辽东半岛海城-大石桥菱镁矿矿床成因探讨

辽东半岛古元古界辽河群大石桥组三段地层中赋存有全球最大工业储量的菱镁矿矿床.在总结和整理已发表的辽东半岛晶质菱镁矿床地质和地球化学数据的基础上,本次研究进行了Mg和B同位素测试及研究工作,获得以下认识:① 菱镁矿矿体呈北东东走向,产于大石桥组三段,但不同矿床的矿体厚度差异较大(30～300 m),菱镁矿矿体与顶、底板高镁白云岩之间以断层接触为主,常可见到绿泥石化板岩和碳质千枚岩产于大型菱镁矿矿体的内部韧性剪切面上,说明地层经历了强烈构造形变作用;② 围岩白云岩与晶质菱镁矿矿石的地球化学特征基本一致,均表现为大离子亲石性元素(K、Rb、Ba、Sr等)亏损和氧同位素负漂移(δ18 O:-24.9‰～-11.0‰);③在经历构造形变和角闪岩相变质作用后,菱镁矿矿石仍继承有海相蒸发沉积岩的稳定同位素地球化学特征(δ13 C:-2.7‰～+1.6‰;δ34 S:+15.6‰～+23.7‰;δ26 Mg:-1.53‰～-0.49‰;δ11 B:+9.8‰～+13.4‰);④ 后期裂控型滑石具有相对较高的δ26 Mg值(-0.32‰～-0.15‰),发生滑石矿化的菱镁矿(δ11 B:+7.7‰～+8.4‰)和围岩变粒岩(δ11 B:+4.3‰)显示较低的δ11 B值,这反映了变质热液作用所引发的Mg和B同位素分馏现象.因此,辽东半岛海城-大石桥地区菱镁矿矿床镁质富集的根本原因可能为潟湖相沉积碳酸盐岩经准同生阶段的富镁卤水交代所致,非后期变质热液交代作用的结果.