新疆阿尔泰阿巴宫富磷灰石磁铁矿床成矿机制:来自包裹体和稳定同位素证据

摘要

阿巴宫富磷灰石磁铁矿床位于新疆阿尔泰南缘地区克朗盆地,具有Kiruna型铁矿典型特征.本文对矿床中磷灰石和石英中的包裹体进行了详细的岩相学观察、对流体包裹体进行了显微测温和激光拉曼成分研究,并测定了磷灰石和石英的氢、氧同位素以及硫化物的硫同位素组成.结果表明,不同成矿阶段磷灰石中的包裹体具有明显不同的特征,代表了不同的熔体和流体系统,且流体由早阶段到晚阶段具有一定的演化规律.第一和第二成矿阶段磷灰石中主要为熔融包裹体、流体包裹体和单矿物包裹体,成矿流体分别是高温(主要为290 ～460℃)中盐度(10.36％ ～ 17.79％ NaCleqv)和中温(主要为230～290℃)中盐度(16.99％ ～22.4％ NaCleqv)的富Ca2+的H2O-NaCl体系,是富挥发分的Fe-P熔体在结晶过程中捕获熔体和流体的结果.第三成矿阶段的磷灰石和石英中的包裹体特征相似,主要为熔体-流体包裹体、液相包裹体、含液体CO2三相包裹体、含子矿物H2O-NaCl型多相包裹体和含子矿物H2O-CO2-NaCl型多相包裹体.成矿流体温度变化于160 ～320℃,中低盐度(1.06％ ～23.1％ NaCleqv),少量高盐度变化于33.5％ ～42％ NaCleqv,属H2O-CO2-NaCl体系,是岩浆-热液阶段出溶的流体发生沸腾作用的结果.磷灰石和石英的δD较为接近,分别为-139‰～-118‰和-145‰～-104‰.成矿流体的δ18 OH2o值显示以岩浆水为主,从早阶段(4.9‰～9.1‰)向晚阶段(1.5‰～6.0‰)有降低的趋势.硫化物的δ34S (0.4‰～5.2‰)表明硫来自深部岩浆.结合阿巴宫富磷灰石磁铁矿床的地质特征,认为矿床的形成与不混溶作用的发生有关,早阶段成矿是碳酸盐围岩的加入导致富挥发分Fe-P熔体与富Si熔体发生不混溶,由富Fe-P熔体发生分离结晶和堆晶作用形成;晚阶段成矿是富Fe-P熔体演化晚期,由于减压降温导致流体出溶并发生大规模的不混溶(沸腾),即在岩浆-热液过渡阶段由熔体结晶形成.