楊光樹 王凱 燕永鋒 賈福聚 李丕優(yōu) 毛致博 周艷

昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，昆明 650093

在滇東南老君山地區(qū)，圍繞燕山期復(fù)式花崗巖體出露了一套穹窿狀變形-變質(zhì)巖系(張世濤等，1998；李東旭和許順山，2000；顏丹平等，2005；Yanetal., 2006；張斌輝等，2011；譚洪旗和劉玉平，2017)，其中產(chǎn)出了一系列特色鮮明，潛力巨大的錫、鋅、銦、鎢、鈹?shù)榷嘟饘俚V床(點(diǎn))，長(zhǎng)期以來(lái)備受關(guān)注(涂光熾，2002；Liuetal., 2003；劉玉平等，2006，2007；李健康等，2013；Faureetal., 2014；王丹丹等，2015；Xuetal., 2016; Zhouetal., 2017, 2018a; Zhaoetal., 2018)。

該區(qū)典型礦床主要分布于老君山花崗巖體周邊，產(chǎn)于遠(yuǎn)離接觸帶的變質(zhì)巖系中，礦體的直接賦存圍巖主要是矽卡巖。前人在區(qū)內(nèi)開展過(guò)一系列研究工作，并在許多方面取得了較豐碩的研究成果，如成巖成礦年代學(xué)(劉玉平等，2000a，2006；張斌輝等, 2012；Fengetal., 2013；李進(jìn)文等，2013；劉艷賓等，2014；王小娟等，2014；Duetal., 2015；Xuetal., 2015；Chengetal., 2016)、地球化學(xué)(劉玉平等，2000b；賈福聚等，2013，2014，2016；何芳等，2015；葉霖等，2017，滕浪等，2018)、成礦規(guī)律(宋煥斌，1988，1989；羅君烈，1995；周建平等，1998；張洪培等，2006；闕朝陽(yáng)等，2014；陳鄭輝等，2015；Zhouetal., 2018b)等。然而，目前專門針對(duì)含礦矽卡巖的系統(tǒng)研究并不多，且爭(zhēng)議較大，主要存在以下成因觀點(diǎn)：(1)接觸交代成因(宋煥斌，1988，1989；蘇航等，2016；王金良等，2016；葉霖等，2016；李丕優(yōu)等，2018)；(2)正常沉積巖在印支期發(fā)生區(qū)域變質(zhì)形成(曾志剛，1999；曾志剛等，2000；王冠等，2012)；(3)噴流沉積-變質(zhì)作用形成(戴婕等，2011；石洪召等，2011)；(4)多因復(fù)成，即經(jīng)歷了噴流沉積-印支期變質(zhì)-燕山期巖漿熱液疊加等過(guò)程(劉玉平等，2000b；賈福聚等，2013，2014；蔡倩茹等，2017)。

矽卡巖不僅是區(qū)內(nèi)最重要的賦礦圍巖，同時(shí)也是直接找礦標(biāo)志，其成因及與成礦關(guān)系的研究不僅有助于深化該區(qū)成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對(duì)于指導(dǎo)進(jìn)一步找礦也至關(guān)重要，值得深入探討。鑒于此，本文在詳細(xì)野外地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)都龍、南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖進(jìn)行電子探針和ICP-MS等分析測(cè)試，對(duì)其地質(zhì)特征、礦物學(xué)、巖石地球化學(xué)特征進(jìn)行了對(duì)比分析，進(jìn)而探討了矽卡巖及相關(guān)礦床的形成機(jī)制。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

滇東南地區(qū)大地構(gòu)造上處于揚(yáng)子、印支和華夏板塊交接部位(圖1a)，是特提斯和濱太平洋構(gòu)造域復(fù)合作用的產(chǎn)物(周建平等，1998；Yanetal., 2006；Chengetal., 2013；Xuetal., 2015)。特殊的大地構(gòu)造位置造就了該區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和優(yōu)越的成礦條件，特別是大致沿北西向哀牢山-紅河構(gòu)造帶平行分布的燕山晚期個(gè)舊、薄竹山、老君山花崗巖體周緣，產(chǎn)出了一系列大型-超大型錫-鎢多金屬礦田/床，例如個(gè)舊錫多金屬礦田、白牛廠錫銀礦床、都龍錫鋅銦礦床、南秧田鎢錫礦床等(圖1a)，構(gòu)成了我國(guó)重要的滇東南錫鎢多金屬成礦帶(涂光熾，2002；張洪培等，2006；趙一鳴等，2012，2017；陳鄭輝等，2015；Chengetal., 2016; Huetal., 2017; Zhaoetal., 2018)。

老君山礦集區(qū)位于成礦帶東南端，經(jīng)歷了多期沉積、巖漿、變質(zhì)作用和構(gòu)造活動(dòng)，形成了構(gòu)造復(fù)雜、巖性多樣的地質(zhì)格局(Yanetal., 2006; 劉玉平等，2007；Guoetal., 2009; 張斌輝等，2011；Xuetal., 2015, 2016；譚洪旗和劉玉平，2017)。區(qū)內(nèi)主要出露一套穹窿狀變形-變質(zhì)巖系，分布于北北西向文山-麻栗坡斷裂和馬關(guān)-蓮花塘斷裂之間(圖1b)。變質(zhì)核由前寒武紀(jì)變質(zhì)基底和中酸性侵入體組成，變質(zhì)程度最高達(dá)低角閃巖相；外圍以古生界沉積蓋層為主，變質(zhì)程度多限于低綠片巖相(張斌輝等，2011)。據(jù)發(fā)育在核部的剝離斷層和蓋層中的疊瓦狀正斷層系統(tǒng)等構(gòu)造形跡特征，該巖系被命名為老君山變質(zhì)核雜巖(李東旭和許順山，2000；Liuetal., 2003；劉玉平等，2006，2007；譚洪旗和劉玉平，2017)，或都龍-Song Chay變質(zhì)穹隆體(Yanetal., 2006)。在1/50000老君山幅和麻栗坡縣幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，1999(1)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1999. 1/50000老君山幅和麻栗坡縣幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告)中，核部變質(zhì)巖系被分解為晚志留世南溫河片麻巖、新元古界新寨巖組和古元古界猛硐巖群(劃分為南秧田巖組和灑西巖組)，但目前它們的時(shí)代歸屬及其與上覆地層的接觸關(guān)系仍然存在較大爭(zhēng)議(Yanetal., 2006；劉玉平等，2006；張斌輝等，2011；王丹丹等，2015 ; Xuetal., 2016；Zhouetal., 2017, 2018b; 譚洪旗和劉玉平，2017)。

區(qū)內(nèi)巖漿巖以加里東期和燕山期酸性侵入巖為主，基性巖、噴出巖次之。加里東期花崗巖廣泛分布于中東部和南部，以南溫河中細(xì)?；◢弾r為代表(圖1b)，多變質(zhì)為(眼球狀)花崗片麻巖，Xuetal. (2016)測(cè)得其中巖漿鋯石U-Pb年齡為427～436Ma，譚洪旗和劉玉平(2017)研究認(rèn)為區(qū)內(nèi)主變質(zhì)期為236Ma。燕山期以出露于中部的老君山三期復(fù)式花崗巖體為代表，面積約150km2(圖1b)。前人(Yanetal., 2006；劉玉平等，2007；馮佳睿等，2011；Fengetal., 2013; 劉艷賓等，2014；Pengetal., 2015; Xuetal., 2015)研究表明，第一期(106～118Ma)以巖基形式侵位，規(guī)模約占巖體總出露面積的2/3，主要為中粗粒似斑狀黑云母花崗巖；第二期(89～101Ma)以巖株形式侵入早期花崗巖中，規(guī)模次之，巖性為中細(xì)粒二云母花崗巖、白云母花崗巖；第三期(75～87Ma)規(guī)模最小，呈巖脈形式沿南北、東西向裂隙侵入前兩期的花崗巖或變質(zhì)圍巖中，巖性為花崗斑巖。此外，部分研究認(rèn)為該區(qū)還存在新元古代花崗巖漿活動(dòng)和片麻巖穹窿構(gòu)造(劉玉平等，2006；Guoetal., 2009；張斌輝等，2011；譚洪旗和劉玉平，2017)。這兩次大規(guī)模巖漿活動(dòng)為本區(qū)鎢、錫等礦產(chǎn)資源的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和成礦條件(劉艷賓等，2014)，造就了老君山巖體周邊一系列豐富多樣的有色-稀散金屬礦床，構(gòu)成了老君山錫-鎢-鋅-銦多金屬礦集區(qū)。

圖1 滇東南地區(qū)大地構(gòu)造略圖(a)和滇東南老君山礦集區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)(據(jù)李建康等，2013；Xuetal., 2015修改)

Fig.1 Simplified geological map of SE Yunnan Province showing distribution of major tectonic units (a) and geological sketch map of the Laojunshan ore concentration area in Yunnan Province (b) (modified after Lietal., 2013; Xuetal., 2015)

圖2 老君山礦集區(qū)典型礦床剖面圖

(a)新寨礦體形態(tài)剖面圖(西南地質(zhì)勘探公司三一七隊(duì)，1984(2)西南地質(zhì)勘探公司三一七隊(duì).1984.云南省麻栗坡縣南秧田鎢礦深部評(píng)價(jià)報(bào)告)；(b)南秧田5號(hào)勘探線剖面圖(西南地質(zhì)勘探公司三O六隊(duì)，1988(3)西南地質(zhì)勘探公司三O六隊(duì).1988.云南省麻栗坡縣新寨錫礦床詳查地質(zhì)報(bào)告)；(c)都龍錫鋅多金屬礦113號(hào)勘探線剖面圖(西南有色地質(zhì)勘查局三一七隊(duì)，1991(4)西南有色地質(zhì)勘查局三一七隊(duì).1991.云南省馬關(guān)縣都龍錫鋅礦區(qū)曼家寨礦段勘探報(bào)告)

Fig.2 Geological sections of the typical deposits from the Laojunshan ore concentration district

(a) geological sections along exploration line 125 of the Xinzhai deposit; (b) geological sections along exploration line 5 of the Nanyangtian deposit; (c) geological sections along exploration line 113 of the Dulong deposit

2 含礦矽卡巖的地質(zhì)特征

2.1 分布及產(chǎn)出特征

區(qū)內(nèi)矽卡巖圍繞老君山花崗巖體分布，目前主要通過(guò)鉆孔、采掘工程等揭露于各礦區(qū)(點(diǎn))，以都龍和南秧田礦區(qū)最典型。按產(chǎn)出特點(diǎn)可分為兩類，一類為產(chǎn)于花崗巖體與鈣質(zhì)沉積巖接觸帶內(nèi)的接觸交代矽卡巖；另一類為遠(yuǎn)離接觸帶，多呈似層狀、透鏡狀賦存于前寒武紀(jì)低綠片巖相到低角閃巖相變質(zhì)巖系中，且具有一定層位性和巖類組合特征的遠(yuǎn)端矽卡巖，剖面上總體呈層狀(圖2)。接觸帶矽卡巖往往無(wú)礦化或礦化較弱，而遠(yuǎn)端矽卡巖則是區(qū)內(nèi)W、Sn、Zn、In等多金屬的主要賦礦巖系，含礦矽卡巖類型以鈣質(zhì)矽卡巖為主，都龍礦區(qū)銅街礦段有部分鎂質(zhì)矽卡巖 (劉玉平等，2000b；王小娟等，2014)。產(chǎn)于古元古界猛硐巖群南秧田巖組(Pt1n)中上段的透輝石-石榴石-透閃石矽卡巖主要分布于老君山巖體的北緣和東部，是區(qū)域大規(guī)模似層狀鎢(錫)礦床的主要賦礦圍巖和有效找礦標(biāo)志，產(chǎn)有南秧田超大型白鎢礦床。產(chǎn)于新元古界新寨巖組(Pt3x)中段的石榴石-透輝石矽卡巖和陽(yáng)起石-綠泥石矽卡巖主要分布于老君山巖體北部、南部邊緣，是區(qū)域錫-鋅-銦(-銅-鎢)多金屬礦床的主要賦礦圍巖，產(chǎn)有新寨大型錫礦床、都龍超大型錫-鋅-銦多金屬礦床。區(qū)內(nèi)主要鎢錫多金屬礦床中含礦矽卡巖地質(zhì)特征見(jiàn)表1。

圖3 都龍礦區(qū)含礦矽卡巖產(chǎn)出特征與結(jié)構(gòu)構(gòu)造(a)似層狀含礦矽卡巖；(b)切層含礦矽卡巖；(c)含礦矽卡巖中夾殘留大理巖團(tuán)塊；(d)含礦透輝-陽(yáng)起石矽卡巖；(e)綠泥石交代環(huán)帶狀石榴石；(f)鐵閃鋅礦充填交代透輝石；(g)黑色、紅棕色閃鋅礦充填交代透輝石和陽(yáng)起石；(h、i)陽(yáng)起石矽卡巖中鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦共生，鐵閃鋅礦中乳滴狀黃銅礦呈定向分布. Act-陽(yáng)起石；Chl-綠泥石；Di-透輝石；Grt-石榴石；Ccp-黃銅礦；Po-磁黃鐵礦；Py-黃鐵礦；Sp-閃鋅礦Fig.3 Exists and structures of the ore-bearing skarns in the Dulong mining district(a) stratiform ore-bearing skarns; (b) ore-bearing skarns cut the marble stratum; (c) residual marble mass in the ore-bearing skarns; (d) ore-bearing diopside actinolite skarns; (e) chlorite replace garnet with growth zone; (f) christophite fill and replace diopside; (g) red/brown sphalerite fill and replace; (h, i) christophite and pyrrhotine are paragenetic in the actinolite skarn, and emulsion drop like chalcopyrites are orientationally distributed in the christophite. Act-actinolite; Chl-chlorite; Di-diopside; Grt-garnet; Ccp-chalcopyrite; Po-pyrrhotine; Sp-sphalerite

2.2 巖相學(xué)特征

本文研究的含礦矽卡巖樣品分別采自都龍礦區(qū)24號(hào)礦體1250m、1180m、1080m中段，南秧田礦區(qū)1158m中段、1211m中段27線北沿脈和穿脈。

都龍礦區(qū)含礦矽卡巖類型主要有石榴石-透輝石矽卡巖、陽(yáng)起石-透閃石矽卡巖和綠泥石矽卡巖等，其中陽(yáng)起石和綠泥石矽卡巖含礦性最好(圖3)。矽卡巖礦物組成較復(fù)雜，常見(jiàn)礦物有透輝石、陽(yáng)起石、硬綠泥石、石榴石、透閃石、綠簾石、石英、白云母、螢石、方解石、白云石等。含礦矽卡巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜，總體以粒狀、柱狀變晶結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造為主，常見(jiàn)充填結(jié)構(gòu)、 交代結(jié)構(gòu)、 包裹結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)和殘留結(jié)構(gòu)(圖3e-i)，條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。礦石礦物有鐵閃鋅礦、錫石、磁鐵礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦和毒砂等，常呈半自形細(xì)粒狀充填于矽卡巖礦物粒間(圖3g)，不同金屬礦物之間交代關(guān)系復(fù)雜，鐵閃鋅礦內(nèi)部常見(jiàn)固溶體分離物黃銅礦或磁黃鐵礦呈乳滴狀定向分布，構(gòu)成“似文象結(jié)構(gòu)”(圖3h，i)。

表1老君山礦集區(qū)代表性礦床中含礦矽卡巖地質(zhì)特征

Table 1 Geological characteristics of the ore-bearing skarns from representative deposits in the Laojunshan ore concentration area

礦區(qū)南秧田礦區(qū)新寨礦區(qū)都龍礦區(qū)產(chǎn)出位置產(chǎn)于Pt1n中上段二云斜長(zhǎng)片麻巖與石英變粒巖間產(chǎn)于Pt3x上部云母石英片巖中及其與大理巖過(guò)渡部位產(chǎn)于Pt3x中上部大理巖與云母石英片巖過(guò)渡部位、F1斷層上下盤分布與形態(tài)帶狀、多層分布,平面長(zhǎng)160～1680m,寬70～1280m;形態(tài)規(guī)則、簡(jiǎn)單,呈(似)層狀、透鏡狀,產(chǎn)狀穩(wěn)定帶狀、多層分布,平面長(zhǎng)>1000m,寬>600m;呈(似)層狀、透鏡狀帶狀、多層分布,平面長(zhǎng)>4000m,寬>400m;走向上呈(似)層狀、透鏡狀、囊狀,垂向上呈疊瓦狀與圍巖關(guān)系順層產(chǎn)出,與圍巖產(chǎn)狀一致(圖2a)順層產(chǎn)出,與圍巖產(chǎn)狀基本一致(圖2b)主要受大理巖與片巖巖相過(guò)渡帶和層間斷裂控制(圖2c).發(fā)育順層和切層矽卡巖(圖3a,b)與巖體關(guān)系空間上與花崗巖體無(wú)直接關(guān)系,局部被花崗斑巖脈穿切空間上處于隱伏花崗巖體之上,但無(wú)直接聯(lián)系空間上處于隱伏花崗巖之上幾十米-幾百米范圍內(nèi),局部被花崗斑巖脈穿切造巖礦物以透輝石、石榴石、透閃石為主,其次為陽(yáng)起石、符山石、綠簾石、云母和石英等以透輝石和透閃石為主,其次為陽(yáng)起石、石榴石、綠簾石、螢石、云母和石英等以陽(yáng)起石和綠泥石為主,其次為透輝石、石榴石(較少)、透閃石、普通角閃石、綠簾石、云母、石英和符山石(少量)等結(jié)構(gòu)構(gòu)造粒狀、柱狀變晶結(jié)構(gòu);塊狀構(gòu)造、條紋條帶狀構(gòu)造粒狀、柱狀、片狀變晶結(jié)構(gòu);塊狀構(gòu)造,條紋條帶狀粒狀、柱狀變晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu);塊狀構(gòu)造礦化特征W(-Sn-Mo)礦體主要產(chǎn)于石榴石-透輝石-透閃石矽卡巖中、Be礦化主要產(chǎn)于偉晶巖、片麻巖中Sn礦體主要產(chǎn)于云英巖和矽卡巖中Sn-Zn-In(-Cu)礦體主要產(chǎn)于陽(yáng)起石-綠泥矽卡巖中,Cu-W礦體主要產(chǎn)于透輝石-石榴石矽卡巖中分帶特征分帶特征不明顯分帶特征不明顯具一定垂向分帶性。隱伏巖體接觸帶向外依次為石榴石-透輝石矽卡巖、陽(yáng)起石矽卡巖、綠簾石-綠泥石矽卡巖等

南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖類型主要有石榴石矽卡巖、透輝石-透閃矽卡巖、綠簾石-透輝石矽卡巖等。礦物組合以透閃石+透輝石+石英、透輝石+綠簾石+石英、石榴石+透輝石+透閃石十石英等為主，有時(shí)還含有少量符山石、綠簾石、綠泥石和磷灰石等。白鎢礦和金屬硫化物(黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等)常呈半自形-他形粒狀分布于矽卡巖礦物間(圖4a)，或以不規(guī)則團(tuán)塊狀產(chǎn)出(圖4b)。含礦矽卡巖常具有半自形-他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、交代充填結(jié)構(gòu)、共邊結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)等(圖4c-f)，以及塊狀構(gòu)造、條紋條帶狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

圖4 南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造(a、b)塊狀石榴透輝石矽卡巖，含團(tuán)塊狀白鎢礦； (c)半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，透輝石被白鎢礦、黝簾石、石英等交代；(d)石英、白鎢礦、綠簾石充填交代透輝石；(e)石榴石被白鎢礦、石英等交代呈港灣狀；(f)白鎢礦與石英、黝簾石共生，并交代透輝石. Q-石英；Sh-白鎢礦；Zo-黝簾石Fig.4 Structure of the ore-bearing skarns in the Nanyangtian mining district(a, b) mass scheelite in the garnet-diopside skarn; (c) the diopside skarn has hypidiomorphic-granular texture, with diopside replaced by scheelite, zoisite and quartz; (d) diopside replaced and filled by quartz, scheelite and epidote; (e) garnet replaced by scheelite and quartz, with rounded and curved shape; (f) diopside replaced by paragenetic scheelite, zoisite and quartz. Q-quartz; Sh-scheelite; Zo-zoisite

3 分析方法

矽卡巖礦物電子探針成分分析在長(zhǎng)安大學(xué)國(guó)土資源部成礦作用及其動(dòng)力學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室完成，儀器型號(hào)為日本電子 JXA8100，測(cè)試加速電壓 15kV，電流為10nA，束斑直徑5μm，電子探針定量分析方法采用中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 15617—2008，使用 ZAF 氧化物修正計(jì)算，分析精度優(yōu)于2%。礦物標(biāo)樣貴橄欖石、剛玉、硅灰石、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、錳鈦礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、金屬鎳、硫化錫分別用于測(cè)定Mg、Al、Si、Ca、K、Na、Ti、Mn、Fe 和Cr、Ni、Sn 的含量。礦物中陽(yáng)離子參數(shù)及端元成分采用GeoKit軟件計(jì)算。

微量和稀土元素分析在廣州澳實(shí)分析檢測(cè)中心采用ME-MS81型等電感耦合離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)測(cè)定，當(dāng)元素含量大于10×10-6時(shí)，誤差小于10%。實(shí)驗(yàn)中，首先準(zhǔn)確稱取50mg樣品于聚四氟乙烯坩堝中，加入1mL HF和1mL HNO3，蓋上蓋后將坩堝放入鋼套中，置于烘箱于180℃加熱40h(根據(jù)樣品巖性調(diào)整時(shí)間)。冷卻后取出坩堝開蓋置于低溫電熱板上蒸干。取下冷卻后于坩堝中加入濃度為500×10-9的 Rh 內(nèi)標(biāo)1mL，2mL HNO3，去離子水5mL，重新裝入鋼套中密封后放入烘箱，于140℃加熱5h。冷卻后取出坩堝，搖勻后取0.4mL溶液至15mL離心管中，稀釋到10mL，使用ICP-MS測(cè)定。

4 分析結(jié)果

4.1 矽卡巖礦物成分

4.1.1 石榴石

老君山地區(qū)含礦矽卡巖中石榴石一般呈淺黃褐色、紅褐色、綠色等，常呈自形-半自形粒狀，大小0.5～10mm，晶形以菱形十二面體為主，其次為四角三八面體，集合體常為粒狀或致密塊狀，無(wú)解理，裂理發(fā)育(圖3、圖4)。薄片中為淺紅色或淺褐色，正高突起，糙面明顯，晶體中有不規(guī)則裂紋，具均質(zhì)性，并見(jiàn)光性異?，F(xiàn)象，呈現(xiàn)一級(jí)灰干涉色，顆粒間或裂隙中常充填白鎢礦或金屬硫化物。都龍、南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖石榴石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表2。

都龍礦區(qū)石榴石多呈黃褐色和紅棕色，具環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3e)。其主要元素含量總體變化不大，SiO2為34.86%～37.22%，TiO2為0.16%～1.93%，Al2O3為 4.81%～8.38%，F(xiàn)eO為16.48%～20.69%，MnO為0.32%～1.68%，MgO為0.03%～0.51%，CaO為33.31%～36.38%，鐵與鋁呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，Cr2O3含量較低。經(jīng)換算為標(biāo)準(zhǔn)礦物，其端元組分含量變化較大，總體以鈣鐵榴石(And)和鈣鋁榴石(Gro)為主，含量分別為52.07%～69.42%和 28.10%～45.32%，含少量錳鋁榴石(Spe)和鎂鋁榴石(Pyr)，分別為0.72%～3.71%和0.12%～1.96%，不含鐵鋁榴石(Alm)。南秧田礦區(qū)石榴石多為黃褐色，裂理發(fā)育，其間常充填白鎢礦(圖4e)。其SiO2為38.72%～40.12%，TiO2為0.26%～0.62%，Al2O3為 20.62%～21.42%，F(xiàn)eO為4.25%～6.40%，MnO為0.34%～1.49%，MgO為0.03%～0.17%，CaO為30.25%～33.09%。端元組分以Gro (81.82%～88.58%)為主，含一定量Alm (7.38%～12.57%)和And (1.91%～5.39%)，以及少量Spe (0.75%～3.27%)。

都龍與南秧田礦區(qū)石榴石成分有一定差異，前者屬于鈣鐵-鈣鋁榴石系列(And52-69Gro28-45Spe1-4)，且以And為主(圖5a)，不含Alm；而后者則屬于鈣鋁-鐵鋁榴石系列(Gro82-89Alm7-13And2-5)，Gro占絕對(duì)主導(dǎo)，含一定Alm，反映出二者在原巖成分和形成作用上有一定差異。都龍礦區(qū)具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)的石榴石樣品DL-12中，從核部到邊部，And含量先降低后升高，Gro含量先升高后降低(圖5b)，顯示出明顯的韻律環(huán)帶特征，其中Fe與Al含量呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與王金良等(2016)研究結(jié)果一致，推測(cè)在石榴子石的形成過(guò)程中，F(xiàn)e 與 Al 發(fā)生了替代作用。

圖5 都龍和南秧田礦區(qū)石榴石、輝石端元組成Fig.5 Endmember compositions of the garnets and diopsides from the Dulong and Nanyangtian mining districts

4.1.2 輝石類礦物

都龍、南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖中輝石類礦物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表3。

都龍礦區(qū)矽卡巖中輝石常呈綠色或暗綠色，半自形柱狀-他形粒狀，大小0.5～2mm，單偏光下呈無(wú)色，正高突起，干涉色二級(jí)藍(lán)綠至橙黃，常被黑云母、石英、方解石及不透明礦物交代呈交代殘留結(jié)構(gòu)(圖3f)。其主要成分SiO2為47.11%～49.90%，Al2O3為 0.04%～1.18%，F(xiàn)eO為15.50%～22.07%，MnO為0～7.65%，MgO為2.08%～5.15%，CaO為21.49%～23.61%，其它Cr2O3、TiO2、Na2O、K2O等含量較低。輝石端元成分以鈣鐵輝石(Hd)和透輝石(Di)為主，含量分別為51%～73%和11%～41%，錳鈣輝石(Jo)含量變化大，6個(gè)樣品含量在0%～10%之間，3個(gè)樣品(DL-4，9，12)含量超過(guò)20%。南秧田礦區(qū)矽卡巖中輝石主要呈淺綠色，短柱狀，顆粒細(xì)，常與石榴石共生，多被后期石英、綠簾石穿插交代，形成篩狀結(jié)構(gòu)(圖4c)。主要成分SiO2為51.59%～52.95%，Al2O3為 0.20%～0.89%，F(xiàn)eO為5.73%～12.85%，MnO為0.08%～1.60%，MgO為9.47%～14.20%，CaO為22.61%～23.77%，其它Cr2O3、TiO2、Na2O、K2O等含量較低。輝石端元組成主要為Di和Hd，含量分別為55%～81%和18%～42%，含少量Jo (0～5%)，與馮佳睿等(2011)測(cè)試結(jié)果基本一致，但更偏透輝石端元。

從測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，南秧田礦區(qū)輝石(Di55-81Hd18-42Jo0-5)以透輝石為主，都龍礦區(qū)輝石(Di11-41Hd51-73Jo0-28)則以鈣鐵輝石為主(圖5c，d)，表明在其形成過(guò)程中，流體中Fe含量明顯高于南秧田礦區(qū)，與石榴石測(cè)試結(jié)果一致。

4.1.3 角閃石類礦物

該區(qū)矽卡巖中角閃石類礦物主要有透閃石和陽(yáng)起石，是早期無(wú)水矽卡巖礦物退化蝕變的產(chǎn)物。南秧田和都龍礦區(qū)角閃石類礦物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表4。

都龍礦區(qū)角閃石以陽(yáng)起石為主，是礦區(qū)矽卡巖中最主要的造巖礦物之一。礦物以長(zhǎng)柱狀集合體產(chǎn)出，顆粒變大很大，長(zhǎng)軸最小0.5mm左右，最大可達(dá)40～50cm，黃綠色到墨綠色，單偏光下呈淺綠色，具多色性(圖3g)。主要成分SiO2為39.29%～52.26%，Al2O3為0.42%～25.59%，F(xiàn)eO為6.94%～31.35%，MgO為0.04%～13.55%，CaO為8.04%～33.54%。南秧田礦區(qū)角閃石以透閃石為主，呈淺綠色，顆粒一般小于2mm，多呈纖維狀集合體?；瘜W(xué)成分SiO2為50.74%～55.50%，Al2O3為0.90%～5.22%，F(xiàn)eO為8.68%～15.41%，MgO為12.96%～17.62%，CaO為11.82%～12.40%。端元成分上，都龍礦區(qū)樣品投點(diǎn)主要落入鐵陽(yáng)起石區(qū)域，而南秧田礦區(qū)樣品則主要落入陽(yáng)起石和透閃石區(qū)域(圖6)。主要相比而言，都龍礦區(qū)角閃石更富Fe和Al，貧Mg。

圖6 都龍和南秧田礦區(qū)角閃石端元組成Fig.6 Classification of amphiboles in the Dulong and Nanyangtian mining districts

4.2 微量元素地球化學(xué)特征

都龍和南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖、圍巖及花崗巖微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表5。

都龍礦區(qū)含礦矽卡巖、片巖及花崗巖的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素分布特征相似(圖7a)，都具有富集Rb、U、Th、Nd、Sm等元素，強(qiáng)虧損Ba、Nb、Sr、Ti等元素，弱虧損P、K和Yb。矽卡巖中微量元素含量低于花崗巖和片巖，高于大理巖，花崗巖和矽卡巖中成礦元素W、Sn含量明顯高于片巖和大理巖，與矽卡巖化大理巖相似。南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖、片巖相對(duì)富集U、Th，強(qiáng)虧損K、Ba、Nb、Ti，弱虧損Sr、P和Yb(圖7b)，穿層花崗斑巖則相對(duì)富集U、Th、Sr，虧損K、Ba、Nb、P、Ti等。矽卡巖和斑巖中Sn、W含量明顯高于片巖。南秧田礦區(qū)與都龍礦區(qū)矽卡巖、矽卡巖化大理巖微量元素配分模式基本可以對(duì)比，與花崗巖較為相似(圖7c, d)，成礦元素均較高，表明含礦矽卡巖的形成可能與花崗巖有關(guān)。

圖7 含礦矽卡巖、圍巖及花崗巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)(a)都龍礦區(qū)；(b)南秧田礦區(qū)；(c)都龍與南秧田礦區(qū)對(duì)比；(d)片巖與花崗巖Fig.7 PM-normalized trace elements patterns of the ore bearing skarns, surrounding rocks and granites from the Laojunshan area (normalization values after Sun and McDonough, 1989)(a) Dulong mining district; (b) Nanyangtian mining district; (c) comparison of the trace elements patterns from Dulong and Nanyangtian mining district; (d) the trace elements patterns of schists and graintes

4.3 稀土元素地球化學(xué)特征

稀土元素分析結(jié)果見(jiàn)表6。都龍礦區(qū)含礦矽卡巖、片巖、和未蝕變大理巖的ΣREE分別為12.64×10-6～227.9×10-6、184.2×10-6～254.6×10-6和12.61×10-6～31.09×10-6，平均值分別為67.75×10-6、218.1×10-6和21.85×10-6；LREE/HREE分別為7.95～13.96、7.98～10.39和7.61～8.70；(La/Yb)N分別為9.67～20.80、9.15～13.54和10.68～14.86，顯示較強(qiáng)的輕重稀土分餾作用。矽卡巖化大理巖樣品DL-14上述值分別為62.75×10-6、3.96和3.06。采自礦區(qū)外圍(北部)的新鮮中粗粒二云二長(zhǎng)花崗巖樣品上述值分別為42.83×10-6～135.9×10-6(平均89.38×10-6)、7.83～15.22和8.99～21.38。矽卡巖的Eu異常變化較大(δEu=0.46～4.18)，其中DL-6和DL-7顯示明顯正異常(δEu=4.18和1.52)，其余樣品則顯示中等負(fù)異常(δEu=0.46～0.70)，與圍巖(δEu= 0.56～0.70)基本一致。花崗巖樣品則具有強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常(δEu=0.33～0.36)。

圖8 含礦矽卡巖、圍巖及老君山花崗巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE配分模式(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)(a)都龍礦區(qū)；(b)南秧田礦區(qū)；(c)南秧田礦區(qū)石榴石與矽卡巖；(d)都龍、南秧田礦區(qū)矽卡巖與花崗巖Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns of the ore bearing skarns, surrounding rocks and granites from the Laojunshan area (normalization values after Sun and McDonough, 1989)(a) Dulong mining district; (b) Nanyangtian mining district; (c) REE patterns of the garnets and skarns from the Nanyangtian mining district; (d) REE patterns of granites and the ore bearing skarns from Dulong and Nanyangtian mining districts

南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖、圍巖(片巖)和單礦物石榴石的ΣREE分別為21.04×10-6～242.7×10-6、48.42×10-6～197.8×10-6和13.16×10-6～235.1×10-6，平均值分別為146×10-6、123.1×10-6和64.41×10-6。輕重稀土分餾作用明顯，LREE/HREE分別為2.83～9.77、6.07～7.70和0.27～3.86，(La/Yb)N值分別分別為2.68～11.61、6.47～8.80和0.13～4.08，除石榴石單礦物樣品N-11和N-13具有重稀土相對(duì)富集特征外，其余樣品都顯示出輕稀土相對(duì)富集的特征。除片巖樣品N-6具有Eu正異常外(δEu=1.29)，其余樣品都具有弱-中等Eu負(fù)異常(δEu= 0.56～0.99)。

都龍和南秧田矽卡巖總體顯示出近似平行的中等右傾輕稀土富集型特征(圖8)，除DL-6和DL-7樣品Eu顯示明顯正異常外，其余樣品Eu都呈現(xiàn)中等-微弱負(fù)異常特征，與花崗巖和部分圍巖類似(圖8a, b)。南秧田礦區(qū)石榴石呈現(xiàn)三種不同的配分特征(圖8c)，即LREE富集，Eu中等負(fù)異常的右傾型(N-9，10)，輕重稀土分異不明顯，Eu微弱負(fù)異常/無(wú)異常的平坦型(N-11,12)，以及HREE富集，Eu微弱負(fù)異常/無(wú)異常的左傾型(N-13)。南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖ΣREE總體高于都龍礦區(qū)，但二者的配分模式特征總體都與老君山花崗巖相似(圖8d)，表明含礦矽卡巖的形成有花崗巖有關(guān)，與微量元素示蹤結(jié)果一致。

圖9 都龍、南秧田礦區(qū)石榴石、輝石端元成分與全球矽卡巖礦床對(duì)比(a，底圖據(jù)Meinert et al., 2005)和都龍礦區(qū)共生石榴石-輝石的氧逸度-溫度圖解(b，底圖據(jù)趙一鳴等，2012)Fig.9 Endmember compositions of the garnets and diopsides from the Dulong and Nanyangtian mining districts with that from the world skarn deposits (a, base map after Meinert et al., 2005) and lgf(O2) vs. T diagram of the paragenetic garnets and clinopyroxenes from the Dulong mining district (b, base map after Zhao et al., 2012)

5 討論

5.1 矽卡巖礦物對(duì)成巖成礦環(huán)境的指示

矽卡巖礦床中礦物組合受巖體、圍巖的性質(zhì)，形成深度以及形成時(shí)的溫度、壓力、氧逸度、酸堿度等綜合因素控制，通過(guò)礦物組合和成分研究不僅可以認(rèn)識(shí)不同矽卡巖類型及其伴生金屬礦特征，還可以反演其形成過(guò)程中的物理化學(xué)條件變化，對(duì)于示蹤成巖成礦環(huán)境具有重要意義(Einaudietal., 1981；Chenetal., 1992; Luetal., 2003; Meinertetal., 2005; 趙一鳴等，2012，李壯等，2017)。

都龍和南秧田礦區(qū)矽卡巖礦物以石榴石、透輝石、陽(yáng)起石、透閃石、綠泥石等為主，總體屬于鈣質(zhì)矽卡巖類，相對(duì)而言，南秧田礦區(qū)石榴石、輝石及角閃石類礦物更富Mg、Al，貧Fe(圖5、圖6)。都龍礦區(qū)石榴石端元組成以鈣鐵-鈣鋁為主(And52-69Gro28-45Spe1-4)，輝石屬于鈣鐵-次透輝石系列(Di11-41Hd51-73Jo0-28)，與區(qū)域內(nèi)個(gè)舊錫多金屬礦床相近(圖5)，并處于世界典型矽卡巖型錫和鋅礦床的石榴石、輝石端元組成范圍內(nèi)(圖9a)，指示都龍礦區(qū)屬于錫、鋅等多金屬礦化類型，與地質(zhì)事實(shí)相符。南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖中石榴石端元組成以鈣鋁榴石為主(Gro82-89Alm7-13And2-5)，輝石屬于透輝石-鈣鐵輝石系列(Di55-81Hd18-42Jo0-5)，類似于南嶺地區(qū)瑤仙崗、新田嶺、曹家壩等交代成因矽卡巖型白鎢礦床，低于典型熱水沉積-變質(zhì)型層狀白鎢礦床(戴婕等，2011；張志遠(yuǎn)等，2016)，總體處于世界典型矽卡巖型鎢礦床端員組成范圍內(nèi)(圖9a)，具有相對(duì)較高的鈣鋁榴石含量，指示其形成于交代作用。

實(shí)驗(yàn)研究表明，鈣鐵榴石易形成于450～600℃、中酸性溶液、氧化-弱氧化(lgf(O2)=-28.637～-11.066)條件，鈣鋁榴石易形成于550～700℃、中-酸性溶液、弱氧化-弱還原條件，流體含F(xiàn)、Cl時(shí)，可降低其形成溫度(梁祥濟(jì)，1994)；形成于還原條件的矽卡巖礦物具有較高的Fe2+/Fe3+比值，而氧化環(huán)境下形成的矽卡巖礦物則與之相反(Zaw and Singoyi, 2000)。都龍礦區(qū)矽卡巖中石榴石端元成分變化較大，總體以鈣鐵榴石為主，F(xiàn)e多以Fe3+為主，F(xiàn)e2+多為0值；南秧田礦區(qū)以鈣鋁榴石為主，變化范圍不大，且石榴石中Fe都以Fe2+為主，F(xiàn)e2+/Fe3+值范圍為2.1～9.3，平均4.1，明顯高于都龍礦區(qū)，與南嶺地區(qū)交代矽卡巖類似。都龍礦區(qū)干矽卡巖階段形成的礦物主要有石榴石和輝石，退化蝕變階段則以陽(yáng)起石、透閃石、綠簾石和綠泥石等為主(圖3e, f)，這兩個(gè)階段對(duì)應(yīng)的流體溫度范圍大致為420～600℃和376～419℃(葉霖等，2016，2017)，結(jié)合電子探針?lè)治鼋Y(jié)果，通過(guò)共生石榴石-輝石的氧逸度-溫度圖解(圖9b)，估算得到干矽卡巖階段氧逸度大致范圍為lgf(O2) =-26～-20。

較大的端元成分變化表明都龍礦區(qū)矽卡巖中石榴石和輝石形成于非完全封閉的平衡條件下，流體的pH值和氧化-還原環(huán)境是動(dòng)態(tài)變化的。王金良等(2016)研究表明，隨著與深部隱伏花崗巖距離的增加，鉆孔中的石榴石端元成分由鈣鋁榴石為主逐漸過(guò)渡到以鈣鐵榴石為主，推測(cè)成礦流體早期處于酸性的還原環(huán)境，后期轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)堿性的氧化環(huán)境。本文測(cè)試的石榴石采自24號(hào)主礦體，距離巖體相對(duì)較遠(yuǎn)，成分以鈣鐵榴石為主。在具有環(huán)帶的樣品DL-12中，從核部到邊部， FeOT、Al2O3含量均呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，總體上FeOT含量和鈣鐵榴石成分含量呈上升趨勢(shì)，Al2O3含量和鈣鋁榴石成分呈下降趨勢(shì)(表2、圖5b)，表明價(jià)態(tài)相同，離子半徑也相近的Fe3+(離子半徑0.078nm)和Al3+(離子半徑0.054nm)之間發(fā)生了替代(Jamtveitetal., 1995)。核部→邊部的總體趨勢(shì)為Fe3+替代Al3+，說(shuō)明石榴石形成過(guò)程中，熱液中Fe3+濃度處于增長(zhǎng)狀態(tài)，氧逸度逐漸升高，成巖環(huán)境向著pH值上升的相對(duì)氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

圖10 南秧田礦區(qū)石榴石Y/Ho-La/Ho圖解(a)和不同類型矽卡巖REE配分模式對(duì)比圖(b) (據(jù)蔡倩茹等，2017)Fig.10 Y/Ho vs. La/Ho diagram of the garnets from the Nanyangtian mining district (a) and chondrite-normalized REE patterns of the different genetic skarns (b) (after Cai et al., 2017)

綜上所述，老君山地區(qū)與鎢成礦有關(guān)的矽卡巖可能形成于相對(duì)還原的環(huán)境，而與錫-鋅-銦多金屬成礦相關(guān)的矽卡巖形成環(huán)境有一定變化，但總體偏弱氧化環(huán)境。

5.2 稀土元素對(duì)矽卡巖形成過(guò)程的制約

稀土元素是示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源和成礦過(guò)程的有效手段。從圖8中可見(jiàn)，除南秧田礦區(qū)樣品N-5呈現(xiàn)無(wú)明顯輕重稀土分異的平坦型特征外，都龍和南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖都顯示出相似的、LREE相對(duì)富集的右傾型稀土配分模式，多具有中等-弱Eu負(fù)異常，表明二者可能具有相似的形成過(guò)程。

都龍礦區(qū)含礦矽卡巖和大理巖總體具較低的REE含量和一致的配分模式，REE含量較高的磁鐵礦化矽卡巖(DL-9)與相鄰的矽卡巖化大理巖(DL-14)也呈現(xiàn)一致的配分模式特征(圖8a)，以及矽卡巖切穿大理巖層理，花崗巖和矽卡巖中成礦元素W、Sn含量明顯高于大理巖和片巖等特征，都表明矽卡巖的形成晚于大理巖和片巖，不是由區(qū)域變質(zhì)作用形成，而是熱液交代作用的結(jié)果。都龍矽卡巖樣品DL-6和DL-7 具有較強(qiáng)Eu正異常(δEu=4.18和1.52)，劉玉平等(2000b)和賈福聚等(2014)認(rèn)為該區(qū)矽卡巖Eu正異常是噴流沉積溫度變化和海水混入的結(jié)果。但Eu呈正異常的矽卡巖在長(zhǎng)江中下游、內(nèi)蒙-新疆地區(qū)和滇西北等地區(qū)接觸交代矽卡巖礦床也廣泛發(fā)育，主要與矽卡巖礦物成分有關(guān)(張遵遵等，2016)。趙勁松等(2007)和Gasparetal. (2008)研究表明，HREE優(yōu)先與鈣鋁榴石結(jié)合，LREE優(yōu)先與鈣鐵榴石結(jié)合；矽卡巖中的Eu正異常主要與和鈣鐵榴石含量和REE總含量有關(guān)，巖石REE含量越低，鈣鐵榴石含量越高，越容易表現(xiàn)出Eu正異常特征，富鈣鋁榴石的矽卡巖一般具有Eu負(fù)異常。都龍礦區(qū)具有Eu正異常樣品的REE總含量低(ΣREE=12.64×10-6～24.64×10-6)，配分模式與其它矽卡巖樣品一致，Eu正異常可能是含有較多鈣鐵榴石所致。

南秧田礦區(qū)矽卡巖ΣREE總體處于圍巖和花崗巖之間，都顯示出相似的右傾式配分特征(圖8b)，表明矽卡巖的形成與它們有關(guān)。矽卡巖中石榴石以鈣鋁榴石為主，除N-9外，ΣREE總體較低，具有“左傾型、右傾型和平坦型”三種配分模式，無(wú)Ce異常，Eu呈中等負(fù)異?；驘o(wú)異常(圖8c)，與王金良等(2016)報(bào)道的都龍礦區(qū)巖漿熱液交代成因鈣鋁榴石特征相似。石榴石通常具有HREE富集的左傾型配分模式，但很多矽卡巖礦床中石榴石都具有LREE富集的右傾型配分特征(趙斌等，1999；趙勁松等,2007；姚遠(yuǎn)等，2013)，主要原因是在相對(duì)開放體系、高水巖比的條件下，熱液的氧逸度、溫度、鹽度等物化參數(shù)常因外部流體的混合作用影響而改變，從而導(dǎo)致不同成分石榴石的REE配分模式差異較大(Smithetal., 2004)。課題組前期通過(guò)流體包裹體研究發(fā)現(xiàn)，降溫和流體的混合作用是導(dǎo)致白鎢礦沉淀的主要因素(蔡倩茹等，2018)，石榴石的REE配分模式差異可能是熱液交代作用的結(jié)果。Bau (1991)研究表明，Ho和Y離子半徑和電價(jià)相似，因此具有相近地球化學(xué)行為，只在水溶液中發(fā)生行為分異，Y/Ho值在不同類型巖石、礦物和球粒隕石(Y/Ho=28)中變化不大，被熱液改造過(guò)的石榴石，Y/Ho值會(huì)偏離球粒隕石值28。都龍礦區(qū)石榴石Y/Ho=1.5～53.3，南秧田礦區(qū)石榴石Y/Ho=29.1～35，都偏離了球粒隕石值，都顯示出熱液成因特征。在Y/Ho-La/Ho 圖解中(圖10a)，南秧田礦區(qū)不同產(chǎn)狀的石榴石呈現(xiàn)水平分布特征，表明其具有同源性(Bau and Dulski，1995)。據(jù)課題組前期研究結(jié)果(蔡倩茹等，2017)，與幾種不同成因類型的代表性矽卡巖、圍巖、老君山花崗巖REE配分特征相比，南秧田矽卡巖和熱液接觸交代矽卡巖、老君山花崗巖較相似，都具有LREE相對(duì)富集，Eu中等負(fù)異常、Ce無(wú)異常的右傾型配分特征(圖10b)，表明含礦矽卡巖主要與老君山花崗巖漿熱液交代作用有關(guān)。

5.3 成巖成礦機(jī)制

前已述及，目前老君山地區(qū)矽卡巖及相關(guān)Sn-W-Zn-In多金屬礦床的形成過(guò)程仍存在沉積變質(zhì)、噴流沉積-改造、巖漿熱液交代和多因復(fù)成等不同認(rèn)識(shí)。宋煥斌等(1988)和張洪培等(2006)認(rèn)為該區(qū)Sn-Zn-In多金屬礦床為巖漿熱液礦床。周建平等(1998)則認(rèn)為區(qū)內(nèi)W、Sn礦床屬于典型的噴流沉積塊狀硫化物礦床。曾志剛(曾志剛,1999;曾志剛等，2000)、石洪召等(2011)、王冠等(2012)研究認(rèn)為南秧田礦區(qū)矽卡巖及白鎢礦床由正常沉積(或噴流沉積)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成。劉玉平等(2000a, b，2007)通過(guò)都龍礦區(qū)的系統(tǒng)研究，提出了多因復(fù)成觀點(diǎn)，認(rèn)為該區(qū)矽卡巖礦床經(jīng)歷了熱水沉積、區(qū)域變質(zhì)和巖漿熱液疊加等三個(gè)階段，并強(qiáng)調(diào)燕山期巖漿熱液疊加對(duì)成礦具有重要意義。賈福聚等(2013，2014，2016)認(rèn)為該區(qū)矽卡巖礦床是加里東期海底火山噴流沉積、印支期區(qū)域變質(zhì)和燕山期花崗巖漿熱液共同作用的結(jié)果。近來(lái)年，越來(lái)越多的研究顯示燕山晚期花崗巖漿熱作用在該區(qū)矽卡巖及多金屬礦床形成過(guò)程中可能具有支配性的地位(劉艷賓等，2014；王小娟等，2014；王金良等，2016；葉霖等，2016，2017；Zhaoetal., 2018；李丕優(yōu)等，2018)。

雖然成因觀點(diǎn)不同，但矽卡巖廣泛發(fā)育，并且是該區(qū)最重要的賦礦圍巖是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。這些含礦矽卡巖具有兩個(gè)重要特色：①主要產(chǎn)于距離接觸帶較遠(yuǎn)的沉積地層中，有別于典型的接觸交代矽卡巖；②含礦矽卡巖與地層的產(chǎn)狀方向基本一致，剖面上總體呈“層狀”(圖2)。據(jù)產(chǎn)狀特征，這些矽卡巖長(zhǎng)期以來(lái)被稱為“層狀矽卡巖”，并被當(dāng)作沉積/噴流沉積的重要證據(jù)(曾志剛，1999；劉玉平等，2000a；石洪召等，2011)。但野外調(diào)查表明，都龍礦區(qū)“層狀矽卡巖”并非完全順層發(fā)育，而是多分布于薄層大理巖與石英云母片巖之間的層間滑脫帶或過(guò)渡部位，采場(chǎng)中可見(jiàn)大量含礦矽卡巖切穿層理、包裹或含大理巖交代殘留體等現(xiàn)象(圖3b, c)，矽卡巖礦物組合沒(méi)有明顯的定向排列，充填交代結(jié)構(gòu)顯著(圖3d, e)，表明其形成晚于大理巖，是含礦熱液與圍巖交代作用的結(jié)果。南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖的“層狀”特征更明顯，部分矽卡巖具有變余層理構(gòu)造，并與地層同步褶皺，成分變化較大，因而被認(rèn)為是沉積變質(zhì)作用形成(曾志剛，1999；石洪召等，2011)。然而井下采場(chǎng)可見(jiàn)含礦矽卡巖中既有透輝石-鈣鋁榴石等典型干矽卡巖礦物組合，又有綠簾石-透閃石-綠泥石等退化蝕變礦物組合，存在大量熱液充填、包裹、交代結(jié)構(gòu)(圖4c-f)，矽卡巖中發(fā)育長(zhǎng)石石英脈、電氣石石英脈等，表明其形成過(guò)程經(jīng)歷了與熱液交代有關(guān)的高溫-低溫蝕變過(guò)程，是熱液蝕變作用的產(chǎn)物。

老君山地區(qū)主要Sn-W-Zn-In多金屬礦床(點(diǎn))主要圍繞老君山花崗巖體分布，隨著與巖體距離的增加，礦化類型和圍巖特征呈現(xiàn)一定的分帶規(guī)律。在都龍礦區(qū)，花崗巖體內(nèi)部可見(jiàn)高溫元素W、Sn、Mo等礦化，局部發(fā)育含黑鎢礦石英脈；靠近巖體的內(nèi)接觸帶發(fā)育少量矽卡巖型W、Sn、Cu礦化，圍巖以鈣鋁榴石+透輝石組成的干矽卡巖為主；離巖體較遠(yuǎn)的片巖和大理巖過(guò)渡帶中產(chǎn)出了矽卡巖型Sn、Zn、In多金屬主礦體，圍巖以陽(yáng)起石+綠泥石+綠簾石等組成的濕矽卡巖為主，不含水礦物石榴石減少，成分變?yōu)橐遭}鐵榴石為主；而遠(yuǎn)離巖體的地層中則發(fā)育脈狀低溫Ag、Pb、Zn礦體或礦化，圍巖為碳酸鹽巖。這一規(guī)律可能主要與成礦熱液的演化過(guò)程有關(guān)。結(jié)合本文研究結(jié)果和前人資料(王金良等，2016；葉霖等，2016)，花崗巖侵位過(guò)程中，早期分離出的酸性高溫含礦熱液順著構(gòu)造裂隙運(yùn)移，并與圍巖發(fā)生交代作用，在巖體附近接觸帶和地層中構(gòu)造薄弱帶部位形成了以石榴石+透輝石為主的干矽卡巖，部分高溫元素W、Sn、Mo隨之沉淀，其中Sn4+與 Fe3+離子半徑相近，且比Fe3+更穩(wěn)定，趨于賦存于富Fe的石榴子石中，這一點(diǎn)可以從鈣鐵榴石中Sn含量遠(yuǎn)高于鈣鋁榴石得到證明。隨著交代作用的進(jìn)行和流體運(yùn)移距離的增加，流體溫度、鹽度降低，在退化蝕變階段交代形成了大量富含鐵質(zhì)和水的退變質(zhì)礦物如陽(yáng)起石、透閃石、綠簾石和綠泥石等，并釋放出石榴石中固定的Sn，消耗了流體中大量的H+，致使溶液呈堿性，氧逸度隨之升高，錫石、磁鐵礦和少量石英等的氧化物從流體中沉淀。隨后的石英硫化物階段早期，成礦流體中Cu、Pb、Zn、In等濃度由于氧化物的沉淀而增加，且隨著耗氧加劇，成礦流體的氧化還原狀態(tài)再次發(fā)生變化，高價(jià)態(tài)S(S6+、S4+)被還原成低價(jià)態(tài)還原性S2-，并與Pb、Zn、Cu、Fe等結(jié)合，生成大量金屬硫化物疊加充填于矽卡巖中，同時(shí)，與Fe2+和Zn2+離子半徑相似的In3+以類質(zhì)同象方式大量進(jìn)入鐵閃鋅礦和鐵硫化物晶格，從而形成了別具特色的矽卡巖富銦硫化物礦床。

綜合矽卡巖地質(zhì)特征、礦物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果和巖礦微量元素地球化學(xué)特征可見(jiàn)，老君山Sn-W-Zn-In多金屬礦集區(qū)含礦矽卡巖和相關(guān)礦床可能主要與燕山晚期老君山花崗巖漿活動(dòng)有關(guān)，矽卡巖化過(guò)程與錫鎢多金屬礦化富集過(guò)程都是巖漿熱液與圍巖相互作用的體現(xiàn)，“層狀”矽卡巖是熱液沿層間構(gòu)造、巖相突變帶等有利位置充填交代的產(chǎn)物。

6 結(jié)論

(1)都龍礦區(qū)含礦矽卡巖富Fe、貧Al，矽卡巖礦物端元成分以鈣鐵榴石(And52-69Gro28-45Spe1-4)、鈣鐵輝石(Di11-41Hd51-73Jo0-28)及鐵陽(yáng)起石等為主，形成于弱氧化環(huán)境。南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖富Mg、Al，貧Fe，矽卡巖礦物端元成分以鈣鋁榴石(Gro82-89Alm7-13And2-5)、透輝石(Di55-81Hd18-42Jo0-5)和透閃石(陽(yáng)起石)等為主，形成于相對(duì)還原環(huán)境；

(2)都龍和南秧田礦區(qū)含礦矽卡巖ΣREE總體處于圍巖和燕山晚期老君山花崗巖之間，含礦矽卡巖與花崗巖都顯示出相似的、LREE相對(duì)富集的右傾型稀土配分模式，多具有中等-弱Eu負(fù)異常，與典型的熱液交代成因矽卡巖特征相似，石榴石REE顯示熱液成因特征，矽卡巖形成于熱液交代作用；

(3)老君山地區(qū)矽卡巖過(guò)程與Sn-W-Zn-In多金屬礦床都是燕山晚期花崗巖漿期后熱液與圍巖相互作用的結(jié)果，“層狀”矽卡巖是熱液沿層間構(gòu)造、巖相突變帶等有利位置與碳酸鹽巖發(fā)生交代的產(chǎn)物。

致謝野外工作得到了云南都龍鋅銦公司廣大地質(zhì)人員的大力支持與幫助；兩位匿名審稿人對(duì)文章提出了許多建設(shè)性修改意見(jiàn)，對(duì)文中謬誤的修改完善以及本文質(zhì)量的提升助益良多；在此一并深表感謝。