侯占德，趙 正，許以明，何以勤，磨現(xiàn)程，郭 聰

(1 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037；3 湖南省礦產(chǎn)資源調(diào)查所，湖南郴州 410014)

界牌嶺位于南嶺成礦帶中段與欽杭結(jié)合帶的交會部位，是湘南地區(qū)（圖1）近年來新發(fā)現(xiàn)的大型錫螢石礦床（圖2a），錫（資源量89 838 t）和螢石（礦物量1461.7 萬t）均達(dá)大型規(guī)模，共伴生鋰、鈹、鈮、鉭、鋅等重要資源（侯占德等，2023）。界牌嶺礦床以淺部脈狀螢石礦與深部層狀錫多金屬礦分帶共生為特色。前人學(xué)者對界牌嶺礦床地質(zhì)、成礦流體特征和成巖成礦年代開展了研究（劉悟輝等，2006；雷澤恒等，2009），鋯石U-Pb 定年限定了淺部花崗斑巖的侵位時代為88～91 Ma（Yuan et al.，2015；沈宏飛，2022），云母Ar-Ar法及錫石U-Pb法限定了錫石成礦年齡為86～92 Ma（Xie et al.，2016；劉飚等，2021），推斷花崗質(zhì)巖漿作用與錫石和螢石礦化具有密切成因聯(lián)系（許若潮等，2022）。但關(guān)于錫石和螢石的成礦環(huán)境、成礦流體的演化關(guān)系尚缺乏系統(tǒng)研究和微觀約束，制約了深部勘查工作。本文在詳細(xì)的礦床地質(zhì)工作基礎(chǔ)上，對界牌嶺不同礦化段的螢石和錫石進(jìn)行了礦物學(xué)研究，結(jié)合微區(qū)原位微量元素分析，探討了成礦流體的性質(zhì)、來源及Sn-F 礦化關(guān)系，構(gòu)建了界牌嶺礦床勘查模型，并提出了該類型礦床的找礦標(biāo)識，為南嶺地區(qū)錫多金屬礦產(chǎn)勘查提供了新的理論依據(jù)。

圖1 湘南地區(qū)地質(zhì)簡圖及錫鎢礦床分布(修改自Yuan et al.，2015)Fig.1 Simplified geological map of southern Hunan Province and distribution of Sn-W deposits(modified after Yuan et al.，2015)

圖2 湘南界牌嶺礦床地質(zhì)簡圖（a）和132勘探線地質(zhì)剖面圖（b）Fig.2 Simplified geological map of the Jiepailing deposit,southern Hunan Province(a)and Geological cross-section at No.132 exploration line through the Jiepailing deposit(b)

1 區(qū)域地質(zhì)

湘南地區(qū)廣泛分布晚古生代沉積地層，其中，泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)碳酸鹽巖是區(qū)內(nèi)鎢錫多金屬礦床最重要的賦礦層。區(qū)內(nèi)巖體和地層展布明顯受NE 向、NNE 向和EW 向構(gòu)造控制。其中，NE 向的茶陵-臨武斷裂、衡陽-祁陽-永州斷裂及攸縣-耒陽斷裂，控制了區(qū)內(nèi)主要花崗巖體及相關(guān)的錫鎢多金屬礦床空間分布。區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主要為中生代黑云母或二云母花崗巖，少量花崗閃長巖和花崗斑巖。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)以鎢、錫、鉛、鋅、銀、螢石為主，礦化類型有花崗巖型、云英巖型、矽卡巖型、錫石-硫化物型和石英脈型，礦體多產(chǎn)于巖體內(nèi)外接觸帶及構(gòu)造斷裂帶處（圖1）。

界牌嶺礦區(qū)出露地層主要為下石炭統(tǒng)石磴子組、測水組、梓門橋組和中上石炭統(tǒng)壺天群，并有白堊系零星分布。石磴子組出露于礦區(qū)背斜核部，北北東向展布，主要由灰?guī)r夾同生角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r組成。測水組在該區(qū)分布最為廣泛，為厚約120 m 的灰白色、灰黑色中層至厚層狀細(xì)粒石英砂巖、石英粉砂巖、砂質(zhì)頁巖、含礫石英砂巖、砂礫巖、碳質(zhì)頁巖及劣質(zhì)煤層，并含黃鐵礦及菱鐵礦結(jié)核。梓門橋組為淺海相碳酸鹽巖沉積，下段為厚約20 m 薄-中厚層狀深灰色含生物碎屑灰?guī)r，常見燧石結(jié)核；上段為厚約40 m 中厚-巨厚層狀灰黑色細(xì)粒白云巖夾角礫狀白云巖。壺天群分布在礦區(qū)外圍，主要為厚420～450 m 巨厚層狀灰白色、肉紅色白云巖，頂部為灰白色白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r。

界牌嶺錫螢石礦體賦存于界牌嶺背斜的核部，為區(qū)域性北東向關(guān)峪復(fù)向斜的二級背斜。背斜中部為石磴子組灰?guī)r，東、西翼為測水組砂巖。背斜核部的脆性軸向斷裂是礦液的運移和擴(kuò)散的通道，為深部錫礦體形成有利容礦空間。區(qū)內(nèi)北北東向、南北向和北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中，北北東向斷裂是界牌嶺主要控巖控礦構(gòu)造。

2 礦床地質(zhì)

2.1 巖體地質(zhì)

界牌嶺礦區(qū)沿F4斷裂及背斜軸部出露花崗斑巖7處，呈巖墻、巖脈和巖株狀產(chǎn)出（圖2a），巖漿巖在地表分布并不連續(xù)，但鉆探信息顯示其深部巖體增大可能連為一體，巖體走向與主構(gòu)造線方向一致?；◢彴邘r呈淺灰色-灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶以石英、鉀長石為主，次為斜長石，斑晶含量約30%～55%?；|(zhì)主要為石英、長石、白云母等，含量約45%～70%，本次工作發(fā)現(xiàn)了花崗斑巖中鈮鉭和稀土礦化（圖3a～f）。鉆孔揭露黃玉鐵鋰云母花崗巖呈白色，主要成分為鉀長石、鈉長石及少量石英（Xie et al.,2016）。

圖3 界牌嶺礦床（蝕變）花崗斑巖手標(biāo)本、鏡下特征及稀有稀土礦物背散射圖像a.花崗斑巖；b.正交偏光下花崗斑巖；c.螢石化花崗斑巖；d.正交偏光下螢石斑晶；e.氟碳鈰礦背散射圖像；f.鈮鐵礦背散射圖像Fig.3 Hand specimens of(altered)granite porphyry,mineral assemblages under microscope and BSE images of rare earth minerals in the Jiepailing deposita.Granite porphyry;b.Granite porphyry(under cross-polarized light);c.Fluorite granite porphyry;d.Fluorite phenocryst(under cross-polarized light);e.BSE image of bastnaesite;f.BSE image of columbite

根據(jù)礦區(qū)巖漿巖產(chǎn)狀、穿插關(guān)系及巖相學(xué)特征，界牌嶺巖漿活動分為4 個階段：①伴有強(qiáng)烈隱爆作用的巨斑狀花崗斑巖；②伴有部分隱爆作用的中?；◢彴邘r；③富含斜長石的中細(xì)?；◢彴邘r（田野等，2016）；④深部Nb-Ta-W-Sn礦化黃玉鐵鋰云母花崗巖。巖石地球化學(xué)研究顯示，界牌嶺花崗斑巖富含W、Sn、Be、Cu、Pb、Zn 等成礦元素及Li、F 等揮發(fā)組分，稀土元素總量明顯高于南嶺花崗巖平均值（陳偉棟，1989；侯建強(qiáng)，1999；王艷麗等，2014；何占珍等,2016；林曉青等，2020）。

2.2 礦體地質(zhì)

界牌嶺礦床已探明各類礦體77 個，由淺部層間破碎帶內(nèi)（含鈹）螢石礦體與深部蝕變帶內(nèi)錫多金屬礦體組成。其中，1號礦體是目前最大的含鈹螢石礦體（圖2a、b），礦體走向長700 m，平均厚16.5 m，寬250 m，平均Sn 品位0.83%。礦石礦物有錫石、金綠寶石、黃鐵礦、螢石等，少量方鉛礦、閃鋅礦。脈石礦物主要為石英、白云母、黃玉和方解石。

淺部螢石礦體據(jù)其產(chǎn)狀可劃分為4 種類型，其中，①蝕變斑巖型礦體：螢石以斑晶的形式產(chǎn)出，粗粒球狀，靠近接觸帶，螢石粒度變細(xì)，含量升高，亦可見螢石細(xì)脈；②細(xì)脈-條帶型礦體：螢石呈微細(xì)-細(xì)粒集合體形式產(chǎn)出，常與云母、細(xì)粒方解石共生形成細(xì)脈或條帶；③方解石-石英-螢石脈：螢石與石英、方解石共生常呈脈狀產(chǎn)出在（蝕變）灰?guī)r中，傾角較小的脈體較傾角較大的脈體螢石含量偏高；④構(gòu)造破碎帶型：螢石呈似層狀或角礫狀充填在裂隙或構(gòu)造破碎帶中（圖4a～h）。深部錫多金屬礦體主要隱伏于124～142 線間的50～-150 m 標(biāo)高間（圖2a、b）。全區(qū)的錫多金屬礦體主要呈似層狀產(chǎn)于花崗斑巖東側(cè)外接觸帶的黃玉、云母和螢石化蝕變交代巖中，礦體走向北北東，傾向北西西，傾角25°～55°。已控制走向長700 m，傾斜延伸300 m；礦體厚度4.32～107.9 m，平均厚度為22.35 m；Sn、Cu、CaF2平均品位分別為0.81%、0.53%、27.39%。另外，還有Bi2O3（0.017%），Ag（8.45 g/t）等伴生礦產(chǎn)（肖林等，2023）。錫多金屬礦體可分為云英巖型錫礦體（圖5a）、螢石-云母-（黃玉）-錫鉛鋅銅脈型礦體、黃玉-云母-螢石型錫銅礦體、石英脈型錫鎢銅礦體、云母-石英-（黃玉）脈型錫鋰礦體以及云母脈型鋰礦體。云英巖型錫礦體主要賦存在花崗斑巖與圍巖的接觸帶處，錫石以半自形-自形粒狀晶體散布于石英-云母等共生礦物之間，粒徑一般為0.02～1.00 mm（圖5b、c）。錫多金屬礦體礦石礦物主要有錫石、黃銅礦、閃鋅礦，次為方鉛礦、黑鎢礦、黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦、菱錳礦等。錫多金屬礦床具有分帶特征，即以巖體為中心向外側(cè)呈現(xiàn)出Sn-W、Sn、Sn-Cu、Sn-Zn、Pb-Zn、Be 的礦化分帶，及由深到淺貫穿性的Li-F 礦化，與礦區(qū)近東西向剖面顯示出面狀分布的Li的原生暈相吻合（田野等，2016）。

圖4 界牌嶺礦床淺部不同類型螢石礦體野外露頭及鏡下特征a.蝕變斑巖型礦體；b.單偏光下花崗斑巖中螢石細(xì)脈；c.螢石化灰?guī)r；d.正交偏光下螢石-白云母脈；e.近水平方解石-石英-9螢石脈；f.近直立方解石-石英-螢石脈；g.破碎帶內(nèi)螢石礦體；h.斷裂內(nèi)螢石礦體Fig.4 Outcrop of different types of fluorite orebodies and mineral assemblages under microscope in shallow zone from the Jiepailing deposita.Altered-porphyry type orebody;b.Fluorite vein in granite porphyry(under plane-polarized light);c.Fluoritization limestone;d.Fluorite-muscovite veins(under cross-polarized light);e.Near-horizontal calcite-quartz-fluorite veins;f.Near-vertical calcite-quartz-fluorite veins;g.Fluorite orebody in the fracture zone;h.Fluorite orebody within the fault

圖5 界牌嶺礦床深部錫石和螢石手標(biāo)本及鏡下特征a.云英巖型錫礦石；b.反射光下浸染狀錫石與黃銅礦、石英共生；c.正交偏光下浸染狀錫石與黃銅礦、石英共生；d.正交偏光下云英巖化；e.花崗斑巖中螢石-白云母囊；f.正交偏光下螢石與白云母共生Fig.5 Hand specimens of cassiterite and fluorite ores and mineral assemblages under microscope in depth from the Jiepailing deposita.Greisen-type tin ore;b.Disseminated cassiterite is associated with chalcopyrite and quartz(under reflected light);c.Disseminated cassiterite is associated with chalcopyrite and quartz(under cross-polarized light);d.Greisenization(under cross-polarized light);e.Fluorite-muscovite sac in granite porphyry;f.Fluorite is associated with muscovite(under cross-polarized light)

界牌嶺礦床蝕變具有明顯的垂直分帶特征：從地表到深部，發(fā)育大規(guī)模貫穿性螢石、云母礦化，依次發(fā)育與鋰鈹?shù)V化相關(guān)的螢石化、云母化，與鉛鋅礦化相關(guān)的綠泥石-云母化，與錫銅礦化相關(guān)的螢石絹英巖化、黃玉石英巖化，與錫鎢礦化相關(guān)的云英巖化（圖5d）、螢石絹英巖化等。

3 樣品及測試方法

用于螢石LA-ICP-MC 微量元素分析的樣品JPL-1（階段Ⅰ深部含螢石囊的花崗斑巖）、JPL-3-1（階段Ⅱ含螢石斑晶的蝕變花崗斑巖）和JPL-1-3（階段Ⅲ螢石化灰?guī)r）樣品湖南界牌嶺礦床露天采坑450 m 標(biāo)高平臺及巖芯庫處。其中，樣品JPL-1 采集于ZK5/128 孔深475 m 處，樣品JPL-3-1 與樣品JPL-1-3 采集于450 m 標(biāo)高平臺花崗斑巖與圍巖接觸帶處；用于錫石電子探針及LA-ICP-MC 微量元素分析的樣品JPL 采集于鉆孔Zk1/131 孔深495 m 處，為含錫石云英巖礦石（圖5a）。

電子探針分析和背散射電子圖像（BSE）拍攝在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所電子探針實驗室進(jìn)行，使用儀器為JXA-8230 電子探針儀，設(shè)置加速電壓為15 kV，電流為15 nA，束斑直徑為1 μm，儀器的檢測限制為0.01%～0.05%。測試元素包括SnO2、WO3、Nb2O5、Nb2O5等，采用ZAF校正法。

錫石、螢石原位微量元素分析在國家地質(zhì)實驗測試中心完成，使用儀器為Agilent 8900 串聯(lián)四極桿ICP-MS（ICP-MS/MS），配合激光剝蝕系統(tǒng)為NWR193。實驗采用He 作為剝蝕物質(zhì)的載氣，激光束斑直徑為40 μm、剝蝕時間為40 s、脈沖頻率6 Hz、能量3 J，微量元素處理過程選用610 作為外標(biāo)。

4 分析結(jié)果

4.1 錫石主微量元素特征

錫石主量元素含量分析結(jié)果見附表1。界牌嶺礦床錫石顆粒的電子探針分析數(shù)據(jù)顯示，其變化范圍一般很窄，w（SnO2）＞96.76%、w（FeO）（0.43%～1.96%）、w（WO3）（0.07%～0.64%）、w（Ta2O5）≈0.01%。

表1 界牌嶺礦床錫石電子探針分析結(jié)果(w（B）/%)Table 1 EPMA elemental concentrations of cassiterite from the Jiepailing deposit(w（B）/%)

錫石微量元素含量分析結(jié)果見附表2和圖6a～f。由此可知，界牌嶺礦床錫石具有較寬的微量元素譜系，主要以w（W）（553.50×10-6～5065.16×10-6）和w（Ti）（234.60×10-6～1626.90×10-6）為主。 高場強(qiáng)元素（HFSE）的濃度相對較高，包括w（Zr）（212.56×10-6～510.60×10-6）、w（Hf）（74.60×10-6～220.80×10-6）、w（Nb）（42.70×10-6～141.30×10-6）、w（Ta）（1.90×10-6～17.00×10-6），同時，具有較高的w（Fe）（3313.20×10-6～15 248.90×10-6），較低的w（Mn）（21.20×10-6～285.70×10-6）。錫石中的Sc與V、Zr與Hf、Nb與Ta等都表現(xiàn)為良好的正相關(guān)性（圖8a～f）。

表2 界牌嶺礦床錫石LA-ICP-MC微量元素分析結(jié)果(w(B)/10-6)Table 2 LA-ICP-MC trace element concentrations of cassiterite from the Jiepailing deposit(w(B)/10-6)

圖6 界牌嶺Sn-F礦床中螢石Tb/Ca與Tb/La比值圖（a）和Y/Ho與La/Ho比值圖（b）（底圖據(jù)M?ller et al.,1976）Fig.6 Plots of Tb/Ca versus Tb/La(a)and Y/Ho versus La/Ho ratios(b)for the fluorite from the Jiepailing Sn-F deposit(base map after M?ller et al.,1976)

4.2 螢石微量元素特征

螢石中微量元素含量分析結(jié)果見附表3 和圖7、圖8。由階段Ⅰ至階段Ⅱ螢石樣品，螢石內(nèi)w（Li）、w（Be）元素逐漸升高（6.74×10-6～60.18×10-6；0.19×10-6～10.16×10-6）；螢石內(nèi)w（Sn）逐漸降低（0.50×10-6～1705.82×10-6）。

表3 界牌嶺礦床螢石LA-ICP-MC 微量元素分析結(jié)果(w(B)/10-6)Table 3 LA-ICP-MC trace element concentrations of fluorite from the Jiepailing deposit(B)/10-6)

圖7 界牌嶺Sn-F礦床不同產(chǎn)狀螢石及相關(guān)花崗巖類球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖（標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun et al.，1989）a.深部螢石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖；b.淺部螢石斑晶球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖；c.螢石化灰?guī)r內(nèi)螢石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖；d.相關(guān)花崗巖類球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖（數(shù)據(jù)來源Xie et al.，2016）Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns of fluorite of different occurrence and related granitoids from the Jiepailing deposit(stan‐dardized value after Sun et al.，1989)a.Chondrite-normalized REE patterns of fluorite in depth;b.Chondrite-normalized REE patterns of fluorite phenocryst in shallow;c.Chondrite-nor‐malized REE patterns of fluorite in fluoritization limestone;d.Chondrite-normalized REE patterns of related granitoids(date from Xie et al.,2016)

圖8 界牌嶺及其他類型錫礦床錫石微量元素相關(guān)二元圖（其他類型錫石數(shù)據(jù)引自李翔，2019;馬收先等，2021）Fig.8 Correlation binary plots for cassiterite from the Jiepailing and other types of tin deposits(other types cassiterite data from Li，2019;Ma et al.，2021)

階段Ⅰ與階段Ⅲ螢石樣品的ΣREE 含量較低，為2.54×10-6～12.43×10-6，階段Ⅱ螢石樣品ΣREE 含量較高，為59.55×10-6～120.80×10-6。Ⅲ階段螢石樣品LREE/HREE 比值依次為3.96～8.85、0.26～0.96、0.89～8.74；（La/Yb）N比值分別為2.56～6.06、0.10～0.60、1.14～13.74。階段Ⅰ與階段Ⅱ螢石樣品均表現(xiàn)強(qiáng)烈Eu 負(fù)異常（0.01～0.40），但前者表現(xiàn)為LREE 相對富集（平均值7.33×10-6）的特征，后者表現(xiàn)為HREE（平均值59.60×10-6）相對富集的特征。階段Ⅰ螢石樣品表現(xiàn)為強(qiáng)烈的Ce 正異常（1.96～2.46），階段Ⅱ與階段Ⅲ螢石樣品均表現(xiàn)出微弱的Ce 負(fù)異常（0.61～0.88、0.44～0.85）。

5 討 論

5.1 螢石地球化學(xué)對成礦環(huán)境的指示

界牌嶺3個階段螢石Tb/Ca和Tb/La值分別介于1.6×10-7～8.8×10-7、0.03～1.41，指示其均為熱液成因（圖6a）。螢石中的Y 與Ho 元素具有相似的離子半徑與電位，Y/Ho 比值可以指示成礦流體來源（Bau et al., 1995），Y/Ho 值分別為33.5～52.9、16.4～22.9、35.1～65.8，顯示界牌嶺3 個階段的螢石來自同源的巖漿熱液（圖6b）。

螢石中Ce 和Eu 的地球化學(xué)特征明顯受成礦流體的pH 值和Eh 值、流體組成及溫壓環(huán)境影響，可指示成礦流體的氧化還原條件和溫度變化（Castorina et al.，2020;Wang et al.，2021）。界牌嶺礦床階段Ⅰ螢石表現(xiàn)為明顯的正Ce 異常，階段Ⅱ和階段Ⅲ的螢石為弱負(fù)Ce 異常，指示初始成礦熱液流體的氧逸度較低，Ce3＋不會氧化為Ce4+，而導(dǎo)致流體中富集Ce。而隨著成礦流體運移，氧逸度升高，Ce3＋易被氧化為Ce4＋，而Ce4＋溶解度很小，易被氫氧化物吸附而脫離溶液體系（彭建堂等，2002），使流體虧損Ce 從而導(dǎo)致從該流體中沉淀出來的螢石顯示負(fù)Ce 異常。階段Ⅰ和階段Ⅱ螢石均表現(xiàn)為明顯的負(fù)Eu 異常，表明流體體系中可能存在著Eu2＋。Eu2+離子半徑較大，不易與其他REE3＋共沉淀，從而限制其替代螢石中的Ca2＋，Eu2＋的存在也指示螢石形成于低氧逸度環(huán)境，與Ce 的正異常相對應(yīng)。階段Ⅲ螢石顯示，Ce 與Eu 的正負(fù)異常均有出現(xiàn)，指示該階段流體中Ce3＋與Ce4+、Eu2＋與Eu3+共存，在螢石沉淀的溫度條件（130～200℃），氧逸度相當(dāng)于磁鐵礦-赤鐵礦或硫化物-硫酸鹽的氧化-還原平衡狀態(tài)，Eu2＋與Eu3＋共存（Sverjensky，1984）。界牌嶺礦床成礦流體主體為花崗質(zhì)巖漿熱液，氧逸度較低，隨著流體向淺部運移，可能與大氣降水等淺部流體混合，氧逸度升高。

螢石在熱液體系中的沉淀機(jī)制主要為：①成礦流體溫度和壓力條件變化；②流體混合作用；③成礦流體與圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)（Richardson et al.，1979）。熱液體系中REE-F 絡(luò)合物的穩(wěn)定性從La 至Lu 逐漸增加（Wood，1990；Lottermoser，1992），早期螢石相對富集LREE 而貧HREE，而晚期螢石則相反（圖7a、b）。階段Ⅰ與階段Ⅲ螢石稀土元素配分曲線為右傾型，與深部黃玉鐵鋰云母花崗巖-云英巖的稀土元素配分模式相似，推斷其成因與深部花崗巖成因關(guān)系緊密，階段Ⅱ螢石稀土元素配分曲線為左傾型與淺部斑巖體稀土元素配分曲線相似，判斷其為巖漿演化晚期花崗斑巖期，但∑REE 明顯高于階段Ⅰ、Ⅲ螢石∑REE，指示其可能經(jīng)歷了流體混合作用。

5.2 錫石地球化學(xué)對深部找礦的指示

在硅酸鹽熔體和高溫流體中，F(xiàn)e3+、W5+、V5+、Cr3+、Zr4+、Hf4+、Nb4+、Ta4+和Ti4+等離子因有與Sn4+相近的離子電荷、半徑和配位數(shù)，可替代錫石晶格中的Sn4+（圖8a～f），這些微量元素可以示蹤成礦流體的來源及錫石沉淀的相對位置（Mao et al.，2020；Gemmrich et al.，2021）。巖漿體系中Zr 和Hf 通常相對穩(wěn)定（Zr/Hf=35～40）（Hoskin et al.，2003），但在富B 或F 的熱液體系中，Zr 會優(yōu)先遷移，導(dǎo)致錫石中的Zr/Hf 比值減?。–heng et al.，2019），界牌嶺錫石Zr和Hf 含量較其他類型錫礦中錫石更高，但Zr/Hf 值更低（平均為2.76）（圖8d），與礦區(qū)內(nèi)大量螢石-黃玉等富F 礦物沉淀相對應(yīng)。Nb 和Ta 同樣具有相似的地球化學(xué)行為，但二者在錫石中的濃度和比值變化很大，這與含礦熱液的物理化學(xué)性質(zhì)及礦物沉淀過程中元素分餾作用有關(guān)（Lerouge et al., 2017；Zhao et al.,2019）。在高分異Li-F 花崗巖相關(guān)中高溫?zé)嵋撼傻V系統(tǒng)中錫石具有富Nb、Ta和Zr（低Zr/Hf），貧Fe和Mn 的特征，而低溫?zé)嵋旱V床則相反（Zhang et al.，2017；Gemmrich et al.，2021）。界牌嶺錫石具有高Nb、Ta、Zr 含量（圖8c），指示界牌嶺錫石礦體為中高溫巖漿熱液成礦的產(chǎn)物，深部花崗巖包裹的螢石-白云母囊的w(Sn)可達(dá)2100×10-6，明顯高于淺部螢石中Sn 含量（0.09×10-6～1.73×10-6），由此判斷淺部螢石礦體與深部錫多金屬礦體主要源自深部花崗質(zhì)巖漿熱液，整體經(jīng)歷了中高溫-中低溫?zé)嵋旱难莼^程。

在熱液流體中Zr 比Ti 具有更高的溶解度，隨著巖漿熱液體系的遷移和演化，Ti相對于Zr和Sc逐步虧損。因此，錫石中Ti/Zr 和Ti/Sc 值變化可以示蹤近端高溫到遠(yuǎn)端低溫礦化的相對位置（Cheng et al.，2019；Gemmrich et al.，2021）。界牌嶺錫石的Ti/Zr和Ti/Sc 接近于1（圖8e、f），指示其沉淀位置相對于南嶺矽卡巖型、石英脈型、云英巖型、蝕變花崗巖型錫礦體較遠(yuǎn)離侵入體，本次錫石樣品對應(yīng)的錫礦體應(yīng)處于成礦系統(tǒng)中遠(yuǎn)端，則其深部至成礦巖體仍具較大找礦空間。界牌嶺淺部花崗斑巖中發(fā)現(xiàn)了鈮鉭礦化，深部花崗巖則出現(xiàn)星點狀錫石礦化，推斷深部隱伏巖體接觸帶具有花崗巖型-云英巖型鈮鉭錫成礦潛力。

5.3 礦床勘查模型與找礦方向

界牌嶺錫螢石礦床為典型的富Li-F花崗質(zhì)巖漿熱液成礦作用的產(chǎn)物，成礦花崗巖具有明顯的高分異特征，與淡色花崗巖HF-H2O 體系的熔融-結(jié)晶實驗結(jié)果類似（Li et al.，2004），具有石英+堿性長石+鋰白云母+螢石+錫石的礦物組合，而區(qū)別于南嶺地區(qū)燕山早期與高分異花崗巖有關(guān)的W-Sn成礦系統(tǒng)。界牌嶺礦床Sn-F 的成礦物質(zhì)來源問題仍存在爭議：①淺部花崗斑巖（劉悟輝等，2006）；②深部高分異花崗巖（許若潮等，2022），Xie 等（2016）研究認(rèn)為淺部斑巖出熔的流體中Sn的濃度相對較低，Sn大部分殘留在熔體中直到更高程度的分異。田野等（2017）分析斜長石結(jié)果顯示，界牌嶺深部鉆孔揭露的鐵鋰云母花崗巖為堿長花崗巖，與巖體頂部層狀錫多金屬礦體空間關(guān)系更為緊密。筆者關(guān)于花崗巖中螢石（w(Sn)達(dá)2100×10-6）和錫石的礦物化學(xué)的研究，認(rèn)為界牌嶺淺部螢石礦體與深部錫石多金屬礦體均來自深部花崗質(zhì)巖漿熱液，而淺部花崗斑巖與深部富鋰氟花崗巖也為同源巖漿演化的產(chǎn)物。

基于以上研究，本文建立了界牌嶺式錫螢石礦床的勘查模型。其巖漿結(jié)構(gòu)為深部多階段花崗巖，頂部發(fā)育云英巖，礦物組合為石英、白云母、黃玉等，以及淺部發(fā)育花崗斑巖，三者為同一巖漿演化的產(chǎn)物。其礦化結(jié)構(gòu)為深部花崗巖頂部發(fā)育花崗巖-云英巖型鈮鉭錫礦體；花崗巖體與碳酸鹽巖地層接觸帶處發(fā)育矽卡巖錫鎢礦體，與變質(zhì)巖地層的內(nèi)外接觸帶處發(fā)育云英巖-石英脈型鎢錫礦體，與砂巖地層接觸帶處發(fā)育云英巖-細(xì)脈型錫鎢礦體；在斷裂帶及淺部花崗斑巖旁發(fā)育錫多金屬礦體；在淺部灰?guī)r地層中發(fā)育脈狀-面狀螢石礦體及淺部斑巖體內(nèi)鈮鉭鋰礦體。其蝕變結(jié)構(gòu)為深部晚階段花崗巖頂部及花崗斑巖脈旁發(fā)育云英巖化；與錫礦化密切相關(guān)的螢石絹英巖化，礦物組合為絹云母、白云母、螢石、石英、黃玉等；與鉛鋅礦化密切相關(guān)的綠泥石-螢石-云母化，礦物組合為綠泥石、云母、螢石、黃玉、石英、黃鐵礦等，與鈹?shù)V化有關(guān)的螢石-云母化，整個成礦系統(tǒng)各個地質(zhì)體均伴隨大規(guī)模云母螢石黃玉化。從而構(gòu)成一套較完整的巖漿-熱液錫多金屬成礦系統(tǒng)（圖9）。

圖9 界牌嶺礦床勘查模型示意圖Fig.9 A sketch map of exploration model of the Jiepailing deposit

界牌嶺式礦床勘查標(biāo)志有：①地表標(biāo)志：地表礦化蝕變的巖石，經(jīng)風(fēng)化而引起鈣質(zhì)流失，如云母、黃鐵礦等蝕變礦物氧化后呈黃褐色，俗稱“黑土帶”，區(qū)別于未礦化的灰?guī)r、白云巖、砂頁巖等；②礦物標(biāo)志：深部巖漿熱液揮發(fā)分（F、Li）沿斷裂薄弱部位向上運移，形成云母-螢石細(xì)脈及螢石礦化灰?guī)r是直接的找礦勘查標(biāo)志。錫石的Zr/Hf 比值越小，則巖漿-熱液體系中越富集F，隨著錫石中Fe 元素含量升高，錫石的顏色加深，指示深部則可能具有錫的找礦空間；③巖漿巖標(biāo)志：成礦花崗巖發(fā)育特征礦物組合，垂向上巖石結(jié)構(gòu)由中粗粒-中粒-細(xì)粒-斑狀過渡，巖石化學(xué)上均富Li 和F，淺部花崗斑巖以發(fā)育大量螢石斑晶為特征，深部花崗巖表現(xiàn)為淺色花崗巖；④物化探標(biāo)志：化探次生暈Cu、Pb、Zn、Sn、Be、Ag、F 等多元素組合異常，界牌嶺成礦中心元素組合為Sn-W-Zn-As-F，邊部元素組合為Cu-Pb-Zn-As-F。錫石產(chǎn)于水系沉積物的底部，重砂異常是一種有效勘查標(biāo)志。含礦斷裂帶及其中硫化物礦體引起的磁化率、電阻率和極化率異常，及深部重力低異常與淺部化探異常耦合區(qū)，是勘查深部厚大礦體的重要組合標(biāo)志。

基于礦床成因和勘查模型研究，界牌嶺螢石礦體保存完整指示礦區(qū)剝蝕程度不高，圈定3 個方向找礦預(yù)測靶區(qū)：一是圍繞深部花崗巖與石炭系下統(tǒng)孟公坳組灰?guī)r地層的內(nèi)外接觸帶處可形成云英巖-矽卡巖型錫鎢多金屬礦體與部分砂巖地層的內(nèi)外接觸帶處可形成云英巖-細(xì)脈型錫鎢礦體，還可形成花崗巖型-云英巖型鈮鉭錫礦體；二是區(qū)內(nèi)界牌嶺復(fù)式褶皺及主要斷裂構(gòu)造均延伸至礦區(qū)北部，與礦區(qū)內(nèi)已知礦體分布區(qū)的成礦地質(zhì)背景相同，有花崗斑巖體出露，并在地表可見含硫化物的云母螢石脈, 是成礦的有利位置，預(yù)測北北東向主斷裂北段深部可形成界牌嶺式錫多金屬礦體；三是區(qū)域上花崗斑巖在地表的分布不連續(xù)，但在深部巖體增大并逐漸連為一體，深部富Li-F 云英巖-花崗巖與淺部花崗斑巖為同一巖漿系統(tǒng)演化的產(chǎn)物，預(yù)測區(qū)域內(nèi)斑巖體內(nèi)及深部接觸帶處可形成錫鋰鈮鉭礦體。

6 結(jié) 論

（1）界牌嶺螢石由深到淺表現(xiàn)為明顯的正Ce異常向負(fù)Ce 異常、負(fù)Eu 異常向正Eu 異常轉(zhuǎn)變，指示成礦流體向上運移過程中氧逸度逐漸升高。淺部螢石礦體和深部靠近層狀錫礦體的螢石具有相似的稀土元素配分模式，共同指示2 類礦體均是深部富Li-F 花崗質(zhì)巖漿-熱液成礦作用的產(chǎn)物。

（2）結(jié)合成礦規(guī)律研究及螢石錫石礦物學(xué)研究，建立了界牌嶺錫螢石礦床勘查模型，提出了找礦勘查標(biāo)識。界牌嶺錫石具有相對低的Ti/Zr與Ti/Sc值，推測其深部至成礦巖體仍具較大找礦空間。

（3）提出了界牌嶺深部近花崗巖體矽卡巖型-云英巖型-石英細(xì)脈型錫（鎢）鈮鉭礦、北北東向主斷裂北段深部錫多金屬礦、斑巖體內(nèi)及深部接觸帶錫鋰鈮鉭礦3個方向的找礦預(yù)測靶區(qū)。