1樓：中地數媒
（一）里爾峪組富鎂質碳酸鹽巖含硼亞建造地球化學特徵
1.常量元素地球化學
研究區含硼大理岩及硼礦石以富鎂為特徵（表3-4），區域性可出現較富鈣的岩石（仍以白雲石為主），通過對花園溝、欒家溝、楊木杆等硼礦床的硼礦石及含硼蛇紋石化大理岩樣品全分析結果進行統計表明：b2o3與mgo呈正相關，與sio2、al2o3和cao呈負相關，其中b的富集與岩石中mgo的含量關係密切，相關顯著。
表3-4 遼東地區硼礦石、大理岩常量元素分析結果 （wb/%）
2.微量元素地球化學
含礦建造鎂質大理岩中幾個主要微量元素分佈與變粒巖、淺粒巖相似，即b、cd、cs、sn、ta等元素含量較高，其中 b、cd 含量又顯著偏高，二者的含量分別為362×10-6和2.90×10-6，濃集克拉克值k值分別為30.17和22.
34。對樣品的性質和含b量的研究表明，含硼巖系鎂質大理岩異常高的含硼量與它本身受到不同程度的蛇紋石化有關，完全未受到蛇紋石化的岩石含硼量，比受到一定程度蛇紋石化的岩石要明顯低一些。cs、sn、ta的k值分別為2.
38、2.42、2.58。
然而mo、pb的含量特徵卻與變粒巖、淺粒巖不同，mo的含量為26×10-6，k 值為2.36，pb的含量為15.63×10-6，略低於克拉克值。
其他元素除nb 的k值為1.05外，均明顯低於克拉克值（表3-5）。
含硼巖系中鎂質大理岩的稀土元素含量很低，稀土總量σree 值為13.74～37.65，平均為25.
59，與地殼碳酸鹽巖σree平均值21.84接近。σce/σy值為1.
13～5.53，平均為3.75，為輕稀土富集型配分模式。
（la/yb）n值為1.74-21.79，變化範圍較大，平均值為11.
21。eu/sm值平均為0.23，sm/nd值平均為0.
23，它們與沉積岩的值非常相似。在稀土配分圖上，7～9號樣品稀土曲線與一般碳酸鹽巖相似。硼礦礦石的稀土元素含量也很低，稀土總量σree值一般為5.
178～34.78，平均為24.247，與鎂質大理岩的稀土元素含量平均值接近，σce/σy值為0.
683～3.53，平均為1.75，為輕稀土富集型配分模式，（la/yb）n值為1.
4～11.03，平均值為4.795。
eu/sm值平均為0.123，sm/nd值平均為0.255，它們與鎂質大理岩的值非常相似（表3-6；圖3-14）。
表3-5 遼東地區硼礦石及圍巖主要微量元素平均含量 （wb/10-6）
圖3-14 里爾峪組含硼巖系硼礦石與鎂質大理岩稀土分配模式
左為硼礦石稀土分配模式；右為鎂質大理岩稀土分配模式
表3-6 遼東硼礦礦石及圍巖鎂質大理岩稀土元素含量（wb/10-6）和有關引數
注：礦石樣品產地及礦石型別：
營口後仙峪：1.角礫狀纖維硼鎂石礦石，2.角礫狀遂安石礦石，3.角礫狀板狀硼鎂石礦石；
鳳城二臺子：4.塊狀纖維硼鎂石礦石，5.塊狀纖維硼鎂石礦石；
寬甸楊木杆：6.條帶狀纖維硼鎂石礦石，7.花斑狀板狀硼鎂石礦石；
鳳城翁泉溝：8.磁鐵-纖維硼鎂石礦石；
集安四道溝：9.磁鐵-纖維硼鎂石礦石，10.花斑狀板狀硼鎂石礦石；
寬甸東道嶺：11.硼鎂鐵礦礦石，12.硼鎂鐵礦-纖維硼鎂石混合礦石；
鎂質大理岩樣品產地：14.營口後仙峪；15.鳳城二臺子；16.鳳城通遠堡；17.集安高臺溝。
13∗是1～12樣平均值；18∗是14～17樣平均值。
3.穩定同位素地球化學
富鎂大理岩和硼礦石的氧同位素（表3-7）的δ18osmow（‰）值在10.64～21.49 之間變化，平均值為16.
4，與沉積成因的碳酸鹽巖δ18osmow（‰）值14 近似。由此可見，鎂質大理岩為海相沉積的碳酸鹽巖。
表3-7 含硼巖系不同岩石型別中氧同位素分析結果
表3-8 含硼巖系不同岩石型別中硼同位素分析結果
①彭齊鳴提供；②黃作良提供；③鄒日博士送樣，由英國皇家科學院palmer m.p.分析；④日本上智大學大井隆夫等取樣分析。
本區鎂質大理岩δ13cpdb（‰）值為-3.35～＋2.1（張秋生等，1984），變化很小，而且接近於零，這說明碳酸鹽巖碳同位素的相對穩定性，也表明了本區含鎂大理岩**於海相碳酸鹽。
硼同位素分析結果見表3-8，δ11b（‰）為8～11左右，與洋中脊硼庫接近，並介於海相蒸發巖與非海相蒸發巖之間（圖3-15）。由硼同位素和稀土元素特徵對比可以看出，硼沉積盆地的物質**是多源的，既有海水的補給，也有海底火山噴發噴氣直接供給，有地下熱泉的加入（barth s.，1997；jiang s.
y.et al.，1997；kakihara h.
et al.，1987；leeman w.p.
et al.，1992；nomara m.et al.
，1984；oi t.et al.，1983；1993a，1993b）。
它們為蒸發盆地提供了大量的硼、鎂等主要成礦物質**。
圖3-15 遼東硼礦床中含硼礦物及地殼中主要硼庫的硼同位素組成
（據spivack a.j.，1987；swihart g.h，1986；plimer i.r.，1989；slack j.f.，1989）
（二）大石橋組三段富鎂質碳酸鹽巖含礦亞建造地球化學特徵
1.常量元素地球化學
大石橋三段岩石化學成分以高鎂高鈣為特徵，並富集一定的矽，sio2與mgo、cao成反比關係，而mgo厚度與地層厚度為正相關關係。
從岩石化學成分等值線圖（圖3-16）上可以看出，大石橋—黑峪—二戶來一線及岫巖王家堡子、寬甸坦甸、丹東湯池地區等地mgo＞20%，其中營口-遼陽地區為高鎂區，mgo平均含量為27.08%。一般mgo＞20%時就有菱鎂礦礦層出現，而高鎂區有大規模菱鎂礦聚集。
營口虎皮峪、本溪通遠堡、寬甸楊木川-南發磨子為高矽區，sio2平均含量大於50%。高鈣區一般分佈於上述二種成分富集區的過渡部位。
碳酸鹽巖cao/mgo比值是衡量鎂富集程度的一項指標，它與岩石中礦物成分有密切關係。以方解石為主的碳酸鹽巖（方解石＞95%，白雲石＜5%）cao/mgo＞50，mgo含量為1.085%；當白雲石與方解石含量相等時cao/mgo為4.
0，mgo含量為10.85%；以白雲石為主的碳酸鹽巖（白雲石＞95%）cao/mgo接近1.4，mgo含量為21.
7%。當碳酸鹽礦物以白雲石和菱鎂礦為主要礦物時，cao/mgo比值將大大降低，mgo含量則大幅度提高。如以白雲石為主（白雲石75%，菱鎂礦25%）時，cao/mgo比值為0.
84，mgo含量為28.18%；較純的菱鎂礦（白雲石5%，菱鎂礦95%），cao/mgo 比值為0.03，mgo含量為43.
943%。
圖3-16 遼東大石橋三段主要岩石化學成分等值線圖
a—岩石mgo、cao、sio2等值線圖；b—cao/mgo比值等值線圖
根據碳酸鹽巖cao/mgo比值可將本區碳酸鹽巖分為4類：鈣碳酸鹽巖、鎂鈣碳酸鹽巖、鈣鎂碳酸鹽巖和鎂碳酸鹽巖。從碳酸鹽巖cao/mgo比值等值線圖可以看出：
①等值線平行於古陸邊緣分佈，由大陸邊緣向內側比值逐漸增大；②高鎂區集中分佈於營口-遼陽地區，與含礦建造岩石組合富鎂質礦物相吻合；③菱鎂礦層出現在cao/mgo比值2.2附近；④碳酸鹽巖cao/mgo比值對菱鎂礦滑石的控制作用與地層厚度、岩石組合及礦物成分相一致。
2.稀土元素及微量元素地球化學
遼東菱鎂礦與圍巖的稀土元素含量相近，稀土元素球粒隕石分配模式基本相似（表3-9，圖3-17），其中菱鎂礦礦石稀土元素總量∑ree為17.29，與白雲石大理岩的20.76接近；菱鎂礦礦石∑lree/∑hree為2.
53，與白雲石大理岩的3.27接近，說明在沉積作用過程中稀土元素強烈均一化，在相同的地質作用中，使它們的稀土元素相對丰度差別小，因此具有同生成因特點。遼東滑石礦石中sr/ba比值為35.
7，與大石橋組三段含石英脈菱鎂礦大理岩（pt1d3）中sr/ba比值38接近，而與混合巖（m2）中0.5和二長花崗岩
中0.4相差甚遠，表明滑石成礦的主要物質**於沉積成因的鎂質碳酸鹽巖建造，而與其他岩石無關（表3-10）。
表3-9 遼東菱鎂礦礦石及圍巖白雲石大理岩稀土元素含量 （wb/10-6）和有關引數①
注：1—菱鎂礦礦石；2—白雲石大理岩。①池文仲，遼寧省大石橋至塔子嶺一帶菱鎂礦地質特徵及成礦**科研報告，1985。
圖3-17 遼東菱鎂礦礦石及圍巖白雲石大理岩稀土元素球粒隕石標準化圖譜
3.穩定同位素地球化學
我們在遼東菱鎂礦不同礦區和大石橋組不同層位的碳酸鹽巖採取了碳、氧穩定同位素樣品，其分析結果見表3-11。可以看出，方解石大理岩和白雲石大理岩的δ13cpdb（‰）變化範圍為-4.5～＋4.
4，平均值接近於零；菱鎂礦的δ13cpdb（‰）變化範圍為-1.4～＋1.2，平均值也接近於零，說明菱鎂礦與白雲石大理岩在相同環境下形成，均屬海相沉積的。
表3-10 遼東古元古代大石橋組岩石與圍巖sr/ba 比值
（據遼寧省地質礦產局第五地質大隊資料綜合）
表3-11 遼東古元古代大石橋組菱鎂礦、滑石及其圍巖碳、氧穩定同位素分析結果
注：中國地質科學院礦產資源研究所同位素實驗室分析。
圖3-18 遼東菱鎂礦和白雲石δ13cpdb—δ18osmow相關**
a—正常海相區；b—淡水區；c—受變質海相碳酸鹽巖區
方解石大理岩和白雲石大理岩的δ18osmow（‰）變化範圍為＋11.2～＋22.8，其平均值為17.
35；菱鎂礦的δ18osmow（‰）變化範圍為＋11.1～＋12.6，其平均值為11.
85。氧同位素有些偏低的現象可能與區域變質作用中地表水輕同位素的加入影響有關。
前人對各類碳酸鹽礦物的碳氧同位素組成特徵進行了分析，認為海相成因的灰巖和白雲岩具有低的δ13c、δ18o 值，而淡水成因的碳酸鹽具有較低的負值。talyor（1986）和craig（1953）亦認為淡水碳酸鹽和海相碳酸鹽δ13c、δ18o值有明顯差異。遼東的菱鎂礦和白雲石大理岩δ13cpdb—δ18osmow值相關**上位於受變質海相碳酸鹽巖區（圖3-18）。
另據keith和weber（1964）的判別式：z＝2.048（δ13c＋δ18o）＋0.
498（δ18o＋50）當z＞120時為海相，z＜120時為淡水相，求出遼東菱鎂礦和白雲石大理岩的z均大於120，亦顯示出海相沉積特徵。
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