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吉林省白山市板石沟铁矿是典型的沉积变质铁矿,矿区内构造作用和变质作用复杂。沉积变质型铁矿成矿构造环境一般分为原生成矿构造环境和次生成矿构造环境,前人对板石沟铁矿构造变形成矿过程的次生成矿构造环境研究较多,而对原始沉积时的原生成矿构造环境研究较少。对断裂构造的研究主要从构造地质学方面出发,缺少对断裂构造地球化学特征的认识。本文采集并结合已有矿区典型矿石和围岩样品,分析常量元素、微量元素以及稀土元素地球化学特征,进行原岩恢复,利用含矿建造内基性、中基性火山岩的微量元素以及稀土元素地球化学特征,推断原生成矿构造环境;通过矿体和围岩构造变形特征,归纳总结铁矿次生成矿构造环境;通过典型压性断层构造地球化学剖面测量,采集断裂构造内构造岩和其周围岩石,分析常量元素和微量元素含量变化特征,利用构造地球化学剖面法、质量等比线法和特征元素比值法,开展断裂构造地球化学的研究。板石沟铁矿位于华北大陆板块北缘东段,矿体主要赋存在矿区褶皱构造核部。矿区岩石组合可分太古界鞍山群杨家店组表壳岩和TTG侵入岩两大类。由于含矿建造形成于基底变质岩系的表壳岩中,表壳岩是矿体的直接围岩,铁矿体与表壳岩同褶皱。按岩石组合将矿区表壳岩分为五层,由下到上为暗色片麻岩组合、斜长角闪岩组合、磁铁石英岩组合、角闪片岩组合、浅色片麻岩组合。通过岩相学和岩石地球化学分析判定磁铁石英岩的原岩主要为沉积岩,而围岩的原岩为火山岩,具有火山喷发后沉积的成矿条件。磁铁石英岩具有较高的Eu异常,略高的Y异常和Y/Ho比值,说明成矿即有热液作用也有海水影响,其微量元素特征符合岛弧杂砂岩的特征。围岩中黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪片岩的原岩均为玄武岩,而黑云斜长片麻岩原岩为流纹岩。选择黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪片岩来反映成矿构造环境,根据构造判别图解,斜长角闪岩、角闪片岩为岛弧环境,黑云角闪斜长片麻岩为大陆边缘弧环境,然而斜长角闪岩、角闪片岩、黑云角闪斜长片麻岩的微量元素和稀土元素特征均符合岛弧玄武岩的特征,因此推测原生成矿构造环境应为岛弧环境。次生构造变形是铁矿体和富铁矿形成的重要原因,矿体多富集在褶皱核部。板石沟地区经历了三期变形改造,第一期构造变形为伸展塑性褶皱,使原始含矿层形成层内“之”字形和钩状褶皱,第二期变形为轴向近东西的区域复式向斜,形成南北两个矿带,第三期变形为轴向北东的宽缓背斜叠加,使矿体进一步褶皱富集,因此推测板石沟铁矿次生成矿构造环境应为区域三期褶皱变形。在板石沟铁矿的17矿组和19矿组,选择压性断层和构造岩发育的剖面进行构造地球化学研究。通过P8和P10构造地球化学剖面测量,在断层中呈富集特征的元素为Al、Ti、V、U、Th,在断层中呈分散特征的元素为Fe、Si、Ca、Na、Co、Ni、Cr、Mn。通过质量平衡计算和质量等比线图分析,向断层迁移的元素为K、P、Ti、V、Rb、Sr、U、Th,从断层逸散的元素为Si、Fe、Ca、Na、Mn、Ni、Co、Cr。由于K、Rb、Sr为离子半径大的元素,Ti、V、U、Th为过渡元素中离子半径较大的元素,Fe、Si、Co、Ni、Cr、Mn为离子半径较小的元素,由此推测ⅤB族之前离子半径较大的元素一般倾向于在压性断层中迁移富集,ⅤB族之后离子半径较小的元素一般倾向于在压性断层中迁移分散,说明在挤压应力环境下ⅤB族之前的离子半径大的元素与ⅤB族之后离子半径小的元素具有不同的构造地球化学性质。由于压性断层处ⅤB族之前和ⅤB族之后不同元素具有不同甚至相反的迁移变化规律,因此通过特征元素比值,如SiO2/Al2O3、(Fe2O3+CaO+MgO)/Al2O3、K2O/Na2O、V/Cr、Rb/(Ni+Co),可以用来推测压性断层的存在。