热液蚀变过程中REE地球化学行为及其对蚀变流体性质的指示意义——全岩及单矿物对比研究.pdf

234 矿物岩石地球化学通报 24卷增刊 热液蚀变过程中 R EE 地球化学行为及其对蚀变流体性质的 指示意义 全岩及单矿物对比研究 毕献武 胡瑞忠 双 燕 李鸿莉 胡晓燕 吴开兴 彭建堂 中国科学院地球化学研究所 贵阳 55 0 2 已有大t 研究表明 与矿化有关的岩体热液蚀 变过程中R EE 发生 了迁移 1一3 RE E 在蚀变过程 中的行为受岩石蚀变类型和流体性质等的影响 2 因此 研究热液蚀 变过 程中R EE 的地球化学行为 是获得蚀变流体或成矿流体性质 的重要手段 5 H op户 和 B au 7 曾用热液蚀变样品相对于未蚀变样 品的稀土模式来判断成矿或蚀变过程中稀土元素的 地球化学行为 研究结果表明 蚀 变岩石的稀土模 式受水 岩值 蚀变程 度和所形成的次生矿物种类的 控制 作者近年来 的研究发现 蚀变带内次生矿物 与对应母体矿物R E E 组成特征研究对指示蚀变流 体或成矿流体的来源和性质非常有效 8 j 姚安富碱 侵人体和马厂件富碱侵人体属于哀牢山一金沙江富 碱侵人岩带的组成部分 前者与姚安金矿床有密切 的成因联系 后者与马厂赞铜矿床和金厂替金矿床 密切相关 0 1 本研究以姚安和马厂将富碱侵人体 为例 对比研究与矿化有关的钾质蚀变过程中全岩 及单矿物的REE地球化学行为 进而判断蚀变过程 中哪种载体R E E地球化学行为更 能有效地提供成 矿流体或蚀变流体的信息 1 岩石RE E地球化学 姚安富碱侵人体和马厂符富碱侵人体蚀变岩石 和新鲜岩石的RE E特征显示 两岩体的蚀变岩石 的 R E E具有相似的特征 即相对于新鲜岩石蚀变岩石 的R EE总t相当 RE E模式无明显变化 Al de rt o n 等 1 1研究表明 花岗岩中大约有5 0写 的R EE集中在主要矿物相中 占花岗岩全岩约 1 的副矿物相 磷灰石 捐石和错石等 则聚集了剩余 的R EE 已有研究 表明 姚安 岩体 RE E 的重要富 集矿物相石 磷灰石和错石在蚀变过 程中相对稳 定图 但由于热液蚀变过程形成的蚀变矿物的 R EE 总t受多种因素的制约 l j 在未确定蚀变岩石中各 种次生矿物REE含童的前提下 无法弄清导致本区 蚀变岩石RE E总 量 无 明显变 化的 根本 原因 H 叩户 和B au 7 认为 当蚀变强度低和形成的次生 矿物种类较少时 即水 岩值较低时 产生与原岩近 于平行的稀土模式 对姚安矿区的研究表明 近矿 正长斑岩具 明显的钾化特征 表现为蚀变成因钾长 石交代原生条纹长石 蚀变产生的主要矿物与原岩 中的主要矿物 姚安正长斑岩中长石斑晶的量高达 整个岩石的 5 0 成分类似 因此 尽管姚安矿区 与矿化有关的岩石蚀变强烈 由于形成的次生矿物 与原岩矿物成分差别不大 蚀变岩石的RE E模式亦 与原岩基本一致 在这种情况下 很难用蚀变全岩 相对于未蚀变全岩的稀土元素标准化图解来判断成 矿或蚀变过程R EE的行为 马厂符矿区蚀变过程 副矿物稳定性和花岗斑岩的蚀变特征与姚安矿区的 类似 因此亦不能根据蚀变岩石相对于新鲜岩石的 REE 变化特征来探讨导致本区岩石发生蚀变的流 体特征 2 矿物RE E地球化学 上述研究结果表明 姚安和马厂将岩体与成矿 有关的围岩蚀变以钾化为主 蚀变过程中特征的矿 物学变化表现为蚀变钾长石代替原生条纹长石 蚀 变与相应未蚀变母体矿物常密切伴生 运用激光熔 样 ICP MS技术 原位测定矿化蚀 变带中母体矿物 原生条纹长石及相应的蚀变产物钾长石的R E E组 成 研究方法详见文献 8 分析结果表明 马厂符 岩体与姚安岩体的原生微纹正长石和条纹长石具有 类似的 R EE特征 蚀变成因钾长石的RE E模式总 体趋势亦与原生长石基本一致 LR E E 富集型 但 相对于原生长石 蚀变钾长石的正 E u 异常减弱 名 R E E 明显增加 3 讨论 热液蚀变矿物的 R E E 总 量受 多种因素的制 约 1 其中最重要 的因素有 原生 矿物的 R EE 含 荃金项目 国家自然科学基金资助项目 4 03 7 30 20 中国科学院创新工程资助项目 KZCX3 g 甲 125 24卷增刊 矿物岩石地球化学通报 235 量 流体将R E E迁出原生矿物的能力 蚀变过 程形 成的次生矿物聚集R EE 的能力 与原生矿物发生交 代反应之流体中的 RE E含量 姚安和马厂替岩体 的主要造岩矿物为长石 含量约占全岩的5 0 黑 云母 角闪石及少量石英 姚安岩体REE的重要富 集矿物相石 磷灰石 和错石在蚀变过程相对稳定 9 由于原生条纹长石RE E总量相对较低 表3 即使 其中所有的R E E 在蚀变过程被释放出来 也不足以 产生蚀变钾长石中那样高的R EE含量 马厂替岩 体RE E的重要富集矿物桐石 和磷灰石在蚀 变过 程 中相对不稳定 9 本区捐石和磷灰石约占全岩的 0 2写 根据 Al d erton 花岗岩中大约 有 50 的 R EE 集中在占花岗岩全岩约 1 的副矿物相中的研 究结果推算 如岩石中相石和磷灰石全部溶解 释放 出的R EE总量约3 0 x10 一6 由于岩体中原生长石 R EE 总盆相对较低 6 4 1 x 1 0 一6 即使原生矿物中 所有的R EE在蚀变过程被释放出来 也不足以产生 蚀变成因钾长石中那样高的R E E含量 因此 姚安 岩体和马厂符岩体蚀变成因钾长石高的R EE 含量 很可能主要来 自于与原生矿物发生交代反应之流 体 即与原生矿物发生交代反应之流体携带有大量 的RE E 已有研究表明 富含R EE和高场强元素是富碱 侵人岩的特征 且在其演化过程 REE和高场强元 素会越来越富集 根据微量元素在富碱侵人岩浆中 的这种演化规律 如果导致岩体蚀变的流体确 由富 碱侵人岩成岩过程中分异而来 那么与某种原生 岩 浆成因 矿 物具 有相似结构和成分的蚀变矿物的 R EE和高场强元素的含量 应远高于相应 的原生矿 物 显而易见 造成本区矿化蚀变带中高REE含量 蚀变钾长石的流体 应是富碱斑岩成岩过程中分异 出的富含RE E的岩浆流体 已有研究表明 矿物中的E u 异常受矿物晶体 化学性质和流体性质 T 爪 和 pH 值 的影响 在 高温和相对还原的条件下 E u Z 易与其它三价R E E 分离 使得在高温和相对还原的熔体中 E u2 优先 进人长石晶格 因此 通常岩浆成因的长石具有明 显的正 E u 异常 蚀变过程形成的钾长石与原生岩 浆成因长石相比 E u 异常明显减弱 这说明蚀变成 因的钾长石形成于相对低温和氧化的环境中 热液 蚀变作用发生在相对开放的浅层地壳系统内 4 结 论 l 即使在水 岩值较高的条件下 如果形成的 次生矿物与原岩矿物成分差别不大 蚀变岩石 的 R E E 模式亦与原岩基本一致 在这种情况下 将很 难用蚀变全岩相对于未蚀变全岩的稀土元素标准化 图解来判断成矿或蚀变过程中稀土元素的行为 但 通过次生矿物与对应母体矿物REE组成特征的对 比 则有可能对这种行为作出判断 2 根据矿化蚀变带中母体矿物原生条纹长石 及相应 的蚀变产物钾长石的REE组成测定结果确 定出造成姚安和马厂管矿区矿化蚀变带中钾化的蚀 变流体 是一种由富碱侵人岩体成岩过程中分异出 的富含R EE和络阴离子的岩浆流体 参考文献 l Alder to nDHM Pe ar c eJA P O tt P J R a r ee ar th elor n t m obility dur i吧 gr a n ite alter atio n ev i d sn c e fr o r n s o uthwe st E昭l a司 J E a r th Pla n e七 翻 L et t 1980 49 149一165 2 山m pb el l I H I she r P O 拍dJ M al Ra r e e a rthelemont 阴bili tyin alter atio n Pi钾 b ei洲 m as s iv e 让Zn su l 6dede卯s its J Che m Ge ol二1984 45 181一202 3 Hu mp崩 5 E The 朋bili妙 ofth e r a 二e ar th el e m e nt i n he er ust A R厄ree ar th ele m e nt g众h二istr y M P H en der s o n e d A盯比terd am E ls ev i er 19 84 3 17一342 4 卢焕章 成矿流体 闭 北京 北京科学技术出版社 1 99 7 5 P a l aeio s CM H ein UF 加l skiP B eh a r o fr a r ee ar th el e m e nt d u行n g h州r o th a r t n a lalte扭ti o nat th e B u en a 乙阵r a nz a c op沐r s i l v er depo sit 的r th em Cbil e J E a r th Pla n et 段1 L e tt 198 6 8 D 208一216二 6 H叩f s氏h a访o u r ofr a二 e a r t h el nt inge other r n alsy te m s o fNe wZe ala x记 J Jo u r n a l ofGeoc h 而c a 1E却l oratio n 1993 47 333一357 7 B a u M R ar e e a r th elem ent 栩b ilitydud叩卜y dr o th e r m a l and m et 印hien u 涪r o c ki ntemctio na司th e 滋助i6c a n c e ofth o范d atio nstateofeur o P i um J C he r n Ge o L 199 1 9 3 2 19一 230 8 压为 a n w u eta l R E E c o m po ition o f pr im a口 an d lte r司 f e ld s户叮 fr o m th e mi耽r aliZ曰a l ter ati o n 名On e ofalk ali一r 一eh Intr u siv e r o c 肠 w e s ter n y Pr o vio C h in a J r t Ge o O gyR ev i e w s 2002 19 69一78 9 残X俪w u a l T r a c e el e r n 二t a曰i to 钾 e 耐 enc e f o rthe V O l utionofor f or mi吃f l ui do fYao a n goldd epo it Yun n a n Pr ov i nc