云南因民铁铜矿区辉长岩类中黑云母-金红石化特征及其指示意义

现代地质 ›› 2017, Vol. 31 ›› Issue (02): 267-277.

• 矿物学、岩石学与矿床学 • 上一篇下一篇

云南因民铁铜矿区辉长岩类中黑云母-金红石化特征及其指示意义

孙紫坚¹(), 方维萱²(), 鲁佳²^,³, 王同荣⁴, 郭玉乾², 宋丽红²

1.北京矿产地质研究院,北京 100012
2.有色金属矿产地质调查中心,北京 100012
3.昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093
4.昆明风景矿业有限公司,云南昆明 654102

收稿日期:2016-03-12 修回日期:2016-12-28 出版日期:2017-04-10 发布日期:2017-04-25
通讯作者: 方维萱,男,研究员,博士生导师,1961年出生,矿产普查与勘探专业,从事矿产普查与勘探、矿床地球化学方面的研究。Email:fangweixuan@tom.com。
作者简介:孙紫坚,女,助理工程师,1990年出生,地球化学专业,主要从事矿物地球化学方面的研究。Email:276121028@qq.com。
基金资助:
国家科技部转制院所专项资金项目“铁氧化物铜金型矿床元素赋存状态及构造岩相学填图技术研发”(2011EG115022);国家科技部转制院所专项资金项目“铁氧化物铜金型矿床元素赋存状态及构造岩相学填图技术研发”(2013EG115018)

Mineralization Characteristics and Indication Significance of Biotite-Rutile from the Gabbro Intrusions in the Yinmin Iron-Copper District, Yunnan Province

SUN Zijian¹(), FANG Weixuan²(), LU Jia²^,³, WANG Tongrong⁴, GUO Yuqian², SONG Lihong²

1. Beijing Institute of Geology for Mineral Resources, Beijing 100012, China
2. China Non-ferrous Metals Resource Geological Survey, Beijing 100012, China
3. Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650093, China
4. Kunming Fengjing Mineral Co.Ltd, Kunming, Yunnan 654102, China

Received:2016-03-12 Revised:2016-12-28 Online:2017-04-10 Published:2017-04-25

摘要/Abstract

摘要：

对云南因民铁铜矿区深部辉长岩类中金红石、黑云母、碳酸盐和绿泥石的矿物地球化学特征进行研究,以探讨赋存于辉长岩类中的铁氧化物铜金型矿(化)体的成岩成矿环境。金红石由岩浆结晶和多期蚀变作用形成,其结晶温度为820~1 082 ℃,多期蚀变温度为444~730 ℃,金红石与黑云母密切共生;黑云母可划分为原生高钛镁质黑云母、热液蚀变镁质黑云母和铁质黑云母,形成温度分别为653~750 ℃、525~619 ℃和551~577 ℃,氧逸度均位于Ni-NiO缓冲剂附近,表明黑云母形成于高温强氧化环境,有利于金红石化;铁白云石-菱铁矿化揭示了强还原环境,交代蚀变金红石;绿泥石多由铁镁矿物蚀变形成,形成于中低温(174~243 ℃)、低氧逸度(-44.68~-51.42)和高硫逸度(-14.42~-19.76)的强还原环境,有利于金属硫化物形成。本区岩浆结晶演化和黑云母-金红石化蚀变具有高温强氧化地球化学岩相学特征,有利于钛、铁矿化,后期叠加中低温强还原地球化学岩相,为IOCG矿床成矿的有利地球化学岩相学类型。

关键词: 因民铁铜矿区, 辉长岩类岩体, 黑云母化, 金红石化, 云南

Abstract:

In order to discuss the metallogenetic and diagenetic environment of iron oxide-copper-gold type deposit, the mineral-geochemical characteristics of biotites, rutiles, chlorites and ankerites of gabbro intrusions in the depth of Yinmin iron-copper district, Yunnan Province were analysed. Rutiles were derived from magmatic crystallization and multiple-stages alteration. The crystallization temperature of rutiles ranged from 820 to 1,082 ℃, and the multi-phases alteration temperature of rutiles ranged from 444 to 730 ℃. Rutiles had a symbiotic relationship with biotites. The biotites were divided into three types: Ti-rich magnesial biotites crystallised from magma, magnesial biotite and ferruginous biotite due to hydrothermal alteration. The crystallization temperature of the primary Ti-rich magnesial biotites ranged from 653 to 750 ℃, the alteration temperature of hydrothermal magnesial biotites ranged from 525 to 619 ℃, and that of hydrothermal ferruginous biotites ranged from 551 to 577 ℃. The oxygen fugacity of all the biotites was near Ni-NiO, indicating that biotites formed in the high oxygen fugacity environment, which was conducive to the formation of rutiles. In conclusion, both of biotites and rutiles formed in the environment with high temperature and oxygen fugacity. Ankerite-siderite alteration was developed in the later stage, forming in the strongly reduced and alkaline environment, playing a corrosive role to rutiles. The alteration temperature of chlorites, which were altered from ferromagnesian, such as biotites, hornblende and pyroxene, ranged from 174 to 243 ℃. The oxygen fugacity was from -44.68 to -51.42, and the sulphur fugacity was from -14.42 to -19.76, showing that chlorites formed in an environment with low-medium temperature, low oxygen fugacity and high sulphur fugacity, which was benefit to the formation of metal sulfide. In sum, the stages of magmatic crystallization, biotitization and rutiles mineralization were characterized by geochemical lithofacies with high temperature and strong oxidization, which was benefit to the Ti-Fe mineralization. Strong reducing geochemical lithofacies followed, which was favorite for the formation of metal sulfide. Above all, the superposition and evolution of geochemical lithofacies were benefit to the iron oxide-copper-gold type deposit mineralization.

Key words: Yinmin iron-copper district, gabbro intrusion, biotitization, rutile mineralization, Yunnan

中图分类号:

P588

孙紫坚, 方维萱, 鲁佳, 王同荣, 郭玉乾, 宋丽红. 云南因民铁铜矿区辉长岩类中黑云母-金红石化特征及其指示意义[J]. 现代地质, 2017, 31(02): 267-277.

SUN Zijian, FANG Weixuan, LU Jia, WANG Tongrong, GUO Yuqian, SONG Lihong. Mineralization Characteristics and Indication Significance of Biotite-Rutile from the Gabbro Intrusions in the Yinmin Iron-Copper District, Yunnan Province[J]. Geoscience, 2017, 31(02): 267-277.

图/表 10

图1 云南东川因民铁铜矿区地质图及辉长岩类侵入体分布平面图(据杜玉龙等[7]) 1.古元古界洒海沟组;2.中元古界东川群因民组;3.中元古界东川群落雪组;4.中元古界东川群黑山组;5.新元古界大营盘组;6.辉长岩类;侵入体;7.铜矿体;8.铁铜矿体;9.实测与推测断层;10.地层产状;11.坑道;12.钻孔及编号; 13. 勘探线及编号;14.地名

Fig.1 Geological map showing the distribution of the gabbros in the Yinmin iron-copper district(after Du et al.[7])

图2 因民铁铜矿区150勘探线实测构造-岩相学剖面图及采样位置

Fig.2 Measured tectonic-lithofacies profile map of the exploration line 150 in the Yinmin iron-copper district and the sample position

图3 因民铁铜矿区辉长岩类岩株中的典型矿物照片

Fig.3 Micrograph of typical minerals in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

表1 因民铁铜矿区辉长岩类岩体中金红石电子探针分析结果及温度计算结果

Table 1 The EPMA data of rutiles and formation temperature in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

样品号	w_B/%										w_B/10^-6			t/℃
样品号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	FeO	Cr₂O₃	ZrO₂	Nb₂O₅	V₂O₃	总量		Zr	Nb	V	t/℃
B8S-1	0.77	96.6	0.01	1.24	0.17	0.05	0.08	0.70	99.6	370		589	4 750	660
B8S-2	0.18	97.9	0.01	0.42	0.01	0.02	0.11	1.24	99.9	148		761	8 411	588
B8S-3	0.13	97.5	0.01	0.49	0.04	0.08	0.17	0.66	99.1	566		1 218	4 488	697
B10S-1	0.18	98.5	0.01	0.34	0.02	0.11	0.07	0.71	99.9	803		469	4 798	730
B10s-2	0.04	99.2	0.02	0.76	0.07	0.00	0.05	0.18	100.3	13		327	1 203	444
B1A-1	0.02	98.4	0.01	0.60	0.02	0.01	0.12	0.64	99.8	90		809	4 358	554
B1A-2	0.34	97.9	0.01	0.35	0.05	0.03	0.09	0.76	99.6	229		634	5 196	621
B2-1	0.01	99.4	0	0.30	0.03	0.01	0.02	0.87	100.6	95		117	5 923	557
B3-1	0.06	98.2	0.02	0.18	0.36	0.01	0.03	0.59	99.4	48		199	4 031	514
B3-3	0.00	99.0	0.00	0.18	0.03	0.04	0.01	1.09	100.3	332		82	7 409	651
B3-4	0.00	99.2	0.00	0.14	0.10	0.10	0.01	1.12	100.7	740		85	7 613	722
B3-5	0.07	99.0	0.06	0.16	0.07	0.01	-	-	99.4	52		-	-	519
B3-9	0.24	98.0	0.03	0.12	0.06	0.25	-	-	98.7	1 873		-	-	821
B60-2	0.07	98.1	0.03	0.59	0.07	0.02	-	-	100.3	126		-	-	577
B60-6	0.17	98.9	0.05	0.49	0	0	-	-	100.8	30		-	-	486
B60-8	1.76	87.5	1.11	2.30	0.02	0.04	-	-	97.7	318		-	-	647
B6-1	0.04	98.3	0.00	1.07	0.01	0.01	0.02	0.5	99.9	79		134	3 412	546
B6-2	0.42	96.9	0.01	0.77	0.15	0.06	0.18	0.74	99.3	461		1 260	5 059	679
B6-4	0.01	96.3	0.00	3.40	0.09	0.00	0.03	0.61	100.4	26		189	4 121	479
B6-5	0.18	94.7	0.05	0.59	0.10	1.55	-	-	98.7	11 489		-	-	1 082
B6-7	0.55	97.6	0.12	0.66	0.02	0.01	-	-	100.9	81		-	-	547
B6-8	0.21	95.8	0.06	1.17	0.25	0.01	-	-	99.9	89		-	-	553

表2 因民铁铜矿区辉长岩类岩体中黑云母电子探针分析结果(wB/%)及温度(t/℃)计算结果

Table 2 The EPMA data(%) of biotites and formation temperatures(℃) in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

样品	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	FeO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	F^-	Cl^-	总量
B8S-1	37.49	1.39	15.10	17.16	13.13	0.03	0.30	9.50	0.68	0.59	95.79
B61-1	37.28	1.17	15.40	15.26	15.21	0.15	0.08	8.46	0.31	0.40	94.01
B61-2	38.63	1.46	15.56	14.46	15.74	0.07	0.10	8.78	0.35	0.38	95.74
B1B-1	34.66	1.80	13.76	21.05	11.09	0	0.09	8.29	0.05	0.51	91.57
B60-1	35.75	1.76	14.51	24.00	9.10	0.62	0.19	9.12	1.50	0.65	97.57
B60-2	34.91	1.54	15.02	23.70	8.68	0.16	0.33	8.35	1.12	0.69	94.84
B60-3	36.00	1.72	14.29	22.49	10.55	0.01	0.18	9.30	1.64	0.63	97.21
B60-4	35.95	2.43	13.59	20.69	10.41	0.04	0.71	9.29	1.94	0.43	95.89
B60-5	35.97	4.12	13.91	20.11	10.38	0.03	0.38	9.24	1.59	0.44	96.34
B6-1	36.42	1.23	14.30	20.42	11.88	0.02	0.10	9.03	0.85	0.73	95.14
B6-2	36.01	1.70	14.50	23.73	9.63	0.01	0.05	9.23	0.43	0.96	96.42
样品	Si⁴⁺	Al^Ⅳ	Al^Ⅵ	Ti⁴⁺	Fe³⁺	Fe²⁺	Mg²⁺	K⁺	总量	Mg^#	t/℃
B8S-1	5.68	2.32	0.38	0.16	0.27	1.91	2.97	1.84	15.61	0.58	576
B61-1	5.63	2.37	0.37	0.13	0.29	1.64	3.42	1.63	15.54	0.64	569
B61-2	5.67	2.33	0.37	0.16	0.29	1.49	3.45	1.65	15.45	0.66	619
B1B-1	5.55	2.45	0.15	0.22	0.30	2.52	2.65	1.69	15.57	0.48	608
B60-1	5.57	2.43	0.23	0.21	0.27	2.85	2.11	1.81	15.65	0.40	577
B60-2	5.54	2.46	0.34	0.18	0.33	2.81	2.05	1.69	15.54	0.39	551
B60-3	5.59	2.41	0.21	0.20	0.25	2.67	2.44	1.84	15.67	0.46	583
B60-4	5.64	2.36	0.15	0.29	0.24	2.47	2.43	1.86	15.68	0.47	653
B60-5	5.54	2.46	0.07	0.48	0.35	2.24	2.39	1.82	15.47	0.48	732
B6-1	5.65	2.35	0.26	0.14	0.27	2.38	2.75	1.79	15.64	0.51	525
B6-2	5.59	2.41	0.25	0.20	0.30	2.79	2.23	1.83	15.61	0.42	574

图4 因民铁铜矿区辉长岩中黑云母的分类图解((a),底图据参考文献[25])及10×TiO2-(FeO+MnO)-MgO图解((b),底图据参考文献[26])

Fig.4 Classification of the biotite and 10×TiO2-(FeO+MnO)-MgO diagram in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

表3 因民铁铜矿区辉长岩类岩体部分绿泥石电子探针分析结果(wB/%)及温度(℃)计算结果

Table 3 The EPMA data (%) of chlorites and formation temperatures(℃) in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

样品	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	总量
B61	28.27	0.01	20.90	1.48	14.37	0.34	21.80	0.13	87.29
B1A	28.00	0.14	14.27	1.54	17.01	0.05	18.62	0.08	79.70
B3	26.00	0.07	19.00	1.80	23.69	0.03	14.01	0.04	85.36
B60	24.70	0.07	19.34	1.64	30.75	0.01	9.80	0.00	86.32
样品	Si⁴⁺	Fe³⁺	Fe²⁺	Mg²⁺	Al^IV	Al^VI	t	lg $f O 2$	lg $f S 2$
B61	2.82	0.11	1.20	3.25	1.18	1.28	200	-48.46	-17.95
B1A	3.12	0.13	1.58	3.09	0.88	0.99	174	-51.42	-19.76
B3	2.84	0.15	2.16	2.28	1.16	1.29	217	-44.68	-16.40
B60	2.74	0.14	2.85	1.62	1.26	1.27	243	-40.80	-14.42

表3 因民铁铜矿区辉长岩类岩体部分绿泥石电子探针分析结果(wB/%)及温度(℃)计算结果

Table 3 The EPMA data (%) of chlorites and formation temperatures(℃) in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

样品	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	总量
B61	28.27	0.01	20.90	1.48	14.37	0.34	21.80	0.13	87.29
B1A	28.00	0.14	14.27	1.54	17.01	0.05	18.62	0.08	79.70
B3	26.00	0.07	19.00	1.80	23.69	0.03	14.01	0.04	85.36
B60	24.70	0.07	19.34	1.64	30.75	0.01	9.80	0.00	86.32
样品	Si⁴⁺	Fe³⁺	Fe²⁺	Mg²⁺	Al^IV	Al^VI	t	lg $f O 2$	lg $f S 2$
B61	2.82	0.11	1.20	3.25	1.18	1.28	200	-48.46	-17.95
B1A	3.12	0.13	1.58	3.09	0.88	0.99	174	-51.42	-19.76
B3	2.84	0.15	2.16	2.28	1.16	1.29	217	-44.68	-16.40
B60	2.74	0.14	2.85	1.62	1.26	1.27	243	-40.80	-14.42

图5 因民铁铜矿区辉绿岩中黑云母Ti-Mg/(Mg+Fe)温度图解(底图据参考文献[33])

Fig.5 Temperature diagram of Ti-Mg/(Mg+Fe) of biotite in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

图6 因民铁铜矿区辉长岩类株黑云母Fe3+-Fe2+-Mg2+三端元图解和lg f O 2-t图解(底图据参考文献[36])

Fig.6 Diagrams of Fe3+-Fe2+-Mg2+ and lg f O 2-t of biotite in the gabbro in the Yinmin iron-copper district

表4 因民铁铜矿区辉长岩类岩体中白云石的电子探针分析结果(wB/%)

Table 4 The EPMA data of ankerite in the gabbro in the Yinmin iron-copper district (%)

样品	TiO₂	FeO	MnO	MgO	CaO	BaO	总量	Fe²⁺	Mn²⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	Fe²⁺/Mg²⁺
B2-1	0.03	8.35	0.36	14.24	29.33	0.26	52.76	0.31	0.01	0.95	1.41	0.33
B3-1	0.04	10.88	0.50	12.83	29.02	0.11	53.66	0.40	0.02	0.83	1.35	0.48
B3-2	0.00	7.39	0.38	15.88	29.81	0.11	53.71	0.27	0.01	1.04	1.40	0.26
B3-3	0.00	17.08	0.22	9.76	28.76	0.00	56.10	1.28	0.01	0.65	1.38	1.96

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Mineralization Characteristics and Indication Significance of Biotite-Rutile from the Gabbro Intrusions in the Yinmin Iron-Copper District, Yunnan Province

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