辽东地区硼矿形成与褶皱构造的关系-论文.pdf

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1、辽东地区硼矿形成与褶皱构造的关系秦建樊敏荆友广/辽宁省化工地质勘查院【摘要】辽东营口—宽甸地区含硼岩系发育，为我国硼矿的重要产地。辽东地区在辽河期以前，在太古宙基底上形成近东西向裂谷。裂谷内在辽河期接受硼矿成矿物质，形成含硼层位，后经区域变质和褶皱构造作用，形成品位高、厚度大的硼矿床。褶皱构造在硼矿的形成过程起到重要作用。【关键词】辽东地区；辽东裂谷；硼矿；褶皱构造辽东营口—宽甸地区含硼岩系发育，赋存大量的内生硼矿床，为我国内生硼矿的主要产地，为易加工利用硼矿。成矿地质背景辽东营口—宽甸地区在太古宙基底之上于

2、元古代前形成了近东西向的凹陷—辽东裂谷，此后，裂谷内接受了一套火山—陆源沉积建造，后经过区域变质作用后形成一套富含硼质的变质岩系--辽河群(如图1)。图1辽东硼矿区域地质略图(据张艳飞)Fig.1GeologicalmapofborondepositsineasternLiaoning(afterLietal.,2001)1-主要断裂或逆冲带;2-中生代花岗岩;3-中元古代榆树砬子群;4-古元古代辽吉花岗岩;5-古元古代辽河群;6-太古宙基底硼矿床赋存于辽河群下部里尔峪组的含硼岩系中。从图2中可以看出，硼矿区

3、地层从下而上为：混合岩段、含硼岩系（赋矿层位）、浅变粒岩、其它变粒岩。图2砖庙硼矿区地质简图（荆友广）赋矿构造主要为褶皱构造，从图1上可以看出，区域上广泛发育紧密的线性复式褶皱，硼矿体主要赋存于褶皱的翼部或者其转折端，褶皱构造与成矿关系密切，断裂构造的作用主要表现为破坏和改造为主。硼矿成矿机理弄清楚硼矿的成矿机理才能更好地说明褶皱构造与硼矿的关系。辽东地区的硼矿无一例外的都赋存于富镁的白云质大理岩、镁橄榄岩中，富硼是前提条件，而富镁质是必要条件。成矿大致可以分为成矿物质富集阶段和成矿物质富集阶段：硼矿床及硼矿

4、容矿岩中B2O3的初始聚集是受沉积作用控制的，且与原来水体中B203、MgO等含量有关，而水体中B203可能与原始海底喷发作用有关。辽河期海底火山活动频繁，火山喷发物质以富含硼元素为特征，火山喷发物与陆源沉积物一起沉积后结晶成岩（刘敬党，1995年）。其中有两期较活跃时期陆源物质为富镁的碳酸盐，形成了现今的两层赋矿层，其它时期陆源物质低镁而富含硅质成分时则形成现今的(含)电气变粒岩，低硼或者无硼成分时，则形成其它变、浅粒岩。这些岩石类型组合形成现今的含硼变粒岩段。针对这个问题，前人对砖庙、杨木杆硼矿区及硼矿及

5、围岩的研究表明，硼矿床与火山岩之间空间关系、与古火山活动中期之间空间关系、矿石中成矿元素与火山岩之间、矿石中微量元素与火山岩之间、矿石中硫同位素组成与火山岩之间、矿石中碳同位素比值与火山岩等基本一致性（张秋生，1988年），综上所述，足以证实含硼岩系和硼矿床中的硼是来源于深部上地幔岩浆。同时对镁橄岩原岩恢复结果表明，镁橄岩原岩为大理岩，是由大理岩变质而来。此类含硼岩石从营口至宽甸大面积呈层状产出，充分说明其是沉积成因的。火山活动频繁，为硼矿床提供了硼的物质来源。火山活动与沉积作用形成初始的含硼层位，为后期的富

6、硼矿床的形成提供物质基础。成矿作用阶段：⑴沉积成岩成矿作用此期包括两个主要成矿阶段：a辽东裂谷火山喷流、火山热泉成矿作用阶段：在早元古宙三级构造盆地发展过程中由于同生断裂构造的长期及间歇性活动，火山热泉使富B、Mg、Fe等物质的火山热流、火山热泉沿同生断裂喷溢出海底，促使沉积盆地内的海水中富含大量B，Mg，Fe等成矿物质。Mg，Fe等成矿物质还可以来源于原始水体和陆源沉积物质。这是辽东地区硼矿B质的最初聚集，也是硼矿形成的重要阶段。此阶段提供B、Mg质的来源。b成岩成矿阶段：在初始形成的富含B，Mg，Fe等成

7、矿物质的封闭盆地内，由于自然气候的变化，在后来干旱条件下，盆地水体蒸发、浓缩、沉淀出盐类矿物。最初的沉积物可能是水菱镁矿(硬石膏)，随之为镁的硼酸盐（如多水硼镁石、柱硼镁石等)，形成最初的硼矿层。最初的硼矿层厚度较稳定，品位变化小，但品位一般较低(8％左右)。这一阶段是硼矿形成的最原始阶段。⑵变质改造成矿作用变质作用成矿阶段：原始硼矿沉积矿层后，辽东地区经受大范围、多期次的区域变质作用，区域变质作用及变形作用对初始形成的硼矿层影响主要表现为随热流升高一些矿物重结晶及含水硼酸盐矿物脱水，原硼矿层产生变形，B质活

8、化、迁移，使得B重新富集，在硼矿成矿的有利地段形成局部厚大，品位较高的硼矿床。成矿物质活化、转移主要只是局限于含矿层位内部。此期使得硼矿中的B质富集。(3)构造成矿作用：控矿构造为褶皱，矿体赋存于向斜的翼部、转折部位。成岩期后经受多期构造运动，对地层形态和物质成分进行改造。由于辽东地区受到大致南北方向挤压地应力的作用，造山活动频繁，原始地层形成褶皱。在形成褶皱过程中，由于地应力的不均匀，地层各部位受