现代地质 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (06): 1524-1537.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.022
王启博1(), 张寿庭1(
), 唐利1, 李军军2, 盛渊明1
收稿日期:
2022-09-30
修回日期:
2023-03-06
出版日期:
2023-12-10
发布日期:
2024-01-24
通讯作者:
张寿庭,男,教授,1964年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事矿产资源勘查与评价研究。Email:zst@cugb.edu.cn。
作者简介:
王启博,男,硕士研究生,1997年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事矿产资源勘查与评价研究。Email:775923723@qq.com。
基金资助:
WANG Qibo1(), ZHANG Shouting1(
), TANG Li1, LI Junjun2, SHENG Yuanming1
Received:
2022-09-30
Revised:
2023-03-06
Online:
2023-12-10
Published:
2024-01-24
摘要:
杨山萤石矿床是豫西栾川地区一处大型花岗岩容矿型矿床,其成矿期次和成矿流体特征研究的不足长期制约着对萤石淀积机理和区域成矿规律的深化认识。本文基于杨山矿床萤石的稀土元素及流体包裹体研究,阐释了成矿物质来源、成矿流体属性及矿床成因。第Ⅱ阶段萤石的ΣREE含量为22.61×10-6~287.94×10-6,LREE/HREE比值为0.64~5.24,具Eu负异常(δEu=0.50~0.92)和Ce负异常(δCe=0.88~1.06)。随成矿深度的增大,萤石ΣREE减小,LREE/HREE和LaN/YbN增大,δEu和δCe无明显变化,指示总体成矿先后顺序为地下深部至地表浅部,且垂向上氧逸度较稳定。从紫色萤石到绿色萤石,ΣREE增大,LREE/HREE和LaN/YbN减小,δEu和δCe增大,表明萤石具有重新活化和重结晶的趋势。萤石的流体包裹体以气液两相为主,均一温度集中于80~155 ℃,盐度(NaCleqv.)集中于0.3%~6.3%。综合分析认为,杨山萤石矿床成矿流体以岩浆水和大气降水混合型为主,属低温、低盐度和低密度的NaCl-H2O流体体系;矿床可归属于中低温、低盐度热液型矿床。萤石的稀土元素和流体包裹体特征综合分析表明,萤石的沉淀可能受水-岩反应控制。
中图分类号:
王启博, 张寿庭, 唐利, 李军军, 盛渊明. 豫西杨山萤石矿床成因:萤石稀土元素组成和流体包裹体热力学制约[J]. 现代地质, 2023, 37(06): 1524-1537.
WANG Qibo, ZHANG Shouting, TANG Li, LI Junjun, SHENG Yuanming. Genesis of Yangshan Fluorite Deposit in Western Henan Province: Fluorite REE Composition and Fluid Inclusion Thermomechanical Constraints[J]. Geoscience, 2023, 37(06): 1524-1537.
图1 秦岭造山带大地构造图((a),据文献 [11]修编)和合峪矿集区萤石矿床分布图((b),据文献 [12]修编)
Fig.1 Tectonic map of the Qinling Orogen Belt (a) (modified after reference [11]) and distribution of fluorite deposits in the Heyu ore concentrated area (b)(modified after reference [12])
图3 杨山萤石矿床第400勘探线(a)和401勘探线(b)剖面示意图(据文献 [7]修编)
Fig.3 Profile of exploration lines 400(a) and 401(b) in the Yangshan fluorite deposit(modified after reference [7])
图4 杨山萤石矿床不同阶段矿石特征 (a)第Ⅰ阶段石英脉穿插围岩;(b)第Ⅰ阶段萤石、石英共生;(c)第Ⅱ阶段萤石胶结围岩,后被第Ⅲ阶段方解石脉穿插;(d)第Ⅱ阶段紫色萤石及浸染状黄铁矿;(e)第Ⅱ阶段绿色萤石;(f)第Ⅱ阶段萤石矿体;(g)第Ⅲ阶段块状方解石;(h)第Ⅲ阶段白色方解石胶结第Ⅱ阶段萤石;(i)第Ⅲ阶段黄色方解石胶结第Ⅱ阶段萤石;Cal.方解石;Fl.萤石;Py.黄铁矿;Qtz.石英
Fig.4 Photos showing the ore characteristics of different stages of the Yangshan fluorite deposit
图5 杨山萤石矿床萤石和围岩稀土元素标准化配分模式图(球粒陨石标准化值据Taylor等[14],1100 m中段和1062 m中段数据源于冯绍平等[6],二长花岗岩数据源于席晓凤等[4])
Fig.5 Normalized REE patterns of the fluorite and wall rock of the Yangshan fluorite deposit
图6 杨山萤石矿床不同阶段流体包裹体显微照片 (a)第Ⅰ阶段包裹体群;(b)第Ⅰ阶段富液相流体包裹体;(c)第Ⅱ阶段包裹体群;(d)第Ⅱ阶段纯液相流体包裹体;(e)第Ⅱ阶段富液相流体包裹体;(f)第Ⅲ阶段富液相流体包裹体。L.液相;V.气相
Fig.6 Photographs of fluid inclusion characteristics of the Yangshan fluorite deposit
成矿 阶段 | 测试 矿物 | 包裹体 类型 | 测试数量 | 长轴长度(μm) (集中分布) | 均一温度(℃) (集中分布) | 盐度(NaCleqv.)(%) (集中分布) | 密度(g/cm3) (平均值) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Ⅰ | 萤石 | L+V | 64 | 3.6~35.8 (5~15) | 101.7~167.3 (110~155) | 0.18~7.02 (0.3~6.3) | 0.93~0.99 (0.96) |
Ⅱ | 990 m中段萤石 | L+V | 100 | 3.8~24.8 (5~10) | 104.4~146.6 (115~140) | 0.18~5.86 (0.3~5.7) | 0.94~0.98 (0.96) |
940 m中段萤石 | L+V | 89 | 3.9~31.1 (5~15) | 121.2~159.3 (120~145) | 0.18~3.87 (0.3~2.4) | 0.92~0.97 (0.95) | |
Ⅲ | 方解石 | L+V | 29 | 5.7~52.6 (10~20) | 60.6~151.3 (80~145) | 0.53~6.45 (0.53~5.7) | 0.94~1.01 (0.98) |
表2 杨山萤石矿床流体包裹体测温结果
Table 2 Temperature measurement results of fluid inclusions of the Yangshan fluorite deposit
成矿 阶段 | 测试 矿物 | 包裹体 类型 | 测试数量 | 长轴长度(μm) (集中分布) | 均一温度(℃) (集中分布) | 盐度(NaCleqv.)(%) (集中分布) | 密度(g/cm3) (平均值) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Ⅰ | 萤石 | L+V | 64 | 3.6~35.8 (5~15) | 101.7~167.3 (110~155) | 0.18~7.02 (0.3~6.3) | 0.93~0.99 (0.96) |
Ⅱ | 990 m中段萤石 | L+V | 100 | 3.8~24.8 (5~10) | 104.4~146.6 (115~140) | 0.18~5.86 (0.3~5.7) | 0.94~0.98 (0.96) |
940 m中段萤石 | L+V | 89 | 3.9~31.1 (5~15) | 121.2~159.3 (120~145) | 0.18~3.87 (0.3~2.4) | 0.92~0.97 (0.95) | |
Ⅲ | 方解石 | L+V | 29 | 5.7~52.6 (10~20) | 60.6~151.3 (80~145) | 0.53~6.45 (0.53~5.7) | 0.94~1.01 (0.98) |
图7 杨山萤石矿床流体包裹体均一温度(a)(c)(e)和盐度直方图(b)(d)(f)
Fig.7 Histograms showing fluid inclusion homogenization temperatures(a)(c)(e)and salinities(b)(d)(f)of the Yangshan fluorite deposit
图8 杨山萤石矿床萤石Y/Ho-La/Ho图解((a),底图据文献[24])和Tb/Ca-Tb/La图解((b),底图据文献[18])
Fig.8 Y/Ho-La/Ho (a)(basemap after reference [24]) and Tb/Ca-Tb/La (b)(basemap after reference [18]) diagrams of fluorites from the Yangshan fluorite deposit
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