云南个旧锡铜矿集区石榴子石地球化学特征及成矿指示

摘要

云南高松矿床中高峰山矿段和老厂矿床中竹叶山矿段分别是个旧超大型锡铜多金属矿集区发育的典型矽卡岩型锡、铜矿段。为查明个旧矿集区锡铜成矿环境的差异,文章选取上述2个矿段矽卡岩中的石榴子石为研究对象,根据产状和矿物共生关系将石榴子石分为与高峰山花岗岩有关早期(Grt-GS1)、晚期(Grt-GS2)、与竹叶山花岗岩有关(Grt-ZS)和与玄武岩有关(Grt-ZX)共4类。电子探针(EPMA)和激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)分析表明:Grt-GS1(Adr_(10.58-20.27)Grs_(38.62-48.28)Spe_(21.06-32.37)Alm_(11.88-18.03))成分复杂且变化范围较大,而Grt-GS2(Adr_(48.09-69.73)Grs_(23.84-48.87)Spe_(3.29-9.58))和Grt-ZS(Adr_(13.97-16.06)Grs_(78.08-79.71)Spe_(2.15-2.60))成分简单且变化小;稀土元素配分曲线均呈HREE富集、LREE亏损的“左倾型”,并具明显的负Eu异常。Grt-ZX成分简单且较均一(Adr_(20.12-21.99)Grs_(70.84-71.44)Pyr_(6.29-7.92)),稀土元素配分曲线呈HREE亏损、LREE富集的“右倾型”,呈明显的正Eu异常,且F、Cl、U、Th、Pb、V、Cr、Co、Ni、Zn、Ti等元素含量均高于其余3类石榴子石。所有石榴子石REE^(3+)与Mg^(2+)的正相关性表明,REE^(3+)受[X^(2+)]Ⅷ-1[REE^(3+)]Ⅷ+1[Y^(3+)]Ⅳ-1[Y^(2+)]Ⅳ+1替换机制的控制,REE^(3+)主要替代Mg^(2+)进入石榴子石晶格。石榴子石的U、Sn含量及稀土元素配分特征指示:高峰山石榴子石(Grt-GS1和Grt-GS2)在演化过程中氧逸度明显升高、竹叶山石榴子石(Grt-ZS和Grt-ZX)形成的氧逸度总体高于高峰山,但Grt-ZX形成时氧逸度低于Grt-ZS。稀土元素特征显示:Grt-GS1、Grt-GS2与Grt-ZS均形成于弱酸性环境,而Grt-ZX形成于近中性且富F、Cl的环境下。ΣREE^(3+)与Y呈良好的正相关性和REE含量变化指示4类石榴子石均形成于封闭或近封闭的体系中,在接近平衡和低水岩比的条件中受扩散交代作用缓慢生长而形成。综合研究表明,玄武岩对成矿的影响在于改变了流体性质,为成矿提供了大量微量元素(如Co、Ni、V、Cr等)和有利于成矿离子运移和富集的卤族元素(如F、Cl),而高峰山矿段锡富集的原因可能是在演化过程中水岩反应的加强和氧逸度的升高。