辽东地区沉积变质硼矿床及硼同位素研究

摘要

辽东地区元古界硼矿床属于沉积变质硼矿.根据现代盐湖沉积,认为硼矿物沉积通常为硼砂,然后在区域变质作用过程中,硼砂矿物转变为硼镁矿物或硼铁矿等硼酸盐矿物, 但辽东硼矿床中不同硼矿物的硼同位素有一定差别.电气石富10B,δ11B值较低或呈负值;而硼镁石与硼镁铁矿类矿物明显富集11B,δ11B值较高,为+2.3‰～+17.4‰.根据水岩作用过程中硼同位素分馏特征的研究,11B与10B比较有下列4个特征:(1)11B属于极不相容元素,优先进入水相,因此在变质残余矿物相中形成低的δ11B值;(2)在蚀变和交代变质反应中硅优先替代11B进入矿物晶格,因此在硅化交代中可以降低δ11B值,而脱硅反应中可以提高δ11B值;水化作用中,OH-带入11B,使富水矿物具有较高的δ11B值;(3)热水沉积及热液交代成因电气石均具有较低的δ11B值或者为负值;(4)通过最近的研究表明,在热蒸馏过程中,硼同位素会发生明显的分馏,11B倾向于进入蒸汽相,而使残余相或后蒸馏相亏损11B,形成较低的δ11B值.因此可以认为辽东地区元古界硼矿床属于热水沉积电气石岩在后期区域变质或热变质过程中分解出硼酸气水溶液交代镁碳酸盐形成硼镁石或硼镁铁矿矿物,而非蒸发沉积变质矿床.