矿床地质

作者：冯浩轩,申萍,李昌昊,武阳,石福品,李文广

单位：中国科学院矿产资源研究重点实验室, 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029;中国科学院大学地球与行星科学学院, 北京 100049;中国科学院地球科学研究院, 北京 100029;新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第三地质大队, 新疆 库尔勒 841000

关键词：地质学,石榴子石,绿帘石,成分环带,物理化学条件,查岗诺尔铁矿,西天山,

基金：本文得到国家重点研发计划项目（编号：2018YFC0604004）资助

查岗诺尔铁矿是新疆西天山阿吾拉勒铁矿带内的重要大型铁矿床之一。矿体赋存在下石炭统大哈拉军山组安山质火山岩中，与普遍发育的石榴子石化、阳起石化和绿帘石化时空关系密切。石榴子石和绿帘石分属不同热液成矿阶段，它们均发育丰富的环带结构，具体表现为明显地颜色、干涉色、背散射图像及成分（FeO、Al2O3、SiO2、MnO、TiO2）等差异性。石榴子石具有2个世代、3个类型。早世代石榴子石（Grt1和Grt2）产于块状石榴子石-磁铁矿蚀变岩，呈褐黄色，粒度较细，发育核-边结构，呈非均质性，显示异常干涉色，其核部（Grt1-c）均匀相对富钙铝榴石（Gro51-53And41-43Spr4-8），而边部（Grt1-r）发育振荡成分环带，总体相对富钙铁榴石（Gro18-35And60-77Spr4-6）；Grt2核部（Grt2-c）呈均质性，为钙铁榴石（And99-100Spr0-1），边部显异常干涉色，发育振荡成分环带，为钙铝铁榴石（Gro34-54And38-61Spr6-9）。晚世代的石榴子石（Grt3）以细脉状或角砾胶结物形式分布，呈红褐色，自形粗粒结构，显非均质性，发育振荡成分环带，端员组分总体以钙铁榴石为主，次为钙铝榴石（Gro27-43And50-68Spr3-8）。石榴子石结构和元素含量变化表明，早期石榴子石形成于弱氧化-氧化、中性-碱性流体体系，其中向边部生长过程，由于新注入流体以及周期性压力汇聚和释放，体系的氧逸度、pH值呈振荡变化；晚期石榴子石形成于弱氧化、弱碱性、动荡的开放流体环境。绿帘石发育3个世代（Ep1、Ep2和Ep3）。Ep1发育核-边结构，核部（Ep1-c）均匀无环带，XFe值（XFe=Fe3+/（Al+Fe3+），原子比值）为0.19~0.21，w（MnO）为0.05%~0.18%，w（TiO2）为0.10%~0.12%，生长边（Ep1-r）多发育振荡环带，XFe值为0.26~0.29，w（MnO）为0.01%~0.14%，w（TiO2）为0.19%~0.26%。Ep2沿Ep1-r边缘生长，不均匀且经历了溶解-再沉淀过程，XFe值为0.15~0.20，w（MnO）为0.42%~1.19%，w（TiO2）为0.02%~0.07%。Ep3呈柱状或不规则粒状交代Ep2、贴近或穿切Ep1-r生长，较均匀、无环带结构，XFe值为0.28~0.37，w（MnO）为0.12%~0.77%，w（TiO2）为0.02%~0.10%。绿帘石成分变化表明，从Ep1-c到Ep1-r，到Ep2，再到Ep3，流体体系氧逸度经历了先增加，后降低，再升高的变化过程。同时，流体成分也在变化，先从相对贫Ti和Mn向相对富Ti贫Mn演化，而后又变为富Mn贫Ti。因此，在热液磁铁矿矿化阶段，查岗诺尔铁矿的成矿热液的物理-化学环境是不断变化的。研究显示，石榴子石和绿帘石结构和成分研究可以刻画热液成矿系统的流体演化历史。

来源：2020年第5期

《矿床地质》期刊编辑部

查看矿床地质杂志2020年第5期