摘要
柳河峪铁矿床位于冀东地区迁安铁矿成矿带北区东矿带中北部，矿体赋存于太古宇迁西群三屯营组变质岩中，矿石类型主要为条带状辉石磁铁石英岩。近年来，随着勘探程度的提高，在柳河峪铁矿床深部新发现了第二层矿体群，但研究程度较低，制约了区域成矿认识。本文通过对柳河峪铁矿床矿石的主微量及稀土元素分析探讨其成矿物质来源、成矿环境指示及矿床成因类型。结果表明柳河峪铁矿床深部、浅部铁矿石成矿物质来源及成矿环境基本一致，矿石的主要化学成分均为 TFe2O3和 SiO2，较低的 Al2O3和 TiO2 等含量暗示其沉积作用过程中极少有陆缘碎屑物质加入，SiO2 -TiO2投图结果表明火山作用为BIF矿石原岩的形成提供了物质来源。经PAAS标准化后的稀土元素配分模式均呈现轻稀土相对亏损、重稀土相对富集的左倾配分模式，La、Y、Eu具明显的正异常，缺乏Ce负异常，Sr/Ba＞1，（La/Yb）paas＜1，Y/Ho平均值为 40.49。各种元素比值和相关判别图解均说明柳河峪铁矿床具有海水和高温热液双重叠加的特征，其中海水的贡献度大于高温热液，其形成时的古海洋状态为缺氧环境。综合分析认为柳河峪BIF铁矿床的成因类型为与火山活动关系密切的Algoma型铁矿。
Abstract
The Liuheyu iron deposit lies in the central-northern section of the eastern ore belt within the northern Qian’an metallogenic zone of eastern Hebei. Its orebodies occur in metamorphosed Santunying Formation rocks of the Archean Qianxi Group, and the predominant ore lithology is banded pyroxene–magnetite quartzite. Recent deep drilling has revealed a second orebody horizon at Liuheyu, yet insufficient research on this deeper level constrains our comprehension of the regional metallogenesis. This study investigates the sources of metallogenic material, indicators of the metallogenic environment, and the ore-forming type of the deposit by analyzing the major, trace, and rare earth element compositions of the Liuheyu iron ore. Our data reveal that deep and shallow Liuheyu ores derive from similar material sources under comparable metallogenic conditions. Dominated by TFe2O3 and SiO2, and with low Al2O3 and TiO2 contents, the ores reflect negligible detrital influx. SiO2–TiO2 plotting further implicates contemporaneous volcanism as the primary source for the BIF protolith. The PAAS-normalized REE patterns all show a left-tilted distribution with relative depletion of light rare earth elements and relative enrichment of heavy rare earth elements. La, Y, and Eu exhibit distinct positive anomalies, Ce shows no negative anomaly, Sr/Ba > 1, (La/Yb)paas < 1, and the average Y/Ho is 40.49. Elemental ratio analyses and discrimination plots consistently point to a combined seawater–high-temperature hydrothermal deposition for Liuheyu, dominated by marine input over hydrothermal influence, and crystallization occurred under anoxic paleo-marine conditions. On the basis of the integrated data, the Liuheyu BIF is classified as an Algoma-type iron deposit closely associated with contemporaneous volcanic activity.
0 引言
冀东地区是中国重要的铁矿资源基地之一（李厚民等，2012；赵立群等，2020；崔伟等，2022），截至 2020年底，区内铁矿产地约219处，保有铁矿资源量约 81.22 亿 t（崔伟等，2022），找矿潜力巨大。其中冀东迁安铁矿成矿带目前累计查明资源量近 25 亿 t，目前已发现了多个大中型铁矿床，首钢水厂铁矿、马兰庄铁矿、大石河铁矿、杏山铁矿等均赋存在迁安成矿带内。近年来，随着大中型矿山开发利用程度的提高，迁安地区铁矿床浅部铁矿资源面临枯竭，目前勘探和开采深度大多停留在-300 m 以上 （第一层铁矿体），急需进行深部找矿，寻找后备资源以保障国家能源安全。2010年以来，多个地勘单位在迁安地区深部进行了找矿工作，在孟家沟铁矿、柳河峪铁矿、北屯北铁矿等多个老矿区的深部取得了重大找矿突破，在-400～-700 m标高发现了厚大铁矿体，预计新增 3～4 个大型铁矿床，证明了迁安地区存在着第二层找矿空间且具有良好的成矿前景。
冀东迁安地区铁矿床形成于前寒武纪，为沉积变质型铁矿，矿石主要由硅质和铁质互层组成（陈靖，2014）。前人对冀东迁安地区水厂、马兰庄、杏山等几个大型沉积变质型铁矿床开展了岩石学、矿物学、构造学、年代学、地球化学等研究，取得了大量成果，主要观点如下：迁安地区铁矿带褶皱可分为五级，一级为区域性褶皱、二级为矿带范围褶皱、三级为矿床级褶皱、四级为矿床内小岩性层级褶皱、五级为岩层-矿体内小褶皱，确认三级褶皱构造-矿床级褶皱对铁矿床起关键控制作用（陈正乐等，2013）；杏山铁矿富矿石和普通矿石的稀土元素来源一致，具有海水和热液流体叠加的特征，富矿石中的铁为原始沉积局部富集形成（周永贵等， 2012）；冀东南山BIF铁矿夹层中的斜长角闪片麻岩锆石U-Pb年龄（2513±8.4） Ma，与水厂铁矿、马兰庄铁矿的形成时代一致，均形成于新太古代（党永岐等，2017）；冀东迁安地区 BIF 铁矿赋存于早前寒武纪变质岩中，主要由石英和氧化铁矿物组成，通常具有典型的条带状构造（李厚民等，2012）等。但对深部新发现的铁矿并未进行过系统的研究。查明冀东迁安地区铁矿床深部、浅部矿体的地质地球化学特征及异同，对于区域成矿规律认识和深部找矿方向研究具有重要的意义（王殿良等，2023）。因此，本文通过对柳河峪铁矿深部、浅部铁矿石的主微量及稀土元素分析，探讨柳河峪铁矿的成矿物质来源和成矿环境，初步探讨矿床成因，为迁安地区深部找矿提供地质借鉴。
1 区域地质背景
冀东地区大地构造位置位于华北克拉通东部陆块北缘，近EW向的马兰峪复式背斜和EW、NE和 NW 向多组深大断裂构造构成了本区的基本构造格架（图1）。研究区基底为太古宇含铁建造变质岩，主要出露在 EW 向大断裂南部和 NW 向断裂西南部，出露的盖层有元古宇、古生界、中生界和新生界 （毕建成，1989；李志忠等，1989；Zhao et al.，2001），主要分布在冀东地区南部和北部。区内中生代燕山期岩浆活动强烈，沿区域性断裂两侧分布着多个侵入岩体，岩体地表出露形态以宽带状、长条状为主，产出特征多为岩株和岩基（崔伟等，2023；吕水等，2023）。岩体岩性多为中酸性岩，主要为二长花岗岩、花岗岩、闪长岩等。
迁安铁矿成矿带位于冀东地区中部，多赋存在迁安地台隆起形成的向南西突出的“C”字形弧形褶皱带内（杨国良等，2010），控矿构造多以倒转向斜为主。区内含BIF地层主要为太古宇迁西群三屯营组，岩性主要为麻粒岩、黑云角闪斜长片麻岩、混合岩、混合花岗岩、辉石磁铁石英岩和磁铁石英岩。区内主要变质相为麻粒岩相和角闪岩相，还有大量混合岩期的脉体矿物，主要为区域混合岩化作用形成的长英质脉体，代表后期区域混合岩化作用的产物。
图1冀东地区区域地质简图
1—新生界；2—中生界；3—古生界；4—元古宇；5—太古宇；6—混合岩带；7—中生代侵入岩体；8—区域断裂；9—大型铁矿床；10—市（县）
2 矿床地质特征
2.1 研究区地质特征
柳河峪铁矿床出露地层主要有太古宇迁西群三屯营组和新生界第四系。迁西群三屯营组岩性主要为紫苏黑云片麻状混合岩、黑云正长混合花岗岩、混合岩化黑云斜长片麻岩、辉石磁铁石英岩。第四系多为低缓山坡分布的残坡积物，以砂土、亚砂土、亚黏土夹棱角状碎石为主，局部堆积矿山废石（图2）。
柳河峪铁矿断裂构造较发育，断裂带较宽，具多期活动的特点，按其方位可主要分为EW向和NE 向二组。根据其切割关系推断，NE 向断裂形成较早，基本上是伴随主期褶皱而生成；EW向断裂形成时期较晚，对早期断裂褶皱破坏和控制作用明显 （汤绍合等，2013）。研究区内并无岩脉出露。
图2迁安柳河峪铁矿地质图
1 —第四系；2—太古宇迁西群三屯营组；3—矿体；4—断层；5—勘探线及编号；6—研究区
2.2 矿体特征
柳河峪铁矿床是由若干个大小不等的似层状、透镜状矿体组成的矿群。矿体赋存于太古宇迁西群三屯营组变质岩内，呈NE向展布，其中L1号矿体为浅部主矿体，Ⅳ、Ⅳ-1 号矿体为研究区深部主矿体（图3）。
L1 矿体：矿体断续出露长度 1900 m，在矿床中部被断层错断，矿体形态呈似层状、透镜状分布，走向 50°～60°，倾向 NW，倾角约 67°。矿体沿倾向最大延伸达 400 m，最小延伸为 5 m。矿带最大厚度 95.0 m，最小厚度2.0 m，平均厚度46.03 m，平均品位TFe30.80%、mFe26.57%。
Ⅳ矿体：为柳河峪矿床深部主矿体，控制长度 1600 m左右，在矿床中部被断层错断，为隐伏矿体，呈似层状分布，走向 47°～56°，倾向 NW，倾角约 60°，矿体形态较为复杂，分支复合现象普遍，夹石较多。矿体最大厚度为 67.13 m，最小厚度 2.81 m，平均厚度 48.51 m；矿体平均品位 TFe29.01%、mFe22.92%。
Ⅳ-1 矿体：为柳河峪矿床深部另一主矿体，与 Ⅳ矿体平行产出，控制长度 1600 m 左右，在矿床中部被断层错断，为隐伏矿体，呈似层状分布，走向 47°～56°，倾向 NW，倾角约 60°，矿体形态较为复杂，分支复合现象普遍，夹石较多。矿体最大厚度为 57.47 m，最小厚度 3.25 m，平均厚度 32.08 m；矿体平均品位 TFe28.53%、mFe23.51%。两条矿体均赋存在-400～-600 m标高，与浅部矿体在空间上相对独立。
图3迁安柳河峪铁矿剖面图
1—太古宇迁西群三屯营组；2—紫苏黑云片麻状混合岩；3—混合岩化黑云斜长片麻岩；4—黑云正长混合花岗岩；5—断层；6—探明矿体；7— 已采矿体；8—钻孔
2.3 矿石特征
柳河峪铁矿床目前已探明具有浅部及深部两层矿体，浅部及深部矿体矿石类型相同，均为辉石磁铁石英岩（图4a、d）。辉石磁铁石英岩：黑色—灰黑色，柱状粒状变晶结构，多呈条带状、条纹状构造，少量为块状构造。矿石矿物主要为磁铁矿，含量 25.13%～33.78%，少量黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿等。磁铁矿多呈近半自形—他形粒状，集合体多相对呈条纹状、条带状聚集定向分布（部分磁铁矿的颗粒边界已不能准确辨认），与石英条带相间排列 （图4b、c）。脉石矿物以石英为主，其次为紫苏辉石和单斜辉石，少量磷灰石、纤闪石等。石英呈他形粒状，集合体主要呈条纹状、条带状定向分布，并与磁铁矿条带相间排列。紫苏辉石呈他形柱状、粒状，与磁铁矿、单斜辉石相对呈条纹状、条带状定向分布。单斜辉石呈他形柱状、粒状，多与紫苏辉石、磁铁矿等相对呈条纹状、条带状定向分布（图4e、f）。
图4柳河峪铁矿矿石手标本及显微镜下照片
a—条带状构造；b—石英、辉石、磁铁矿呈条带状聚集；c—单斜辉石；d—块状构造；e—块状构造：镜下可见辉石、磁铁矿、石英呈条带状聚集； f—紫苏辉石显浅粉色，单斜辉石显淡绿色；Cpx—单斜辉石；Hy—紫苏辉石；Mag—磁铁矿；Px—辉石；Qtz—石英
2.4 赋矿围岩
柳河峪铁矿赋矿围岩主要为紫苏黑云片麻状混合岩、黑云正长混合花岗岩、混合岩化黑云斜长片麻岩（图5）。浅部矿体上围岩以紫苏黑云片麻状混合岩为主，其次为含黑云正长混合花岗岩；下围岩以黑云正长混合花岗岩为主，其次为黑云片麻状混合岩。深部矿体上围岩以紫苏黑云片麻状混合岩为主及少量混合岩化黑云斜长片麻岩；下围岩以混合岩化黑云斜长片麻岩为主，其次为紫苏黑云片麻状混合岩。可以看出柳河峪浅部矿体上围岩以混合岩为主，下围岩以混合花岗岩为主。深部矿体上围岩以混合岩为主，而下围岩以片麻岩为主。
图5柳河峪铁矿赋矿围岩手标本及显微镜下照片
a—紫苏黑云片麻状混合岩；b—黑云正长混合花岗岩；c—混合岩化黑云斜长片麻岩；d—黑云母、紫苏辉石等呈条纹状残留；e—变余花岗结构，石英集合体呈弯曲条纹状定向聚集；f—基体为黑云斜长片麻岩，黑云母叶片显弯曲状；Bt—黑云母；Kfs—钾长石；Pl—斜长石；Qtz—石英
3 样品测试与分析结果
3.1 采样及测试方法
本研究采取了柳河峪铁矿深部及浅部矿石主微量及稀土元素样品 11件，进行 BIF铁矿石的成矿物质来源及原岩恢复，样品采集覆盖了深部钻孔及浅部地表，网格式采取，保证所采样品涵盖整个研究区且具代表性。矿石主微量及稀土元素分析均在河北省区调地质勘查有限公司实验室完成，主量元素分析采用荷兰帕纳科公司生产的 Axios Max X 射线荧光光谱仪（方法代号 GB/T14506.28-2010）来测定岩石中主要氧化物的百分含量，氧化亚铁采用滴定法测定（方法代号 GB/T14506.14-2010）；稀土及微量元素采用 ICP-MS 分析，仪器为美国赛默飞世尔科技公司生产的 ICAP-QC 电感耦合等离子体质谱仪（方法代号 GB/T1450630-2010）。主量元素分析误差优于 5%，稀土、微量元素分析误差优于 10%。
主量元素成分分析流程简述为：将0.6 g试样与 4.5 g 四硼酸锂、1.0 g 偏硼酸锂、0.5 g 溴化锂制成的混合溶剂混合均匀，加入 0.5 g 的硝酸铵作为氧化剂，5滴200 g/L的溴化锂溶液作为脱模剂，在自动熔样机中1000℃下熔解成液体状，冷却后制成晶体片状备用，数据经过灼烧减量校准后获得岩石中各主要氧化物的百分含量。
稀土微量元素分析流程简述为：准确称取 50 mg 试料于封闭溶样器中，加入 1 mL 氢氟酸，0.5 mL 浓硝酸，密封，在（185±5）℃烘箱中加热 24 h，冷却后置于电热板上加热蒸至近干，再加入 0.5 mL 1+1 硝酸蒸发近干，重复此步骤一次。加入 5 mL 1+1硝酸，再次密封后放入烘箱中，130℃加热 3 h，冷却后将溶液转移至50 mL比色管中，用去离子水稀释，定容至50 mL。此溶液直接用于ICP-MS测定。
3.2 分析结果
3.2.1 矿石主量元素
表1为柳河峪铁矿的主量元素分析数据，由表1可以看出浅部矿石TFe2O3含量42.37%～49.08%，平均值为 45.03%；SiO2含量 47.78%～53.58%，平均值为 51.12%；Al2O3 含量 0.19%～0.49%，平均值为 0.31%；CaO 含量 1.25%～1.90%，平均值为 1.54%； MgO 含量 1.34%～2.79%，平均值为 3.23%。深部矿石 TFe2O3含量 36.42%～52.00%，平均值为 47.19%； SiO2含量 39.24%～51.00%，平均值为 44.90%；Al2O3 含量 0.26%～0.98%，平均值为 0.47%；CaO 含量 0.51%～13.47%，平均值为 4.00%；MgO 含量 1.68%～9.73%，平均值为 3.20%。浅部和深部的 Na2O、K2O、P2O5、TiO2、MnO含量大多小于0.1%。
表1柳河峪铁矿矿石主量元素分析数据（%）
3.2.2 矿石微量元素
柳河峪浅部、深部铁矿石微量元素分析结果见表2。柳河峪铁矿整体表现为浅部、深部微量元素总量相差不大（图6），样品富集大离子亲石元素 La 和高场强元素 Th、Ta，与相邻元素相比大离子亲石元素 Sr、Ba和高场强元素 Nb明显亏损。浅部 Co/Zn 平均值为 0.12；深部 Co/Zn 平均值为 0.12；浅部 Ni/ Zn 平均值为 0.44；深部 Ni/Zn 平均值为 0.50。浅部 Sr/Ba 平均值为 1.95，深部 Sr/Ba 平均值为 1.57，显示出火山岩和海相沉积物的特征。
表2柳河峪铁矿矿石微量元素分析数据（10-6）
3.2.3 矿石稀土元素
柳河峪铁矿浅部、深部铁矿石稀土元素分析结果见表3。柳河峪铁矿浅部矿石稀土元素总量（∑ REE）为 8.45×10-6～15.85×10-6，平均值为 12.61× 10-6；LREE/HREE 为 3.36～7.74，平均值为 5.91。深部矿石（∑ REE）为 6.57×10-6～15.84×10-6，平均1 1.26×10-6；LREE/HREE 为 1.54～6.81，平均 5.14。经PAAS标准化后（图7），两层矿石均呈现轻稀土相对亏损，重稀土相对富集的配分曲线特征（（Pr/Yb）paas 为 0.10～0.58，平均值为 0.45；（Sm/Yb）paas 为 0.17～0.67，平均值为0.51）。La和Y均具有明显的正异常 （La /La* 为 0.71～1.36，平均值为 1.14；Y/Y* 为 1.05～1.82，平均值为1.51），与现代海水的稀土分馏模式一致。柳河峪深部、浅部矿石稀土元素的总量相差不大，推测浅部、深部成矿物质来源基本一致。以上稀土元素特征与冀东地区其他BIF铁矿稀土元素特征基本一致（杨崇科等，2022）。
表3柳河峪铁矿矿石稀土元素分析数据（10-6）
注：表中 La 异常用 La /La＊=LaPAAS/（3PrPAAS-2NdPAAS）来计算；Ce 异常用 Ce /Ce＊ =2CePAAS/（PrPAAS+LaPAAS）来计算；Pr 异常用 Pr/Pr＊=2PrPAASS/（CePAAS +NdPAAS）；Eu异常用Eu /Eu＊=EuPAAS/（0.67SmPAAS +0.33TbPAAS）来计算；Y的异常用Y /Y＊=2YPAAS /（DyPAAS +HoPAAS）来计算（Bolhar et al.，2004）。
4 讨论
4.1 成矿物质来源
在矿石主量元素划分三角图中（图8），柳河峪矿石样品全部落在世界条带状 BIF 铁矿石分布区内。根据底图 SiO2范围，将 SiO2含量低于 40% 的样品剔除后（丁文君，2010），进行 SiO2-TiO2投图，结果表明磁铁石英岩样品全部落入火成岩中（图9）。
不同类型的铁矿石中的磁铁矿成分组成具有标型特征（杨崇科等，2022）。磁铁矿中的 Al2O3、 TiO2、MnO等化学组分以及它们之间的比值、图解等对判定成矿物质来源具有一定的指示意义。在 Al2O3-SiO2判别图解中（图10），柳河峪铁矿深部、浅部样品均落入热液区，表明海底热液流体为研究区 BIF铁矿的形成提供了物质来源。柳河峪铁矿深部和浅部矿石中均含有较少的 Al2O3（平均 0.40%）和 TiO2（平均 0.03%），指示柳河峪铁矿极少有陆缘碎屑物质加入。一般认为沉积变质铁矿的 SiO2/Al2O3 ＜10，火山沉积变质铁矿的SiO2/Al2O3＞10（李莹等，2019）。柳河峪铁矿石中 SiO2/Al2O3 值为 45.69～258.08，平均值为 149.15，远大于 10，指示柳河峪铁矿为火山沉积变质铁矿床。
研究认为火山岩和海相沉积物的 Sr/Ba＞1，陆源沉积岩的 Sr/Ba＜1（沈其韩等，2009）。柳河峪铁矿Sr/Ba平均值为1.74，因此柳河峪铁矿浅部和深部矿石均具有火山岩和海相沉积物特征。同时 Co/Zn 平均值为 0.12、Ni/Zn 平均值为 0.47，位于热液成因的 BIF 的 Co/Zn（0.03～0.15）和 Ni/Zn（0.08～0.78）比值范围内，进一步表明了柳河峪 BIF 铁矿形成时有热液的参与（李衣鑫等，2020）。
研究认为，Y与Ho的比值可以用作判断海水沉积或非海相沉积的依据，球粒陨石与热液流体的Y/ Ho 值为 26～28，现代海水的 Y/Ho 值为 43～80（No‐ zaki et al.，1999；何保等，2019；李莹等，2019）。柳河峪铁矿 Y/Ho 值范围在 29.59～50.00，平均值为 40.49，Y/Ho值介于热液流体与现代海水之间，但更接近现代海水的Y/Ho值，进一步说明柳河峪铁矿的形成以海底热液为主，有少量热液流体参与，从而导致Y/Ho值略低于现代海水的值，而高于热液流体的值。同样，（La/Yb）paas也可以用来示踪BIF的成矿物质来源，热液流体的（La/Yb）paas＞1，而海水与热液混合的（La /Yb）paas＜1（李衣鑫等，2020）。柳河峪铁矿（La/Yb）paas为 0.08～0.83，平均值为 0.56，小于 1，进一步说明柳河峪铁矿具有海水和热液的特征。 La/La*的比值可用来探讨 BIF形成时是否有陆源碎屑物质的加入（La/La*＞1）（许英霞等，2015）。柳河峪铁矿的 La/La*比值为 0.71～1.36，平均值为 1.14，大于1，表明其形成时极少有陆源碎屑物质的加入，与矿石中Al2O3和TiO2含量较少相一致。
研究表明，Eu正异常是海底高温热液的典型特征（Danielson et al.，1992）。与火山活动关系密切的 Algoma 型铁矿具有较大的 Eu 正异常（＞1.8），而距离火山口较远的Superior型铁矿具有相对较弱的Eu 正异常（＜1.8）（李莹等，2019；李衣鑫等，2020）。柳河峪铁矿 Eu 表现出强烈的正异常（Eu /Eu*比值为 1.22～4.14，平均值为3.05），大于1.8，说明柳河峪铁矿成矿时有高温热液流体参与，是与火山活动关系密切的Algoma型铁矿。
以上研究均表明，柳河峪铁矿的成矿物质来源于海水与高温热液流体的混合溶液。两者贡献度的大小可以用 Sm/Yb-Y/Ho、Eu/Sm-Y/Ho、Eu/Sm-Sm/Yb 组合图解来判断（杨崇科等，2022）。将柳河峪铁矿比值数据投到 Sm/Yb-Y/Ho、Eu/Sm-Y/Ho、 Eu/Sm-Sm/Yb 组合图解上（图11a~c），从 Sm/Yb-Y/ Ho图解上可以看出，高温热液流体（＞350℃）的贡献度小于 1%，而 Eu/Sm-Y/Ho 和 Eu/Sm-Sm/Yb 图解上高温热液流体的贡献度均小于 0.1%。以上 3 个图解均可以说明柳河峪铁矿的成矿物质主要来源于海水与高温热液的混合溶液，其中海水的贡献度远大于高温热液，与冀东地区典型 BIF 铁矿的成矿物质来源一致（李莹等，2019）。
4.2 成矿环境指示
Ce 异常通常用来判别形成于古海水中矿床的氧化还原环境，缺氧的海水缺乏明显的 Ce 负异常 （何保等，2019）。在自然界中，Ce 通常呈稳定的+3 价状态，但在氧化的海水中Ce3+ 易被氧化，从而成为 Ce4+，Ce4+ 易水解并被悬浮物吸附而沉淀，从而导致海水具有强烈的Ce负异常（何保等，2019）。
由于海水中强烈 La 正异常，导致 Ce 异常变得复杂，因此引用 Ce/Ce*和 Pr/Pr*的判别图解来更好地说明海水的氧化还原环境（Bau and Dulski，1996；Planavsky et al.，2010；杨崇科等，2022）。将柳河峪铁矿的 Ce/Ce*和 Pr/Pr*的值投在判别图解上（图12），可以看出，浅部、深部各 1 件样品落在 Ce 负异常内，其他样品均落在 La 正异常区域（Ce/Ce*平均 0.89、Pr/Pr*平均1.03），因此判断柳河峪铁矿形成时的古海洋状态为缺氧环境。
4.3 矿床成因类型
本次研究的柳河峪铁矿床位于华北克拉通东部陆块冀东迁安地区，该地区在早前寒武纪处于古陆核边缘裂谷部位，形成了若干规模不等的弧后火山盆地（陈正乐等，2013）。其早期多处于张性环境，有一定规模的基性火山喷发，新太古代趋于稳定，有一定规模的海相沉积，并伴有相应的成矿作用（李厚民等，2012）。柳河峪铁矿原始含铁建造为前寒武纪火山岩-沉积岩含铁建造，赋矿围岩为变质火山岩。矿体长度200~1900 m，厚度2.0~95.0 m，品位多介于25.13%～33.78%，矿石类型多为辉石磁铁石英岩，多见 Si、Fe 互层的条纹状、条带状构造。主量元素指示柳河峪铁矿极少有陆缘碎屑物质加入；微量元素显示出火山岩和海相沉积物的特征， Co/Zn、Ni/Zn 值表明有热液流体的参与；稀土元素 Eu 表现出强烈的正异常，Y/Ho 值介于热液流体与现代海水之间，表明柳河峪铁矿的形成以海底热液为主，有少量热液流体参与；Ce 异常指示柳河峪铁矿形成时的古海洋状态为缺氧环境。结合大地构造位置、原始含铁建造、成岩成矿时代、主微量稀土元素特征以及成矿环境指示，表明柳河峪 BIF 铁矿的成因类型为与火山活动关系密切的 Algoma 型铁矿。
5 结论
（1）柳河峪 BIF 铁矿床赋存在太古宇迁西群三屯营组变质岩中，已探明具有深部、浅部两层矿体，矿石类型均以辉石磁铁石英岩为主。
（2）柳河峪 BIF 铁矿床 Al2O3 和 TiO2 含量均较低，形成时极少有陆缘碎屑物质加入。SiO2-TiO2投图及 SiO2/Al2O3的比值说明柳河峪 BIF 铁矿床为火山沉积变质铁矿床。
（3）柳河峪 BIF 铁矿床各种元素比值和相关判别图解均说明其具有海水和高温热液双重叠加的特征，其中海水的贡献度大于高温热液，深部、浅部矿石成矿物质来源基本一致。
（4）柳河峪 BIF 铁矿床的 Ce/Ce*-Pr/Pr*异常判别图解暗示柳河峪铁矿形成时的古海洋状态为缺氧环境。
（5）结合大地构造位置、成岩成矿时代、矿床地质特征、含铁建造类型、地球化学特征及成矿环境，认为柳河峪BIF铁矿床属于与火山活动关系密切的 Algoma型铁矿。
