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原生锡矿床在成因上具有多样性(按照矿体的产出形态与成矿作用可划分为斑岩型、云英岩型、伟晶岩型、矽卡岩型以及热液脉型等),一般认为锡矿床的形成与花岗岩浆-热液活动密切相关。但对于大多数热液脉型锡矿床,尤其是赋存在沉积岩、变质岩或火山岩中的脉型锡矿床,成矿流体的初始岩浆热液信息会遭受到后期水-岩反应或外部流体混入的改造,所以其与花岗质岩浆之间是否存在直接的成因联系仍然存在着一定的争议。
中国地质大学(武汉)资源学院和地质过程与矿产资源国家重点实验室赵葵东教授团队的赵何东博士生选取桂北地区的一洞锡矿床为研究对象,对矿区内的平英花岗岩及锡矿体中广泛分布的电气石开展了系统的原位微区主、微量元素含量以及硼同位素组成的分析工作,精细刻画了从岩浆到热液流体,再到矿化的整个过程,所取得的主要认识如下:(1)在平英花岗岩中的电气石-石英团斑及电气石-石英脉中均识别出两类电气石:早期岩浆电气石(Tur-OE与Tur-DE)以及晚期热液电气石(Tur-OL与Tur-DL)(图1-2)。其中,晚期热液电气石较早期岩浆电气石中的Sn含量富集数十倍,这表明从晚期岩浆中抽出的热液流体为富Sn的流体,该流体应该为初始的成矿流体。图1电气石-石英团斑中的两类电气石:早期电气石(Tur-OE)主要产在电气石晶体的核部,环带不发育;晚期电气石(Tur-OL)则产在电气石晶体的边部或穿插交代早期电气石(Tur-OE)或斜长石,发育震荡环带。红色数字为硼同位素组成,绿色数字为锡含量。图2电气石-石英脉中的两类电气石:早期电气石(Tur-DE)主要产在电气石晶体的核部;晚期电气石(Tur-DL)则产在电气石晶体的边部或呈网脉状穿插交代早期电气石(Tur-DE)。红色数字为硼同位素组成,绿色数字为锡含量。(2)锡矿体主要赋存于花岗岩外围四堡群地层中的镁铁质-超镁铁质岩中,其中可以识别出两期电气石:电气石核部(Tur-OC)与边部(Tur-OR),这些电气石与锡石紧密共生(图3)。成矿期的电气石比初始的岩浆热液电气石具有明显高的Mg和Ca含量,指示成矿流体已与围岩镁铁质岩发生强烈的水-岩反应而发生改变。电气石中Fe3+含量的估算表明这些锡矿体中的热液电气石较花岗岩中的热液电气石明显富集Fe3+,表明成矿流体的氧逸度明显升高,进而导致了锡石的结晶、沉淀。
(3)平英花岗岩中的晚期热液电气石(Tur-OL/Tur-DL)较早期岩浆电气石(Tur-OE/Tur-DE)的δ11B值略微偏高,与11B倾向于在流体中富集有关。但是总的来说,平英花岗岩与锡矿体之中的电气石的δ11B值基本相同,表明成矿流体主要源自花岗质岩浆出溶的岩浆流体。
该项工作主要利用电气石原位化学及硼同位素组成精细刻画了一洞锡矿床从花岗质岩浆到热液流体出溶,再到矿化的整个成矿过程,并建立了相应的成矿模型(图4)。本次工作也证实电气石作为岩浆-热液的一种贯通式矿物,其化学和同位素组成可以用于精细化示踪整个岩浆-热液成矿过程。
图3锡矿体中的两期电气石:电气石核部(Tur-OC)与电气石边部(Tur-OR),与锡石紧密共生。红色数字为硼同位素组成,绿色数字为锡含量.图4成矿过程中各产状电气石δ11B值的变化(A)及一洞锡矿床的成矿模型(B)
该研究成果近期发表在矿床学国际重要期刊EconomicGeology上:
论文信息:
Zhao,H.D.,Zhao,K.D.*,Palmer,M.R.,Jiang,S.Y.,Chen,W.,.Magmatic-hydrothermalmineralizationprocessesattheYidongtindeposit,SouthChina:Insightsfrominsituchemicalandboronisotopechangesoftourmaline.EconomicGeology,,-.
作者简介:
赵何东,博士研究生,年与年分别获得长安大学地质学专业学士学位与中国地质大学(武汉)矿物学、岩石学、矿床学专业硕士学位,年-至今在中国地质大学(武汉)攻读矿物学、岩石学、矿床学专业博士学位,导师为赵葵东教授。目前主要从事于利用电气石与磷灰石等矿物精细刻画华南钨锡矿床成矿过程等方面的研究工作。
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