云南中甸地区浪都矽卡岩型铜矿床矽卡岩矿物学特征.pdf

第 33 卷 第 3 期 矿矿 物物 学学 报报 Vol. 33, No.3 2013 年 9 月 ACTA MIERALOGICA SINICA Sept., 2013 文章编号文章编号1000-4734201303-0278-09 云南中甸地区浪都矽卡岩型铜矿床 矽卡岩矿物学特征 任涛 1, 钟宏2, 张兴春2, 韩润生1, 马美娟1 1. 昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093； 2. 中国科学院 地球化学研究所 矿床地球化学国家重点实验室，贵州 贵阳 550002 摘摘 要要浪都矽卡岩型铜矿床位于义敦岛弧南段的中甸岛弧。该矿床矽卡岩矿物有辉石、石榴石、角闪石、 绿帘石和绿泥石等。本文利用电子探针对该矿床中主要矽卡岩矿物的化学成分进行测试，结果表明石榴石成 分变化于Ad57-94Gr6-41Al1-3之间，为钙铁榴石-钙铝榴石固溶体系列，以钙铁榴石为主；辉石端元组分为 Hd78-92Di3-12Jo5-9，以钙铁辉石为主。在钙质矽卡岩中广泛发育铁闪石、铁阳起石、绿帘石、方解石等矿物共 生矿物研究表明浪都矽卡岩形成环境经历了早期相对高温、氧化的碱性环境到晚期相对低温、还原的酸性环 境。 关键词关键词矽卡岩; 矿物学; 铜矿床; 云南 中图分类号中图分类号P571; P575 文献标识码文献标识码A 作者简介作者简介任涛，男，1982年生，博士，地球化学专业. E-mailrtao1982 中甸地区是我国具有巨大找矿前景的区域， 目前已发现矿床（点）共计30余处，构成了包括 斑岩型、矽卡岩型和低温热液型矿床在内的铜多 金属成矿带。普朗、雪鸡坪、春都、烂泥塘、卓 玛、松诺等属于斑岩型矿床，红山、浪都等则属 于矽卡岩型矿床。本文首次分析了浪都矿床中主 要矽卡岩矿物的化学成分，并根据不同矽卡岩矿 物组合讨论了该矿床矽卡岩的形成环境，为本矿 床成矿物理化学条件研究提供了新的启示和思 路。 1 地质背景 浪都矽卡岩型铜矿床位于滇西北香格里拉 县格咱乡，大地构造位置位于三江义敦岛弧南端 的中甸岛弧。早三叠世，中甸地区处于甘孜理 塘洋盆西侧的被动大陆边缘；晚三叠世中晚期， 甘孜理塘洋壳向西俯冲，中甸褶皱带东缘由被 动大陆边缘转为活动大陆边缘，沿俯冲方向依次 发育岛弧和弧后盆地，构成了完整的沟-弧-盆体 系；晚三叠世末，甘孜理塘洋盆闭合，经短暂 的残留海发育阶段，最后碰撞造山[4,5]。这一构造 体制的完成，奠定了中甸地区三叠纪末至今的基 本构造格局。与之对应晚三叠世发生了频繁的中 酸性岩浆侵入活动和火山活动，形成了大量规模 较小的以闪长玢岩-二长斑岩为主体的岩株、岩 枝、 岩脉等复式岩体。 形成了众多的矿床 （矿点） ， 并形成了相关的斑岩型-矽卡岩型-低温热液型多 金属成矿系统[4]。 浪都铜矿床由原云南省地矿局第一区调队于 1964 年发现。2007 年云南华西矿产资源有限公司 对 0.98 km2的首采区进行详查，初步认定铜资源 量 10 万吨，达中型规模。矿体主要产于斑岩岩体 与碳酸盐岩接触带，围岩具角岩化、大理岩化、 矽卡岩化、绢云母化，并形成较为典型的矽卡岩 型矿体。由于岩体众多，形成的矽卡岩也很分散， 故矿体也不集中，根据含矿矽卡岩在空间上的展 布特征，可划出 6 个矿群，21 个矿体图 1。 矿区主要地层为上三叠统曲嘎寺组三段 （T3q3） 、上三叠统图姆沟组一段（T3t1） ，曲嘎寺 组 （T3q） 为赋矿地层， 为一套碎屑岩及碳酸盐岩。 矿区出露浅成-超浅成复式中酸性斑（玢） 岩体， 面积约 0.3 km 2（图 1） ，沿北西向浪都次级背斜 倾末端顺层侵位于上三叠统图姆沟组（T3t） 、曲 嘎寺组 （T3q） 地层的层间破碎带及断裂破碎带中。 收稿日期收稿日期2012-09-03 基金项目基金项目国家自然科学基金（批准号41203039；中国科学院 知 识 创 新 工 程 重 要 方 向 项 目 （ 编 号 KZCX2-YW-111 ； KZCX2-YW-136） ；昆明理工大学成矿动力学及隐伏矿预测创新 团队（2008） 第 3 期 任涛，等. 云南中甸地区浪都矽卡岩型铜矿床矽卡岩矿物学特征 279 岩体以石英二长斑岩和花岗闪长玢岩为主，还出 现少量石英闪长玢岩；岩体的岩相分带不明显， 主要为斑状-细粒结构， 块状构造。 在空间上除 IV 矿体群与花岗闪长斑岩关系密切外，其余矿体都 产于石英二长斑岩的接触带或岩体内部。曾普胜 [5]采用黑云母 Ar-Ar 法对矿区石英二长斑岩的定 年结果为 216.934.34 Ma， 基本上确定为印支期， 与中甸地区普朗、雪鸡坪等侵入岩侵位时代一 致。 图 1 浪都矿区地质图据浪都矿床详查报告修改 Fig. 1. Geological sketch map of Langdu deposit. 2 矽卡岩矿物学研究 2.1 辉辉 石石 辉石是矿区最主要的矽卡岩矿物，手标本上 呈灰绿-墨绿色，板状，自形程度高（图 2c、e） ， 主要见于矿石样品中。矿区内辉石矽卡岩都不同 程度遭受了后期热液蚀变，辉石晶体常被后期石 英脉、方解石脉切穿或局部发生溶蚀交代作用 （图 2f） ，形成纤维状、放射状铁阳起石或铁闪 石（图 2k、l） 。 辉石电子探针部分分析结果列于表 1。结果 显示，矿床中辉石具有明显的富 Fe 特征，常含 少量 MnO、Al2O3、Cr2O3 及 Na2O 等，几乎所 有的 2 价离子都为 Ca2（阳离子数变化于 0.971.02）和 Fe2（阳离子数为 0.770.88） ，表 明其主要成分为钙铁辉石（Hd；图 3a） ，含有少 量透辉石（Di）和锰钙辉石（Jo） 。如此高 Fe2 质量分数说明钙铁辉石是在相对较低的氧逸度 条件下形成。 2.2 石榴石石榴石 石榴石是矿区普遍发育的一类矽卡岩矿物， 其数量仅次于辉石，手标本上呈粗粒十二面体状 或四角八面体状 （图 2a、b） ，少数他形晶，构 成细粒集合体。偏光镜下石榴石异常光性环带非 常发育（图 2d、g、h、i、j） ，有时在一个晶体上 规则环带多达十几圈。石榴石矽卡岩也遭受了后 期热液蚀变，显微镜下观察到脉状角闪石、碳酸 盐和石英等矿物切穿石榴石晶体（图 2d、j） 。 部分石榴石电子探针分析结果列于表 2。石 榴石成分以钙系石榴石为主，具有明显富 CaO、 Fe2O3及 Al2O3 特征，Ca2、Fe3离子数分别达 2.813.29、1.151.86，且 CaO TFeOAl2O3。端 元 分 子 组 成 以 钙 铁 榴 石 And 质 量 分 数 占 5794；图 3b为主，含有一定数量钙铝榴石 Gr 质量分数占 641；图 3b和铝系石榴石 （AlmSpePyr） ，其中铝质石榴石以铁铝榴石 （Alm）为主，还含有少量的锰铝榴石（Sp）和 镁铝榴石（Pyr） 。在图 4 中 Al2O3与 Fe2O3具有 良好的负相关关系；二价 Mn2离子质量分数较 低，MgOMnO 与 CaO 呈弱正相关关系。 石榴石环带结构发育，端元成分变化较大， 同一石榴石颗粒内，从核部到边缘成分变化明 显，局部超过 30，总体上表现为核部富 Fe，中 间部位钙铝榴石及铝系石榴石分子质量分数逐 渐增加，晶体边缘 Fe 质量分数明显升高，反映 出与石榴石平衡的热液成分不断变化。 2.3 铁闪石铁闪石 铁闪石是矿区常见的一类退化蚀变阶段矽 卡岩矿物，不同程度交代或完全替换石榴石，对 钙铁辉石交代较弱。手标本上，铁闪石往往呈墨 绿色-黑色细脉状切穿石榴石（图 2b）或呈墨绿 色鳞片状、浸染状分布于石榴石中（图 2a） ，有 时单个石榴石晶体也被蚀变为片状铁闪石矿物 （图 2m） 。显微镜下观察发现纤维状、放射状铁 闪石（图 2k、l）多数为后期热液交代辉石的产 物。铁闪石电子探针分析结果列于表 3，由表可 见 浪 都 矿 床 中 铁 闪 石 具 有 高 铁FeOT （32.5335.62）特征，MgO 质量分数变化于 0.482.77，Al2O3质量分数为 2.668.16， CaO 质量分数为 10.0911.18，含少量的 K2O 和 Na2O。在角闪石分类图解（图 5）中，绝大多 数样品落入铁闪石范围内。 280 矿 物 学 报 2013 年 a-棕红色五角十二面体状石榴石，局部蚀变为鳞片状墨绿色闪石类矿物；b-后期形成的脉状闪石类矿物切穿早期形成 的石榴石；c-板状墨绿色辉石，裂隙被细脉状方解石（大理岩）充填；d-五角十二面体状石榴石晶体，局部见细脉状、 不规则状闪石类矿物（单行偏光下） ；e-板状淡绿色辉石，裂隙中充填为硫化物（单偏光下） ；f-分布于后期石英脉中 的柱状辉石（正交偏光） ，为石英脉灌入过程中破坏板状辉石的结果；g-石榴石环带结构（正交偏光） ；h,i,j-分别为石 榴石 Fe、Al、Ca 元素质量分数电子探针面扫描照片；k,l-辉石受后期热液交代、蚀变作用形成纤维状闪石类矿物； m-片状闪石类矿物残余结构，为石榴石受热液蚀变后形成；n-闪石类矿物（背散射光） ，深色矿物为铁阳起石，淡色 矿物为铁闪石；o,p-分别为闪石类矿物 Ca、Fe 元素电子探针面扫描照片 缩写Grt石榴石；Px辉石；Am角闪石；Q石英；Cal方解石；Gru铁闪石；Act阳起石 图 2 浪都矿床中矽卡岩矿物手标本、显微及背散射图像 Fig. 2. Specimens, photomicrographs and backscattered images for skarn minerals from Langdu deposit. Jo锰钙辉石；Di透辉石；Hd钙铁辉石；Sp锰铝榴石；Pyr镁铝榴石；Ad钙铁榴石；Gr钙铝榴石； Alm铁铝榴石；Uv钙铬榴石 图 3 浪都矿床中辉石a和石榴石b端元分子三角图解 Fig. 3. End members of pyroxenes a and garnets b from Langdu deposit. 第 3 期 任涛，等. 云南中甸地区浪都矽卡岩型铜矿床矽卡岩矿物学特征 281 表表 1 浪都矿床中代表性辉石化学成分浪都矿床中代表性辉石化学成分 Table 1. Representative microprobe analyses of pyroxene from Langdu deposit 样号 LD19-01 LD19-02 LD19-03 LD1502-1LD1502-02LD1502-03LD1502-06LD1902-05 LD1902-06 LD1902-07 Na2O 0.07 0.08 0.08 0.06 0.06 0.11 0.11 0.05 0.04 0.04 MgO 1.26 1.42 1.17 1.77 1.06 1.24 0.79 1.19 1.11 0.52 Al2O3 0.01 0.01 0.01 0.04 0.05 0.22 0.04 0.04 0.11 0.00 SiO2 49.16 49.40 49.40 49.52 48.62 49.14 49.10 49.38 48.86 48.74 CaO 23.26 23.09 22.89 22.04 22.77 22.76 23.00 22.99 22.97 23.08 TiO2 - 0.02 0.02 0.01 - 0.01 0.01 0.02 0.03 0.02 FeO 24.63 23.10 24.37 22.59 24.32 23.77 25.01 24.23 24.72 25.49 MnO 1.38 2.02 1.33 3.16 2.11 2.51 1.45 1.45 1.47 1.29 Total 99.77 99.13 99.26 99.18 99.00 99.75 99.50 99.36 99.30 99.17 基于 6 个氧原子计算的阳离子数 Na 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 Mg 0.08 0.09 0.07 0.11 0.07 0.08 0.05 0.07 0.07 0.03 Al 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.01 0.00 Si 2.01 2.03 2.03 2.03 2.01 2.01 2.02 2.03 2.01 2.02 Ca 1.02 1.02 1.01 0.97 1.01 1.00 1.01 1.01 1.01 1.02 Ti 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe 0.84 0.79 0.84 0.77 0.84 0.81 0.86 0.83 0.85 0.88 Mn 0.05 0.07 0.05 0.11 0.07 0.09 0.05 0.05 0.05 0.05 摩尔分数 透辉石 8.03 9.21 7.54 11.01 6.74 7.82 5.08 7.70 7.08 3.35 锰钙辉 石 4.94 7.38 4.86 11.05 7.53 8.91 5.25 5.29 5.28 4.71 钙铁辉 石 87.03 83.40 87.60 77.94 85.73 83.27 89.67 87.01 87.64 91.94 表表 2 浪都矿床中代表性石榴石化学成分浪都矿床中代表性石榴石化学成分 Table 2. Representative microprobe analyses of garnet from Langdu deposit 样号 LD4102-10 LD4102-11 LD4102-12 LD4102-13LD4302-08LD4302-09LD4302-10LD4302-11 LD44-08 LD44-09 SiO2 37.32 37.09 37.16 36.83 37.31 37.17 36.25 36.89 36.28 36.10 Al2O3 7.99 7.58 6.56 5.99 7.65 6.89 0.00 6.32 0.00 0.90 Cr2O3 0.01 0.00 0.11 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.04 FeO 0.55 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe2O3 18.78 19.50 20.94 21.82 19.46 20.72 30.17 21.63 29.73 28.09 MnO 0.41 0.40 0.38 0.49 0.45 0.39 0.17 0.22 0.23 0.20 CaO 34.06 34.86 34.69 34.49 34.47 34.42 33.70 35.04 33.67 33.69 T 99.14 99.46 99.95 99.65 99.36 99.62 100.34 100.17 99.97 99.10 基于 24 个氧原子计算的阳离子数 Si 3.06 3.05 3.04 3.25 3.06 3.30 2.82 3.23 3.02 3.04 Ti 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Al 0.73 0.64 0.58 0.00 0.67 0.00 0.58 0.04 0.09 0.12 Cr 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe 1.15 1.21 1.29 1.45 1.20 1.39 1.77 1.42 1.86 1.78 Mn 0.03 0.03 0.03 0.04 0.03 0.03 0.01 0.02 0.02 0.01 Ca 2.99 3.07 3.04 3.26 3.03 3.28 2.81 3.29 3.00 3.04 摩尔分数 钙铬榴石 0.04 0.00 0.36 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.13 钙铁榴石 56.79 58.38 62.80 65.87 58.81 62.84 93.81 64.69 92.47 87.30 铁铝榴石 2.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 锰铝榴石 0.94 0.89 0.86 1.10 1.01 0.88 0.38 0.49 0.54 0.47 镁铝榴石 0.06 0.05 0.37 0.08 0.09 0.04 0.16 0.03 0.05 0.16 钙铝榴石 40.95 40.68 35.61 32.90 40.08 36.24 5.65 34.79 6.92 11.95 282 矿 物 学 报 2013 年 表表 3 浪都矿床中代表性铁闪石化学成分浪都矿床中代表性铁闪石化学成分 Table 3. Representative microprobe analyses of grunerite from Langdu deposit 样号 LD4402-19 LD4222LD4208 LD4209LD4210LD4212LD4213LD4214LD4217LD4218 LD4220 LD4221 SiO2 44.59 43.68 43.01 44.80 39.45 43.37 45.58 45.54 43.94 44.89 42.09 39.66 Al2O3 4.75 4.20 5.61 3.94 8.10 4.44 3.18 2.66 3.98 3.71 6.02 8.16 FeOT 32.53 34.55 34.92 35.05 34.08 35.26 34.93 35.62 35.31 34.44 34.15 34.20 MnO 0.86 1.15 0.87 1.06 0.68 1.20 1.45 1.38 1.25 1.07 0.73 0.74 MgO 2.77 1.14 1.06 1.34 0.94 0.88 1.10 0.92 0.90 1.23 0.90 0.48 CaO 10.87 10.57 10.43 10.81 10.53 10.09 10.17 10.24 10.26 10.69 10.84 11.18 Na2O 0.36 0.65 0.70 0.57 0.71 0.80 0.59 0.49 0.63 0.56 0.55 0.92 K2O 0.51 0.18 0.41 0.19 0.90 0.23 0.20 0.20 0.28 0.20 0.50 0.77 T 97.24 96.12 97.00 97.77 95.40 96.27 97.19 97.06 96.57 96.79 95.78 96.11 以 23 个氧为基准计算的阳离子数 Si 7.22 7.26 7.09 7.31 6.66 7.22 7.46 7.50 7.29 7.37 7.02 6.66 AlⅣ 0.78 0.74 0.91 0.69 1.34 0.78 0.54 0.50 0.71 0.63 0.98 1.34 AlⅥ 0.13 0.08 0.18 0.06 0.27 0.09 0.08 0.01 0.07 0.09 0.21 0.27 Fe3 0.57 0.55 0.48 0.58 0.25 0.50 0.66 0.66 0.55 0.62 0.47 0.23 Fe2 3.84 4.26 4.34 4.21 4.56 4.41 4.13 4.25 4.35 4.11 4.29 4.57 Mn 0.12 0.16 0.12 0.15 0.10 0.17 0.20 0.19 0.18 0.15 0.10 0.11 Mg 0.67 0.28 0.26 0.33 0.24 0.22 0.27 0.23 0.22 0.30 0.22 0.12 Ca 1.89 1.88 1.84 1.89 1.90 1.80 1.78 1.81 1.82 1.88 1.94 2.01 Na 0.11 0.21 0.22 0.18 0.23 0.26 0.19 0.16 0.20 0.18 0.18 0.30 K 0.11 0.04 0.09 0.04 0.19 0.05 0.04 0.04 0.06 0.04 0.11 0.16 阳离子总量 15.43 15.45 15.52 15.42 15.75 15.50 15.34 15.34 15.45 15.38 15.53 15.77 SiT* 7.22 7.26 7.09 7.31 6.66 7.22 7.46 7.50 7.29 7.37 7.02 6.66 AlT 0.78 0.74 0.91 0.69 1.34 0.78 0.54 0.50 0.71 0.63 0.98 1.34 AlC 0.13 0.08 0.18 0.06 0.27 0.09 0.08 0.01 0.07 0.09 0.21 0.27 Fe3C 0.57 0.55 0.48 0.58 0.25 0.50 0.66 0.66 0.55 0.62 0.47 0.23 MgC 0.67 0.28 0.26 0.33 0.24 0.22 0.27 0.23 0.22 0.30 0.22 0.12 Fe2C 3.63 4.09 4.09 4.04 4.24 4.19 4.00 4.10 4.16 3.98 4.09 4.38 Fe2B 0.21 0.16 0.25 0.17 0.32 0.22 0.13 0.15 0.19 0.13 0.20 0.19 MnB 0.12 0.16 0.12 0.15 0.10 0.17 0.20 0.19 0.18 0.15 0.10 0.11 CaB 1.67 1.67 1.63 1.68 1.58 1.61 1.67 1.66 1.63 1.73 1.70 1.71 CaA 0.21 0.21 0.21 0.21 0.32 0.19 0.11 0.14 0.19 0.16 0.24 0.31 NaA 0.11 0.21 0.22 0.18 0.23 0.26 0.19 0.16 0.20 0.18 0.18 0.30 KA 0.11 0.04 0.09 0.04 0.19 0.05 0.04 0.04 0.06 0.04 0.11 0.16 图 4 浪都矿床石榴石 Al2O3-Fe2O3和 CaO-MgOMnO 图解 Fig. 4. Plot of Al2O3 vs. Fe2O3 and CaO vs. MgOMnO for garnets from Landgu deposit. 第 3 期 任涛，等. 云南中甸地区浪都矽卡岩型铜矿床矽卡岩矿物学特征 283 2.4 铁阳起石铁阳起石 通常情况下，铁阳起石和铁闪石是共生的， 手标本上无法区别，在光学显微镜下，二者光性 上的差别也不明显，但在背散射光下，阳起石比 铁闪石暗（图 2n） 。电子探针面扫描图像也能清 楚区分阳起石和铁闪石（图 2o、p） 。阳起石电子 探针波谱分析结果见表 4，其化学成分主要为 Si 和 Fe ， 质 量 分 数 分 别 为 44.9846.31 和 38.0639.48， Al2O3质量分数为 4.715.4， 其他少量成分包括 Na2O、MgO、K2O、CaO、 MnO 等。在角闪石分类图解（图 5）中，所有样 品落入铁阳起石范围。 在浪都钙系矽卡岩中，普遍发育铁闪石和铁 阳 起 石 ， 其 成 分 原 子 系 数 特 点 是 高 铁 Fe23.844.58、钙变化较大 CaB0.121.73，其 它主量元素分别为 Si6.667.77，AlIV 0.231.34， Na KA0.200.49，Mg/Mg Fe20.030.15。 图 5 角闪石分类图解 Fig. 5. Classification of amphiboles from Langdu deposit. 2.5 绿泥石和碳酸盐矿物绿泥石和碳酸盐矿物 绿泥石在矽卡岩中既成脉状，也呈不规则片 状交代辉石或石榴石。碳酸盐矿物虽然数量不 表表 4 浪都矿床中代表性阳起石化学成分浪都矿床中代表性阳起石化学成分 Table 4. Representative microprobe analyses of actinolite from Langdu deposit 样号 LD4211 LD4215 LD4216 LD4219 LD4102-2 LD4102-21 LD4402-17 SiO2 44.98 45.79 45.58 45.60 46.29 46.31 46.27 Al2O3 5.40 5.13 5.35 5.31 4.71 4.73 4.80 FeOT 38.85 38.64 38.06 38.14 39.48 38.76 39.43 MnO 1.69 1.69 1.79 1.99 1.04 1.01 1.13 MgO 0.98 1.02 0.94 1.11 0.66 0.66 0.79 CaO 0.68 0.84 0.82 0.74 0.82 1.00 0.84 Na2O 0.02 0.11 0.06 0.30 0.00 0.00 0.06 K2O 1.57 1.22 1.93 2.22 1.12 1.26 2.33 T 94.16 94.44 94.53 95.40 94.12 93.73 95.63 以 23 个氧为基准计算的阳离子数 Si 7.57 7.65 7.62 7.58 7.75 7.77 7.68 AlⅣ 0.43 0.35 0.38 0.42 0.25 0.23 0.32 AlⅥ 0.64 0.66 0.68 0.62 0.68 0.70 0.62 Fe3 0.94 1.01 0.93 0.82 1.09 1.10 0.89 Fe2 4.53 4.39 4.39 4.49 4.43 4.34 4.58 Mn 0.24 0.24 0.25 0.28 0.15 0.14 0.16 Mg 0.25 0.25 0.23 0.28 0.16 0.17 0.20 Ca 0.12 0.15 0.15 0.13 0.15 0.18 0.15 Na 0.01 0.04 0.02 0.10 0.00 0.00 0.02 K 0.34 0.26 0.41 0.47 0.24 0.27 0.49 阳离子总量 15.06 14.99 15.07 15.18 14.91 14.90 15.11 SiT* 7.57 7.65 7.62 7.58 7.75 7.77 7.68 AlT 0.43 0.35 0.38 0.42 0.25 0.23 0.32 AlC 0.64 0.66 0.68 0.62 0.68 0.70 0.62 Fe3C 0.94 1.01 0.93 0.82 1.09 1.10 0.89 MgC 0.25 0.25 0.23 0.28 0.16 0.17 0.20 Fe2C 3.18 3.08 3.15 3.28 3.06 3.03 3.29 Fe2B 1.36 1.31 1.23 1.20 1.37 1.31 1.29 MnB 0.24 0.24 0.25 0.28 0.15 0.14 0.16 CaB 0.12 0.15 0.15 0.13 0.15 0.18 0.15 KA 0.34 0.26 0.41 0.47 0.24 0.27 0.49 284 矿 物 学 报 2013 年 多，但普遍存在，他们是矽卡岩化和矿化过程中 新生成的矿物，与石榴石、辉石、阳起石共生， 多以细脉状出现，与黄铁矿、黄铜矿伴生。 3 讨 论 对于矽卡岩的成因，主要有以下 5 种观点 ①接触交代成因，即传统的接触交代矽卡岩，由 中酸性侵入岩或热液交代碳酸盐岩或铝质岩石 形成[2,6]；②岩浆成因，即岩浆矽卡岩，由深部岩 浆在上升侵位过程中与围岩发生反应形成矽卡 岩质岩浆[7-9]；③区域变质成因，几乎全产在与古 生代结晶基底有关的区域变质作用形成的一套 变质沉积岩系中[10]；④热水喷流沉积成因，研究 者认为此类矽卡岩与海底热水喷流沉积作用有 关[11,12]；⑤火山气热液成因，产于火山沉积岩 中的一类矽卡岩及矿床[13]。空间上，浪都矽卡岩 产于曲嘎寺组T3q灰岩和侵入岩的接触带，在形 态和空间分布上与岩浆岩关系密切，基本可以确 定该矿床为典型的接触交代矽卡岩。柯尔仁斯基 首先提出了矽卡岩化作用的接触交代反应理论。 根据这一理论，矽卡岩是由两种化学性质不平衡 的介质碳酸盐岩石和铝硅酸盐岩石在高温 岩浆期后热液作用下，通过接触交代反应生成， 在这里扩散作用起主导作用。另一种类型是接触 渗滤矽卡岩，它也发生在碳酸盐岩石和铝硅酸盐 岩石的接触带， 是组分被溶液单方向搬运 （渗滤） 的结果[2]。Einaudi 和 Burt [6]认为渗滤作用是矽 卡岩形成的主要过程。这个阶段流体中虽然含有 大量成矿元素，但 S 质量分数相对较低，只有少 量硫化物沉淀，通常不具有工业意义[14,15]。由于 温度降低导致成矿流体中 Fe 达到饱和，形成大 量磁铁矿。 前人研究认为晚矽卡岩阶段形成的阳起石、 透闪石、绿帘石等含水硅酸盐矿物也是在接近超 临界状态下流体交代的结果[3]。Brown 等[16]通过 对美国加利福尼亚州 Pine Creek 钨矿研究认为 退化蚀变阶段矽卡岩矿物形成于石英-硫化物之 后。就浪都矽卡岩矿床而言，晚矽卡岩矿物与石 英、硫化物、方解石等矿物密切共生，从矿物学 上反映了其可能近于同期形成。实验岩石学研究 表明，透闪石、铁透闪石及过渡的阳起石只能在 中性或酸性介质中形成，当配料为碳酸盐类并在 氯化物溶液中最有利于上述矿物的生成。大量石 榴石、辉石及其共生矿物对研究表明[6,17-20]，矽 卡岩矿床中辉石和石榴石的成分不仅能反映矽 卡岩形成时的物理化学条件（如氧逸度、酸碱度 等） ，而且还与其伴生的金属矿化类型密切相关， 它们的成分变化对成矿作用有指示意义，在一定 条件下可作为找矿标志。 浪都矿床氧化还原条件及硫逸度可以通过 矿床中主要硅酸盐矿物、硫化物和氧化物进行估 计（图6） 。钙铁榴石-钙铁辉石-磁黄铁矿组合在 图6中位于①区，说明早期矽卡岩是在高温、高 压及相对较高的氧逸度条件下形成。前人曾用 CaO（CaCO3） 、FeO、SiO2及H2O和Na2CO3溶液， 在温度为480 ℃、500 ℃、600 ℃及压力为900 1000 MPa条件下合成了钙铁榴石。据25个实验结 果，最有利于钙铁榴石形成的条件为碱性溶液 （Na2CO3、Na2SiO3等） 。浪都矿床主要以钙铁辉 石-石英-磁黄铁矿-磁铁矿矿物组合为主，这种矿 物组合在图6中位于②区，说明浪都辉石矽卡岩 产于中高温、中等压力条件及相对较低的氧逸度 和硫逸度（低于赤铁矿和磁铁矿及黄铁矿和磁黄 铁矿缓冲线）条件。实验研究表明，在酸性溶液 中，钙铁辉石可在470 MPa、500600 ℃时形成， 但若元素的组合不同，也可以在300400 ℃、 500105 830105 Pa下形成。与透辉石相比，钙 铁辉石的成分中需含有铁，但若溶液中有过量的 铁时，即使在1000105 Pa下也不能合成钙铁辉 石。 Ad-钙铁榴石；Px-辉石；Mt-磁铁矿；Po-磁黄铁矿；Qz-石英； Am-角闪石；Sd-菱铁矿；Hm-赤铁矿；Py-黄铁矿 图 6 矽卡岩矿物形成环境判别图底图据文献 [21]修改 Fig. 6. Temperature vs. ƒO2 diagram, showing the stability fields of major skarn silicates, oxide, sulfide, and carbonate minerals. 4 结 论 浪都铜矿床属于典型的接触交代矽卡岩型 第 3 期 任涛，等. 云南中甸地区浪都矽卡岩型铜矿床矽卡岩矿物学特征 285 矿床。石榴石和辉石化学成分分别为钙铁榴石- 钙铝榴石和钙铁辉石-透辉石固溶体系列, 角闪 石以铁闪石为主，矿区也存在大量铁阳起石。钙 铁榴石-钙铁辉石-磁黄铁矿组合，说明浪都矿床 早期矽卡岩矿物在高温、高压及相对较高的氧逸 度条件下形成。钙铁辉石-石英-磁黄铁矿-磁铁矿 矿物组合反映了中温、中等压力条件及相对较低 的氧逸度、 硫逸度低于赤铁矿和磁铁矿及黄铁矿 和磁黄铁矿缓冲线和pH值。因此浪都矿床成岩 环境经历了早期高温、高压、高氧逸度到晚期中 温、中压和低氧逸度的转变。 致致 谢谢中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重 点实验室周国富研究员、郑文琴工程师在矿物成分分析 方面给予了很大帮助，昆明理工大学冉崇英教授对本文 初稿提出了宝贵建议，在此表示真挚的谢意。 参参 考考 文文 献献 [1] Meinert L D, Dipple G, Nicolescu S. World skarn deposits [J]. Economic Geology 100th Anniversary Volume, 2005 299-336. [2] 赵一鸣, 林文蔚, 毕承思, 等. 中国矽卡岩矿床[M]. 北京 地质出版社, 1990. [3] 姚凤良, 孙丰月. 矿床学教程[M]. 北京 地质出版社, 2006 78-90. [4] 杨岳清, 侯增谦, 黄典豪, 等. 中甸弧碰撞造山作用和岩浆成矿系统[J]. 地球学报, 2002, 231 17-24. [5] 曾普胜, 王海平, 莫宣学, 等. 中甸岛弧带构造格架及斑岩铜矿前景[J]. 地球学报, 2004, 255 535-540. [6] Einaudi M, Burt D. Introduction; terminology, classification, and composition of skarn deposits [J]. 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