福建李坊重晶石矿床形成环境及矿床成因

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.03.02

摘要/Abstract

摘要：

为了解福建李坊重晶石矿床成因和成矿物质来源,对重晶石单矿物的主量元素、稀土元素、微量元素和硫同位素进行了研究,研究结果显示:重晶石单矿物表现出富Al、Si、Fe的特征;ΣREE总量较低,富集轻稀土元素;δEu呈正异常,δCe呈负异常;微量元素富集Ba、Rb、 Nb、Th、P等元素,亏损K、Zr等元素;各个中段δ³⁴S均值大于32.6‰,且直方图中只显示一个主峰。重晶石单矿物成因判别图解、ΣREE-La/Yb图解,分别指示了重晶石单矿物形成于热水沉积区,成矿物质来源于沉积岩区;SiO₂/Al₂O₃、MnO/TFe₂O₃、U/Th等比值指示了弱碱性—碱性的氧化环境;(La/Ce)_N、Al/(Al+Fe)等比值指示大陆边缘环境。研究表明,李坊重晶石矿床形成于大陆边缘构造环境的热水沉积成矿作用,其Ba主要来源于沉积岩区,S主要来源于寒武纪海水,并且有较多陆源物质的输入。

关键词: 重晶石单矿物, 地球化学, 热水沉积, 成矿物质来源, 构造背景

Abstract:

For the purpose of understanding the genesis of the Lifang barite deposit in Fujian Province and the source of its metallogenic materials, this thesis has conducted a study on the main elements, rare earth elements, trace elements and sulfur isotope of the barite single mineral in the deposit. The results indicate that the barite single mineral is characterized by rich Al₂O₃, SiO₂ and TFe₂O₃, relatively low ΣREE with rich LREE, a positive δEu anomaly and a negative δCe anomaly, and rich Ba, Rb ,Nb, Th, P and deficient K and Zr. The average of all midpiece δ³⁴S is greater than 32.6‰, and only one main peak is displayed in the histogram. The genetic diagram of the barite single mineral, ΣREE-La/Yb respectively indicate barite single mineral form from hydrothermal sedimentation and sedimentary rocks contributing to most of its barium content. The ratios of SiO₂/Al₂O₃, MnO/TFe₂O₃, U/Th, etc.indicate alkalescent-alkaline oxidizing environment. The ratios of (La/Ce)_N, Al/(Al+Fe), etc. indicate continental margin environment. This thesis concludes that the Lifang barite deposit was formed by hydrothermal sedimentation in a continental margin environment with sedimentary rocks contributing to most of its barium content and Cambrian seawater being the major source of sulfur; this formation process is accompanied by a relatively large terrigenous input.

Key words: barite single mineral, geochemistry, hydrothermal sedimentation, origin of metallogenic material, tectonic setting

中图分类号:

P619.25 ⁺1

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LUO Kun, LI Dungpeng, WANG Liyuan, XIAO Aifang, KONG Lingtian, WANG Zhiqi. Formation Environment and Genesis of the Lifang Barite Deposit in Fujian Province[J]. Geoscience, 2019, 33(03): 476-486.

图/表 10

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样品编号	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	TFe₂O₃	MnO	MgO	CaO	BaO	SO₃	烧失量	总量	Al/ (Al+Fe+Mn)	Fe/Ti	Ca/ Mg	(Fe+Mn)/ Ti	Al/ (Al+Fe)	MnO/ TFe₂O₃	MnO/ TiO₂	SiO₂/ MgO	SiO₂/ Al₂O₃
Ba1	12.52	2.80	0.14	1.34	0.04	0.35	0.30	50.40	30.60	1.15	99.64	0.61	13.30	1.02	13.80	0.62	0.05	0.29	35.80	4.47
Ba2	14.81	4.12	0.20	1.74	0.04	0.49	0.20	48.40	29.30	1.78	101.08	0.64	13.00	0.49	13.40	0.65	0.03	0.20	30.20	3.59
Ba3	10.82	2.29	0.12	1.11	0.04	0.27	0.30	51.90	31.40	0.93	99.18	0.62	13.30	1.32	13.90	0.63	0.06	0.33	40.10	4.72
Ba4	12.73	3.31	0.17	1.55	0.04	0.41	0.20	50.10	30.70	1.35	100.56	0.63	12.90	0.58	13.30	0.64	0.04	0.24	31.00	3.85
Ba5	12.84	3.93	0.21	1.64	0.04	0.52	0.20	50.50	30.40	1.64	101.92	0.66	11.50	0.46	11.90	0.67	0.04	0.19	24.70	3.27
Ba6	15.48	2.71	0.14	1.24	0.03	0.32	0.40	49.80	29.10	1.10	100.32	0.62	13.80	1.49	14.20	0.63	0.04	0.21	48.40	5.71
Ba7	10.28	2.76	0.15	1.19	0.04	0.36	0.80	49.60	31.00	0.97	97.15	0.65	11.70	2.65	12.20	0.66	0.05	0.27	28.60	3.72
Ba8	5.29	0.83	0.05	0.51	0.03	0.01	0.10	59.20	33.90	0.55	100.47	0.58	14.50	11.90	15.70	0.60	0.10	0.60	529.00	6.37
Ba9	1.64	0.19	0.03	0.18	0.04	0.02	0.10	60.10	37.20	0.43	100.83	0.50	14.30	5.95	18.70	0.57	0.40	1.33	82.00	8.63
Ba10	13.44	0.54	0.05	0.39	0.03	0.01	0.10	55.10	29.90	0.54	100.10	0.52	15.70	11.90	17.40	0.54	0.14	0.60	>1344	24.89
Ba11	3.77	0.66	0.06	0.36	0.03	0.03	0.10	61.60	32.10	0.74	99.45	0.63	10.60	3.97	11.80	0.65	0.16	0.50	125.70	5.71
Ba12	11.22	3.51	0.19	1.58	0.06	0.56	0.80	53.20	28.50	1.32	100.94	0.64	13.40	1.70	14.10	0.65	0.06	0.32	20.00	3.20

样品编号	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	TFe₂O₃	MnO	MgO	CaO	BaO	SO₃	烧失量	总量	Al/ (Al+Fe+Mn)	Fe/Ti	Ca/ Mg	(Fe+Mn)/ Ti	Al/ (Al+Fe)	MnO/ TFe₂O₃	MnO/ TiO₂	SiO₂/ MgO	SiO₂/ Al₂O₃
Ba1	12.52	2.80	0.14	1.34	0.04	0.35	0.30	50.40	30.60	1.15	99.64	0.61	13.30	1.02	13.80	0.62	0.05	0.29	35.80	4.47
Ba2	14.81	4.12	0.20	1.74	0.04	0.49	0.20	48.40	29.30	1.78	101.08	0.64	13.00	0.49	13.40	0.65	0.03	0.20	30.20	3.59
Ba3	10.82	2.29	0.12	1.11	0.04	0.27	0.30	51.90	31.40	0.93	99.18	0.62	13.30	1.32	13.90	0.63	0.06	0.33	40.10	4.72
Ba4	12.73	3.31	0.17	1.55	0.04	0.41	0.20	50.10	30.70	1.35	100.56	0.63	12.90	0.58	13.30	0.64	0.04	0.24	31.00	3.85
Ba5	12.84	3.93	0.21	1.64	0.04	0.52	0.20	50.50	30.40	1.64	101.92	0.66	11.50	0.46	11.90	0.67	0.04	0.19	24.70	3.27
Ba6	15.48	2.71	0.14	1.24	0.03	0.32	0.40	49.80	29.10	1.10	100.32	0.62	13.80	1.49	14.20	0.63	0.04	0.21	48.40	5.71
Ba7	10.28	2.76	0.15	1.19	0.04	0.36	0.80	49.60	31.00	0.97	97.15	0.65	11.70	2.65	12.20	0.66	0.05	0.27	28.60	3.72
Ba8	5.29	0.83	0.05	0.51	0.03	0.01	0.10	59.20	33.90	0.55	100.47	0.58	14.50	11.90	15.70	0.60	0.10	0.60	529.00	6.37
Ba9	1.64	0.19	0.03	0.18	0.04	0.02	0.10	60.10	37.20	0.43	100.83	0.50	14.30	5.95	18.70	0.57	0.40	1.33	82.00	8.63
Ba10	13.44	0.54	0.05	0.39	0.03	0.01	0.10	55.10	29.90	0.54	100.10	0.52	15.70	11.90	17.40	0.54	0.14	0.60	>1344	24.89
Ba11	3.77	0.66	0.06	0.36	0.03	0.03	0.10	61.60	32.10	0.74	99.45	0.63	10.60	3.97	11.80	0.65	0.16	0.50	125.70	5.71
Ba12	11.22	3.51	0.19	1.58	0.06	0.56	0.80	53.20	28.50	1.32	100.94	0.64	13.40	1.70	14.10	0.65	0.06	0.32	20.00	3.20

样品编号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	(La/ Yb)_N	(La/ Ce)_N	(La/ Sm)_N	(Gd/ Yb)_N	(La/ Lu)_N	ΣREE	LREE	HREE	LREE/ HREE	δEu	δCe
Ba1	10.50	18.00	1.91	7.80	1.74	1.11	1.89	0.25	1.19	0.22	0.72	0.12	1.30	0.40	7.80	0.78	1.33	1.07	0.87	0.39	47.20	41.10	6.09	6.74	2.86	0.94
Ba2	14.80	26.80	2.83	11.00	2.39	1.02	2.54	0.33	1.56	0.32	1.03	0.17	1.55	0.48	11.20	0.93	1.26	1.1	0.98	0.46	66.80	58.80	7.98	7.37	1.93	0.97
Ba3	9.70	15.60	1.73	7.30	1.69	3.48	1.95	0.26	1.15	0.23	0.69	0.14	1.47	0.46	7.50	0.64	1.42	1.02	0.79	0.32	45.90	39.50	6.35	6.22	8.92	0.89
Ba4	13.60	21.10	2.02	8.50	2.03	0.96	2.40	0.28	1.10	0.21	0.70	0.17	1.89	0.64	8.30	0.70	1.47	1.19	0.76	0.32	55.60	48.20	7.39	6.52	2.02	0.92
Ba5	15.60	24.60	2.47	10.50	2.28	1.23	2.91	0.35	1.51	0.31	1.00	0.21	2.25	0.72	11.30	0.67	1.45	1.22	0.77	0.33	65.90	56.70	9.26	6.12	2.20	0.92
Ba6	11.20	17.60	1.82	7.50	1.67	1.55	1.92	0.24	1.19	0.23	0.71	0.14	1.53	0.50	8.30	0.71	1.45	1.19	0.75	0.34	47.80	41.30	6.46	6.40	4.03	0.90
Ba7	11.00	17.30	1.91	7.80	1.73	1.36	2.08	0.24	1.12	0.24	0.77	0.15	1.58	0.47	9.00	0.67	1.45	1.13	0.78	0.35	47.80	41.10	6.65	6.18	3.33	0.88
Ba8	4.40	5.20	0.51	2.50	0.65	1.70	0.95	0.10	0.33	0.07	0.24	0.07	0.90	0.32	3.60	0.47	1.93	1.21	0.63	0.21	17.90	15.00	2.98	5.02	9.84	0.77
Ba9	3.00	3.70	0.40	2.00	0.48	1.48	0.83	0.08	0.31	0.06	0.19	0.04	0.64	0.26	2.70	0.45	1.85	1.11	0.77	0.17	13.50	11.10	2.41	4.59	10.41	0.76
Ba10	3.20	3.60	0.37	1.80	0.47	1.71	0.77	0.08	0.27	0.06	0.21	0.06	0.79	0.29	2.70	0.39	2.03	1.21	0.58	0.17	13.70	11.20	2.53	4.41	12.73	0.73
Ba11	4.20	5.30	0.47	2.10	0.53	1.59	0.79	0.05	0.15	0.03	0.11	0.03	0.68	0.26	1.60	0.60	1.81	1.41	0.69	0.24	16.30	14.20	2.10	6.76	11.15	0.83
Ba12	14.6	21.6	2.59	10.00	2.26	2.89	2.61	0.34	1.44	0.31	1.01	0.18	1.80	0.54	10.90	0.79	1.54	1.15	0.86	0.41	62.20	53.90	8.23	6.55	5.53	0.82

样品编号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	(La/ Yb)_N	(La/ Ce)_N	(La/ Sm)_N	(Gd/ Yb)_N	(La/ Lu)_N	ΣREE	LREE	HREE	LREE/ HREE	δEu	δCe
Ba1	10.50	18.00	1.91	7.80	1.74	1.11	1.89	0.25	1.19	0.22	0.72	0.12	1.30	0.40	7.80	0.78	1.33	1.07	0.87	0.39	47.20	41.10	6.09	6.74	2.86	0.94
Ba2	14.80	26.80	2.83	11.00	2.39	1.02	2.54	0.33	1.56	0.32	1.03	0.17	1.55	0.48	11.20	0.93	1.26	1.1	0.98	0.46	66.80	58.80	7.98	7.37	1.93	0.97
Ba3	9.70	15.60	1.73	7.30	1.69	3.48	1.95	0.26	1.15	0.23	0.69	0.14	1.47	0.46	7.50	0.64	1.42	1.02	0.79	0.32	45.90	39.50	6.35	6.22	8.92	0.89
Ba4	13.60	21.10	2.02	8.50	2.03	0.96	2.40	0.28	1.10	0.21	0.70	0.17	1.89	0.64	8.30	0.70	1.47	1.19	0.76	0.32	55.60	48.20	7.39	6.52	2.02	0.92
Ba5	15.60	24.60	2.47	10.50	2.28	1.23	2.91	0.35	1.51	0.31	1.00	0.21	2.25	0.72	11.30	0.67	1.45	1.22	0.77	0.33	65.90	56.70	9.26	6.12	2.20	0.92
Ba6	11.20	17.60	1.82	7.50	1.67	1.55	1.92	0.24	1.19	0.23	0.71	0.14	1.53	0.50	8.30	0.71	1.45	1.19	0.75	0.34	47.80	41.30	6.46	6.40	4.03	0.90
Ba7	11.00	17.30	1.91	7.80	1.73	1.36	2.08	0.24	1.12	0.24	0.77	0.15	1.58	0.47	9.00	0.67	1.45	1.13	0.78	0.35	47.80	41.10	6.65	6.18	3.33	0.88
Ba8	4.40	5.20	0.51	2.50	0.65	1.70	0.95	0.10	0.33	0.07	0.24	0.07	0.90	0.32	3.60	0.47	1.93	1.21	0.63	0.21	17.90	15.00	2.98	5.02	9.84	0.77
Ba9	3.00	3.70	0.40	2.00	0.48	1.48	0.83	0.08	0.31	0.06	0.19	0.04	0.64	0.26	2.70	0.45	1.85	1.11	0.77	0.17	13.50	11.10	2.41	4.59	10.41	0.76
Ba10	3.20	3.60	0.37	1.80	0.47	1.71	0.77	0.08	0.27	0.06	0.21	0.06	0.79	0.29	2.70	0.39	2.03	1.21	0.58	0.17	13.70	11.20	2.53	4.41	12.73	0.73
Ba11	4.20	5.30	0.47	2.10	0.53	1.59	0.79	0.05	0.15	0.03	0.11	0.03	0.68	0.26	1.60	0.60	1.81	1.41	0.69	0.24	16.30	14.20	2.10	6.76	11.15	0.83
Ba12	14.6	21.6	2.59	10.00	2.26	2.89	2.61	0.34	1.44	0.31	1.01	0.18	1.80	0.54	10.90	0.79	1.54	1.15	0.86	0.41	62.20	53.90	8.23	6.55	5.53	0.82

样品编号	Cu	Ce	Co	Hf	Ho	K	Mn	Ni	Nb	P	Rb	Sr	Y	Yb	Zn	Zr
Ba1	20.30	1 800	2.90	0.90	0.22	0.52	118.00	11.00	2.60	460	23.90	1 810	7.80	1.30	36	23
Ba2	25.90	26.80	3.80	1.30	0.32	0.88	111.00	13.00	3.90	410	46.50	1 915	11.20	1.55	31	36
Ba3	16.80	15.60	2.20	0.80	0.23	0.43	123.00	8.00	2.20	400	19.40	1 845	7.50	1.47	23	19
Ba4	19.60	21.10	3.20	1.30	0.21	0.69	58.00	11.00	3.30	370	37.60	1 850	8.30	1.89	24	29
Ba5	21.20	24.60	3.40	1.40	0.31	0.83	67.00	11.0	3.60	560	43.90	2 020	11.30	2.25	27	34
Ba6	20.10	17.60	3.00	0.90	0.23	0.59	61.00	11.00	2.70	920	35.60	1 890	8.30	1.53	18	23
Ba7	16.20	17.30	2.10	0.90	0.24	0.67	69.00	8.00	2.60	2 060	30.20	2 650	9.00	1.58	23	23
Ba8	5.70	5.20	0.90	0.30	0.07	0.14	<5.00	3.00	0.80	420	4.00	2 320	3.60	0.90	8	6
Ba9	1.80	3.70	0.30	0.20	0.06	0.03	<5.00	1.00	0.30	150	1.00	1 380	2.70	0.64	2	2
Ba10	6.90	3.60	0.50	0.30	0.06	0.07	14.00	3.00	0.50	240	2.70	1 470	2.70	0.79	7	5
Ba11	4.70	5.30	0.90	0.40	0.03	0.06	7.00	2.00	0.70	40	4.30	1 255	1.60	0.68	6	7
Ba12	19.30	21.60	5.00	1.10	0.31	0.84	152.00	17.00	3.00	2070	46.50	2 480	10.90	1.80	27	28
样品编号	Th	U	V	Sc	Sm	Ti	Ta	Zr	Zn	U/Th	Rb/Sr	Y/Ho	Ti/V	Th/Sc	V/Y	Cu/Zn
Ba1	3.40	1.05	27	2.20	1.74	660	0.60	23	36	0.31	0.013	35.45	24.44	1.55	3.46	0.56
Ba2	5.07	1.11	36	3.90	2.39	890	0.50	36	31	0.22	0.024	35.00	24.72	1.30	3.21	0.84
Ba3	2.83	0.71	24	1.70	1.69	510	0.60	19	23	0.25	0.011	32.61	21.25	1.67	3.20	0.73
Ba4	4.07	0.90	30	2.80	2.03	690	0.60	29	24	0.22	0.020	39.52	23.00	1.45	3.61	0.82
Ba5	4.72	1.19	44	2.90	2.28	840	0.70	34	27	0.25	0.022	36.45	19.09	1.63	3.89	0.79
Ba6	3.38	1.13	31	2.30	1.67	580	0.50	23	18	0.33	0.019	36.09	18.71	1.47	3.74	1.12
Ba7	3.45	1.24	32	2.40	1.73	630	0.50	23	23	0.36	0.011	37.50	19.69	1.44	3.56	0.70
Ba8	0.96	0.54	21	0.50	0.65	20	0.30	6	8	0.56	0.002	51.43	0.95	1.92	5.83	0.71
Ba9	0.35	0.30	6	0.30	0.48	70	0.20	2	2	0.86	0.001	45.00	11.67	1.17	2.22	0.90
Ba10	0.67	0.26	14	0.40	0.47	140	0.30	5	7	0.39	0.002	45.00	10.00	1.68	5.19	0.99
Ba11	1.00	0.25	14	0.50	0.53	180	0.30	7	6	0.25	0.003	53.33	12.86	2.00	8.75	0.78
Ba12	4.26	1.62	39	3.20	2.26	70	0.60	28	27	0.38	0.019	35.16	1.79	1.33	3.58	0.72