王冬麗， 申俊峰， 董國臣， 劉圣強(qiáng)， 張 弘

(中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

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云南來利山錫礦床白云母標(biāo)型特征研究

王冬麗， 申俊峰， 董國臣， 劉圣強(qiáng)， 張 弘

(中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

來利山錫礦床作為滇西地區(qū)著名的錫多金屬礦床之一，為了探討其礦床成因，為找礦勘探提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)該礦區(qū)白云母進(jìn)行標(biāo)型特征研究。研究表明: 白云母是該礦區(qū)的重要礦物之一，主要分布在第一、二成礦階段及其附近圍巖中； 在光學(xué)顯微鏡下，成礦階段白云母多呈竹葉狀或扇狀(放射狀)集合體，圍巖中白云母呈半自形—自形，解理清晰； 電子探針數(shù)據(jù)顯示，不同成礦階段的白云母成分略有差異，說明其成因受到成礦熱液演化影響； 圍巖中的白云母成分顯示為多硅白云母，Na-Mg圖解顯示，圍巖主要為中低溫、中—高壓環(huán)境，其中變質(zhì)砂巖為高壓環(huán)境，褪色角巖為高—中壓環(huán)境。上述成果對(duì)于該區(qū)進(jìn)一步找礦工作具有指導(dǎo)意義。

白云母； 標(biāo)型特征； 來利山錫礦； 云南

0 引言

來利山錫礦是滇西地區(qū)著名的錫多金屬礦床之一，前人相繼對(duì)其做了大量的巖石學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)、構(gòu)造學(xué)和年代學(xué)等方面的科研工作[1-7]，詳細(xì)闡明了騰沖—梁河地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)特征，探討了該地區(qū)錫多金屬礦床的成礦物質(zhì)來源、礦床成因、成礦作用機(jī)制及演化過程等問題，取得了豐碩的成果。但在礦物學(xué)方面的研究工作較為薄弱，尤其是成因礦物學(xué)方面。

白云母是來利山錫礦較為常見的礦物，作為錫礦床主要的蝕變產(chǎn)物之一，對(duì)其成礦具有重要的指示意義。然而，其礦物成因特別是對(duì)礦物標(biāo)型特征的研究鮮有報(bào)道。本文對(duì)該礦區(qū)白云母進(jìn)行了標(biāo)型特征研究，為探討礦床成因和進(jìn)一步找礦勘探提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

來利山錫礦床位于印度板塊與歐亞板塊碰撞帶前緣，喜馬拉雅—特提斯構(gòu)造域的東端，三江構(gòu)造帶南段西緣(圖1)。

研究區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較齊全，主要有泥盆系關(guān)上組、石炭系空樹河組、二疊系大東廠組、三疊系河灣街組和南梳壩組以及第四系。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，以NE向、SN向構(gòu)造為主，其中NE向斷裂主要為大盈江斷裂，SN向?yàn)殡]川江斷裂、棋盤石—騰沖斷裂、古永斷裂等。該區(qū)燕山期—喜馬拉雅早期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，火山活動(dòng)較弱，主要以中酸性巖漿巖侵入為主，花崗巖體受區(qū)域斷裂嚴(yán)格控制。區(qū)內(nèi)中酸性巖漿活動(dòng)為成礦提供了物質(zhì)來源，斷裂構(gòu)造為錫元素的遷移和富集成礦提供了通道和場所。

2 礦床地質(zhì)

來利山錫礦礦區(qū)出露的地層主要為石炭系下統(tǒng)邦讀組(C1b)、石炭系中統(tǒng)羅梗地組(C2l)和絲光坪組(C2s)、石炭系上統(tǒng)大木場組(C3d)和巖子坡組(C3y)、二疊系下統(tǒng)雙河組(P1sh)以及第四系全新統(tǒng)(Q4)。主要巖性為雜砂巖、板巖和變質(zhì)粉砂巖等。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以NE向?yàn)橹?，其次為SN向、EW向和NW向斷裂，以及由以上斷裂衍生的次級(jí)斷裂等。巖漿巖主要出露在礦區(qū)西北部，為各類花崗巖以及少量的輝綠玢巖，受到區(qū)域性構(gòu)造應(yīng)力擠壓，總體呈NE向展布。該礦床主要由老熊窩、淘金處和三個(gè)硐3個(gè)礦段組成(圖2)。

礦體嚴(yán)格受斷裂控制，其中老熊窩礦段主要沿著背斜軸部的斷裂破碎帶分布； 淘金處礦段受花崗巖接觸帶和構(gòu)造破碎帶聯(lián)合控制； 三個(gè)硐礦段受花崗巖接觸帶控制。區(qū)內(nèi)礦石主要分為原生礦石、氧化礦石和混合礦石，其中地表及淺部主要為氧化礦石和混合礦石，深部主要為原生礦石。礦石礦物組成為白云母、石英、黃鐵礦、錫石，少量螢石和黃玉。成礦可分為4個(gè)階段[8]： 第一階段礦物組合為黃鐵礦-黃玉-白云母-粒狀錫石，含少量石英； 第二階段礦物組合為黃鐵礦-石英-白云母-柱狀錫石； 第三階礦物組合為黃鐵礦-石英-放射狀錫石； 第四階段礦物組合為黃鐵礦-石英-球粒狀錫石，含有少量螢石。

3 白云母礦物標(biāo)型研究

3.1 白云母產(chǎn)出特征

白云母是花崗巖、云英巖、變質(zhì)巖和部分碎屑沉積巖中的常見礦物，該礦物的理想化學(xué)式是KAl2[Si3AlO10](OH, F)2，A/CNK (指A12O3/(CaO+Na2O+K2O)，每種組分為分子數(shù))為3，屬于強(qiáng)過鋁的礦物。其顯微光學(xué)特征有明顯閃突起，{100}解理極其發(fā)育，近平行消光，具鮮艷的2—3級(jí)干涉色，正延性和負(fù)光性。在光學(xué)顯微鏡下礦體及圍巖中白云母的觀察結(jié)果如圖3所示。

依據(jù)觀察結(jié)果，來利山錫礦圍巖中白云母大致可以分為2種類型： ①呈半自形—自形，粒徑為200～600 μm，解理清晰并有明顯閃突起，不與其他礦物呈反應(yīng)或交代關(guān)系(圖3 (a))。根據(jù)原生白云母巖相學(xué)的判別標(biāo)準(zhǔn)[9-12]，此類白云母應(yīng)屬原生白云母。②呈葉片狀或透鏡狀，沿黑云母的解理縫或邊部產(chǎn)出，與黑云母呈交代接觸關(guān)系，接觸界面不清晰，無明顯閃突起，局部可見環(huán)帶，受擠壓應(yīng)力作用解理縫局部出現(xiàn)明顯彎曲，可見明顯的波狀消光(圖3(b))。這表明了白云母與黑云母之間存在一定的繼承關(guān)系，可能是由黑云母蝕變而來，繼承了黑云母一部分Fe、Mg質(zhì)的基性成分，致使外圍環(huán)帶的干涉色較高，推斷其可能的反應(yīng)機(jī)理為

(1)

另外還有一些白云母分布在礦體中，呈竹葉狀(圖3(c))或扇形(放射狀)(圖3(d))集合體產(chǎn)出，粒徑大小為50～300 μm，屬于熱液蝕變后期交代增生而成，邊緣和解理線不清晰，無閃突起，環(huán)帶構(gòu)造不明顯，這一類稱為交代型白云母。

3.2 白云母化學(xué)成分特征及其標(biāo)型意義

在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院測試中心采用JXA8100型電子探針儀對(duì)白云母進(jìn)行了成分測試，并以22個(gè)氧原子為基礎(chǔ)計(jì)算了白云母晶體化學(xué)式(表1)。

注： ① RM=0.5Fe2O3+MgO+FeO； ② R=(Fe+Mg)/(Fe+Mg+Ti+Al)。

如前所述，白云母是一種以Si、Al和K為主要成分并含有一定量OH和F的層狀硅酸鹽。在不同的溫壓條件下，白云母成分由于發(fā)育類質(zhì)同像替代而在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，對(duì)形成環(huán)境具有一定的指示意義。理想成分的原生白云母通常形成于地下11 km以下深度[10]。白云母中Si原子的含量與其形成壓力呈正相關(guān)關(guān)系，所以多硅白云母可以作壓力計(jì)[13-15]。即以0.5Fe2O3、MgO和FeO的分子比(分子比=質(zhì)量%/分子量)之和(RM)作為普通白云母和多硅白云母的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)RM大于0.08時(shí)為多硅白云母[16]。通過計(jì)算，來利山錫礦圍巖中白云母RM在[0.095，0.124]之間，顯然屬于多硅白云母。

3.2.1 化學(xué)成分對(duì)變質(zhì)壓力的反映

多硅白云母中Na、Mg含量與變質(zhì)溫壓條件關(guān)系密切[17-18]。Cipriani 等[18]發(fā)現(xiàn)隨著變質(zhì)壓力增高，多硅白云母的Mg含量也增加。對(duì)不同變質(zhì)壓力形成的多硅白云母研究，建立了多硅白云母的Na-Mg變質(zhì)壓力圖解(圖4)，圖中橫坐標(biāo)為Na含量可以指示變質(zhì)溫度，縱坐標(biāo)為Mg含量用來反映變質(zhì)壓力。根據(jù)變質(zhì)壓力的大小劃分為3個(gè)不同的區(qū)域，即高壓區(qū)、中—高壓區(qū)和低壓區(qū)。從圖4中可以看出，來利山錫礦圍巖變質(zhì)砂巖中的多硅白云母分布在高壓區(qū)域，而圍巖褪色角巖中的多硅白云母主要分布在中—高壓區(qū)，反映了高壓和中—高壓變質(zhì)的特征； 另一方面，從投影點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)可以看出該礦區(qū)圍巖變質(zhì)溫度應(yīng)該為中低溫。

對(duì)來利山錫礦圍巖多硅白云母進(jìn)行MgO-RM投圖(圖5)，可見變質(zhì)砂巖中的多硅白云母分布在Ⅰ區(qū)，為高壓相系。而褪色角巖中的多硅白云母主要分布在Ⅱ區(qū)，為中—高壓相系。

3.3 熱液交代型白云母

在來利山錫礦床熱液成礦期的4個(gè)成礦階段中[8]，礦體中白云母主要產(chǎn)出于第一、二階段，礦體中樣品均為來利山淘金處、老熊窩礦段各自破碎帶中的原生礦石，淘金處樣品以15TJC xx命名，老熊窩樣品以15LXW xx命名。其鏡下特征如圖6所示。

第一階段： 白云母呈片狀、竹葉狀和扇狀(放射狀)，粒徑大小為50～300 μm，主要為200 μm左右； 鏡下觀察可見其被黃鐵礦和石英包裹，偶見其包裹錫石； 主要共生礦物有黃玉、錫石和黃鐵礦等(圖6(a)、(b))。

第二階段： 白云母呈竹葉狀、針狀、放射狀和鱗片狀，一般粒徑小于200 μm； 主要分布在黃鐵礦間隙，可見云母與錫石接觸生長，界限清晰； 主要共生礦物為錫石、石英和黃鐵礦等； 鏡下觀察判斷，白云母晚于錫石生長，偶見包裹錫石(圖6(c)、(d))。

通過對(duì)來利山錫礦床熱液成礦期白云母電子探針分析，結(jié)果如表2所示。

注： ① RM=0.5Fe2O3+MgO+FeO; ② R=(Fe+Mg)/(Fe+Mg+Ti+Al)。

從表2可以發(fā)現(xiàn)，第一階段白云母FeO、TiO2、MgO、Na2O、K2O和F成分高于第二階段，而SiO2和Al2O3低于第二階段。第一階段F含量高，說明當(dāng)時(shí)流體中揮發(fā)分較高，第一階段有黃玉大量產(chǎn)出也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。由此可知，不同階段的礦化作用中，其熱液組分具有一定的演化規(guī)律。

4 結(jié)論

(1)來利山錫礦圍巖中白云母主要為多硅白云母，根據(jù)其Na-Mg圖解，認(rèn)為圍巖變質(zhì)砂巖發(fā)生了高壓變質(zhì)，圍巖褪色角巖發(fā)生了中—高壓變質(zhì)，兩者變質(zhì)溫度應(yīng)為中低溫。

(2)來利山錫礦不同成礦階段白云母化學(xué)成分發(fā)生變化，說明成礦熱液演化過程中組分發(fā)生顯著變化。其中第一階段白云母F平均含量明顯高于第二階段，表明早期流體含有較高揮發(fā)分。

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(責(zé)任編輯： 劉永權(quán))

Study on typomorphic characteristics of muscovites in Lailishan tin deposit of Yunnan Province

WANG Dongli, SHEN Junfeng, DONG Guochen, LIU Shengqiang, ZHANG Hong

(SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China)

Lailishan tin deposit is one of the most famous tin polymetallic deposits in western Yunnan. To investigate its ore genesis and provide scientific basis for exploration and prospecting, the authors studied typomorphic characteristics of muscovites in the mining area. The results show that muscovite is one of the most dominant minerals in this mining area, which is mainly distributed in the first and second mineralization stage and the adjacent wall rocks. The authors found that the muscovites of mineralization stages are mostly spatulate or flabellate (stellated) aggregation under optical microscope. And the muscovites of the wall rocks are mostly subhedral-euhedral and have clear cleavage. The EPMA data indicate that muscovites of different mineralization stages have different compositions, which show that the genesis of the muscovites is affected by the metallogenic hydrothermal evolution. The muscovites of the wall rocks are typically phengite. The Na-Mg diagram indicates that the wall rocks were mostly formed in medium-low temperature and medium-high pressure. The metasandstones were formed in high pressure, and the hornstones were formed in medium-high pressure. The results of this study have a guiding significance for further prospecting in this area.

muscovite; typomorphic characteristics; Lailishan tin deposit; Yunnan

10.19388/j.zgdzdc.2017.02.07

2016-06-27；

2016-10-06。

中國地質(zhì)調(diào)查局“云南騰沖—梁河地區(qū)錫多金屬礦整裝勘查區(qū)專項(xiàng)填圖與技術(shù)應(yīng)用示范(編號(hào)： 12120114013801)”項(xiàng)目資助。

王冬麗(1989—),男，碩士研究生，主要從事成因礦物學(xué)與找礦礦物學(xué)研究。Email: 1554638120@qq.com。

申俊峰(1962—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事成因礦物學(xué)與找礦礦物學(xué)研究。Email: shenjf@cugb.edu.cn。

王冬麗，申俊峰，董國臣，等.云南來利山錫礦床白云母標(biāo)型特征研究[J].中國地質(zhì)調(diào)查,2017,4(2): 59-65.

P578.959; P618.44

A

2095-8706(2017)02-0059-07