辽冀地区条带状铁建造地球化学特征:Ⅱ.稀土元素特征*

姚通 李厚民 杨秀清 李立兴 陈靖 张进友 刘明军

1.中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083

2.中国地质科学院矿产资源研究所，国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037

3.北京大学地球与空间科学学院，北京 100871

4.河北省地质矿产勘查开发局第五地质大队，唐山 063004

5.辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院，鞍山 114002

稀土元素化学性质非常稳定，一般认为其含量不受成岩作用的影响，因此可代表源区的稀土元素特征。三价铁氧化物和氢氧化物在沉积过程中分馏较小，能够保留沉积时海水的稀土元素特征，是示踪BIFs起源和沉积过程最常用的地球化学工具之一(Bau and Dulski，1996;Frei et al.，2008)。前人对辽冀地区(辽宁鞍山-本溪和冀东地区)BIFs稀土元素已有初步研究，结果显示轻稀土亏损，重稀土富集，具有明显的Eu异常等特征，暗示BIFs的成矿物质来源于海水与热液的混合溶液，且形成于缺氧的海水环境(翟明国等，1989;李志红等，2008，2010;丁文君等，2009;Zhang et al.，2011;沈其韩等，2011;李文君等，2012;杨秀清等，2012)。但是通过野外地质考察和室内镜下观察，笔者发现鞍本和冀东地区的不同矿区在赋矿地层、变质程度、矿石类型和矿物组合等方面存在差异。因此，本文对鞍本地区13个铁矿区(西鞍山、东鞍山、齐大山、王家堡子、胡家庙子、关门山、眼前山、大孤山、南芬、北台、歪头山、偏岭和小岭子)和冀东地区15个铁矿区(棒磨山、神龙峡、水厂、信益、杏山、马兰庄、磨盘山、司家营、石人沟、王寺峪、程家沟、浇花峪、连帽峪、柞栏杖子和豆子沟)约200件铁矿石样品的稀土元素特征进行了研究，为探讨研究区铁矿石的物质来源和形成环境提供更多信息。相应的地质特征和主量元素特征在“辽冀地区条带状铁建造地球化学特征:Ⅰ.主量元素特征”一文中介绍(杨秀清等，2014)，为避免重复，本文省略地质特征的介绍。

1 样品选择与分析测试

用于本次稀土元素分析的样品与主量元素分析配套，采自鞍本和冀东地区铁矿采场，样品新鲜。其中，鞍本地区13个铁矿区铁矿石样品主要为磁铁(赤铁)石英岩、角闪磁铁石英岩、黑云磁铁石英岩、绿泥磁铁石英岩，共计78件(表1);冀东地区15个铁矿区铁矿石样品主要为磁铁(赤铁)石英岩、角闪磁铁石英岩、辉石磁铁石英岩、黑云磁铁石英岩，共计122件(表1)(参见杨秀清等，2014中的图1、图2、图3)。

稀土元素分析在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室的 VG-AXIOM型 MC-ICP-MS［分辨率 400～10000RP(10%谷)，灵敏度 R=400ln1000Mcps×10-6，检出限 Be＜1×10-12，Mn＜0.5×10-12，Fe＜1×10-12，同位素比:精密度、准确度0.002%］上完成。精确称量全岩样品粉末25mg，加入1.5mL HNO3和1.5mL HF 后在80℃下蒸发24h。蒸干后加入1.5mL HNO3、1.5mL HF 和0.5mL HClO4在高压罐内加温到180℃，溶解48h。最后，样品用1%的HNO3稀释到50mL。使用GSR21、JG21A和JB23标样，每分析10个样品测量一次标样和一个重复样。200件矿石样品稀土元素测试结果见表1。鉴于Y的离子半径与重稀土元素接近，化学性质相似，且在自然界密切共生的特点，将Y元素也作为重稀土元素置于Dy和Ho之间。稀土元素的含量采用PAAS(Post Archean Average Shale)(McLennan，1989)进行标准化，各个矿区铁矿石标准化的稀土元素配分曲线如图1所示。

2 稀土元素特征

2.1 鞍本地区稀土元素特征

u L 0.05 0.06 0.04 0.04 0.12 0.05 0.05 0.01 0.02 0.08 0.05 0.02 0.02 0.04 0.04 Y b 0.27 0.37 0.26 0.22 0.84 0.30 0.28 0.07 0.14 0.50 0.28 0.13 0.10 0.23 0.29 T m 0.04 0.05 0.04 0.03 0.13 0.04 0.04 0.01 0.02 0.08 0.04 0.02 0.01 0.03 0.05 E r 0.21 0.31 0.33 0.20 0.89 0.24 0.25 0.05 0.14 0.50 0.24 0.11 0.09 0.18 0.31 o H 0.07 0.11 0.13 0.07 0.36 0.08 0.10 0.02 0.06 0.19 0.08 0.04 0.03 0.06 0.12 Y 2.66 3.72 5.32 1.89 9.95 3.65 2.87 0.74 2.01 6.98 3.08 1.67 1.54 1.81 3.69 y D 0.29 0.47 0.65 0.34 1.80 0.42 0.52 0.09 0.27 0.90 0.34 0.16 0.15 0.30 0.59 T b 0.05 0.08 0.12 0.06 0.36 0.07 0.11 0.01 0.05 0.16 0.05 0.02 0.03 0.05 0.10 G d 0.27 0.50 0.71 0.40 2.72 0.52 0.91 0.08 0.38 0.94 0.31 0.18 0.22 0.33 0.64 a r e a 区地E u e be i 本0.12 0.20 0.45 0.16 0.97 0.22 0.30 0.04 0.17 0.25 0.21 0.08 0.10 0.10 0.19鞍i a o ni ng-e a s t e r n H Sm 0.25 0.59 0.72 0.41 3.30 0.65 1.31 0.10 0.42 0.81 0.29 0.21 0.32 0.33 0.63 N d 0.83 2.07 2.49 1.47 13.17 2.91 6.51 0.32 1.52 2.58 1.08 0.83 1.35 1.17 2.23 Lf r o m P r 0.18 0.60 0.65 0.33 3.01 0.75 1.84 0.08 0.34 0.59 0.30 0.21 0.35 0.29 0.50 pl e ss a m C e 1.29 6.13 5.03 2.30 19.99 6.33 15.35 0.58 2.50 5.19 2.67 1.63 3.10 2.25 3.58果o f结6）试-L a 6） 测0.53 3.10 2.42 0.97 9.51 3.83 8.10 0.26 1.24 2.52 1.34 0.85 1.72 1.10 1.71×10-（10岩×型岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩英岩（类英英英英英英英英英英英英英石英素a na l y s e s石石石石石石石石石石石石石石铁石元矿铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁磁铁土e nt s赤赤赤赤赤磁磁磁磁磁磁磁磁泥磁e l e m 绿稀品样山山山山山山山山山山山山山山山区e a r t h地产鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍鞍地西西西西西西西西西西西西西东东冀a r e R辽1号-11-12-19S-4S-3-7S-6S-2-13-14-15-18-9S-4S-3 1品111111A X A X 11 X X A X A 11111111X 11 D A D A表a bl e T 样X X X X X X X 0.08 0.07 0.03 0.09 0.12 0.05 0.03 0.06 0.02 0.02 0.15 0.06 0.03 0.22 0.08 0.03 0.03 0.05 0.14 0.04 0.55 0.44 0.20 0.63 0.85 0.31 0.19 0.48 0.16 0.10 1.02 0.37 0.15 1.46 0.50 0.18 0.23 0.32 0.91 0.27 0.09 0.07 0.03 0.09 0.12 0.04 0.03 0.08 0.02 0.01 0.15 0.06 0.02 0.21 0.08 0.03 0.03 0.05 0.14 0.04 0.57 0.42 0.20 0.63 0.92 0.29 0.15 0.65 0.16 0.07 0.97 0.36 0.12 1.32 0.55 0.16 0.22 0.33 0.96 0.19 0.19 0.13 0.07 0.24 0.40 0.10 0.06 0.30 0.06 0.03 0.34 0.13 0.04 0.41 0.20 0.06 0.07 0.11 0.31 0.06 8.04 5.37 2.23 5.46 10.14 2.56 1.16 7.58 1.30 1.05 7.44 3.76 1.69 17.64 8.10 2.41 3.47 5.37 14.63 2.54 0.79 0.54 0.30 1.19 2.29 0.49 0.30 1.89 0.28 0.12 1.70 0.59 0.18 1.48 1.10 0.23 0.31 0.51 1.21 0.28 0.11 0.08 0.04 0.23 0.52 0.09 0.05 0.44 0.05 0.02 0.28 0.10 0.03 0.20 0.20 0.03 0.05 0.08 0.15 0.05 0.60 0.50 0.23 1.60 4.67 0.55 0.37 3.00 0.30 0.15 1.51 0.62 0.18 1.07 1.27 0.21 0.26 0.52 0.67 0.30 0.29 0.17 0.14 0.51 3.11 0.27 0.16 1.59 0.11 0.08 0.48 0.33 0.15 0.57 0.54 0.17 0.11 0.20 0.21 0.12 0.40 0.48 0.19 1.79 5.96 0.53 0.54 4.00 0.26 0.19 1.57 0.76 0.17 0.80 1.41 0.20 0.21 0.56 0.37 0.29 1.22 1.67 0.62 8.06 31.02 1.97 1.95 15.83 0.91 0.80 5.15 2.62 0.60 2.35 5.36 0.73 0.65 1.87 1.10 1.06 0.26 0.40 0.16 2.11 8.09 0.46 0.57 3.53 0.23 0.21 1.15 0.62 0.15 0.48 1.39 0.17 0.14 0.43 0.25 0.29 1.64 3.46 1.23 16.63 61.11 3.66 5.17 25.36 2.22 1.95 8.77 5.15 1.28 3.33 10.65 1.39 1.18 3.69 2.31 2.46 0.70 2.01 0.73 8.59 37.24 1.78 2.79 13.38 1.08 1.20 3.96 2.37 0.71 1.71 5.66 0.77 0.66 2.17 1.19 1.18岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩英岩岩岩岩英岩岩岩岩英英英英英英英英英英石英英英英石英英英英石石石石石石石石石石铁石石石石铁石石石石铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁磁铁铁铁铁磁铁铁铁铁磁磁赤磁磁磁磁磁磁磁泥磁磁磁磁闪赤赤赤磁绿角山山子子子子子子子子子子子子子子山山山山大大堡堡堡堡堡堡堡堡庙庙庙庙庙庙门门门门齐齐家家家家家家家家家家家家家家王王王王王王王王胡胡胡胡胡胡关关关关-11-3-1-5-4-7-3 S -2-3Z -2-20-9Z Z -10-9Z Z -5Z -8-26-7-14 D S 11-10 1111S S S S Q Q D W J P 1111 W J 11W 11 W W J P W J P W 11 H H J M H J M H H J M H G M M G G M M G

L u 0.00 0.03 0.03 0.07 0.08 0.07 0.11 0.03 0.03 0.07 0.01 0.04 0.08 0.03 Y b 0.03 0.20 0.19 0.39 0.41 0.50 0.65 0.17 0.11 0.42 0.05 0.21 0.48 0.11 m T 0.00 0.03 0.02 0.06 0.06 0.07 0.09 0.03 0.01 0.06 0.01 0.02 0.07 0.01 r E 0.03 0.18 0.12 0.33 0.32 0.36 0.61 0.17 0.04 0.37 0.04 0.11 0.44 0.06 o H 0.01 0.06 0.04 0.10 0.11 0.12 0.21 0.06 0.01 0.11 0.01 0.03 0.15 0.02 Y 0.49 2.39 1.80 4.05 3.22 5.50 7.14 2.54 0.71 5.48 0.80 1.39 5.77 0.88 y D 0.05 0.28 0.17 0.41 0.53 0.43 0.89 0.29 0.04 0.45 0.05 0.11 0.64 0.07 b T 0.01 0.05 0.03 0.06 0.09 0.07 0.14 0.05 0.01 0.06 0.01 0.02 0.12 0.01 G d 0.06 0.31 0.16 0.36 0.55 0.39 0.89 0.31 0.04 0.39 0.04 0.09 0.79 0.07区地u本E 0.03 0.10 0.09 0.17 0.20 0.18 0.39 0.12 0.02 0.20 0.02 0.03 0.26 0.03鞍Sm 0.07 0.32 0.13 0.31 0.58 0.35 0.79 0.41 0.03 0.33 0.04 0.09 0.95 0.09 N d 0.26 1.14 0.52 1.22 1.89 1.36 3.08 1.45 0.12 1.19 0.17 0.34 4.62 0.41 P r 0.07 0.30 0.13 0.30 0.42 0.34 0.77 0.41 0.03 0.28 0.05 0.09 1.39 0.11 e C 0.54 2.44 1.02 2.55 3.20 3.37 7.04 4.20 0.32 2.39 0.50 0.79 14.12 1.14 a L 0.26 1.19 0.54 1.40 1.46 2.77 4.50 2.28 0.15 1.37 0.24 0.57 8.00 0.91型岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩类英英英英英英英英英英英英英英石石石石石石石石石石石石石石石矿铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁磁磁磁赤磁磁磁磁磁磁磁磁磁磁1山山山山山山山山山山山山山山a bl e 地产门门门前前前前前前前前孤孤孤关关关眼眼眼眼眼眼眼眼大大大T 1号S-24 S-5-17 S S-34-17 S S-12 S-33-35 S S-1 S-11-3 S S-20-6 S -25 S表品M M G M Q Q Q Q Q Y Q Q Y Q G D G G续o nt i nue d C 样G G Y Y Y Y Y Y D D 0.10 0.02 0.07 0.19 0.05 0.11 0.08 0.06 0.10 0.04 0.09 0.04 0.07 0.27 0.06 0.08 0.21 0.05 0.09 0.65 0.11 0.42 1.45 0.31 0.62 0.48 0.36 0.57 0.24 0.53 0.22 0.47 1.65 0.35 0.48 1.29 0.34 0.53 0.09 0.01 0.06 0.19 0.04 0.09 0.07 0.05 0.08 0.03 0.08 0.03 0.07 0.22 0.06 0.07 0.18 0.05 0.08 0.52 0.09 0.40 1.02 0.28 0.57 0.45 0.32 0.41 0.20 0.43 0.14 0.44 1.30 0.38 0.40 1.00 0.29 0.52 0.17 0.03 0.13 0.34 0.09 0.18 0.16 0.10 0.13 0.06 0.14 0.04 0.15 0.41 0.13 0.12 0.29 0.09 0.15 6.46 1.80 5.54 10.81 4.24 6.19 6.30 3.58 4.95 2.37 4.19 1.49 5.57 12.10 5.97 3.88 9.94 3.11 5.03 0.70 0.10 0.49 1.55 0.42 0.75 0.69 0.40 0.55 0.24 0.58 0.17 0.61 1.59 0.54 0.52 1.32 0.38 0.66 0.10 0.01 0.07 0.27 0.07 0.11 0.11 0.06 0.08 0.04 0.09 0.02 0.09 0.24 0.09 0.07 0.20 0.06 0.10 0.57 0.09 0.42 1.66 0.43 0.65 0.62 0.30 0.47 0.21 0.40 0.10 0.58 1.53 0.59 0.39 1.22 0.37 0.68 0.26 0.06 0.23 0.37 0.16 0.39 0.29 0.14 0.39 0.14 0.32 0.11 0.51 0.76 0.48 0.26 0.86 0.30 0.66 0.47 0.08 0.38 1.91 0.43 0.55 0.53 0.24 0.40 0.20 0.27 0.09 0.45 1.72 0.55 0.34 1.08 0.37 0.63 1.75 0.29 1.33 9.41 1.53 1.73 1.67 0.75 1.39 0.85 0.73 0.29 1.68 8.21 2.11 1.17 4.93 1.34 2.87 0.44 0.07 0.34 2.73 0.40 0.37 0.37 0.16 0.33 0.21 0.11 0.07 0.39 1.99 0.58 0.27 1.21 0.36 0.73 3.43 0.65 2.92 25.76 3.78 3.09 2.88 1.05 2.75 1.83 0.59 0.57 3.16 16.51 5.83 1.84 8.76 3.04 5.97 1.98 0.36 1.74 13.69 2.11 1.67 1.55 0.45 1.42 1.19 0.17 0.26 1.60 9.04 3.94 0.86 2.89 1.56 3.12岩岩岩岩 岩 岩岩岩岩岩岩岩岩岩英英英英岩英岩岩岩岩英英英英英英英英英石石石石英石英英英英石石石石石石石石石铁铁铁铁石铁石石石石铁铁铁铁铁铁铁铁铁磁磁磁磁铁磁铁铁铁铁磁磁磁磁磁磁磁磁磁云云云闪磁闪磁磁磁磁闪闪闪闪闪闪闪闪黑黑黑角 角 角角角角角角角角山山山山山 山山山山山山孤孤孤孤孤台台芬芬芬芬芬芬头头头头头头大大大大大北北南南南南南南歪歪歪歪歪歪-12 S -22-11-4-31-5-1-3-2-1-8-7-1-2-11-15-16 G S S S S T T F F -12 F F -10S T S T S T S S S D G D G D D G G D B B N N F N N N F N W W W T W T W T W

L u 0.21 0.05 0.05 0.05 0.07 0.08 0.02 0.07 0.14 0.09L u 0.09 0.10 0.08 b Y 1.36 0.26 0.23 0.21 0.27 0.38 0.12 0.40 0.89 0.50 Y b 0.44 0.51 0.47 T m 0.22 0.04 0.03 0.03 0.03 0.04 0.02 0.05 0.13 0.06 T m 0.05 0.07 0.07 E r 1.35 0.19 0.16 0.17 0.16 0.24 0.12 0.27 0.95 0.33E r 0.27 0.36 0.42 o H 0.44 0.06 0.05 0.06 0.05 0.07 0.04 0.08 0.33 0.10 H o 0.08 0.11 0.16 Y 15.12 2.26 1.87 1.85 1.67 2.99 1.68 3.00 12.26 3.92Y 3.32 4.49 4.06 D y 1.88 0.28 0.19 0.22 0.21 0.33 0.19 0.35 1.42 0.41D y 0.34 0.44 0.79 T b 0.28 0.05 0.03 0.03 0.03 0.05 0.03 0.05 0.23 0.06T b 0.05 0.06 0.17 G d 1.75 0.35 0.18 0.19 0.21 0.35 0.26 0.34 1.60 0.35 G d 0.34 0.42 1.50区区地u 地u本E 1.38 0.06 0.12 0.03 0.08 0.12 0.07 0.06 0.31 0.17东E 0.10 0.06 0.18鞍冀Sm 1.48 0.39 0.17 0.19 0.26 0.39 0.30 0.34 1.65 0.32 Sm 0.36 0.40 1.97 d N 5.71 2.17 0.71 0.77 0.98 1.44 1.11 1.34 5.81 1.34 N d 1.31 1.75 11.71 r P 1.38 0.60 0.16 0.19 0.26 0.37 0.30 0.37 1.37 0.32P r 0.32 0.46 3.68 e C 11.26 5.88 1.51 1.74 2.07 3.32 2.65 3.28 11.55 2.65C e 2.42 4.15 35.53 L a 6.06 3.41 0.88 0.87 1.34 1.90 1.17 1.68 5.37 1.65L a 1.30 2.10 17.01岩岩岩岩岩岩 岩 岩岩型英英英英英英岩岩岩英 型英英岩类石石石石石石英英英石 类石石英石铁铁铁铁铁铁石石石铁 石铁铁石矿磁磁磁磁磁磁铁铁铁磁 磁磁铁闪闪闪闪闪闪磁磁磁云 矿闪闪磁角角角角角角 黑 角角1山 子子子子 山山山a bl e 地 岭岭岭岭岭 地产头 岭岭岭岭 磨磨磨歪偏偏偏偏偏小小小小 产棒棒棒T 1号-17 S -2-5-3-6-8-3-5-2-18号-6 S S-21-3 S表品T L P L P L P L P L P L L L L L L L L 品B M M B M续o nt i nue d C 样W 样B 0.09 0.11 0.05 0.11 0.15 0.16 0.10 0.19 0.14 0.19 0.22 0.21 0.43 0.12 0.12 0.15 0.17 0.42 0.15 0.47 0.56 0.24 0.71 0.95 1.06 0.64 1.26 0.89 1.18 1.48 1.39 3.00 0.76 0.76 0.97 1.15 2.64 0.99 0.07 0.07 0.03 0.11 0.14 0.15 0.10 0.20 0.14 0.17 0.20 0.21 0.40 0.12 0.10 0.13 0.16 0.34 0.14 0.41 0.41 0.17 0.72 0.90 0.98 0.72 1.36 0.90 1.10 1.37 1.28 2.77 0.74 0.71 0.89 1.17 2.16 0.94 0.13 0.12 0.05 0.25 0.30 0.33 0.24 0.50 0.30 0.39 0.49 0.42 0.96 0.26 0.24 0.29 0.45 0.78 0.32 5.03 5.92 2.70 7.23 7.76 8.59 7.72 13.97 9.56 10.98 13.66 10.83 26.11 7.53 7.15 8.57 11.34 20.13 8.61 0.50 0.49 0.17 1.09 1.45 1.48 1.03 2.37 1.33 1.78 2.26 1.97 4.25 1.22 1.08 1.23 2.30 3.79 1.44 0.07 0.07 0.02 0.18 0.24 0.26 0.17 0.45 0.22 0.30 0.39 0.33 0.69 0.22 0.18 0.19 0.43 0.71 0.23 0.44 0.43 0.15 1.26 1.67 1.86 1.08 3.23 1.39 2.05 2.62 2.32 4.14 1.52 1.18 1.16 3.04 4.85 1.37 0.20 0.17 0.05 0.48 0.83 0.96 0.45 1.29 0.91 1.04 1.36 1.13 2.83 0.50 0.54 0.71 0.75 1.33 0.74 0.40 0.39 0.16 1.48 1.94 1.91 0.93 4.49 1.24 2.44 2.93 2.49 4.43 1.89 1.45 1.25 4.01 6.89 1.55 1.56 1.49 0.65 5.95 7.32 9.18 3.92 18.02 5.50 10.56 13.33 11.51 16.83 8.00 5.92 5.29 17.27 28.66 5.97 0.36 0.38 0.16 1.48 1.93 2.70 1.03 4.40 1.49 2.81 3.77 2.98 4.41 2.22 1.56 1.42 4.46 6.68 1.53 3.03 3.16 1.58 11.71 15.62 23.60 8.27 32.83 12.14 22.74 34.36 26.89 36.64 18.38 12.70 12.14 34.05 45.65 12.02 1.80 1.59 1.03 5.25 7.64 11.67 3.67 12.90 6.23 10.57 18.41 12.84 16.87 8.65 5.84 6.29 13.50 17.45 5.23岩岩岩 岩岩英英英岩岩岩岩英英岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩石石石英英英英石石英英英英英英英英英英铁铁铁石石石石铁铁石石石石石石石石石石磁磁磁铁铁铁铁磁磁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁石石闪磁磁磁磁石石磁磁磁磁磁磁磁磁磁磁辉辉角 辉辉山山山沟沟沟沟沟沟沟沟沟沟沟沟沟峪峪峪磨磨磨家家家家家家子子子子子子子花花花棒棒棒程程程程程程豆豆豆豆豆豆豆浇浇浇-2S -7S -19 S -2-1-15-6-22-3-10-29-35-12-17-36-2 G -16-10-11 B M B M M G G G G G G Y Y Y B J G C J G C J G C J G C J G C J G C Z D Z D Z D Z D Z D Z D D Z J H J H J H

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L u 1.77 0.12 0.11 0.05 0.04 0.07 0.05 0.08 0.06 0.03 0.04 0.16 0.16 0.08 0.08 b Y 12.72 0.74 0.69 0.37 0.31 0.46 0.39 0.56 0.38 0.20 0.26 1.13 1.10 0.48 0.49 T m 2.11 0.11 0.10 0.05 0.05 0.07 0.06 0.08 0.05 0.03 0.04 0.17 0.17 0.07 0.07 E r 15.71 0.69 0.62 0.33 0.29 0.41 0.39 0.55 0.30 0.19 0.22 1.21 1.16 0.44 0.44 o H 5.89 0.22 0.20 0.11 0.09 0.13 0.12 0.19 0.10 0.06 0.07 0.44 0.41 0.14 0.13 Y 147.75 8.45 7.39 4.52 3.82 5.19 4.41 6.64 3.82 2.61 3.23 11.79 13.12 5.32 5.77 y D 28.06 0.85 0.83 0.41 0.35 0.49 0.50 0.81 0.37 0.25 0.29 2.11 1.91 0.56 0.50 b T 5.05 0.12 0.14 0.06 0.05 0.07 0.08 0.13 0.05 0.03 0.04 0.35 0.32 0.08 0.07 G d 27.23 0.63 0.85 0.31 0.29 0.38 0.41 0.72 0.27 0.19 0.22 1.98 1.82 0.44 0.38区地u东E 1.29 0.09 0.34 0.11 0.13 0.14 0.12 0.25 0.16 0.09 0.10 0.30 0.86 0.12 0.15冀Sm 21.24 0.55 0.98 0.29 0.27 0.36 0.42 0.83 0.24 0.18 0.19 2.32 2.22 0.42 0.34 d N 77.82 2.06 4.84 1.11 1.08 1.56 1.66 3.30 1.00 0.72 0.75 9.48 9.10 1.59 1.25 r P 20.19 0.48 1.42 0.26 0.26 0.39 0.47 0.90 0.25 0.19 0.19 2.81 2.70 0.38 0.31 e C 132.81 4.00 13.95 2.04 2.19 3.45 4.33 8.10 2.32 1.72 1.65 24.85 24.71 3.18 2.65 L a 48.26 2.32 9.63 0.94 1.31 2.13 2.30 5.20 1.41 1.07 0.95 13.16 13.57 1.83 1.35岩岩岩岩岩 岩岩岩岩岩岩型英英英英英岩岩岩岩英英英英英英类石石石石石英英英英石石石石石石石铁铁铁铁铁石石石石铁铁铁铁铁铁矿磁磁磁磁磁铁铁铁铁磁磁磁磁磁磁闪闪闪闪闪磁磁磁磁石石闪闪闪闪角角角角角 辉辉角角角角1峡峡峡峡峡峡峡峡峡峡峡峡峡峡峡a bl e 地产龙龙龙龙龙龙龙龙龙龙龙龙龙龙龙神神神神神神神神神神神神神神神T 1号-33-13-19-41-18-14-27-20-40-35 X-3-24-15 X-7X-5表品X X X X X X X X X X SL X X SL SL续o nt i nue d C 样SL SL SL SL SL SL SL SL SL SL SL SL 0.12 0.16 0.24 0.16 0.24 0.13 0.04 0.05 0.15 0.11 0.01 0.07 0.10 0.03 0.07 0.09 0.12 0.08 0.08 0.69 0.96 1.57 0.92 1.49 0.73 0.27 0.36 0.88 0.65 0.11 0.52 0.60 0.23 0.46 0.46 0.72 0.48 0.47 0.11 0.15 0.22 0.14 0.21 0.10 0.05 0.06 0.13 0.08 0.02 0.09 0.09 0.04 0.08 0.07 0.11 0.06 0.07 0.62 0.87 1.42 0.80 1.29 0.66 0.38 0.36 0.79 0.51 0.18 0.67 0.54 0.26 0.61 0.41 0.66 0.32 0.34 0.21 0.29 0.50 0.27 0.45 0.23 0.13 0.12 0.27 0.16 0.07 0.25 0.20 0.09 0.21 0.14 0.23 0.10 0.11 5.83 8.18 13.94 7.59 11.32 6.25 6.05 3.82 8.58 5.79 2.53 8.48 4.31 5.67 8.35 4.67 7.34 3.69 3.98 0.98 1.30 2.33 1.19 2.04 1.01 0.51 0.52 1.11 0.68 0.30 1.18 1.10 0.44 0.89 0.60 1.02 0.41 0.47 0.15 0.21 0.41 0.20 0.35 0.17 0.08 0.08 0.17 0.11 0.05 0.20 0.21 0.06 0.14 0.10 0.17 0.06 0.07 0.99 1.37 2.88 1.32 2.27 1.18 0.48 0.46 1.06 0.71 0.28 1.27 1.48 0.33 0.88 0.54 0.98 0.38 0.50 0.55 0.77 1.16 0.75 1.12 0.66 0.15 0.42 0.37 0.20 0.13 0.27 0.33 0.18 0.19 0.19 0.31 0.18 0.21 1.09 1.53 3.70 1.47 2.64 1.27 0.42 0.48 0.96 0.76 0.24 1.21 2.27 0.26 0.79 0.50 0.90 0.36 0.55 4.33 6.49 16.07 6.54 11.01 6.56 1.64 1.96 3.87 3.46 1.11 5.21 11.05 1.08 3.31 1.91 3.35 1.47 2.63 1.08 1.75 4.12 1.72 2.86 1.89 0.51 0.52 0.93 0.99 0.32 1.32 3.12 0.31 1.00 0.46 0.77 0.37 0.71 8.73 14.78 31.34 14.19 22.47 16.79 4.68 4.36 7.28 8.96 2.86 10.21 22.91 2.98 8.73 3.93 6.50 3.23 6.71 4.22 7.49 14.23 7.16 11.00 11.30 3.00 2.33 3.83 5.46 1.64 4.75 12.76 1.72 5.35 2.15 3.33 1.77 3.73岩岩岩 岩岩岩岩英岩岩岩英英岩岩岩岩岩岩岩岩岩英英英英石英英英石石英英英英英英英英英石石石石铁石石石铁铁石石石石石石石石石铁铁铁铁磁铁铁铁磁磁铁铁铁铁铁铁铁铁铁磁磁磁磁闪磁磁磁闪闪磁磁磁磁磁磁磁磁磁闪闪闪闪角角角 角角角角沟沟沟沟沟沟 营营营营人人人人人人厂厂厂厂厂厂厂厂厂家家家家石石石石石石水水水水水水水水水司司司司-9G -31-6-8-15-7-1-8-7 SR G -17-18-16-20-15-21-26-27-39-42 SR G SR G SR G SR G SR SC SC SC SC SC SC SC SC SC SY SY SY SY

L u 0.13 0.07 0.10 0.08 0.12 0.09 0.15 0.18 0.12 0.08 0.06 0.13 0.10 0.09 0.11 b Y 0.82 0.34 0.62 0.39 0.75 0.48 0.99 1.22 0.72 0.49 0.27 0.90 0.55 0.53 0.68 T m 0.12 0.06 0.10 0.05 0.12 0.07 0.15 0.19 0.10 0.07 0.04 0.13 0.08 0.09 0.11 E r 0.72 0.41 0.70 0.33 0.69 0.43 0.84 1.12 0.60 0.42 0.24 0.79 0.50 0.60 0.62 o H 0.24 0.22 0.26 0.11 0.24 0.14 0.29 0.37 0.20 0.15 0.08 0.26 0.17 0.24 0.20 Y 7.82 5.93 9.53 3.59 7.61 4.68 7.89 13.24 6.12 4.99 2.84 8.26 5.49 7.98 7.35 y D 1.08 1.81 1.18 0.53 1.11 0.62 1.34 1.61 0.86 0.68 0.38 1.20 0.80 1.32 0.90 T b 0.18 0.67 0.21 0.09 0.21 0.10 0.23 0.27 0.15 0.12 0.07 0.20 0.14 0.29 0.15 d G 1.11 7.30 1.46 0.53 1.36 0.59 1.36 1.61 0.99 0.83 0.54 1.19 0.90 2.14 0.94区地u东E 0.33 1.63 0.35 0.16 0.42 0.19 0.36 0.49 0.30 0.24 0.17 0.33 0.32 0.50 0.26冀Sm 1.06 9.78 1.48 0.49 1.49 0.55 1.47 1.55 1.13 0.86 0.63 1.27 0.93 2.20 0.90 d N 4.60 55.94 8.23 1.96 6.48 2.19 6.64 6.83 5.32 4.19 2.86 5.36 3.57 8.90 4.08 P r 1.11 16.43 2.31 0.48 1.69 0.56 1.61 1.73 1.37 1.06 0.74 1.38 0.90 2.29 1.01 e C 9.90 170.72 25.41 4.44 15.77 5.05 14.18 15.53 12.33 9.55 6.93 12.49 7.94 21.46 9.17 a L 5.09 104.55 17.35 2.42 8.94 2.59 7.36 8.19 6.57 5.37 3.77 6.05 3.77 13.75 5.14岩岩 岩型英岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩岩英英类石英英英英英英英英英英英英石石石铁石石石石石石石石石石石石铁铁矿磁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁磁磁闪赤赤赤磁磁磁磁磁磁磁磁磁云闪角黑 角1营营营营营营营营营营营营营营营a bl e 地产家家家家家家家家家家家家家家家司司司司司司司司司司司司司司司T 1号-44-32-31-46-23-24-22-19-20-3-30-7-37-38-14表品SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY SY续o nt i nue d C 样/A S 0.11 0.20 0.18 0.17 0.17 0.09 0.03 0.05 0.19 0.06 0.11 0.06 0.59 0.03 0.23 0.06 0.06A P rP 2=*r 0.66 1.28 1.13 1.03 1.02 0.65 0.15 0.30 1.15 0.37 0.65 0.36 3.67 0.20 1.69 0.40 0.44P r/P，）SA A 0.11 0.19 0.16 0.16 0.15 0.11 0.02 0.04 0.17 0.06 0.10 0.05 0.55 0.03 0.22 0.07 0.08oP+H A S yP A 0.69 1.17 0.92 0.93 0.92 0.73 0.12 0.26 1.06 0.35 0.61 0.32 3.29 0.21 1.26 0.44 0.61/（D S A YP A 0.25 0.40 0.33 0.32 0.31 0.28 0.04 0.08 0.36 0.12 0.23 0.11 1.16 0.07 0.43 0.15 0.22=2*/YY 7.15 10.68 8.37 8.49 8.77 8.15 1.74 3.60 11.39 3.79 6.26 3.99 33.51 2.78 11.95 4.71 8.02），A S rP A P 1.22 1.78 1.45 1.40 1.37 1.27 0.13 0.33 1.58 0.51 1.12 0.47 5.40 0.26 2.24 0.68 1.00+S A aP A/（L 0.22 0.29 0.24 0.23 0.23 0.21 0.02 0.05 0.27 0.09 0.23 0.08 0.91 0.04 0.48 0.12 0.17S A eP A C 2=1.54 1.81 1.50 1.45 1.41 1.35 0.10 0.27 1.77 0.62 2.03 0.56 5.42 0.21 3.56 0.70 0.97*e/C e，C 0.59 0.94 1.06 1.04 0.67 0.78 0.04 0.06 0.36 0.12 0.56 0.17 1.23 0.17 0.92 0.25 0.56）S A dP A G+1.87 2.01 1.73 1.63 1.52 1.43 0.09 0.24 1.78 0.64 2.26 0.57 4.83 0.18 4.96 0.74 0.79S A SmP A/（S 8.33 7.90 7.37 6.64 5.91 5.98 0.36 0.91 6.70 2.58 9.82 2.33 16.66 0.68 27.53 2.97 3.02A uP A E 2=2.26 1.99 1.95 1.70 1.51 1.54 0.10 0.25 1.83 0.74 2.54 0.57 3.87 0.18 8.21 0.79 0.90*/E uu，E 19.38 16.20 16.71 13.81 12.13 13.30 0.90 2.02 16.05 6.41 22.24 5.02 32.98 1.91 75.99 6.88 8.10）S A dP A N-2S 9.24 7.41 8.72 6.52 5.42 6.23 0.65 1.12 7.71 3.29 11.97 3.14 14.78 1.08 39.35 3.33 4.10A A P rP S/（3A A S A bP岩岩岩岩 岩岩岩A /Y S岩岩岩岩英英英英岩岩岩岩英英英岩岩aP L A A英英英英石石石石英英英英石石石英英=aP石石石石铁铁铁铁石石石石铁铁铁石石*L=铁铁铁铁磁磁磁磁铁铁铁铁磁磁磁铁铁a /L S A磁磁磁磁石闪闪闪磁磁磁磁闪闪闪磁磁a A辉角角角 角角角Y，L ）P b含/Y a峪峪峪峪峪峪 子子 包L寺寺寺寺寺寺益益益益益益益山山杖杖 不），（王王王王王王信信信信信信信杏杏栏栏 量S柞柞总A A-20-11素dP元N+SY SY-6-8 SY -5 SY -4 SY -7-2 SY-3 Y -6 Y -11 S-10 Y -1 Y -5 Y -8 Y -11 S -4 S 土A A W W W W W X X YW X X X X X X X L 22 Z L 22 Z ：稀eP注 （C

鞍本地区所有样品的稀土元素含量均很低(变化范围为0.95×10-6～156.4 ×10-6，平均 15.06 ×10-6;平均含量最低的为南芬矿区，最高的为王家堡子矿区)，明显低于澳大利亚沉积岩的平均稀土总量184.8×10-6(McLennan，1989)，呈现出与陆源碎屑沉积岩类明显不同的特点。不同矿区铁矿石样品经太古宙后平均澳大利亚沉积岩(PAAS，McLennan，1989)标准化后基本呈现一致的稀土元素配分曲线(图1a):轻稀土相对亏损，重稀土相对富集，(La/Yb)PAAS比值为0.02～3.24，平均为 0.51;大部分样品可见 La正异常，La/La*=0.63 ～2.12，平均为1.21(其中 NF-1 的 La异常为-0.86，不带入计算;平均含量最低的为西鞍山矿区，最高的为北台矿区);绝大部分样品都有强烈的Eu正异常，Eu/Eu*=0.73 ～5.14，平均为 2.32(平均含量最低的为小岭子矿区，最高的为南芬矿区);大部分样品可见明显的Y正异常，Y/Y*=0.71 ～3.21，平均为 1.47(平均含量最低的为王家堡子矿区，最高的为眼前山矿区)，Y/Ho比值为20.47～82.85，平均为38.40(平均含量最低的为王家堡子矿区，最高的为眼前山矿区);Ce异常变化范围为0.77～1.09，平均为0.92(平均含量最低的为齐大山矿区，最高的为小岭子矿区)。

图1 辽冀地区铁矿石(矿区平均值)PAAS标准化配分图(a)-鞍本地区;(b)-冀东地区Fig.1 PAAS normalized REE patterns of the iron ore(ore district average value)from Liaoning-eastern Hebei area(a)-Anshan-Benxi area;(b)-eastern Hebei area

2.2 冀东地区稀土元素特征

冀东地区大部分样品的稀土元素含量也比较低(2.22×10-6～400.2 ×10-6，平均为 39.67 ×10-6;平均含量最低的为磨盘山矿区，最高的为杏山矿区)，低于澳大利亚沉积岩的平均稀土总量184.8×10-6(McLennan，1989)。不同矿区铁矿石样品经太古界后平均澳大利亚沉积岩(PAAS，McLennan，1989)标准化后基本呈现一致的稀土元素配分曲线(图1b):轻稀土相对亏损，重稀土相对富集的配分模式，(La/Yb)PAAS比值为0.14 ～22.39，平均为 0.80(轻重稀土分馏程度低于鞍本地区);大部分样品La正异常不明显，La/La*=0.56 ～1.53，平均为 1.05(平均含量最低的为浇花峪矿区，最高的为司家营矿区);大部分样品有较强烈的Eu正异常，Eu/Eu*=0.25 ～4.22，平均为 1.81(平均含量最低的为信益矿区，最高的为杏山矿区);较明显的Y正异常，Y/Y*=0.72～2.36，平均为1.26(平均含量最低的为浇花峪矿区，最高的为棒磨山矿区)，Y/Ho比值为21.58～61.63，平均为33.14(平均含量最低的为浇花峪矿区，最高的为棒磨山矿区);Ce异常的变化范围为0.81 ～1.04，平均为0.94(平均含量最低的为水厂矿区，最高的为连冒峪矿区)。

3 讨论

3.1 成矿物质来源

BIFs中Fe和Si的物质来源主要有两种观点:一种观点认为来源于大气氧浓度非常低的陆源物质的风化作用(上部来源)(James，1954;Cloud，1973，1983;Drever，1974);另一种观点认为与火山关系密切的BIFs物质直接来源于海底火山物质(下部来源)(周世泰，1987;Zhang et al.，2014)。近年来，随着BIFs中稀土元素的大量研究，根据显示出轻稀土亏损，重稀土富集，具有明显的Eu异常等特征，一些学者认为成矿物质来自海底热液(Holland，1973;Rao and Naqvi，1995;Klein，2005;李志红等，2008，2010)。辽冀地区BIFs具有非常相似的稀土元素配分模式:稀土元素经太古界PAAS标准化后呈现轻稀土相对亏损，重稀土相对富集的配分模式(鞍本地区(La/Yb)PAAS平均为0.52;冀东地区(La/Yb)PAAS平均为 0.80)，无明显 Ce 负异常，较明显的 La、Eu、Y正异常(图1)，与国内外许多地区的BIFs特征比较相似(李文达，1987;Bolhar et al.，2004;Spier et al.，2007;李志红等，2008，2010;沈其韩等，2011;杨秀清等，2012)，表明他们都属于早前寒武纪海洋化学沉积物。

Eu正异常是海底热液的特征(Danielson et al.，1992)，辽冀地区BIFs都具有强烈的 Eu正异常(鞍本地区平均2.32，冀东地区平均为1.81)，这暗示辽冀地区BIFs成矿物质来源于海底热液。Huston and Logan(2004)研究发现不同类型BIFs中的Eu异常程度不同:与火山活动关系密切的Algoma型铁矿的Eu/Eu*＞1.8，而与火山活动关系不密切的Superior型铁矿的Eu/Eu*＜1.8。辽冀地区BIFs的Eu/Eu*均大于1.8，与该区为Algoma型铁矿认识一致(李志红等，2008，2010;杨秀清等，2012)，暗示其形成于海底火山环境，是在特殊的地质背景条件下和火山作用下形成的海水化学沉积岩。

辽冀地区大部分样品也表现出明显的海水特征:如La和Y正异常，较高的 Y/Ho比值，重稀土富集(图 1)(Elderield et al.，1988;Sholkovitz et al.，1994;Zhang et al.，1994;Nozaki et al.，1997)。Y3+和 Ho3+因具有相近的离子半径而被认为具有相近的地球化学行为，但由于表层络合能力的不同，使得Ho从海水中沉淀的速率比Y约高2倍，因此Y/Ho比值成为区别海相和非海相沉积环境的有用指标(Nozaki et al.，1997)。现代海水的Y/Ho比值为44～74;球粒陨石的Y/Ho比值为26～28，上地壳岩石和碎屑沉积物的Y/Ho比值与球粒陨石相似(Bau and Dulski，1996)。鞍本和冀东地区样品Y/Ho比值平均为38.40(变化范围为20.47～82.85)和 33.14(变化范围为 21.58 ～ 61.63)，高于球粒陨石，接近海水的Y/Ho值，这也暗示研究区BIFs继承了海水特征。

辽冀地区BIFs稀土元素特征表明其同国内外其他BIFs一样，成矿物质都来源于海底热液和海水(Frei and Polat，2007;李志红等，2008，2010;丁文君等，2009;沈其韩等，2009;Zhang et al.，2011;李文君等，2012;杨秀清等，2012)。研究表明热液流体的(La/Yb)PAAS＞1，而海水和热液混合则会导致(La/Yb)PAAS＜1(Sugitani，1992)。鞍本和冀东地区BIFs的(La/Yb)PAAS平均为0.52(变化范围为0.09～3.24)和0.80(变化范围为 0.14 ～22.39)，也显示海水与热液混合的特征。在现代海水与高温热液混合模式的Sm/Yb-Eu/Sm图中(图2)，辽冀地区 BIFs和 Isua地区 BIFs相似，大部分落于0.1%热液流体之内。图中有些样品偏离了混合线，可能是由于当时形成时热液和海水的比率不一致或受后期热液改造造成的。其他学者(蒋少涌等，1992;万德芳和蒋少涌，2002;李志红等，2008;李延河等，2012)通过对辽冀地区BIFs硅、氧、硫和铁同位素的研究也认为辽冀地区前寒武纪BIFs是地球早期海底火山热液喷气作用形成的，成矿物质来源于与海底火山活动有关的海底高温热液与海水的混合溶液。

前文研究表明辽冀地区BIFs成矿物质来源于海底热液和海水，但是不同地区BIFs中Eu异常存在差异性。Bau(1993)、Bau and Dulski(1996)认为Eu异常程度暗示了高温热液流体和低温热液流体的波动;Ruhlin and Owen(1986)、Olivarez et al.(1991)进一步研究表明Eu异常程度的不同是由于热液与周围海水不同比率混合引起的，Eu异常的大小可以代表混合溶液中高温热液的相对贡献量(Danielson et al.，1992;李志红等，2010)，即释放到海水中的高温热液越多，Eu的正异常越明显。鞍本地区Eu异常平均为2.32，明显高于冀东地区(Eu/Eu*平均为1.81)，说明鞍本地区显示了更多的热液贡献;在Sm/Yb-Eu/Sm图解中(图2)可以看到与冀东地区相比，鞍本地区有更多的数据落于1%流体之内，这也说明了鞍本地区BIFs中热液流体所占比率较大。鞍本地区各变质地层中铁矿床稀土元素变化不大(图3a)，但在冀东地区从朱杖子岩群、遵化岩群、滦县岩群到迁西岩群Eu正异常逐渐降低(图3b)，表明BIFs中高温热液的贡献逐渐减少，同时La异常、Y异常和Y/Ho比值逐渐增高(图3b)，而La正异常、Y正异常和比较高的Y/Ho比值是海水的特征，说明从朱杖子岩群、遵化岩群、滦县岩群到迁西岩群，海水特征增强，即海水对稀土的贡献逐渐增强。

图2 海水与热液Sm/Yb-Eu/Sm混合比例模式图(底图据Alexander et al.，2008;Mloszewska et al.，2012)Isua BIFSs数据引自 Bolhar et al.，2004;高温热液流体数据(＞350℃)引自Bau and Dulski，1999;太平洋海水数据引自Alibo and Nozaki，1999;阴影部分为鞍本和冀东地区样品落点范围Fig.2 Conservative，two-component mixing model of Sm/Yb vs.Eu/Sm rations(base map after Alexander et al.，2008;Mloszewska et al.，2012)Isua BIFs after Bolhar et al.，2004;high-temperature(＞ 350℃)hydrothermal fluids after Bau and Dulski，1999;Pacific seawater after Alibo and Nozaki，1999;Shadows on the scope of samples placement

3.2 氧化还原环境

在氧化的海水中，Ce3+被氧化成Ce4+，大大降低了Ce的溶解度，而被Mn-Fe的氢氧化物、粘土颗粒等吸附而发生沉淀，造成海水中Ce的亏损(Byrne and Sholkovitz，1996)。因此，可以根据Ce异常来判别古海洋的氧化还原状态，即在氧化的海水中，经页岩标准化后的海水具有强烈的Ce负异常，而在低氧或缺氧的海水中则缺乏明显的Ce负异常。由于Ce异常因La丰度的不规则变化会变得复杂化，Bau and Dulski(1996)提出使用Ce/Ce*-Pr/Pr*图解来判断真正的Ce异常。在该判别图解中(图4)，绝大多数样品落在La正异常区域和无异常区域，只有少数样品投在Ce负异常区域，与新太古代其他地区的BIFs具有类似特征，暗示研究区形成于较还原环境，这与早前寒武纪属于缺氧环境的认识基本一致(Bekker et al.，2010;Planavsky et al.，2010;赵 振 华，2010)。鞍本地区一些样品落在了左下角，即La和Ce正异常区域，说明海水特征比较强(Bau and Dulski，1996)，且海水是还原的。在图3中可以看出，辽冀地区无明显Ce负异常，但在鞍本地区(图3a)，从樱桃园组、大峪沟组、茨沟组到石棚子组Ce负异常呈减小趋势，冀东地区(图3b)从朱杖子岩群、遵化岩群、滦县岩群到迁西岩群Ce负异常呈增大趋势。Drever(1974)认为BIFs形成于氧气含量比现在低，而二氧化碳比现在高的大气环境;李志红等(2008)根据鞍本地区BIFs中缺乏Ce负异常，富集重Fe同位素，推测当时海水中只有少部分铁发生了氧化和沉淀，并未发生完全氧化沉淀，说明氧化剂的含量是有限的，进而认为当时铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境;李延河等(2010)对华北地台前寒武纪BIFs硫同位素的研究认为BIFs的广泛分布和硫同位素的非质量分馏普遍存在，表明当时大气氧水平很低，可能不足现在氧水平的1‰。

图3 辽冀地区各岩群铁矿床稀土元素(矿区平均值)变化图解(a)-鞍本地区;(b)-冀东地区Fig.3 Diagrams showing variations of rare earth elements of iron deposit(ore district average value)in each terrain from Liaoningeastern Hebei area(a)-Anshan-Benxi area;(b)-eastern Hebei area

3.3 碎屑物质对BIFs的影响

辽冀地区BIFs中Al2O3和TiO2含量均很低(鞍本地区Al2O3平均含量为0.65%，TiO2平均含量为0.02%，冀东地区Al2O3平均含量为1.65%，TiO2平均含量为0.11%)，但大部分矿区Al2O3和TiO2相关性很明显(杨秀清等，2014)。Al和Ti在热液交代、成岩作用和风化作用中非常稳定(Kranidiotis and MacLean，1987)，因此，辽冀地区Al2O3和TiO2的相关性暗示该区BIFs在形成过程中有碎屑物质的加入(Ewers and Morris，1981;Dymek and Klein，1988;Manikyamba et al.，1993)。并且，BIFs在原始沉积时化学组分很容易受碎屑物质的加入而有所改变(Arora et al.，1995)，如在鞍本和冀东地区BIFs中Eu异常、Y异常和Y/Ho比值变化范围很大(鞍本地区 Eu/Eu*=0.73 ～5.14，Y/Y*=0.71 ～3.21，Y/Ho 比值为20.47 ～82.85;冀东地区 Eu/Eu*=0.25 ～ 4.22，Y/Y*=0.72～2.36，Y/Ho比值为21.58 ～61.63)，稀土元素总量变化范围也较大。在图5中我们可以看到，冀东地区BIFs的∑REE含量明显高于鞍本地区，较高的稀土元素可能是由于BIFs化学沉积过程中碎屑物质的加入造成的(Alibert and McCulloch，1993;Arora et al.，1995)。同时冀东地区Eu正异常、Y正异常程度均小于鞍本地区，他们分别是海水和热液的特征，说明冀东地区BIFs热液特征和海水特征都没有鞍本地区明显，这可能也是由于冀东地区BIFs有更多的碎屑加入，而碎屑物质稀土元素含量和Eu异常、Y异常明显不同于海底热液和海水，使BIFs化学沉积特征不明显。冀东地区Y/Ho比值明显低于鞍本地区(冀东地区平均为33.14;鞍本地区平均为38.40)，且Y/Ho比值更接近球粒陨石(Y/Ho比值为26～28)，这可能也暗示冀东BIFs中显示了更多的碎屑物质特征，且在冀东地区形成了大量绿泥磁铁石英岩、角闪磁铁石英岩和辉石磁铁石英岩等。

前人研究认为辽冀地区BIFs主要形成于火山-沉积岩系(沈其韩，1998;沈其韩等，2011)，形成时陆源碎屑沉积和火山作用比较明显，这些碎屑物质可能随着硅质和铁质的化学沉积过程一同形成于BIFs中。杨秀清等(2014)通过对辽冀地区主量元素的研究也有相同的认识，冀东地区除SiO2+Fe2O3T外，其他氧化物含量均高于鞍本地区，显示更多碎屑物质的加入。前人对国内外其他地区BIFs的研究也认为BIFs形成过程中有碎屑物质的加入(Roy and Venkatesh，2009;沈其韩等，2011;蓝廷广等，2012)。本文通过对鞍本和冀东地区不同矿区铁矿石样品的稀土元素的研究，其结果也显示该区BIFs在形成过程中有碎屑物质的加入，与前人研究结果相符合。

图4 Ce异常判别图解(底图据Bau and Dulski，1996)(a)-鞍本地区;(b)-冀东地区Fig.4 Ce/Ce*-Pr/Pr*discrimination diagram for Ce anomaly from Liaoning-eastern Hebei area(base map after Bau and Dulski，1996)(a)-Anshan-Benxi area;(b)-eastern Hebei area

图5 辽冀地区铁矿石PAAS标准化稀土元素配分曲线(海水和高温热液引自Robert and Ali，2007)Fig.5 PAAS-normalized REE of iron ore from Liaoningeastern Hebeiarea (seawater and high-temperature hydrothermal after Robert and Ali，2007)

4 结论

辽冀地区BIFs经太古界PAAS标准化后呈现轻稀土相对亏损、重稀土相对富集的配分模式，具Eu、Y、La的正异常(La异常不明显)，表明研究区BIFs的成矿物质来源于海底热液和海水的混合溶液，且鞍本地区有更多的热液贡献;而在冀东地区，从迁西岩群、滦县岩群、遵化岩群到朱杖子岩Eu正异常逐渐升高，同时La异常、Y异常和Y/Ho逐渐降低，可能暗示从迁西岩群、滦县岩群、遵化岩群到朱杖子岩群，海水特征减弱，热液贡献逐渐增多;Ce/Ce*值变化范围为0.77～1.09，缺乏明显的Ce负异常，暗示 BIFs形成于还原海水环境;辽冀地区BIFs的稀土元素总量、Eu异常、Y异常和Y/Ho比值变化范围比较大，可能与沉积过程碎屑物质的加入有关，且与鞍本地区相比，冀东地区的Eu正异常、Y正异常程度均小于鞍本地区，Y/Ho比值更接近球粒陨石(Y/Ho比值为26～28)，暗示有更多的碎屑物质的加入。

致谢 野外工作得到了辽宁省冶金地质勘查局、河北省地质矿产局第二地质大队和河北联合大学等相关人员的帮助和支持;数据测试得到了北京大学黄宝玲老师的帮助和指导;审稿专家对本文提出了许多宝贵意见;在此一并表示衷心感谢!

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