趙 飛，尹京武，王夢亞，張振華，孫衍東，張 飄，高宇威，汪林峰，宗志宏

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 科學(xué)研究院，北京 100083；2.湖南有色股份黃沙坪礦業(yè)分公司，湖南 桂陽 424421)

湖南黃沙坪矽卡巖礦物學(xué)特征及地質(zhì)意義

趙 飛1，尹京武1，王夢亞1，張振華1，孫衍東1，張 飄1，高宇威1，汪林峰2，宗志宏2

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 科學(xué)研究院，北京 100083；2.湖南有色股份黃沙坪礦業(yè)分公司，湖南 桂陽 424421)

湘南黃沙坪多金屬礦床位于南嶺構(gòu)造帶中段北緣，屬于矽卡巖型礦床。根據(jù)矽卡巖產(chǎn)出狀態(tài)、礦物共生組合及巖相學(xué)特征，從早期到晚期可劃分為矽卡巖階段、退化蝕變階段、早期硫化物階段和晚期硫化物階段。矽卡巖礦物主要為石榴石、輝石、符山石等；金屬礦物主要為白鎢礦、輝鉬礦、磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等。電子探針分析結(jié)果表明，石榴石為鈣鋁-鈣鐵榴石系列，從早期到晚期，石榴石具有由鈣鋁榴石逐漸向鈣鐵榴石演化的規(guī)律。且鈣鐵榴石普遍發(fā)育震蕩環(huán)帶，而環(huán)帶結(jié)構(gòu)可持續(xù)記錄鈣鐵榴石物理化學(xué)條件演化的過程。同時兩種石榴石中均含Sn的成分，但鈣鐵榴石中Sn的含量明顯高于鈣鋁榴石。輝石為透輝石-鈣鐵輝石系列，而且由內(nèi)接觸帶向外接觸帶，輝石中Fe和Mn的含量有逐漸升高的趨勢。矽卡巖礦物學(xué)特征及礦物成分的變化表明，成礦流體至少經(jīng)歷了兩次氧化還原性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。矽卡巖礦物學(xué)特征，對W(Sn)-Mo-Bi等多金屬的礦化具有重要的地質(zhì)指示意義。

黃沙坪；矽卡巖；礦物學(xué)；電子探針 ；南嶺；湖南

0 引 言

矽卡巖礦床是地殼中最豐富的礦床類型之一，具有重要的工業(yè)價值。目前世界上開采的矽卡巖型礦產(chǎn)種類主要有：Fe、W、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、U、稀土、F、B和Sn等[1-2]。而我國又是世界上矽卡巖型礦床分布最廣的國家之一。黃沙坪礦床地處南嶺構(gòu)造帶中段北緣，是一個以鉛鋅為主的大型W(Sn)-Mo-Bi-Fe-Cu-Pb-Zn-Ag多金屬礦床。該礦床研究程度較高，前人在礦床地質(zhì)特征[3-5]、同位素地球化學(xué)[6-8]、 流體包裹體[9-10]、礦石工藝礦物學(xué)[11]以及礦床成因[4,12-14]等方面進(jìn)行了大量研究。但對于礦床的成因類型仍存在較大爭議，有矽卡巖礦床成因[12]、巖漿熱液成因[13]、巖漿熱液成礦為主+沉積層控礦床成因[14]和巖漿熱液為主的多因復(fù)成礦床[4]。雖然對上述方面前人進(jìn)行了大量的研究工作，但對與成礦密切相關(guān)的矽卡巖，特別是礦物學(xué)方面的研究尚顯不足。本文根據(jù)矽卡巖的野外產(chǎn)出狀態(tài)、礦物組合特征，結(jié)合顯微鏡觀察以及電子探針等分析手段，對矽卡巖礦物學(xué)特征及物質(zhì)組成進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，通過研究分析了矽卡巖形成的物理化學(xué)條件，揭示了矽卡巖對W(Sn)-Mo-Bi等多金屬形成的貢獻(xiàn)，為進(jìn)一步研究礦床的成礦機(jī)制提供了科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)

黃沙坪多金屬礦床位于南嶺構(gòu)造帶中段北緣。耒陽—臨武南北向構(gòu)造帶中段,郴州—藍(lán)山北東向基底構(gòu)造巖漿巖帶與郴州—邵陽北西向基底構(gòu)造巖漿巖帶的交匯部位[15]，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越(圖1)。區(qū)域內(nèi)地層發(fā)育較廣，從震旦系至第四系均有地層出露。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造活動強(qiáng)烈，經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期和燕山期的多次構(gòu)造運(yùn)動。本區(qū)巖漿巖以花崗巖類為主，侵入期主要包括加里東期、印支期和燕山期。巖漿巖與金屬礦化不僅具有成分上的專屬性，還具有時間和空間上的專屬性[16]。

2 礦床地質(zhì)

礦區(qū)出露地層主要有泥盆系上統(tǒng)的佘田橋組和錫礦山組以及石炭系下統(tǒng)的陡嶺坳組、石磴子組、測水組和梓門橋組。本區(qū)遭受了多次構(gòu)造活動，加里東期形成EW向的褶皺和斷裂以及NE向的斷裂，印支期形成近NS向褶皺， 燕山期運(yùn)動改造前期構(gòu)造形成NNE向的大型斷裂和褶皺[18]。區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造圍限形成“井”字，是良好的控巖控礦構(gòu)造(圖2)。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖類型主要有英安斑巖、石英斑巖、花斑巖和花崗斑巖。其中石英斑巖和英安斑巖皆出露地表，花斑巖、花崗斑巖為隱伏巖體[19]。前人[8]研究成果表明，成巖與成礦具有密切聯(lián)系。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變類型繁多，主要為矽卡巖化、螢石化、碳酸鹽化、硅化等，此外還有菱鐵-菱錳礦化、大理巖化等。其中與成礦關(guān)系最為密切的是矽卡巖化、硅化、螢石化等。

本區(qū)矽卡巖深部產(chǎn)出規(guī)模較大，在地表僅有小規(guī)模出露。根據(jù)前人研究結(jié)果，礦體可分為301礦帶和304礦帶兩個礦化帶(圖3(a))。其中W216礦體群位于礦區(qū)南部301花崗斑巖體接觸帶的矽卡巖中，為礦區(qū)最新發(fā)現(xiàn)的超大型矽卡巖型鎢鉬多金屬礦體。礦體形態(tài)與矽卡巖基本一致(圖3(b))。本區(qū)礦石礦物主要有白鎢礦、輝鉬礦、磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、輝鉍礦、錫石、毒砂等；脈石礦物有石榴石、輝石、角閃石、符山石、綠泥石、綠簾石、褐簾石、螢石、方解石、長石、石英等。

本區(qū)矽卡巖礦物在空間上有相互疊加的現(xiàn)象，但總體上靠近巖體部位主要分布富石榴石矽卡巖，遠(yuǎn)離巖體的部位多出現(xiàn)富輝石及含水矽卡巖礦物。石榴石和輝石為矽卡巖主體。根據(jù)矽卡巖野外產(chǎn)出狀態(tài)和手標(biāo)本特征，可將石榴石分為兩種類型：第1類石榴石手標(biāo)本下為紅棕色、紅褐色，粒度不均，呈致密塊狀(圖4a)，靠近巖體部位，多與輝石一起組成輝石-石榴石矽卡巖，還有少量的長石、螢石、符山石等。第2類石榴石靠近大理巖一端，手標(biāo)本下為暗棕色、綠色，粒度較大，常與含水矽卡巖如符山石、綠簾石組成復(fù)雜矽卡巖(圖4d)。輝石手標(biāo)本下為綠色、深綠色，內(nèi)接觸帶中輝石與石榴石間呈現(xiàn)出逐漸過渡的現(xiàn)象，即石榴石含量逐漸降低，而輝石含量有逐漸增加的變化趨勢(圖4b)。除與石榴石組成輝石-石榴石矽卡巖外，也常見其被后期磁鐵礦、角閃石所交代(圖4c)。外接觸帶中的輝石顏色較深，多與閃鋅礦、方鉛礦礦化有關(guān)。

圖1 黃沙坪礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置圖(據(jù)Peng等[17]，2006，修改)Fig.1 Regional tectonic position of the Huangshaping ore district(modified after Peng et al.[17],2006)

根據(jù)矽卡巖的產(chǎn)出狀態(tài)、礦物共生組合及巖相學(xué)特征，從早期到晚期將成礦過程劃分為4個成礦階段：早期矽卡巖階段、退化蝕變階段、早期硫化物階段和晚期硫化物階段。Ⅰ早期矽卡巖階段：主要形成石榴石、輝石，此外還有少量的長石、石英、螢石，此階段無礦化。Ⅱ退化蝕變階段：形成大量的含水矽卡巖礦物，如符山石、角閃石、綠簾石、綠泥石等，構(gòu)成復(fù)雜矽卡巖。金屬礦化以磁鐵礦、白鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦、錫石為主。Ⅲ早期硫化物階段：除生成綠泥石、石英、螢石等脈石礦物外，金屬礦物主要形成大量的磁黃鐵礦、毒砂、黃鐵礦、黃銅礦，還有少量的輝鉬礦、輝鉍礦、鐵閃鋅礦。Ⅳ晚期硫化物階段：是鉛鋅的主要礦化階段。除生成石英、方解石外，還有大量的閃鋅礦、方鉛礦，以及少量的黃鐵礦、黃銅礦。各階段礦物生成順序見圖5。

圖2 黃沙坪礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)雷澤恒等[15]，2010，修改)Fig.2 The geological map of the Huangshaping deposit (modified after Lei et al.[15],2010)1.下石炭統(tǒng)梓門橋組；2.下石炭統(tǒng)測水組；3.下石炭統(tǒng)石磴子組；4.下石炭統(tǒng)陡嶺坳組；5.上泥盆統(tǒng)錫礦山組；6.上泥盆統(tǒng)佘田橋組；7.矽卡巖；8.英安斑巖；9.石英斑巖；10.正常背斜軸；11.倒轉(zhuǎn)向斜軸；12.逆斷層；13.正斷層；14.隱伏巖體

圖3 黃沙坪多金屬礦床-136 m中段(a)[19]和-176 m中段(b)地質(zhì)簡圖及采樣位置Fig.3 The simplified geological map of -136 m(a) [19]and -176 m(b) level and sampling locations in the Huangshaping polymetallic deposit1.下石炭統(tǒng)石磴子組；2.花斑巖；3.花崗斑巖；4.矽卡巖(鎢鉬礦體)；5.坑道；6.斷層；7.采樣地點；8.鉛鋅礦體

3 樣品及測試方法

本文中樣品均采自-136 m中段與-176 m中段內(nèi)(圖3)，結(jié)合野外手標(biāo)本以及室內(nèi)電子顯微鏡觀察，選取了有代表性的樣品，利用中國地質(zhì)大學(xué)(北京)電子探針實驗室EPMA-1600型電子探針儀，對其成分進(jìn)行了分析研究。測試條件：加速電壓15 kV，束流1×10-8A，束斑直徑1 μm，ZAF法修正。

4 礦物學(xué)特征

4.1 石榴石

第1類石榴石特征為：單偏光鏡下無色、淺黃色，正高突起，自形-半自形，切面為菱形、六邊形。正交鏡下具有一級灰白-黃的異常干涉色，部分全消光，可見錐狀雙晶(圖6a,e)。第2類石榴石單偏光鏡下為淺黃色、黃綠色，多為菱形十二面體或四角三八面體的自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，普遍發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，具有多晶生長的現(xiàn)象(圖6c,f)。鏡下可見第2類石榴石脈穿插第1類石榴石(圖6b)。

電子探針分析結(jié)果(表1)表明：第1類石榴石w(SiO2)為36.53%～37.69%，w(CaO)為31.11%～33.34%，w(Al2O3)為9.57%～16.8%，w(TFeO)為9.03%～17.77%，w(SnO2)為0.75%～1.2%；第2類石榴石w(SiO2)為35.32%～36.95%，w(CaO)為30.17%～32.67%，w(Al2O3)為0.01%～6.07%，w(TFeO)為20.89%～27.44%，w(SnO2)為1.51%～7.17%。相比較而言，兩類石榴石中CaO組分相差不多，第1類石榴石含有較高的SiO2、Al2O3組分，而TFeO則明顯低于第2類石榴石。兩類石榴石中均含有Sn的成分，但第2類石榴石中SnO2含量明顯高于第1類石榴石。矽卡巖礦物中含錫并不是首次發(fā)現(xiàn)，在云南個舊錫礦、廣西大廠錫礦床中均有含錫石榴石的出現(xiàn)。端元組分圖解(圖7(a))顯示：本區(qū)石榴石屬于鈣鐵榴石-鈣鋁榴石系列(Adr23.48～94.15Grs2.16～68.05Uvt0～0.74Alm+Prp+Sps3.68～11.69)。其中，第1類石榴石以鈣鋁榴石為主，鈣鐵榴石次之；第2類石榴石以鈣鐵榴石為主，部分端元組分接近純的鈣鐵榴石，鈣鋁榴石組分含量明顯減少，從早到晚具有由鈣鋁榴石向鈣鐵榴石的演化趨勢。兩類石榴石均含有較少的鋁質(zhì)系列(鐵鋁榴石+錳鋁榴石+鎂鋁榴石)石榴石，鈣鉻榴石的含量都低于1%。

圖5 黃沙坪多金屬礦床成礦期次劃分及礦物生成順序Fig.5 Ore-forming stages and mineral-forming sequence in the Huangshaping polymetallic deposit

圖6 黃沙坪多金屬礦床矽卡巖礦物顯微鏡照片F(xiàn)ig.6 Microphotograph pictures of skarn minerals in the Huangshaping polymetallic deposita.具有錐狀雙晶的石榴石被較晚生成的鈣鐵輝石與螢石交代；b.晚期石榴石脈穿插早期石榴石；c.后期生成的綠泥石、方解石交代早期的環(huán)帶石榴石；d.放射狀符山石交代早期石榴石；e.多色性明顯的柱狀角閃石晶體，與石榴石、方解石共生；f.自形-半自形的綠簾石和白鎢礦充填在石榴石之中

類型樣號SiO2TiO2Al2O3Cr2O3TFeOMnOMgOCaONa2OK2OSnO2總量第1類2?136830069570111777117009333401601012010047?1376904711020071611148012311101401209799309?23700-1680002903322-3278018-07599781?9?237040661659024908172-333300601208599691?9?336531111641010986150-332601502208099941?12?136540241459-126109-33010240071079945第2類7?13620017503-2196119035323300900717399127?236350154300022244072043326701101322999617?3369507059400621541210353137024-151998711?13568-001-27441370143147003-33199451?31?1359101260701820891320583132038-26699431?32?13532-042-251910202530170320137179999類型樣號SiAlⅣAlⅥTiCrFe3+Fe2+MnMgCaNaKSnUvtAdrGrsAl?第1類2?1292008082000001118000008001283002001004035540641863737?13010001040030000850220100012660020010030224817399111699?22880121420000000590000210002730030000020062404656610241?9?2289011141004001058001011000278001001003074234868057721?9?3284016135006001064000010000277002002002031248266868021?12?128701312300100008300000700027800400100300032865921793第2類7?1296004045001000148003008004284001001006000750519155807?2297003038001000150003005005286002001007007784717264207?32990010560040001300160080042720040000050207074220969811?130000000000000017801501000228400000001100088287823901?31?1293007051001001142000009007274006000009059697522407261?32?13000000040000001530260070032750050010240009415216368HSP?1點號SiO2TiO2Al2O3Cr2O3TFeOMnOMgOCaONa2OK2OSnO2總量核部13602-247009262310401432430020021349980↓23539-060017280309202632300050021429916334920090920122790110039312600100131699884356000713500226870880133224001-258997553480001095011272909603131520020014051000363572016195-2658105022319501000416699437354700304401627230950273187--328997083546013067002282609703032270020011901000193531-081003270010102431820030013469972103543-379-2398112023250-0012809983113492001096005277810601631820010012979975123544003088007278309201232490040011889971133550-03100527560880233196--332998114356700832601724581250253230-0011899946153595-05002229010930293224--09510009163628010251-25801340123218002001123995917350300306601127371320133121002-43810026邊緣18357900526800226311100153246001-093995

(續(xù))表1 黃沙坪礦床中代表性石榴石的電子探針分析結(jié)果(wB/%)

注：-表示該項未測出或低于檢測限；TFeO表示全鐵，分析精度為0.0n%(下同)；以12個氧原子為標(biāo)準(zhǔn)計算的陽離子； Uvt.鈣鉻榴石；Adr.鈣鐵榴石；Grs.鈣鋁榴石；Al*為Prp(鎂鋁榴石)+Sps(錳鋁榴石)+Alm(鐵鋁榴石)。

圖7 黃沙坪多金屬礦床石榴石(a)和輝石(b)端元組分圖解Fig.7 End members of garnets(a) and pyroxenes(b) from the Huangshaping polymetallic depositAl*為Prp(鎂鋁榴石)+Sps(錳鋁榴石)+Alm(鐵鋁榴石)；Grs.鈣鋁榴石；Adr.鈣鐵榴石；Di.透輝石；Hd.鈣鐵輝石；Jo.鈣錳輝石

圖8 環(huán)帶石榴石的背散射圖像(a)，TFeO、Al2O3和SnO2核部到邊緣化學(xué)成分變化圖(b)，Sn元素面掃描圖(c)和Al、Fe、Sn 3種元素核部到邊緣的線掃描圖(d)Fig.8 Back-scattered-electron(BSE)images of zonal garnets(a)，the composition variation diagrams of TFeO,Al2O3 and SnO2 in zonal garnets from core to rim(b)，the area scanning image of Sn element(c) and line scanning microanalysis diagrams of electrum in zonal garnet(d)

為詳細(xì)研究石榴石環(huán)帶的成分變化，對具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)的石榴石從核部向邊緣進(jìn)行了電子探針分析。電子探針分析結(jié)果及以往的研究成果[20]表明(表1，圖8)，從核部向邊緣石榴石成分具有一定的變化規(guī)律。其中，SiO2和CaO的含量比較穩(wěn)定，TFeO、Al2O3和SnO2的含量呈明顯的交替變化(圖8b)，化學(xué)成分的變化在背散射電子圖像中體現(xiàn)為亮暗環(huán)帶的交替變化(圖8a)。Sn元素的面掃描分析(圖8c)顯示，Sn在石榴石中的分布也表現(xiàn)為環(huán)帶結(jié)構(gòu)，而Fe、Al和Sn元素的線掃描分析圖(圖8d)也很好地體現(xiàn)出了三者之間的相關(guān)性及替代關(guān)系。石榴石中SnO2與TFeO和Al2O3的關(guān)系圖解(圖9)表明， SnO2與TFeO具正相關(guān)性，與Al2O3具負(fù)相關(guān)性。

4.2 輝石

輝石在單偏光鏡下呈無色或淡綠色，具微弱的多色性，正高突起，粒徑不均，具輝石式解理，干涉色為鮮艷的Ⅱ級藍(lán)綠-橙黃，多呈半自形-它形的粒狀、柱狀，并交代早期的石榴石(圖6a)。電子探針分析結(jié)果(表2)顯示：內(nèi)接觸帶中輝石w(SiO2)為49.33%～53.75%，w(CaO)為21.46%～25.23%，w(MnO)為0.79%～2.23%，w(MgO)為4.31%～14.57%，w(TFeO)為4.81%～21.24%；外接觸帶中輝石w(SiO2)為48%～49.88%，w(CaO)為19.31%～22.2%，w(MnO)為1.48%～8.23%，w(MgO)為0.47%～5.25%，w(TFeO)為19.62%～25.32%。內(nèi)接觸帶中的輝石含較高的SiO2、CaO 和MgO組分，而TFeO和MnO組分的含量則低于外接觸帶中的輝石。端元組分圖解(圖7(b))顯示：黃沙坪礦床中的輝石屬于透輝石-鈣鐵輝石系列，部分輝石落在了錳鈣鐵輝石區(qū)域(Di3～85Hd12～84Jo3～27)。且由內(nèi)接觸帶向外接觸帶，輝石中Fe和Mn的含量有逐漸升高的趨勢。

表2 黃沙坪礦床中代表性輝石的電子探針分析結(jié)果(wB/%)

注：以6個氧原子為標(biāo)準(zhǔn)計算的陽離子；Di.透輝石；Hd.鈣鐵輝石；Jo.鈣錳輝石。

圖9 黃沙坪礦床石榴石中w(SnO2)-w(TFeO)(a)和w(SnO2)-w(Al2O3)(b)關(guān)系圖解Fig.9 The diagrams of SnO2-TFeO (a)and SnO2-Al2O3(b)in garnets from the Huangshaping ore deposit

4.3 符山石

符山石在單偏光鏡下呈無色至黃、褐色，多呈放射狀，橫截面為正方形，正高突起。干涉色為一級灰，偶見黃褐色的異常干涉色，常交代早期的石榴石(圖6d)。電子探針分析結(jié)果顯示(表3)：w(SiO2)為34.99%～36.21%，平均為35.54%;w(CaO)為34.21%～35.12%，平均為34.62%；w(TFeO)為5.23%～9.25%，平均為7.85%；w(Al2O3)為14.87%～16.32%，平均為15.34%；w(SnO2)為0.62%～1.15%，平均為0.78%；其他元素含量均低于2%。符山石的晶體結(jié)構(gòu)特點與鈣鋁榴石部分相似，這使得Sn在符山石中可以發(fā)生與石榴石類似的類質(zhì)同象交換。

表3 黃沙坪礦床中代表性符山石的電子探針分析結(jié)果(wB/%)

注：以73個氧原子為標(biāo)準(zhǔn)計算的陽離子。

5 討 論

5.1 矽卡巖形成機(jī)制

對于矽卡巖的成因，前人進(jìn)行了大量的討論和研究[21-23]。Einaudi等[21]根據(jù)形成機(jī)理的不同，將矽卡巖分為交代矽卡巖和變質(zhì)矽卡巖兩種類型。黃沙坪礦區(qū)的矽卡巖主要產(chǎn)出在花崗斑巖與下石炭統(tǒng)碳酸鹽巖的接觸帶中，為典型的接觸交代矽卡巖類型。趙一鳴等[12]按礦物組合則將交代矽卡巖劃分為鈣矽卡巖、鎂矽卡巖、錳質(zhì)矽卡巖和堿質(zhì)矽卡巖4大類。本區(qū)圍巖為下石炭統(tǒng)石磴子組灰?guī)r，并且矽卡巖中的石榴石屬于鈣鐵-鈣鋁榴石系列，這與湖南柿竹園鎢錫鉬鉍多金屬礦床、福建馬坑鐵鉬礦床特征相一致，與世界上典型的矽卡巖型鐵礦、鎢礦和鉬礦的石榴石組分具有相似性(圖10(a))。輝石為透輝石-鈣鐵輝石系列，這與世界上典型的鐵礦、鎢礦、鋅礦的輝石端元組分具有相似性(圖10(b))。這些特點均表明本區(qū)矽卡巖屬于典型的鈣質(zhì)矽卡巖型。

圖10 世界上主要矽卡巖類型礦床的石榴石(a)和輝石(b)組分[24]Fig.10 The compositions of garnet(a) and pyroxene(b) of major skarn deposits in the world[24]

5.2 矽卡巖形成的氧化還原條件

前人研究成果[25]表明：鈣鐵榴石易于在氧化-弱氧化的中堿性環(huán)境中形成，弱氧化-弱還原的酸性環(huán)境則有利于鈣鋁榴石的形成。本區(qū)石榴石以鈣鐵榴石-鈣鋁榴石為主，并且具有由鈣鋁榴石向鈣鐵榴石演化的趨勢，反映了成礦流體由還原到氧化的演化過程。退化蝕變階段形成的磁鐵礦和綠簾石，以及硫化物階段大量硫化物的形成，又代表了一次氧化到還原的轉(zhuǎn)變過程。故成礦流體至少經(jīng)歷了兩次氧化還原性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

晚期形成的鈣鐵榴石多具有震蕩環(huán)帶。在分帶礦物生長的熱液系統(tǒng)中，分帶模式會提供一個關(guān)于物理化學(xué)條件演化的持續(xù)記錄。在熱液中，如沸騰、流體混溶、溫度和壓力的動蕩，都可能導(dǎo)致石榴石中成分的變化[26]。矽卡巖形成的早期階段，不僅成礦流體溫度高，鹽濃度也較大，矽卡巖的演化過程中熱度逐漸降低，同時與大氣降水的混溶，致使溫度和鹽濃度下降并且加劇了氧化。由于這些綜合因素的影響，會使得石榴石溶液中鈣鐵質(zhì)組分增加，傾向于形成鈣鐵榴石[27]。這與本區(qū)石榴石從早到晚由鈣鋁榴石向鈣鐵榴石演化的規(guī)律相符。

5.3 矽卡巖對成礦的指示意義

矽卡巖礦物對于礦床中W(Sn)-Mo-Bi等多金屬的礦化具有重要的地質(zhì)指示意義。電子探針分析表明，本區(qū)石榴石和符山石中普遍含有Sn。氧化還原條件是限制錫行為的最重要的因素之一。在高氧逸度條件下，錫主要以類質(zhì)同像的形式存在于富3價鐵的鈣鐵榴石晶格中；低氧逸度條件下，錫則保留在熱液流體中，并在矽卡巖演化晚期形成少量的錫石礦化，但不具有工業(yè)價值[28]。

Meinert[24]指出，含錳高的輝石(錳鈣輝石)，幾乎只特定地出現(xiàn)在鋅矽卡巖之中。趙一鳴[29]通過對福建馬坑、遼寧八家子等多金屬矽卡巖礦床的研究，發(fā)現(xiàn)錳質(zhì)矽卡巖建造與Pb、Zn、Ag的礦化密切相關(guān)。黃沙坪礦床中的輝石一部分落在了錳鈣鐵輝石區(qū)域(圖7(b))，主要分布在遠(yuǎn)離巖體的外矽卡巖或者是矽卡巖化的大理巖之中，與鉛鋅礦化密切相關(guān)，可作為鉛鋅礦的找礦標(biāo)志。Nakano等[30]研究發(fā)現(xiàn)矽卡巖型礦床中的輝石Mn/Fe值可用來劃分矽卡巖類型。矽卡巖型銅、鐵礦床中輝石的Mn /Fe 比值較低(<0.1) ，鎢(錫)礦床的比值適中(大約是0.15)，而鉛鋅礦的則較高(>0.2)。黃沙坪礦床中的Mn /Fe 值分布范圍為0.06～0.36，這很好地反映出黃沙坪礦區(qū)W(Sn)、Mo、Bi →Fe→Zn、Pb(Ag)的礦化分帶以及多金屬成礦的特點。

6 結(jié) 論

(1)本區(qū)矽卡巖為接觸交代成因、鈣質(zhì)矽卡巖。石榴石為鈣鐵-鈣鋁榴石系列，并且由鈣鋁榴石向鈣鐵榴石演化。兩類石榴石中均含Sn的成分，但鈣鐵榴石中Sn的含量明顯高于鈣鋁榴石。輝石為透輝石-鈣鐵輝石系列，由內(nèi)接觸帶向外接觸帶，輝石中Fe和Mn的含量有逐漸升高的趨勢。

(2)鈣鐵榴石普遍發(fā)育震蕩環(huán)帶，環(huán)帶提供了一個關(guān)于物理化學(xué)條件演化的持續(xù)記錄。矽卡巖礦物學(xué)特征及礦物成分的變化表明，成礦流體至少經(jīng)歷了兩次氧化還原性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

(3)矽卡巖礦物對于礦床中W(Sn)-Mo-Bi等多金屬的礦化具有重要的指示意義。輝石中的Mn/Fe值很好地反映出黃沙坪礦區(qū)W(Sn)、Mo、Bi →Fe→Zn、Pb(Ag)的礦化分帶以及多金屬成礦的特點。

致謝：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院郝金華老師在實驗過程中給予了很多幫助，野外工作得到了湖南有色股份黃沙坪礦業(yè)分公司的大力支持，審稿專家提出了許多具有建設(shè)性的意見，在此一并表示謝意。

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Skarn Mineral Characteristics and Their Geological Significance of the Huangshaping Deposit in Hunan Province

ZHAO Fei1, YIN Jingwu1, WANG Mengya1, ZHANG Zhenhua1, SUN Yandong1, ZHANG Piao1,GAO Yuwei1, WANG Linfeng2, ZONG Zhihong2

(1.Institute of Earth Science, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;2.HunanNonferrousCorp.HuangshapingMiningBranch,Guiyang,Hunan424421,China)

The Huangshaping polymetallic deposit is a skarn deposit, which lies on the northern margin of the middle Nanling tectonic belt. According to the output state of skarn, mineral assemblage and characteristics of petrography, the stage of mineralization is divided into skarn stage, retrograde alteration stage, the early and the late sulfide stage. The skarn minerals are mainly garnet, pyroxene, vesuvianite. Metallic minerals mainly include scheelite, molybdenite, magnetite, galena and sphalerite. The electron microprobe analysis(EPMA)result shows that the garnets forming in the skarn stages are mainly andradite-grossularite series and garnets vary from grossularite to andradite. The andradites commonly have zonal structure which can record the evolutionary process of physicochemical conditions. The andradite and grossularite both contain Sn, but the content of Sn in the former is higher than the latter. The pyroxenes are mainly diopside-hedenbergite series, and the content of Fe and Mn has a rising trend from the internal contact zone to the external contact zone. Mineralogical characteristics and compositional variations suggest that the property of fluid changed with two redox fluctuations at least. Skarn mineralogy characteristics is of important geological implications of W(Sn)-Mo-Bi polymetallic mineralization.

Huangshaping；skarn；mineralogy；EPMA；Nanling；Hunan

2016-05-17；改回日期：2016-09-02；責(zé)任編輯：樓亞兒。

趙 飛，男，碩士研究生，1992年出生，地質(zhì)工程專業(yè)，主要從事礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)研究。 Email:zhaofei594@163.com。

尹京武，男，副教授，1958年出生，礦物學(xué)專業(yè)，主要從事礦床學(xué)及礦床地球化學(xué)研究。Email: yinjw@cugb.edu.cn。

P57；P588.31+2

A

1000-8527(2016)05-1038-13