河北省承德大庙式铁矿斜长岩体化学特征及成矿指示意义

赵金龙 孙晓亮

1.河钢集团矿业公司承德黑山铁矿 河北 承德 067000 2.山东省第八地质矿产勘查院 山东 日照 276800

0 引言

岩浆型钒钛磁铁矿床是我国重要的铁矿类型之一，其查明资源/储量仅次于沉积变质铁矿，约占我国铁矿查明资源总量的16%。河北承德钒钛磁铁矿是我国仅次于四川攀枝花地区的第二岩浆型钒钛磁铁矿矿集区，铁矿(化)体主要发育在大庙斜长岩杂岩体中，岩石类型主要为斜长岩类和苏长岩类。本次研究以河北省承德黑山铁矿东大洼矿段作为主要研究对象，对该区域的斜长岩化学特征进行了深入研究，以探究其对成矿的指示作用。

1 区域地质背景

研究区位于华北地台北缘，内蒙地轴与燕山地台褶皱带交汇处。区内出露地层主要为新太古代单塔子群变质岩地层、中元古代碳酸盐岩、中生代火山岩、陆相碎屑沉积岩和第四系地层。燕山期区域性断裂以燕山期深部断裂为主，区域构造北界为丰宁-龙华东西向深断裂带，南界为古北口-平泉深断裂带，中部为红石拉-大庙NE向深断裂带。

2 岩体分布及特征

区内与大庙式铁矿有关的岩浆岩主要是在中晚元古代基性杂岩体，岩性为斜长岩类和苏长岩类。

斜长岩体首先侵入于新太古代变质岩中，总体产状向北倾，岩体西部常见片麻岩和大理岩捕虏体。岩体由单一的斜长岩组成，岩石为中粗粒结构，岩体中心为堆积结构，斜长石巨晶最大可达1米左右。斜长岩主要与矿物成分为斜长石，含量大于95%，受到自变质作用影响，斜长石多发省钠黝帘石化，拉长石(An52)蚀变后为中长石(An31-46)。因后期构造活动与矿浆贯入作用，斜长岩多发育有碎裂结构，常见晶面弯曲、断裂等破坏现象。

苏长岩略后侵入于斜长岩体中，受斜长岩体次生构造控制，形态各异，其规模大小不等，主要分布在岩体边缘及大庙—乌龙素沟和龙潭沟—小沟岔沟两个压扭性断裂带中，局部呈岩群产出。苏长岩体产出多呈岩瘤、岩床、岩脉等形态；依颜色指数和矿物成分又可划分出：淡色苏长岩、苏长岩、暗色苏长岩、伟晶苏长岩等类别。苏长岩呈辉长结构和变余辉长结构，粒径由细粒—粗粒—伟晶均有。主要组成矿物为拉长石、紫苏辉石、单斜辉石，次有少量磁铁矿、钛铁矿、磷灰石等。

3 岩石类型及矿物成分

根据蚀变作用情况，斜长岩体岩性主要为钠黝帘石化斜长岩、绿泥石化斜长岩及铁矿化斜长岩等。

白色斜长岩：岩石颜色多呈白色—暖白色，半自形、中粒—等粒似斑状结构，块状构造。矿物成分主要为斜长石，含量多在98%以上；次要矿物为钛磁铁矿、磷灰石。与岩体中心部位斜长岩相比，粒径偏细。由于蚀变作用的影响，斜长石颗粒间界限较模糊，镜下可分辨。黝帘石微粒生长在斜长石中，呈云状、花状、糖状，见少量绢云母、绿帘石。由地表至深部，黝帘石化有所减弱，绿帘石化和绢云母化有所增强，相伴还出现弱硅化。

绿泥石斜长石：主要发育在苏长岩和铁矿体周围的斜长岩中，是铁矿的围岩。与白色斜长岩相比，以绿泥石等黑色矿物增多为主要变化特征。绿泥石可分为富镁的透绿泥石和铁绿泥石，主要特征如下：富镁的透绿泥石，其特征是颜色浅，折光率低Nm′≈1.575～1.580，呈集合体产出，粒度0.3～0.6mm，该种绿泥石多发育在斜长岩内；铁绿泥石，为热液蚀变作用的产物，主要发育在铁矿体边部，构成镶边，一般宽0.5～1.0cm，色深，折光率高，Nm′≈1.621～1.633。

铁矿化斜长岩：岩石颜色为灰褐色～灰白色，呈交代残余、纤维状变晶状架构，角砾状、斑片状构造，主要矿物成分为斜长石，含量40～75%，次生矿物有钛磁铁矿、单斜辉石、紫苏辉石、磷灰石等。在岩石中，透闪石中常见辉石和斜辉石，常出现在斜长石的边缘，形成阳起石和绿泥石的边缘，使斜长石残余不规则。

4 岩石的化学特征

斜长岩化学成分主由SiO2、Al2O3、CaO、Ma2O组成。矿段内斜长岩SiO2变化范围在47.02～54.64%，平均52.51%，属于基性岩类；TiO2变化范围在0.22～1.26%，平均0.47%；Al2O3变化范围在18.68～25.68%，平均23.29%；Fe2O3+FeO变化范围在1.72～9.81%，平均4.07%；MgO变化范围在0.28～5.51%，平均1.50%；CaO变化范围在6.97～9.78%，平均8.61%；Na2O变化范围在3.40～5.87%，平均4.79%；K2O变化范围在0.84～1.64%，平均1.31%。上述主要组分与大庙斜长岩体平均化学成分对比：Al2O3、CaO变化不大，Fe2O3、TiO2、MgO及FeO偏低，Na2O、K2O、SiO2含量明显增高，说明矿段的斜长岩在岩体边部具钾钠交代作用增强的特点。

矿段内绿泥石化斜长岩比白色斜长岩Fe2O3、FeO、TiO2、MgO含量有所增高，是蚀变作用所致。

本矿段斜长岩的M/F比值为0.27～1.03，小于2，属富铁基性岩；据岩石化学成分含量做(Na2O+K2O)对SiO2变异图和Al2O3对SiO2变异图，在图1中，斜长岩投在Ⅰ强碱质区，说明斜长岩具强碱质的特点；在图2中，斜长岩投在Ⅰ高铝质区及Ⅰ高铝质区与Ⅱ铝质区的分界线附近，说明斜长岩具高铝质的特点。综上可知：矿段斜长岩具有富铁、强碱、高铝特征。

5 成矿指示

根据斜长石化学特征综合分析，岩体为高铝碱性玄武质岩浆房形成，原岩浆大致分为三层：上层为硅铝浆体，经穹窿式侵位形成大庙斜长石体；中间层为Fe-Al-Si-Mg矿浆，沿深断裂带和斜长岩构造薄弱部位侵入形成苏长岩；底层为含钒钛的铁矿浆在矿浆的冲击、同化和溶解作用下，形成渗透型铁矿石。因此，矿床成因类型为岩浆晚期岩浆侵彻型。