是其中最大的菱镁矿矿床，它呈层状或透镜状产于辽河群大石桥组，是大石桥组地层的重要组成部分。作者研究显示，大石桥矿区的菱镁矿层厚达７５４汤好书等辽宁大石桥菱镁矿床的碳氧同位素组成和成因图２大石桥菱镁矿样品地质特征（ａ）  ＬＤ００１采样点；（ｂ）  取自矿体顶板的含粗晶柱状滑石白云质大理岩，样品ＬＤ００１；（ｃ）  他形白云石中分布长柱状滑石，样品ＬＤ００１；（ｄ）  发育灰白色微细菱镁矿网脉的肉红色粗粒菱镁矿，样品ＬＤ００６；（ｅ）  菱镁矿破碎网脉中发育的非晶质石英，样品ＬＤ００６；（ｆ）  网脉发育的菱镁矿矿石，样品ＬＤ００６；（ｇ）  团块状菱镁矿，样品ＬＤ００２Ｆｉｇ．２ＴｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｆｒｏｍＤａｓｈｉｑｉａｏｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔ（ａ）  ＳａｍｐｌｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＬＤ００１；（ｂ）  ＬＤ００１，ｓａｍｐｌｉｎｇｆｒｏｍｄｏｌｏｍｉｔｉｃｍａｒｂｌｅｗｉｔｈｍｅｇａ  ｃｒｙｓｔａｌｓｏｆｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｔａｌｃｏｆｔｈｅｒｏｏｆ  ｒｏｃｋ；（ｃ）  ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｔａｌｃｉｎｘｅｎｏｍｏｒｐｈｉｃｄｏｌｏｍｉｔｅ，ＬＤ００１；（ｄ）  ｆｌｅｓｈ  ｒｅｄｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｅｄｍａｇｎｅｓｉｔｅｗｉｔｈｄｅｖｅｌｏｐｅｄｐａｌｅｇｒｅｙｆｉｎｅｇｒａｉｎｅｄｃａｒｂｏｎａｔｅｖｅｉｎｓ，ＬＤ００６；（ｅ）  ａｍｏｒｐｈｏｕｓｑｕａｒｔｚｅｓｉｎｍａｇｎｅｓｉｔｅｖｅｉｎｓ，ＬＤ００６；（ｆ） ｖｅｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｍａｇｎｅｓｉｔｅｏｒｅ，ＬＤ００６；（ｇ）  Ｃｏｎｇｌｏｍｅｒａｔｅｄｍａｇｎｅｓｉｔｅ，ＬＤ００２５５０ｍ，其顶板和底板均为白云岩地层，且均为整合接触，但与顶板滑石白云岩接触处有断层破碎现象（图２ａ）。大石桥矿区可见菱镁矿矿层被辉绿岩脉穿切的现象。３样品与测试本文研究样品采自大石桥菱镁矿矿区的大石桥组典型剖面，采样剖面始于大石桥菱镁矿采场南部顶板围岩（１２２３５  ５５４ ′ Ｅ，４０３８  ８４８ ′ Ｎ；图２ａ），止于采场以北的矿层下伏围岩地层（１２２３４  ６２３ ′ Ｅ，４０３９  １３７ ′ Ｎ），采样剖面的地层柱状图示意于图３。所采１４件样品的岩石学特征列于表１。其中，样品ＬＤ００１采自矿体顶板。ＬＤ００２～ＬＤ００８采自矿体内部，为不同类型的菱镁矿矿石，菱镁矿重结晶明显，粒径１～５ｍｍ，呈叶片状集合体。样品ＬＤ００９～ＬＤ０１４取自矿体底板，均为块状粉晶质白云岩。在标本和显微镜观察研究基础上，将样品切割或捣碎成若干小块，挑选没有后生脉的新鲜小块作为分析样品，用玛瑙研钵研磨至２００目。主量元素测试使用ＸＲＦ法于北京大学教育部重点实验室完成，使用仪器为ＡＲＬＡＤＶＡＮＴＸＰ＋扫描型波长色散Ｘ射线荧光光谱仪，元素检出限为０  ００１％，分析误差＜１％，分析标样为ＧＳＲ１３灰岩及ＧＳＲ６灰岩。碳、氧同位素分析在中国地质科学院同位素实验室完成，在真空系统中将样品与１００％的磷酸在５００  ２ ℃水浴恒温反应２４小时，收集释放出的ＣＯ２用于质谱分析（磷酸法制样），分析仪器为ＭＡＴ  ２５３ＥＭ型质谱仪， δ １３Ｃ以Ｖ  ＰＤＢ标准报出， δ１８Ｏ分别以Ｖ  ＰＤＢ和Ｖ  ＳＭＯＷ标准报出，实验精度０  ２ ‰（１ σ ）。此外， δ １８ＯＶＰＤＢ采用分馏系数１  ０１０６６（ＲｏｓｅｎｂａｕｍａｎｄＳｈｅｐｐａｒｄ，１９８６，陈永权等，２００５）校正，而 δ １８ＯＶ  ＳＭＯＷ采用公式 δ １８ＯＶ  ＳＭＯＷ＝１  ０３０８６δ １８ＯＶ  ＰＤＢ＋３０  ８６（ＦｒｉｅｄｍａｎａｎｄＯ  Ｎｅｉｌ，１９７７）计算。表１大石桥菱镁矿及其围岩样品地质特征Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤａｓｈｉｑｉａｏｍａｇｎｅｓｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔａｎｄｉｔｓｈｏｓｔｒｏｃｋｓ样品号样品名称柱图位置样品地质特征ＬＤ００１滑石白云岩１１００ｍ含粗晶柱状滑石白云质大理岩（图２ａ  ｃ），滑石含量１５％，白云石占８５％；呈肉色，局部有晶洞状构造，晶洞中填充柱状滑石，长达２ｃｍ以上；白云石粒径０  ０１～０  ３ｍｍ，多为他形ＬＤ００２菱镁矿１０４４ｍ白色团块状，硅化强烈、颜色不均、粒度不等，局部因蛇纹石化而斑杂绿色，这类矿石主要产于矿层顶部的断层破碎带（图２ｇ）ＬＤ００３菱镁矿９８５ｍ辉绿岩脉附近，为淡黄色块状粗粒菱镁矿ＬＤ００４菱镁矿８９０ｍ白色块状似等粒结构粗粒菱镁矿ＬＤ００５菱镁矿８３８ｍ白色块状似等粒结构粗粒菱镁矿ＬＤ００６网脉状菱镁矿８１５ｍ发育灰白色微细碳酸盐网脉的肉红色粗粒菱镁矿（图２ｄ  ｆ）ＬＤ００７菱镁矿７３５ｍ浅粉色块状粗粒菱镁矿ＬＤ００８菱镁矿５７３ｍ浅粉色块状粗粒菱镁矿ＬＤ００９白云岩３３９ｍ块状粉晶质白云岩，含极少量硅化细脉ＬＤ０１０白云岩１７２ｍ块状粉晶质白云岩，质纯，不含硅化脉ＬＤ０１１白云岩１３１ｍ块状粉晶质白云岩，质纯，未见硅化现象ＬＤ０１２白云岩１０４ｍ块状粉晶质白云岩，质纯，局部重结晶至０  ２ｍｍ，未见硅化脉ＬＤ０１３白云岩４１ｍ块状粉晶质白云岩，质纯，未见硅化脉，但可见后生白云石网脉ＬＤ０１４白云岩０ｍ块状粉晶质白云岩，质较纯，硅化明显，尚可见后生白云石网脉８５４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ岩石学报２００９，２５（２）书书书表大石桥菱镁矿及其围岩主量元素和碳氧同位素组成

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辽宁大石桥菱镁矿床的碳氧同位素组成和成因（汤好书,武广,赖勇《岩石学报》2009.2）.pdf

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