2000 湖南省柿竹园矽卡岩矿床中石榴石特征.pdf

收稿日期 1999 08 26 基金项目 韩国战略矿物支援中心 CMR 重点项目 No 1994G 0102 湖南省柿竹园矽卡岩矿床中石榴石特征 尹京武 李铉具 崔庆国 金尚中 韩国大田忠南大学校自然科学大学地质学科 摘要 通过野外与显微镜观察和电子探针分析 对柿竹园多金属矿床矽卡岩中石榴石的特征 进行了研究 根据石榴石的产出状态 矿物的共生组合 矽卡岩可分为4个带 磁铁矿 辉石 石榴石带 辉石 石榴石带 符山石 石榴石带 矽卡岩化大理岩带 从成分上的变化 探讨 了石榴石在各矽卡岩带中的特征 柿竹园矿床矽卡岩中的石榴石可分为早 晚两期 早期形成 的石榴石颜色为暗棕色 并且在垂直和水平方向上有明显的变化规律 从磁铁矿 辉石 石 榴石带到矽卡岩化大理石带 随着石榴石中Fe2O3含量的减少 Al2O3含量的增加 由钙铁榴 石向钙铝榴石变化 石榴石晶体具有从核部向边缘由均质性向非均质性变化的规律 早期石 榴石形成于较氧化的条件下 温度为520 620 压力为1 000 105Pa 由富含Si Al Fe Cl F组分的热液和泥盆纪佘田桥组灰岩反应交代形成 当温度降至450 540 pH Eh值降低 时 晚期石榴石形成的同时使白钨矿沉淀 晚期石榴石颜色比早期形成的石榴石浅 为红色 结晶颗粒较大 并且 普遍可以观察到石榴石环带结构 关键词 矽卡岩 石榴石 环带结构 柿竹园矿床 中图分类号 P578 94 7 P588 31 2 文献标识码 A 文章编号 1000 2383 2000 02 0163 09 作者简介 尹京武 男 讲师 1958年生 1985年毕业于武汉地质学院地质系 1997年于韩国 忠南大学地质系硕士研究生毕业 现主要从事矿床学及地球化学等研究 柿竹园矿床是以钨为主的矽卡岩 云英岩复合 型钨 锡 钼 铋 铍等多金属矿床 自20世纪50年 代以来 许多地质研究人员对该矿床的地质构造 与 成矿有关的花岗岩体 造岩矿物 地球化学 岩体形 成的物质来源 生成演化以及矿床形成进行了大量 研究 1 3 石榴石是柿竹园矿床矽卡岩的主要造岩 矿物之一 它与白钨矿 黑钨矿 4 和锡石 5 有着密切 的成因关系 所以对石榴石的研究显得十分重要 前 人虽从实验岩石学 矿物学角度对柿竹园矿床矽卡 岩中的石榴石进行了研究 6 7 但对于石榴石在各 矽卡岩带中的产出状态和石榴石组成元素变化的研 究尚显不足 本文基于这点 开展了探讨研究 1 地质与矿床概况 柿竹园矿床主要由震旦纪沉积变质岩 泥盆纪 灰岩 碎屑碳酸盐岩 侏罗纪花岗岩 白垩纪石英斑 岩 辉绿岩 煌斑岩和第四纪沉积岩组成 图1 千 里山复合型花岗岩体位于柿竹园矿化带的中央 分 布面积约10 km2 复合型花岗岩体侵入于泥盆纪佘 田桥组含泥质条带状灰岩中 在花岗岩与灰岩接触 部形成巨厚层的矽卡岩 其矽卡岩体本身就是含矿 矿体 前人研究结果表明花岗岩分5期侵入 依次为 细粒斑状黑云母花岗岩 中 粗粒黑云母花岗岩 细 粒黑云母花岗岩 石英 花岗斑岩和基性岩脉 其中 成矿与第二期中 细粒黑云母花岗岩有着密切的关 系 石英 花岗斑岩的产状与第三期侵入花岗岩呈 切割关系 基性岩脉主要为辉绿岩和煌斑岩 规模不 大 它与千里山花岗岩和石英 花岗斑岩都是呈切 割关系 其侵入时间最晚 以千里山复式花岗岩体为 中心 在平面上呈同心环状分布 依次形成铁矿床 铁 钨 锡矿床 钨 锡 钼 铋矿床 铅 锌硫化 物矿床 铁 锰 锌矿床带 1 柿竹园矿床是其中最 大的钨 锡 钼 铋矿床 矿体似透镜状 长度约 1 200 m 厚度约600 m 宽度200 300 m 矽卡岩体 主要由石榴石 辉石 符山石 角闪石 硅灰石等矽卡 岩矿物和白钨矿 黑钨矿 辉钼矿 锡石 辉铋矿 自 第25卷 第2期地球科学 中国地质大学学报Vol 25 No 2 2 0 0 0年3月Earth Science Journal of China University of GeosciencesMar 2 0 0 0 图1 湖南省郴州柿竹园矿床 Fig 1Geological map of the Shizhuyuan deposits in Chen2 zhou Hunan Province 1 第四纪 2 石英脉 3 煌斑岩 4 石英斑岩 5 细粒黑云母花岗 岩 6 中粗粒黑云母花岗岩 7 细粒斑状黑云母花岗岩 8 上泥盆 统碳酸盐岩 9 中泥盆统碳酸盐岩 10 震旦系变质岩 11 矽卡 岩 12 断层 然铋 磁铁矿 黄铁矿 黄铜矿 赤铁矿等金属矿物组 成 根据矽卡岩产出状态和矿物的集合体 可划分为 磁铁矿 辉石 石榴石带 辉石 石榴石带 符山石 石榴石带 矽卡岩化大理岩带 野外地质调查和样 品采集主要在海拔490 m平面巷道内进行 图2 2 石榴石的产出状态 在野外 根据矿物共生组合和产出状态 石榴石 生成期可分为早晚两期 早期石榴石分布面广 石榴 石基本上呈块状 粒状产出 在部分地段 石榴石呈 自形产出 石榴石在空间分布上有一定的规律性 在 垂直方向上 矽卡岩下部石榴石的产出量多而上部 少 石榴石的颜色下部深而上部浅 水平方向上由接 触带向外依次为磁铁矿 辉石 石榴石带 辉石 石榴石带 符山石 石榴石带 矽卡岩化大理石 带 磁铁矿 辉石 石榴石带主要是石榴石 辉石 磁铁矿 少量方解石 石英 萤石 白钨矿 黑钨矿 磁 铁矿 辉铋矿 自然铋 辉钼矿 该带与辉石 石榴石 带的界限不是十分明显 石榴石为粒状 暗棕色 石 榴石占80 左右 其他矿物约占20 辉石 石榴 石带中石榴石的产出量与磁铁矿 辉石 石榴石带 相比有所减少 辉石的产出量有所增加 主要为石榴 石 辉石 少量角闪石 符山石 方解石 硅灰石 萤 石 石英 白钨矿 黑钨矿 磁铁矿 赤铁矿 黄铁矿 黄铜矿 石榴石颜色比磁铁矿 辉石 石榴石带中 的浅 石榴石约占60 70 其他矿物约占30 40 符山石 石榴石带主要为石榴石 符山石 少量辉石 角闪石 方解石 石英 萤石 黄铁矿 黄铜 矿 此带符山石的单体为长柱状 粒径1 mm至2 cm 不等 颜色为深绿色 石榴石晶粒较粗 其颜色为黄 棕色 石榴石约占50 60 其他矿物40 50 矽卡岩化大理岩带主要为方解石 萤石 少量 黄铁矿 锡石 符山石 石英等 矽卡岩化大理岩带 中 细网脉十分发育 其中石榴石脉的形成早于其他 网脉状地质体 晚期石榴石呈脉状产出于大理岩和 早期矽卡岩界面附近 并向界面两侧扩散 形成规模 不等的脉状地质体 脉状宽度几cm 长度也很有限 晚期石榴石脉中的石榴石与早期各矽卡岩中石榴石 相比较 其颜色没有早期矽卡岩中的石榴石的颜色 深 为鲜红色 晶体较大 一般中到粗粒 晶体轮廓分 明 图3a 3 石榴石的晶体光学性质 柿竹园矿床各矽卡岩带中产出的石榴石晶体大 部分以菱形十二面体 110 与四角三八面体 211 和 二者聚形为主 一般形成顺序是 110 211 110 211 210 显微镜下 均质性和非均质 性的石榴石均可观察到 干涉色灰色 暗灰色 弱非 均质性光性异常 一般为二轴正晶光性 不均匀消 光 各矽卡岩带中 无论石榴石有无环带 由核部向 边缘非均质性逐渐增强 当石榴石由均质性向非均 质性过渡时 其突起 折光率和颜色均具有由高到 低 由深到浅的变化规律 此外 各矽卡岩带的石榴 石环带结构普遍出现 在辉石 石榴石带中的石榴 石环带最为发育 最完整 磁铁矿 辉石 石榴石带 次之 此外 在其他矽卡岩带中 由于石榴石被其他 矿物交代 分解 石榴石的面貌全非 仅仅保留了其 外形轮廓 在残余的石榴石部分仍可观察到环带结 构 从显微镜照片上可明显看出环带的差异 图4 X射线粉晶分析结果也表明 随着石榴石由钙铁榴 石向钙铝榴石过渡转变时 其面间距及相对衍射强 度均有所降低 同时晶胞参数也随Fe2O3含量的增 461 地球科学 中国地质大学学报第25卷 图2 柿竹园矿床490 m水平中段坑道及采样位置 Fig 2Underground geological map and sampling site of 490 m level in the Shizhuyuan deposits 1 中粗粒黑云母花岗岩 2 期 2 细粒黑云母花岗岩 3 期 3 花岗斑岩 4 期 4 石英脉 5 巷道 6 采空区 7 断层 8 矽卡岩的分带 界线 9 采样位置及编号 图3 石榴石脉的产出照片 a 和不同矿物的电子显微照片 b Fig 3Photograph of occurrence of garnet vein a and SEM photograph of cassiterite fluorite pyrite and garnet b 加而增加 1 此外 在薄片观察时 可见到白钨矿 黑 钨矿呈细粒状晶体交代石榴石 在磁铁矿 辉石 石榴石带和辉石 石榴石带中 这种现象较为明显 锡石在磁铁矿 辉石 石榴石带和矽卡岩化大理岩 带中 可见到锡石呈细粒状 短柱状分布在黄铁矿 萤石和石榴石的颗粒之间 在矽卡岩化大理岩带中 561 第2期 尹京武等 湖南省柿竹园矽卡岩矿床中石榴石特征 图4 辉石 石榴石带中石榴石环带显微照片 Fig 4Micrographs of zonal garnet in pyroxene garnet zone a 单偏光 比例尺100 m b 背散射电子像 图5 柿竹园矿床中各矽卡岩带的石榴石成分 Fig 5Compositions of garnets in different skarnized zones from the Shizhuyuan deposits 磁铁矿 辉石 石榴石带中的石榴石组成 辉石 石榴石带 中的石榴石组成 符山石 石榴石带中的石榴石组成 矽卡 岩化大理岩带中的石榴石组成 还可观察到锡石存在于黄铁矿之中 图3b 4 石榴石化学成分 根据Winchell 8 的石榴石分类方法 石榴石可 分为铝榴石和铬钙铁榴石两大系列 铝榴石系列为 镁铝榴石 铁铝榴石和锰铝榴石 铬钙铁榴石系列为 钙铬榴石和钙铁榴石 在本研究中 以各矽卡岩带的 石榴石电子探针分析结果为依据 投入图5 结果全 部落在钙铝榴石 钙铁榴石端元范围内 为了进一 步了解石榴石成分的变化规律 笔者利用石榴石的 理想晶体结构式A3B2 SiO4 A Ca Mg Fe Mn B Al Fe Cr 以O 12为基准 计算得到石榴石的 结构式 表1 4 柿竹园矿床产出的矽卡岩带中石榴石主要为钙 铁榴石和钙铝榴石 磁铁矿 辉石 石榴石带中石 榴石基本上以钙铁榴石为主 钙铝榴石次之 钙铁榴 石和钙铝榴石端元分子的质量分数平均为66 4 和28 1 钙铝榴石的端元分子比不到钙铁榴石端 元分子比的一半 其他石榴石端元分子不超过 9 9 而在辉石 石榴石带中的石榴石 与磁铁矿 辉石 石榴石带相比较 钙铝榴石组分明显增加 其质量分数为53 6 另外 从没有环带结构的同 一颗粒石榴石电子探针分析结果上看 由核部向边 缘Al2O3质量分数逐渐增加 而Fe2O3质量分数逐 渐减少 这说明在此带石榴石的组成元素之间进行 了相当范围的替换 在符山石 石榴石带和矽卡岩 化大理岩带的石榴石 基本上以钙铝榴石为主 钙铁 榴石次之 同时其他石榴石端元分子的质量分数也 略有增加 另外 由磁铁矿 辉石 石榴石带向矽卡 岩化大理岩带变化时 Mn总体上有增加的趋势 为了进一步了解各矽卡岩带中石榴石环带的元 素组成变化 在辉石 石榴石带中 对具有环带结构 的石榴石从环带的核部向边缘进行电子探针分析 见表5 以分析数据为基础计算得石榴石晶体化 学式和端元分子质量分数 具有环带结构的石榴石 的端元分子钙铝榴石平均为64 05 钙铁榴石为 32 5 其他石榴石端元分子的质量分数仅为3 5 环带从核部向边缘Si Ti Cr和Mg元素的含量变化 不明显 而Ca和Mn Fe及Al之间的替代关系十 分明显 图6 铁的含量由高到低 这不仅在具有环 661 地球科学 中国地质大学学报第25卷 表1 柿竹园矿床磁铁矿 辉石 石榴石带的石榴石电子探针分析 Table 1Electron microprobe analysis of garnet in magnetite pyroxene garnet zone of the Shizhuyuan deposits 样品号 811 1812 21812 23813 26811 9 核部边缘核部核部核部边缘核部边缘 SiO235 3235 8835 8936 2936 4036 8136 2136 5636 4036 0336 21 TiO2 0 30 0 10 0 050 12 Al2O37 268 056 556 988 049 419 378 467 977 668 45 Fe2O323 1822 4723 1323 0321 3618 5621 2621 9823 5423 1122 63 Cr2O3 0 063 763 260 860 920 89 MnO2 823 342 771 371 672 96 0 130 390 09 MgO 0 14 0 17 0 02 CaO30 4430 5031 3832 1733 2632 2428 7229 8131 1731 8331 53 699 02100 24100 0299 98100 73100 1499 49100 12100 1999 9699 80 Si2 9302 9322 9522 9682 9482 9752 9532 9712 9522 9382 945 Al T 0 0700 0680 0480 0320 0520 0250 0470 0290 0480 0620 055 Al O 0 6400 7070 5870 6400 7150 8710 8540 7810 7140 6740 754 Ti0 0000 0000 0190 0000 0000 0060 0000 0030 0070 0000 000 Fe3 1 4471 3821 4321 4171 3021 1291 3051 3441 4371 4181 385 Cr0 0000 0000 0000 0000 0000 0040 2600 2240 0590 0640 061 Mn0 1980 2310 1930 0950 1150 2030 0000 0000 0160 0470 011 Mg0 0000 0000 0000 0170 0000 0000 0110 0000 0000 0010 000 Ca2 7062 6702 7652 8182 8862 7922 5092 5952 7082 7802 747 67 9917 9907 9967 9888 0178 0047 9397 9497 9417 9857 958 And69 32766 14870 91368 88064 53456 32460 13963 23466 79867 74264 734 Gro23 84925 88522 56427 30031 64936 71829 97728 80830 51528 36032 705 Sp Pyr6 8247 9676 5233 8203 8186 9589 8847 9572 6873 8982 561 And 钙铁榴石 Gro 钙铝榴石 Sp Pyr 锰铝榴石和镁铝榴石 图6 辉石 石榴石带中环带状石榴石的成分变化 Fig 6 Composition profiles of zonal garnet in the pyroxene gar2 net zone along the traverse from core to rim x Al n Al n Fe 3 Al Ti Cr x Fe 3 n Fe 3 n Fe 3 Al Ti Cr x Mn n Mn n Ca Mn Mg x Ca n Ca n Ca Mn Mg 带结构的石榴石中出现 而且在没有环带结构的石 榴石中也有类似的现象 5 讨论 柿竹园多金属矿床矽卡岩中石榴石的晶出 取 决于热流体的成分和物理化学条件 整体而言 矽卡 岩矿物形成的早期阶段 热流体为高温碱性 由于温 度较高 流体处于临界状态 与围岩发生交代作用 时 水的分解作用非常微弱 因此不出现氧交代 这 个阶段主要形成石榴石 辉石 符山石等无水硅酸盐 矿物 随着流体温度的下降 铁质进入硅酸盐的量逐 渐减少 这与本工作分析结果一致 从接触带的磁铁 矿 辉石 石榴石带向矽卡岩化大理岩带 石榴石 从钙铁榴石向钙铝榴石转换 这种转化在辉石 石榴 石矽卡岩带石榴石的分析结果中得到了很好的证明 前人实验研究资料表明 碱性条件下易形成钙 铁石榴石 中 酸性条件下易形成钙铝榴石 9 由此 可见 石榴石中钙铁榴石端元分子含量的多少能反 映介质的pH值的变化 柿竹园矿床矽卡岩中石榴 石的形成和分布规律 取决于成岩成矿热液和被交 代的岩石中的铁 铝的含量及来源 从花岗岩和灰岩 的成分上看 铁和铝的含量并不高 一般低于南岭 花岗岩的平均值 所以可以推断是从深部而来的富 761 第2期 尹京武等 湖南省柿竹园矽卡岩矿床中石榴石特征 表2 柿竹园矿床辉石 石榴石带的石榴石电子探针分析 Table 2Electron microprobe analysis of garnet in pyroxene garnet zone of the Shizhuyuan deposits 样品号 814 27814 28814 29110 16 核部边缘核部边缘核部边缘核部 SiO235 9736 0538 2938 7836 7436 0738 6839 3937 6837 0338 3139 3636 2936 62 TiO2 0 380 250 55 0 240 430 110 150 05 Al2O36 807 9318 1217 508 169 0018 4417 798 788 7818 3817 758 876 70 Fe2O323 6723 126 626 7720 5620 256 846 5318 9618 586 336 2020 3521 08 Cr2O31 631 791 781 331 374 250 751 593 363 151 320 381 581 33 MnO0 180 05 0 030 61 0 08 MgO0 04 0 09 0 040 14 0 16 CaO31 5931 7334 8535 1533 1429 6335 4034 5131 6031 9335 4035 8533 0233 47 699 88 100 6799 6699 91100 34100 36100 1199 81100 4299 93100 1799 65100 2699 41 Si2 9522 9272 9662 9932 9732 9252 9713 0323 0343 0012 9483 0282 9393 007 Al T 0 0480 0730 0340 0070 0270 0750 0290 0000 0000 0000 0520 0000 0610 000 Al O 0 6100 6861 6201 5840 7510 7851 6401 6140 8330 8391 6151 6090 7860 648 Ti0 0000 0000 0000 0220 0150 0340 0000 0000 0000 0150 0250 0060 0090 003 Fe3 1 4621 4120 3860 3931 2521 2360 3950 3781 1491 1330 3670 3591 2401 303 Cr0 1130 1230 1170 0870 0940 2920 0490 1040 2290 2160 0860 0250 1080 093 Mn0 0220 0060 0000 0000 0040 0740 0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000 000 Mg0 0030 0000 0000 0000 0060 0000 0000 0000 0030 0090 0000 0000 0000 010 Ca2 7782 7602 8922 9062 8732 5742 9132 8452 7262 7722 9182 9552 8652 945 67 9877 9878 0147 9937 9947 9947 9977 9737 9747 9948 0117 9828 0088 009 And70 476 67 31719 23719 88062 32461 15119 42318 98757 88757 20718 49918 23561 21666 411 Gro24 754 28 21376 88277 21634 10726 41278 93077 49934 23134 80678 63880 93435 13930 014 Sp Pyr4 7714 4703 8812 9043 56912 4371 6473 5147 8827 9872 8630 8313 6453 575 样品号 110 16115 10813 1812 12 边缘123412341234 SiO238 5438 6336 1636 6537 8338 4434 4536 4438 3237 3336 6736 0338 1838 02 TiO20 28 0 220 030 150 140 170 350 120 59 0 060 10 Al2O318 8518 478 408 2818 5518 5613 6211 6715 9316 538 109 8218 5617 33 Fe2O36 066 4420 6320 756 676 7217 3217 359 148 7120 1719 936 248 33 Cr2O31 381 281 241 431 311 886 806 294 945 744 063 951 082 29 MnO0 02 MgO0 12 0 500 090 25 0 01 0 210 190 30 CaO35 2434 9032 6132 6234 6534 4227 3427 5231 8530 8530 9929 9634 7833 65 6100 4999 7299 7699 8599 41100 1699 7099 62100 3199 75100 2099 9499 2499 62 Si2 9502 9782 9452 9782 9342 9582 7962 9462 9932 9372 9872 9282 9582 961 Al T 0 0500 0220 0550 0220 0660 0420 2040 0540 0070 0630 0130 0720 0420 039 Al O 1 6511 6560 7510 7711 6291 6411 0991 0581 4601 4700 7630 8681 6521 552 Ti0 0160 0000 0130 0020 0090 0080 0100 0210 0070 0350 0000 0040 0060 000 Fe3 0 3490 3741 2641 2690 3890 3891 0581 0550 5370 5161 2361 2190 3640 488 Cr0 0890 0840 0860 0980 0860 1230 4670 4310 3270 3820 2800 2720 0710 151 Mn0 0020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000 Mg0 0070 0000 0320 0060 0150 0000 0000 0000 0010 0000 0140 0120 0180 000 Ca2 8902 8832 8452 8402 8792 8372 3782 3842 6662 6012 7042 6082 8872 808 68 0057 9967 9917 9868 0077 9988 0137 9497 9978 0047 9997 9837 9987 999 And17 391 18 40461 75562 01819 13819 16749 03949 94126 89125 97061 36958 05517 87923 928 Gro79 170 78 77833 75534 35077 20676 69434 53034 75662 15661 20828 57531 92578 82270 966 Sp Pyr3 4392 8184 4913 6323 6564 13916 43115 30310 95312 82310 05610 0203 2995 105 含铁铝的热液自下而上与灰岩反应交代的结果 随 着石榴石 辉石等矿物的结晶 溶液中钙 镁和铁的 减少 钨 锡 钼 铋的增加使溶液的pH值降低 溶 液由碱性变成中 酸性 此时 矿液中大量的钨 锡 钼 铋等金属元素及早期矽卡岩残留的钙 镁 铁等 元素形成较多的磁铁矿 白钨矿 锡石 流体包体测 861 地球科学 中国地质大学学报第25卷 表3 柿竹园矿床符山石 石榴石带的石榴石电子探针分析 Table 3Electron microprobe analysis of vesuvianite garnet zone in the Shizhuyuan deposits 样品号 115 13819 35111 1 核部边缘核部边缘核部边缘 SiO238 7638 6439 0537 4637 5938 6838 1738 3235 8737 14 TiO20 200 120 250 520 360 24 0 051 281 13 Al2O317 6018 1918 4018 3118 6917 7518 2218 3616 4415 28 Fe2O36 996 806 427 366 947 607 467 0911 0611 17 MnO0 540 150 393 333 493 982 051 203 263 18 MgO Cr2O3 0 320 11 CaO35 7635 9035 0332 0532 6632 5133 9434 8932 2132 34 99 8599 8099 5499 3599 84100 7699 8499 91100 12100 24 Si2 9892 9753 0022 9212 9162 9782 9542 9562 8232 914 Al T 0 0110 0250 0000 0790 0840 0220 0460 0440 1770 086 Al O 1 5891 6251 6671 6031 6251 5881 6161 6251 3481 327 Ti0 0120 0070 0140 0300 0210 0140 0000 0030 0760 067 Fe3 0 4060 3940 3710 4320 4050 4400 4340 4120 6550 659 Mn0 0350 0100 0250 2200 2290 2590 1340 1780 2170 211 Mg0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000 Cr0 0000 0000 0000 0200 0070 0000 0000 0000 0000 000 Ca2 9552 9612 8852 6772 7152 6812 8142 8832 7162 718 7 9967 9967 9657 9828 0027 9837 9988 0018 0117 983 And20 33619 51218 21921 01619 88821 70421 19120 20832 70433 198 Gro78 48480 15980 90970 43371 99269 47274 25277 14559 88859 590 Sp Pyr1 1800 3290 8728 5508 1218 8244 5572 6477 4087 213 样品号 819 40110 8810 12 核部边缘核部边缘核部边缘 SiO238 6938 2738 7538 7138 2636 6336 9038 6737 7738 79 TiO20 150 180 160 07 1 040 640 050 050 14 Al2O317 5717 9218 6917 6318 1714 6815 0918 9518 8317 57 Fe2O36 556 396 596 827 6911 8611 475 776 126 35 MnO0 470 720 322 521 874 294 833 193 023 16 MgO CrO3 CaO36 1935 5335 2234 3334 3131 4730 9833 1733 5333 60 99 6299 0199 73100 08100 3099 9799 9199 8099 3299 61 Si2 9912 9752 9772 9912 9492 9012 9202 9812 9383 009 Al T 0 0090 0250 0230 0090 0510 0990 0800 0190 0620 000 Al O 1 5921 6161 6681 5971 6001 2711 3271 7031 6641 606 Ti0 0090 0110 0090 0040 0000 0620 0380 0030 0030 008 Fe3 0 3810 3740 3810 3970 4460 7070 6830 3350 3580 371 Mn0 0310 0470 0210 1650 1220 2880 3240 2080 1990 208 Mg0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000 Cr0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000 Ca2 9972 9592 8982 8422 8342 6702 6262 7392 7942 792 8 0098 0077 9788 0048 0027 9987 9977 9888 0177 994 And19 31418 78018 58619 89621 79935 72933 98216 42817 71618 749 Gro79 67079 64480 70174 62074 07154 54355 04676 50675 63774 331 Sp Pyr1 0161 5770 7135 4854 1319 72810 9737 0656 6476 920 温实验资料表明 6 在520 620 压力为1 000 105Pa左右 较强的氧化条件下 早期石榴石由Si Al Fe Cl F等组分的热液和周围灰岩反应交代形 成 本次研究结果亦证明 水平方向从接触带的磁铁 矿 辉石 石榴石带向矽卡岩化大理岩带及垂直方 向上 Fe2O3含量逐渐减少 Al2O3含量逐渐增加 石 961 第2期 尹京武等 湖南省柿竹园矽卡岩矿床中石榴石特征 表5 柿竹园矿床辉石 石榴石带的环带石榴石电子探针分析 Table 5Electron microprobe analysis of zonal garnet from pyroxene garnet zone in the Shizhuyuan deposits 样品号 814 27 核部边缘 SiO235 2535 8135 0235 7236 0836 5837 2337 1237 1436 5736 7935 87 TiO2 0 010 02 0 130 06 0 03 0 010 14 Al2O38 996 768 738 288 296 768 047 987 199 147 769 35 Fe2O321 8622 2221 8021 3420 8921 4720 7321 0321 0519 6120 9819 97 Cr2O30 090 390 06 MnO1 061 251 841 261 411 071 321 261 171 181 061 35 MgO 0 260 120 200 20 0 14 0 100 060 180 07 CaO32 6933 3932 5533 3433 0632 7532 4132 5133 0033 6633 1533 30 699 97100 09100 14100 14100 0698 6999 8799 9399 65100 2299 93100 05 Si2 8752 9362 8632 9112 9353 0183 0163 0093 0272 9542 9902 910 Al T 0 1250 0640 1370 0890 0650 0000 0000 0000 0000 0460 0100 090 Al O 0 7390 5900 7040 7060 7300 6570 7680 7620 6910 8240 7330 803 Ti0 0000 0010 0010 0000 0080 0040 0000 0020 0000 0000 0010 009 Fe3 1 3421 3711 3411 3091 2791 3331 2641 2831 2911 1921 2831 219 Cr0 0060 0250 0040 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000 Mn0 0750 0870 1270 0870 0970 0750 0910 0870 0810 0810 0730 093 Mg0 0000 0320 0150 0240 0240 0000 0170 0000 0120 0070 0220 008 Ca2 8572 9332 8512 9112 8812 8952 8132 8242 8812 9122 8862 894 68 0198 0388 0438 0378 0207 9837 9687 9667 9828 0167 9978 026 And64 28969 03765 45164 94763 65566 97362 21162 72365 14859 13663 64760 275 Gro32 86425 80429 61431 37132 30230 50934 10934 30431 72837 93333 17436 346 Sp Pyr2 8465 1594 9353 6824 0432 5183 6802 9733 1242 9313 1793 379 表4 柿竹园矽卡岩化大理岩带的石榴石电子探针分析 Table 4Electron microprobe analysis of garnet in skarnized marble zone of the Shizhuyuan deposits 样品号 814 19 核部边缘 平均 SiO237 5638 7538 4638 26 TiO20 160 05 0 07 Al2O318 1818 8317 4918 17 Fe2O38 336 168 277 59 MnO3 652 782 262 90 MgO Cr2O30 01 CaO31 8033 6133 5332 98 699 69100 18100 0199 96 Si2 9252 9772 9772 960 Al T 0 0750 0230 0230 040 Al O 1 5941 6821 5731 617 Ti0 0090 0030 0000 004 Fe3 0 4880 3560 4820 442 Mn0 2410 1810 1480 190 Mg0 0000 0000 0000 000 Cr0 0010 0000 0000 000 Ca2 6532 7672 7812 734 67 9867 9897 9847 986 And23 43817 47023 44421 451 Gro68 21476 39371 49772 034 Sp Pyr8 3486 1375 0596 515 榴石的颜色具有由深到浅的变化规律 并且 镜下常 可观察到的石榴石被白钨矿 黑钨矿和锡石交代的 现象 石榴石是钨矿化的有利条件之一 黑钨矿的形 成除了决定于含钨络阴离子的氧和氟以外 随着流 体中钾 钠 铁 铝 钙离子浓度的变化而变化 流体 迁移过程中先通过围岩空隙产生渗透交代作用 使 钨的络合物分解形成黑钨矿 另外 由于流体的粘度 增加 在物理化学条件急剧变化时使黑钨矿富集沉 淀 白钨矿的形成与石榴石也有着密切的关系 当萤 石交代石榴石时 石榴石常发生重结晶 即矽卡岩中 萤石交代石榴石使钙 钨的矿物产生分解 Ca Fe Mn 和 WO4 2 结合 使得钨以白钨矿和黑钨矿的 形式存在于矽卡岩中 因此 可推测柿竹园矿床矽卡 岩中形成的白钨矿 一部分钙质来源于早期矽卡岩 化形成的石榴石 但生成量不多 晚期的石榴石形成 温度下降到450 540 由于pH Eh值的继续下 降 水分解作用明显活跃 早期矽卡岩矿物遭受分 解 析出部分钨金属 同时因钨的络合物稳定性下 降 使得白钨矿沉淀 这时白钨矿生成量比早期矽卡 岩的量要多得多 根据锡石的产状特征推测 锡石可能具有的成 因类型一种为锡石与硫化物矿物共生形式出现 一 071 地球科学 中国地质大学学报第25卷 种是成矿溶液中的锡分散在石榴石晶体的八面体的 空隙中 随着温度的下降 使得石榴石变为不稳定矿 物 在其分解过程中 原来赋存在石榴石晶格中的锡 被释放到溶液中 以锡石的形式沉淀下来 因此产生 锡石和磁铁矿 萤石在空间上共生的现象 5 综上所 述 白钨矿 黑钨矿 锡石等矿物的形成与石榴石有 着密切的关系 本项目的野外地质调查工作 受到了中国地质 大学 武汉 赵永鑫教授的大力协助 在此表示感谢 参考文献 1 王昌烈 罗仕徽 胥友志 等 柿竹园多金属矿床地质 M 北京 地质出版社 1987 100 103 2 王书凤 张绮玲 柿竹园矿床地质引论 M 北京 科学技 术出版社 1988 48 61 3 毛景文 李红艳 裴荣富 湖南千里山花岗岩体的Nd Sr 同位素及岩石成因研究 J 矿床地质 1995 14 3 135 242 4 孙一虹 任湘眉 柿竹园钨锡钼铋矿床主要矿石矿物研 究 J 矿物学报 1986 6 2 179 187 5 陈骏 Halls C Stanley J 湖南柿竹园钨 锡 钼 铋矿 床中锡石的产状与成因 J 地质论评 1992 38 2 164 172 6 郭吉保 柿竹园矽卡岩中钙铝榴石 钙铁榴石系列石榴 石形成条件的实验研究 J 矿物学报 1987 7 4 372 380 7 陈图华 湖南柿竹园钨锡铋钼 铍 矿床中石榴石的研究 J 岩石矿物及测试 1987 4 123 132 8 Winchell H The composition and physical properties of garnet J Amer Min 1958 43 595 9 赵斌 李维显 蔡元吉 等 黑钨矿锡石铌铁矿细晶石铌 钽铁矿生成条件及黑钨矿和锡石中铌钽含量变化的实 验研究 J 地球化学 1977 2 123 135 CHARACTERISTICS OF GARNET IN SHIZHUYUAN SKARN DEPOSIT HUNAN PROVINCE J W Yin H K Lee K K Chio S J Kim Depart