辽宁省宽甸东部地区的镁质大理岩与硼矿的成因联系

■鲁红峰

（辽宁省地质勘查院辽宁大连116100）

辽宁省宽甸东部地区的镁质大理岩与硼矿的成因联系

■鲁红峰

（辽宁省地质勘查院辽宁大连116100）

本文通过对镁质大理岩岩石化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学特征。探讨镁质大理岩的成因及其与硼矿的成因联系，为辽东-吉南地区的硼矿找矿方向提供依据。

宽甸地区 镁质大理岩 硼矿

0 引言

辽宁宽甸地区是我国重要的硼矿产地，其硼矿资源量占全国资源量的45%以上，集中分布于凤城翁泉沟、宽甸砖庙、川沟村等地，构成东西向延伸的线状成矿带，目前已经探明大小硼矿床10多个。

辽宁宽甸地区位于华北地台北缘东段，胶辽陆块，太子河陆表海盆地和古元古代辽吉裂谷上。从太古界至新生界地层均有出露，但是主要以古元古代辽河群变质岩系为主。该地区的硼矿床位于辽河群下部的里尔峪岩组之中，该岩组主要岩性为黑云浅（变）粒岩、黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩、镁质大理岩。

古元古代的辽河群经历了吕梁旋回到喜山旋回的多期构造作用。不同期次构造形迹相互叠加，形成了复杂的构造格局。为该地区硼矿的勘查及成因解释形成了一定的难度。硼酸盐矿床的容矿岩石即是里尔峪岩组中的镁质岩石，包括含镁橄榄玄武岩和镁质大理岩类。含镁橄榄及镁质大理岩主要分布于凤城翁泉沟、宽甸砖庙、宽甸川沟村及集安高台沟等地，其经过变形高质后形成硼镁铁矿化岩石。对于硼矿的成因归纳起来主要有4种：蒸发沉积成因[1]、热水沉积成因[2][3]、沉积变质成因[4]、变质热液交代成因等[5]。

一般认为硼酸盐基质镁质大理岩是地槽型海相沉积成因的碳酸盐岩，也曾有人认为是超基性岩蚀变而成，或者有火成碳酸岩。但是根据大理岩产状、矿石组构、稀土配分等地球化学资料分析，镁质大理岩有其特殊性，不同于一般的沉积碳酸盐岩。本文试图通过辽东宽甸地区的镁质大理岩的岩石地球化学特征来分析其与硼矿的成因联系，从而侧面地佐证硼矿成因，为辽东-吉南地区的硼矿找矿方向提供依据。

1 岩石矿物学特征

镁质大理岩按成分可以分为白云质大理岩和菱镁矿大理岩。主要产在辽河群里尔峪岩组中的黑云斜长变粒岩层和电气黑云变粒岩层之间，呈透镜状或层状分布，局部也可以与镁橄榄岩共生。据宽甸川沟村地区出露的镁质大理岩岩石学特征，其镁质大理岩主要为灰白色条带状大理岩。主要矿物成分为方解石、白云石和菱镁矿，占岩石的90%以上。

镁质大理岩为中粗粒变晶结构，条带状或块状构造，局部蛇纹石化较强烈，与磁铁矿共生成蛇皮纹状硼镁铁矿。

2 岩石化学特征

本次工作系统分析了硼酸盐矿区的大理岩成分，从岩石化学成分分析可以看出，辽东宽甸地区镁质大理岩MgO含量多在30%以上，且CaO含量也较高，蛇纹石化大理岩中SiO2含量较高。

3 微量元素地球化学

辽东宽甸地区镁质大理岩中微量元素的含量与镁橄榄岩相似，具有较高的B、F、C1、Sn、Rb等元素含量，而Ti、V、Cr、Ga、Ba、Co、Ni等则明显低于正常的地幔含量，其中Ti含量低于镁橄榄岩。与宽甸地区相比，邻区的集安地区镁质大理岩折Li、V、sr、Y、Zr、CA、Ba、Th较宽甸地质高，而Cl、Ti、Cr、Co、Ni等较低。

这种微量元素特征表明辽东地区镁质大理岩多来源于地幔，而集安地区的镁质大理岩则主要以壳源为主。

4 稀土元素地球化学

宽甸地区镁质大理岩的稀土元素含量偏低，稀土总量YREE值大部分低于30×10-6，平均14.25×10-6，略显轻重稀土分异，La/Yb平均为5.68，具有负铕异常。稀土配分曲线略显右缓倾斜，但是轻稀土段斜率较大，重稀土段平缓，表明较稀土富集，重稀土较为分散，与镁橄榄岩的稀土配分模式一致。邻区集安地区镁质大理岩稀土总量分布不均，明显高于辽东地区，轻重稀土分异高于辽东地区，并且正铈异常明显，这些特征表明该镁质大理岩形成环境及物质来源不同于辽东地区。

西部的凤城翁泉沟大理岩与镁橄榄岩共生，稀土分布特征与镁橄榄岩的稀土分布特征、微量元素分布特征极其相似，表明了具有共同的来源特征。而砖庙矿区及宽甸川沟村的大理岩中含有少量镁橄榄岩包体，主要成分碳酸盐矿物，稀土总量低于凤城翁泉沟大理岩，负铕异常不明显，说明其属于不同成因类型大理岩，前者可能主要是岩浆成因大理岩，而后者属于橄榄岩的碳酸盐化蚀变成因，集安地区大理岩则以沉积为主。

5 镁质大理岩的成因及意义

辽东宽甸地区镁质大理岩主要由白云质大理岩和菱镁矿大理岩组成，与镁橄榄岩共生。镁质大理岩MgO质量分数都在30%以上，集安地区普遍低于辽东地区，个别样品高于辽东地区40%，普遍SiO2质量分数较高。宽甸地区镁质大理岩中微量元素分布特征与镁橄榄岩相似，具有幔源特征，而集安地区大理岩则以壳源沉积特征为主。集安地区轻重稀土元素分异高于辽东地区，正铈异常明显。其形成环境及物质来源不同于辽东地区，应以沉积为主。

宽甸地区含镁橄榄玄武岩与镁质大理岩作为一套特殊的岩石组合，其成因是相联系的，一系列的地球化学及岩石学研究表明，镁橄榄岩具有火山喷出岩特征，属于超基性火山喷出岩，即类科马提岩；而高镁大理岩类岩石也具有火山岩浆喷发成因特征。

6 结论

宽甸地区硼矿区的镁质大理岩和镁橄榄岩两者空间关系上密切共生，明显出现互相包容及共生现象，呈透镜状、似层状局限分布；两者岩石主量元素上具高镁岩石特征，都可成为硼矿的沉淀剂，且镁橄榄岩明显显示岩浆成因特征；在稀土元素方面两者均表现出相似的大陆拉斑玄武岩形成环境。这些特征现象均反映这是一种海下岩浆喷发成因镁质岩浆岩，由于熔离作用分异成镁质碳酸岩浆和镁橄榄岩浆，这两种岩浆是同源熔离分异产物。镁质碳酸岩与镁橄榄岩的存在，为我国著名的辽东一吉南古元古代镁质非金属矿集区的形成提供了重要容矿层位。

[1]彭齐鸣,许虹.辽东一吉南地区旱元古宙变质蒸发岩系及硼矿床 [M].长春：东北师范大学出版社，1994.，

[2]冯本智,邹日.辽宁营口后仙峪硼矿床特征及成因 [j].地学前缘，1994，l(4)：235-237.

[3]邹日,冯本智.营口后仙峪硼矿容矿火山一热水沉积岩系特征 [J],地球化学.1995,24 (增刊)：46-55.

[4]王培君.硼矿床古硼地层的二元结构模式 [J].化工矿产地质，1996.18(3).201-206.

[5]刘敬党,肖荣阔等.辽东硼矿区域成矿模型 [J],北京地质出版杜.2007.

P61[文献码]B

1000-405X（2016）-5-7-1