2. 中国地质调查局沈阳地质调查中心, 沈阳 110034
2. Shenyang Center, China Geological Survey, Shenyang 110034, China
0 引言
条带状铁建造(BIF型铁矿)是世界上最主要的铁矿类型，占世界铁矿总资源量的60%以上，形成时代集中于新太古代—古元古代初期[1-2]。我国的BIF型铁矿主要分布于华北克拉通及其相邻区域，形成峰期为新太古代晚期(2.56~2.52 Ga)[3-4]。因此，华北克拉通内的冀东、鞍山—本溪等地一直是BIF型铁矿研究的热点地区[5-7]。而地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带接壤部位的龙岗地块，尽管已发现多个BIF型铁矿床，但与华北地区相比，该区铁矿床的含矿建造、变质程度、变质时代和构造背景等方面研究较为薄弱，制约着东北地区BIF型铁矿的理论研究、成矿规律总结以及找矿工作部署。
延边和龙地区的鸡南铁矿为东北地区发现较早的BIF型铁矿床之一，与官地铁矿共处龙岗地块内。近年来，围绕该矿床的成矿地质条件、矿床特征和找矿标志等取得了一些资料和成果[8]，但理论研究十分薄弱。为此，本文以鸡南铁矿床的含矿建造为重点研究对象，选取与铁矿关系密切的斜长角闪岩开展岩石地球化学及锆石U-Pb年代学研究，结合与区内官地铁矿及国内外典型BIF型铁矿床的对比分析，探讨了该矿床含矿建造的原岩类型、形成时限以及构造背景等，进一步确定龙岗地块内铁矿的成因类型，总结区域内铁矿的成矿规律，进而提高对和龙地区铁矿成矿作用与成矿规律的认识水平，为区内铁矿成矿预测和地质找矿提供理论依据。
1 区域地质背景和龙地区广泛发育前寒武纪变质岩系和中生界砂砾岩夹少量火山岩。其中，呈北西向展布的鞍山群是区内出露最广、时代最老的地层，构成龙岗地块的基底，是区内最主要的铁矿赋矿层位，其自下而上可分为鸡南组、百日坪组与甲山组(图 1)。
① 吉林省有色金属地质勘查局603队.吉林省和龙市官地铁矿生产勘探工作总结.延吉:吉林省有色金属地质勘查局603队，2013.
鸡南组呈北西向分布于鸭鸡沟—鸡南村—官房村一带。下段岩性主要为黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、浅粒岩夹磁铁石英岩及黑云斜长角闪岩薄层；上段岩性主要为斜长角闪片麻岩、角闪斜长片麻岩、黑云变粒岩及浅粒岩，夹磁铁角闪岩、磁铁石英岩。
百日坪组呈北西展布于区域中部和西南角，呈南北两条带出露。下段岩性为黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云片岩和二云浅粒岩；上段岩性以斜长角闪片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩为主，夹有含磁铁角闪岩。
甲山组呈北西向弧形展布于区域中西部的官地—东南村一带。下段由条带状二云石英岩、绢云石英片岩、斜长角闪片麻岩、片岩和变粒岩等组成，夹有磁铁石英岩；上段由斜长角闪岩和变粒岩等组成。
区内已发现铁矿床(点)10处，如：赋存于甲山组中的官地中型铁矿和泉水洞、甲山村及东南村等矿点，赋存于百日坪组和鸡南组中的鸡南中型铁矿床和八里沟、黑瞎子沟及土山子小型铁矿床(点)。
2 矿区地质与矿床地质特征 2.1 矿区地质鸡南铁矿区出露地层有鞍山群的鸡南组上段、百日坪组下段和新生界。其中，鸡南组上段中部层位为主要含矿层位，岩性以黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩及斜长角闪(片麻)岩为主，夹角闪岩透镜体及黑云母片岩与角闪片岩薄层。
矿区内断裂构造复杂，按走向分为近NS向、EW向、NE向3组。近NS向断裂组切割矿层，是矿区内规模最大的构造，为一组以平移为主的正断层；近NE向断裂组在纵向上破坏了矿体的连续性。
区内岩浆活动较弱，多以花岗岩脉沿矿区断裂穿切矿体，岩脉周围可见黄铁矿化和绢云母化等矿化蚀变现象。
2.2 矿体特征现已发现9个矿组(Ⅰ—Ⅸ号)，其中Ⅴ、Ⅸ、Ⅲ、Ⅶ矿组规模较大。铁矿体主要赋存于鸡南组上段中部层位，矿体总体走向近东西，南倾，倾角25°~35°，主要呈层状、似层状和扁豆状产出，最大延长1 477 m，最大延深831 m，平均厚度为3.59 m，赋存标高为348~850 m；矿体品位分布较均匀，全铁平均品位为29.31%。V-1号矿体为东区最大矿体，含矿岩石主要为黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩和斜长角闪(片麻)岩，矿体长450 m，沿倾向延深100~200 m，平均厚度为4.81 m，全铁平均品位为31.97%(图 2)。
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| 据脚注①修编。 图 2 鸡南铁矿床77号勘探线剖面图 Fig. 2 Profile map of Jinan iron deposit No.77 exploration line |
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① 吉林省核工业地质局.吉林省和龙市鸡南铁矿区补充详查报告.延吉:吉林省核工业地质局，2009.
2.3 矿石特征鸡南矿床铁矿石类型主要为具有典型条带状构造的磁铁石英岩型和具有块状构造的磁铁角闪岩型。
根据野外观察及矿相学研究，矿石中金属矿物以磁铁矿、钛铁矿为主，次为黄铁矿，少量赤铁矿和黄铜矿。其中磁铁矿、钛铁矿和赤铁矿组成早期金属矿物组合，黄铁矿和黄铜矿为热液产物，是晚期金属矿物组合(图 3a—d)。非金属矿物主要以角闪石、石英为主，其次为斜长石、石榴子石、钾长石、黑云母、绿泥石、绿帘石、绢云母，还有微量的副矿物榍石(图 3e—h)。
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| a.磁铁矿与钛铁矿共生，光片(-)；b.赤铁矿浸蚀交代磁铁矿呈格状，光片(-)；c.黄铁矿沿裂隙呈脉状充填，光片(-)；d.黄铜矿沿黄铁矿内部浸蚀交代，光片(-)；e.自形角闪石部分绿泥石化，薄片(-)；f.角闪石与磁铁矿共生，薄片(-)；g.石榴子石、角闪石与磁铁矿密切相关，薄片(-)；h.斜长石、钾长石与石英组成浅粒岩，薄片(-)；i.斜长角闪岩呈片麻状构造，薄片(-)。Mgt.磁铁矿；Ilm.钛铁矿；Hem.赤铁矿；Py.黄铁矿；Ccp.黄铜矿；Hbl.角闪石；Qtz.石英；Pl.斜长石；Bt.黑云母；Grt.石榴子石；Chl.绿泥石；Kfs.钾长石。 图 3 鸡南铁矿床矿物组成及交生关系特征 Fig. 3 Mineral composition and intercrossing relationship in the ore of Jinan iron deposit |
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矿石中金属矿物以中细粒自形—半自形粒状变晶结构为主，其次为包含状变晶结构、粒间及边缘交代结构和交代格状结构；矿石构造以条带状、块状构造为主，其次是片麻状构造。
矿区围岩蚀变以青磐岩化(绿泥石化、绿帘石化)为主(图 3e)，其次为硅化、碳酸盐化、绢云母化和泥化等，为后期中低温热液蚀变作用结果。
3 样品描述与测试方法根据野外剖面实测和露头观察，鸡南矿床铁矿体的主要含矿岩石为黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩及斜长角闪岩。本文测试的4件斜长角闪岩样品(编号：JN-26-1至JN-26-4)采自鸡南铁矿区平硐口(42°40′56″N，128°55′29″E)，岩石呈片麻状构造，中细粒变晶结构，主要由角闪石(70%)、斜长石(25%)和少量钾长石、石英组成(图 3i)。
主量和微量元素测试在中国地质大学(北京)科学研究院实验中心完成。主量元素采用Leeman Prodigy ICP-OES(美国)等离子体质谱仪分析完成，大部分检测精度优于1%；微量和稀土元素的测试分析采用ICP-MS-7500a型激光等离子体质谱仪(美国Agilent)完成，分析精度优于5%[10]。主量和微量元素测试数据与和龙地区官地铁矿和国内典型BIF型弓长岭铁矿对比研究见表 1。
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锆石单矿物的挑选、样品的制靶和反射光、透射光照相以及锆石阴极发光(CL)图像均由河北省廊坊市诚信地质服务有限公司完成。锆石U-Th-Pb同位素测试及锆石微量元素分析在国土资源部东北亚矿产资源评价重点实验室完成，采用COMPEx Pro型193 nm ArF准分子激光器，束斑直径32 μm，每测定6个样品点测定1个锆石91500和1个NIST610，年龄计算以标准锆石91500为外标进行同位素比值分馏校正[16]，元素浓度计算采用NIST610作外标，Si作内标，同位素比值及年龄误差均为1σ[17-19]。其具体试验测定过程可参见文献[20]。锆石同位素数据相关处理用Glitter 4.0完成，运用Anderson进行普通铅校正[21]，通过Isoplot 3.0计算锆石加权平均值[22]，并绘制锆石U-Pb年龄谐和图，最后用minipet 2.02绘制207Pb/206Pb-Th/U年龄图解和稀土元素球粒陨石标准化配分图。相关测试结果见表 2。
| 测点号 | wB/10-6 | Th/U | 同位素比值 | 年龄/Ma | |||||||
| Th | U | 207Pb/206Pb | 1σ | 207Pb/235U | 1σ | 206Pb/238U | 1σ | 207Pb/206Pb | 1σ | ||
| JN-26-01 | 69.28 | 218.42 | 0.32 | 0.140 26 | 0.002 67 | 7.997 00 | 0.161 64 | 0.413 57 | 0.008 83 | 2 230 | 17 |
| JN-26-02 | 76.17 | 245.57 | 0.31 | 0.142 10 | 0.002 72 | 8.206 66 | 0.166 71 | 0.418 95 | 0.008 95 | 2 253 | 17 |
| JN-26-03 | 42.67 | 194.25 | 0.22 | 0.138 99 | 0.002 69 | 7.424 26 | 0.152 12 | 0.387 47 | 0.008 29 | 2 215 | 17 |
| JN-26-04 | 43.70 | 152.34 | 0.29 | 0.128 69 | 0.002 56 | 6.598 62 | 0.138 60 | 0.371 97 | 0.007 99 | 2 080 | 17 |
| JN-26-05 | 63.05 | 226.45 | 0.28 | 0.132 81 | 0.002 60 | 6.821 85 | 0.141 33 | 0.372 61 | 0.007 99 | 2 135 | 17 |
| JN-26-06 | 99.94 | 321.54 | 0.31 | 0.140 36 | 0.002 70 | 7.870 78 | 0.161 14 | 0.406 79 | 0.008 69 | 2 232 | 17 |
| JN-26-07 | 123.24 | 519.17 | 0.24 | 0.136 11 | 0.002 62 | 7.532 56 | 0.154 16 | 0.401 47 | 0.008 58 | 2 178 | 17 |
| JN-26-08 | 33.07 | 172.25 | 0.19 | 0.144 40 | 0.002 86 | 8.455 02 | 0.177 44 | 0.424 77 | 0.009 12 | 2 281 | 17 |
| JN-26-09 | 59.98 | 234.20 | 0.26 | 0.134 64 | 0.002 70 | 6.679 47 | 0.141 87 | 0.359 89 | 0.007 74 | 2 159 | 17 |
| JN-26-10 | 30.35 | 147.86 | 0.21 | 0.143 87 | 0.002 85 | 8.337 08 | 0.175 17 | 0.420 40 | 0.009 02 | 2 274 | 17 |
| JN-26-11 | 46.12 | 163.56 | 0.28 | 0.144 71 | 0.002 88 | 8.477 46 | 0.178 96 | 0.425 00 | 0.009 13 | 2 284 | 17 |
| JN-26-12 | 52.44 | 212.50 | 0.25 | 0.143 23 | 0.002 85 | 8.293 82 | 0.175 12 | 0.420 07 | 0.009 02 | 2 267 | 17 |
| JN-26-13 | 64.86 | 323.34 | 0.20 | 0.141 95 | 0.002 80 | 7.556 35 | 0.158 77 | 0.386 17 | 0.008 27 | 2 251 | 17 |
| JN-26-14 | 67.74 | 169.97 | 0.40 | 0.147 88 | 0.003 00 | 8.177 86 | 0.175 77 | 0.401 17 | 0.008 64 | 2 322 | 17 |
| JN-26-15 | 48.31 | 202.76 | 0.24 | 0.144 94 | 0.002 91 | 7.915 97 | 0.169 08 | 0.396 21 | 0.008 52 | 2 287 | 17 |
| JN-26-16 | 29.59 | 156.37 | 0.19 | 0.141 80 | 0.002 85 | 8.104 87 | 0.173 30 | 0.414 64 | 0.008 90 | 2 249 | 17 |
| JN-26-17 | 8.77 | 24.35 | 0.36 | 0.161 18 | 0.002 96 | 10.519 25 | 0.198 96 | 0.473 90 | 0.006 54 | 2 468 | 15 |
| JN-26-18 | 36.36 | 142.91 | 0.25 | 0.146 13 | 0.002 94 | 8.661 88 | 0.185 75 | 0.430 01 | 0.009 23 | 2 301 | 17 |
| JN-26-19 | 59.92 | 290.96 | 0.21 | 0.144 13 | 0.002 88 | 8.413 35 | 0.179 61 | 0.423 47 | 0.009 08 | 2 277 | 17 |
| JN-26-20 | 103.92 | 412.14 | 0.25 | 0.145 56 | 0.002 91 | 8.566 71 | 0.182 75 | 0.426 93 | 0.009 15 | 2 294 | 17 |
| JN-26-21 | 17.38 | 74.15 | 0.23 | 0.109 72 | 0.002 31 | 4.490 72 | 0.100 46 | 0.296 90 | 0.006 40 | 1 795 | 18 |
| JN-26-22 | 156.99 | 325.09 | 0.48 | 0.149 64 | 0.003 03 | 9.054 59 | 0.196 09 | 0.438 93 | 0.009 42 | 2 342 | 17 |
| JN-26-23 | 34.26 | 171.96 | 0.20 | 0.146 01 | 0.003 08 | 8.622 21 | 0.193 53 | 0.428 36 | 0.009 27 | 2 300 | 17 |
| JN-26-24 | 38.66 | 209.96 | 0.18 | 0.150 57 | 0.003 21 | 9.159 85 | 0.207 35 | 0.441 27 | 0.009 57 | 2 352 | 17 |
| JN-26-25 | 144.83 | 389.19 | 0.37 | 0.145 82 | 0.003 02 | 8.530 79 | 0.188 74 | 0.424 35 | 0.009 14 | 2 297 | 17 |
| JN-26-26 | 69.69 | 236.63 | 0.29 | 0.161 28 | 0.001 79 | 10.139 69 | 0.124 16 | 0.456 68 | 0.005 28 | 2 469 | 9 |
| JN-26-27 | 382.95 | 516.25 | 0.74 | 0.145 05 | 0.003 00 | 8.425 04 | 0.186 50 | 0.421 28 | 0.009 06 | 2 288 | 17 |
| JN-26-28 | 99.09 | 303.45 | 0.33 | 0.148 56 | 0.003 14 | 7.901 70 | 0.178 09 | 0.385 77 | 0.008 33 | 2 329 | 17 |
| JN-26-29 | 638.44 | 756.47 | 0.84 | 0.154 94 | 0.003 19 | 8.873 57 | 0.195 85 | 0.415 37 | 0.008 92 | 2 401 | 17 |
| JN-26-30 | 32.88 | 168.68 | 0.19 | 0.151 96 | 0.003 35 | 9.046 96 | 0.211 67 | 0.431 79 | 0.009 41 | 2 368 | 18 |
从表 1可以看出，鸡南铁矿斜长角闪岩的主量元素w(SiO2)=53.38%~73.49%，w(TFe3O2)=11.09%~11.98%，w(CaO)=9.14%~10.02%，w(MgO)=2.29%~7.31%，w(Na2O)(1.42%~1.56%)>w(K2O)(0.36%~0.40%)。除1件样品的SiO2明显偏高外，鸡南铁矿的斜长角闪岩与官地、弓长岭铁矿的斜长角闪岩在主量元素质量分数上较为一致，且与中性—基性岩类基本相似。
在微量和稀土元素组成上，鸡南矿区斜长角闪岩样品表现为明显富集K、Sr、P等大离子亲石元素，亏损Th、Nb、Hf等高场强元素，Zr/Hf为40.27~42.08，Y/Nb为6.11~8.08，Nb/Ta为13.92~16.05，Th/Ta为0.26~0.39，Sm/Nd为0.25~0.36(图 4a)；w(∑REE)较稳定，介于(18.29~22.11)×10-6之间，w(LREE)为(10.68~12.80)×10-6，w(HREE)为(7.61~9.47)×10-6，LREE/HREE=1.33~1.40，(La/Yb)N为0.67~0.72，Eu正异常(1.07~1.09)和Ce负异常(0.96~0.97)均不明显，稀土元素标准化配分模式轻微左倾且趋于平坦型(重稀土轻微富集)(图 4b)。
鸡南铁矿斜长角闪岩(JN-26)中的锆石颗粒较小，次棱角状—浑圆状，长70~140 μm，宽50~80 μm，长宽比为1:1~7:4，核边结构不明显，无分带或弱分带(图 5a)。
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| 图 5 鸡南铁矿斜长角闪岩(JN-26)典型锆石CL图像(a)及U-Pb谐和年龄(b) Fig. 5 CL images(a)and concordia U-Pb diagrams(b)of zircons of amphibolite from Jinan iron deposit |
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剔除1个不协和年龄点(JN-26-04)，剩余29个测点，可分为3组：1)2个较老的锆石测点，207Pb/206Pb年龄数据分别为(2 468±15)、(2 469±9)Ma，与官地铁矿所测峰期变质年龄基本一致[26]；2)26个较为集中的锆石测点，207Pb/206Pb年龄介于2 401~2 135 Ma，上交点年龄为(2 323±46) Ma，207Pb/206Pb加权平均年龄为(2 275±25)Ma(图 5b)，与官地铁矿所测得的3个较年轻的锆石变质边年龄基本一致[11]，应代表了区内退变质年龄；3)1个年轻锆石测点，207Pb/206Pb年龄数据为(1 795±18)Ma，与华北克拉通古元古代(约1.8 Ga)变质事件相对应[27-29]。
锆石Th、U的质量分数分别为(8.77~638.44)×10-6和(24.35~756.47)×10-6，Th/U值范围为0.18~0.84，多集中于0.18~0.40(图 6a)，w(∑REE)范围主要集中于(20.32~878.00)×10-6，Ce正异常(2.47~52.01)及Eu负异常(0.15~0.93)明显(图 6b)，应为变质成因[30-31]。
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| 图 6 鸡南铁矿含矿岩石锆石Th/U-207Pb/206Pb年龄图解(a)及稀土元素球粒陨石标准化配分图(b) Fig. 6 Age diagram of Th/U-207Pb/206Pb(a) and PAAS-normalized REE paterns(b) of rock from Jinan iron deposit |
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在岩相学研究基础上，根据变质岩石(未蚀变或轻微蚀变，残余组构不明显)的主量和微量元素(微量元素为主)组成，通过相关的原岩恢复图解，可以对变质岩进行进一步准确的原岩恢复。
针对w(SiO2)>53.5%的变质岩石所建立的原岩性质判别函数fd值[13]，鸡南斜长角闪岩(DF<0)为负变质岩(表 1)；在Simonen的(al+fm)-(c+alk)-Si图解(图 7a)、w(TiO2)- w(SiO2)图解(图 7b)以及范德坎普和比克豪斯Si-mg图解(图 7c)中，斜长角闪岩多落于火成岩区域，因此斜长角闪岩的原岩类型为火成岩。据x1、x2判别函数，斜长角闪岩样品的x1和x2均大于0(表 1)；在CaO-MgO-FeO图解(图 7d)上，斜长角闪岩样品一半落入正角闪岩类区域，进一步证实了斜长角闪岩的原岩为火成岩。在岩石中铝质系数(A)、钙质系数(C)、铁镁质系数(FM)所建立的A-C-FM三角图解(图 7e)中，斜长角闪岩一半落入基性火山岩及泥灰岩区域；在0.000 1Zr/TiO2-Nb/Y图解(图 7f)中，斜长角闪岩样品均落入亚碱性玄武岩区域，因此可进一步确定鸡南斜长角闪岩的原岩类型应为基性火山岩。
另外，鸡南铁矿区斜长角闪岩的主量元素含量与中性-基性岩类基本相似，同时在稀土元素标准化配分模式图上与玄武岩较为相似，趋于平坦型(图 4b)，因此判断其原岩为玄武岩。
综上，鸡南矿区斜长角闪岩的原岩应为亚碱性玄武岩(拉斑玄武岩)。前人[11, 26]研究资料表明，同属龙岗地块内的官地铁矿含矿岩系中的斜长片麻岩的原岩为流纹英安质-英安质火山碎屑岩，角闪斜长片麻岩的原岩为安山岩，斜长角闪岩的原岩为玄武岩；国内典型BIF型弓长岭铁矿区鞍山群茨沟组中的含矿斜长角闪岩中普遍存在变余斑状结构、微气孔杏仁构造，其原岩为拉斑玄武岩[37-40]。可见，鸡南、官地和弓长岭铁矿的含矿变质岩系的原岩类型均为火成岩。
5.2 含矿建造的变质时代根据含矿变质岩的锆石U-Pb测试分析结果，鸡南变质岩系的变质锆石年龄分为3组：①(2 468±15)和(2 469±9)Ma，代表岩石遭受主要变质作用的时代，即区域变质峰期年龄；②2 401~2 135 Ma，加权平均年龄为(2 275±25)Ma，代表区内发生退变质作用年龄；③(1 795±18)Ma，代表遭受古元古代变质事件改造时限。
区内官地铁矿[11]的研究表明，铁矿体赋存于鞍山群甲山组，其变质岩系的锆石年龄也可分为3组，其(2 508±28)~(2 483±25)Ma是甲山组的原岩形成时代，(2 472±10)~(2 459±13)Ma是甲山组的变质峰期时代，(2 357±10)~(2 308±21) Ma是甲山组的退变质时代。
区域上，鸡南组位于甲山组下部，且埋深相差约4 km，故鸡南组的原岩形成时代应早于甲山组。所以，和龙地区鸡南组变质岩系的原岩应形成于新太古代末期(大于2.50 Ga)，与鞍山地区茨沟组变质岩系的形成时代基本一致(约2 548 Ma)[37-40]，区域变质作用峰期年龄约为2.46 Ga，退变质作用年龄约为2.32 Ga。
5.3 鸡南铁矿成因类型及构造背景前人[41-42]根据条带状铁建造(BIF)的构造背景、含矿建造、矿物组合和形成条件，将BIF型铁矿分为Algoma型和Superior型。Algoma型BIF单层厚度较小，通常分布于绿岩带附近，常与镁铁质、超镁铁质和长英质的火山岩或火山碎屑岩相关联，一般形成于岛弧、弧后盆地或扩张大洋中脊附近；而Superior型BIF规模较大，常与碎屑岩-碳酸盐岩相密切伴生，一般形成于被动大陆边缘、大陆架浅海环境以及克拉通内部盆地。
鸡南铁矿的矿石类型以典型的条带状磁铁石英岩和块状磁铁角闪岩为主，变质程度为角闪岩相的中低级区域变质。其含矿地层原岩建造类型为一套基性-中酸性火山沉积旋回建造，成矿构造背景为弧后盆地环境。和龙地区的鸡南和官地铁矿与鞍山地区的弓长岭、朝鲜的茂山、加拿大的阿尔戈马等国内外典型Algoma型BIF的对比研究表明(表 3)，和龙地区的鸡南与官地铁矿地质构造背景相同、含矿岩系的地质和地球化学特征相似、经历了同期的变质-成矿过程，且它们与鞍山弓长岭、朝鲜茂山、加拿大阿尔戈马铁矿在含矿岩系、矿体特征、矿物组合、成矿时代等方面具有明显可比性。因此，鸡南与官地铁矿应同属Algoma型的BIF型铁矿床。
| 鸡南(和龙) | 官地(和龙) | 弓长岭(鞍山) | 茂山(朝鲜) | 阿尔戈马(加拿大) | ||
| 含矿变质岩系 | 地层单位 | 鞍山群鸡南组 | 鞍山群甲山组 | 鞍山群茨沟组 | 茂山群 | Abitibi绿岩带 |
| 含矿岩石 | 黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩及斜长角闪岩 | 斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩 | 斜长角闪岩、黑云变粒岩、云母石英片岩、石英岩、浅粒岩 | 角闪岩 | 角闪岩 | |
| 原岩类型 | 基性-中酸性火山岩-火山碎屑岩 | 基性-中酸性火山岩-火山碎屑岩 | 基性-中酸性火山岩及碎屑沉积岩 | 拉斑质玄武岩-安山岩-英安岩 | 拉斑玄武岩，科马提岩 | |
| 变质程度 | 角闪岩相 | 绿片岩相—低角闪岩相 | 广泛角闪岩相，局部绿片岩相 | 广泛低角闪岩相，局部高角闪岩相 | 绿片岩相，角闪岩相 | |
| 矿体特征 | 层状、似层状 | 层状、似层状、透镜状 | 层状 | 层状 | 层状 | |
| 矿石类型 | 磁铁石英岩和磁铁角闪岩 | 磁铁石英岩 | 磁铁石英岩 | 磁铁石英岩 | 磁铁石英岩 | |
| 矿石矿物 | 磁铁矿为主，钛铁矿、赤铁矿 | 磁铁矿为主，钛铁矿、赤铁矿 | 磁铁矿为主，赤铁矿、假象赤铁矿 | 磁铁矿和少量赤铁矿 | 磁铁矿为主，赤铁矿 | |
| 成矿时代 | 新太古代 ＞2 500 Ma |
新太古代 约2 500 Ma |
新太古代 约2 548 Ma |
新太古代 约2 500 Ma |
太古宙 2 800~2 600 Ma |
|
| 构造背景 | 弧后盆地 | 弧后盆地 | 弧后盆地 | 岛弧或活动 大陆边缘环境 |
岛弧环境 | |
| 资料来源 | 文献[8, 43] | 文献[11] | 文献[37-40] | 文献[26] | 文献[44-47] | |
鸡南斜长角闪岩(JN-26)微量元素蛛网图表现为明显富集Sr，亏损Th、Nb、Hf，但缺乏明显的Nb-Ta槽，与岛弧拉斑玄武岩特征不符；Zr/Hf值为40.27~42.08，Th/Ta值为0.26~0.39，与E-MORB的相应值较为相似；Nb/Ta值为13.92~16.05，Sm/Nd值为0.25~0.36，与弧后盆地或N-MORB特征相似；而Y/Nb值为6.11~8.08，与拉斑玄武岩的特征更为相符[25, 48]。
在Ti/100-Zr-3Y和w(Ti)-w(Zr)判别图解(图 8a、b)中，鸡南斜长角闪岩多落于岛弧拉斑玄武岩区域。在Zr/Y- w(Zr)判别图解(图 8c)中，鸡南斜长角闪岩均落于火山弧玄武岩区域。
鸡南斜长角闪岩具有岛弧拉斑玄武岩的特征，同时具有趋向于弧后盆地或者洋中脊的特征。前人[48, 51-53]对与俯冲带有关的弧后盆地玄武岩的研究表明，弧后盆地玄武岩在化学组成特征上具有岛弧拉斑玄武岩和洋中脊玄武岩的共同特征。故鸡南斜长角闪岩的原岩——亚碱性玄武岩形成于弧后盆地环境中，间接指示了鸡南铁矿沉积时的构造背景为弧后盆地。和龙地区官地铁矿和鞍山地区弓长岭铁矿[16]的研究表明，其沉积时的构造背景也均为弧后盆地环境。因此，新太古代末期和龙地区和鞍山地区均处于弧后盆地环境下。
6 结论1) 鸡南铁矿的矿石以典型的条带状磁铁石英岩和块状磁铁角闪岩为主，主要矿石矿物为磁铁矿、钛铁矿和赤铁矿，具有变晶和残余结构，矿石呈条带状和块状构造。结合区域研究资料以及同国内外BIF对比研究发现，鸡南铁矿属于Algoma型铁矿床。
2) LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学结果表明，和龙地区鸡南组变质岩系的原岩应形成于新太古代末期(大于2.50 Ga)，区域变质作用峰期年龄应约为2.46 Ga，退变质作用年龄约为2.32 Ga。
3) 鸡南矿区斜长角闪岩的原岩应为亚碱性玄武岩(拉斑玄武岩)，形成于弧后盆地环境中，间接指示了鸡南铁矿沉积时的构造背景为弧后盆地环境。
致谢: 中国地质大学(北京)科学研究院实验中心、河北省廊坊市诚信地质服务有限公司和吉林大学东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室分别在岩石地球化学测试、锆石挑选制靶、锆石U-Pb测试中提供了帮助，赵东明等矿区人员在野外取样期间给予的大力帮助，在此表示感谢。
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