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辽东古元古界镁质岩石成因及其对硼矿成矿控制作用

王翠芝  
【摘要】:辽东硼矿是我国特有的变质热液交代型硼矿,它发育于我国古元古代的“辽吉古裂谷”中,含硼岩系为经过角闪岩相区域变质作用的辽河群里尔峪组,容矿岩石为镁橄榄岩、橄榄玄武岩和富镁大理岩等镁质岩石。 镁橄榄岩、橄榄玄武岩和富镁大理岩这套特殊组合的镁质岩石为辽东古裂谷发育中期幔源富镁岩浆熔离、水下喷发的产物。三者在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;都由富镁质矿物组成,具有火山岩的某些结构构造;主量元素具高镁特征,镁橄榄岩显示出地幔橄榄岩残余相的特点,橄榄玄武岩为偏碱性的板内玄武岩,富镁大理岩亦显示出火成岩的某些特点;微量元素具相似性,都显示出火成岩的某些特征;稀土元素具相似的La/Yb比值,镁橄榄岩、橄榄玄武岩显示出相近的玄武岩形成环境(从拉斑玄武岩到碱性玄武岩),富镁大理岩稀土特征处于球粒陨石和沉积岩之间;碳氧同位素亦表明富镁大理岩为岩浆成因。 镁橄榄岩、橄榄玄武岩和富镁大理岩这套镁质岩石不仅是辽东硼矿的容矿岩石,而且其岩石特性对硼矿的形成有决定性的岩控作用:(1)硼矿体与镁质容矿岩石地层层位上一致,硼矿体的形态受镁质岩石地质产状的制约。(2)硼矿矿石在矿物种类、矿物形态、结构、构造等方面都与镁质岩石有明显的交代继承关系。(3)矿石与容矿镁质岩石及其蚀变岩的主量元素特征具继承性,微量元素特征具相似性,稀土元素演化方面具一致性,尤其是其配分形式显示出硼矿矿石的形成主要受镁质容矿岩石和区域变质混合岩化作用的双重控制。 辽东硼矿的成矿模式可概括为原始矿源层(火山喷发—沉积)中硼元素初始富集和区域变质混合岩化作用过程中的含硼热液交代镁质岩石两个过程,尤其是后一过程促成辽东硼矿的最终形成,在这一过程中区域变质混合岩化过程中产生大量的热流体,热流体促使含硼岩系中的硼质活化从而产生大量含硼热液,含硼热液交代镁质岩石则形成辽东特有的镁硼酸盐型硼矿或交代硅铝岩石形成富电气石的硼硅酸盐岩石。含硼热液对镁质岩石的作用形式有充填、交代两种。


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