胡昕凱, 張壽庭, 曹華文, 裴秋明, 夏炳衛(wèi), 趙 玉, 王 亮

(1.中國地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083; 2.中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081)

河南欒川中魚庫矽卡巖礦物學(xué)特征及地質(zhì)意義

胡昕凱1, 張壽庭1, 曹華文2, 裴秋明1, 夏炳衛(wèi)1, 趙 玉1, 王 亮1

(1.中國地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083; 2.中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081)

河南欒川中魚庫硫鋅多金屬礦床是近年來發(fā)現(xiàn)的矽卡巖型硫鋅多金屬礦床，為進一步探討其成礦機制，本文以矽卡巖礦物為研究對象，開展了野外觀察、巖礦鑒定和電子探針分析綜合研究。研究表明，礦床成礦階段可細分為早矽卡巖階段、退化蝕變階段(晚矽卡巖階段)、石英-硫化物階段、石英-碳酸鹽階段。該礦床矽卡巖為交代成因的鈣矽卡巖，石榴子石以鈣鐵榴石-鈣鋁榴石系列為主，輝石以透輝石-鈣鐵輝石系列為主，簾石主要為綠簾石，角閃石為鈣角閃石，綠泥石為鐵鎂綠泥石。石榴子石、輝石端元組分特征顯示矽卡巖階段成礦流體經(jīng)歷了從酸性到堿性、從還原到氧化的轉(zhuǎn)變。隨著流體演變，從退化蝕變階段到石英-硫化物階段，成巖成礦環(huán)境逐漸從氧化環(huán)境過渡到還原環(huán)境。石英-硫化物階段是成礦主階段，在此階段金屬硫化物大量富集和沉淀。

矽卡巖；礦物學(xué)；硫鋅多金屬礦床；中魚庫

矽卡巖型礦床是一種在金屬礦床中占有重要位置的礦床類型，矽卡巖型鎢、錫、銅、鉬、鐵、鋅、鉛礦床均具有重要的經(jīng)濟價值[1-7]。矽卡巖礦物學(xué)研究是矽卡巖型礦床定義和分類的基礎(chǔ)，對矽卡巖礦物的化學(xué)組分、共生組合、交代關(guān)系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的研究，有助于分析矽卡巖的形成條件、矽卡巖礦床的形成過程及成巖成礦機制[8-11]。

河南欒川鉬鎢鉛鋅銀礦集區(qū)位于華北陸塊南緣褶皺帶內(nèi)，分為南北2個礦田：北部是勘探程度較高的南泥湖-三道莊礦田，南部是近年來越來越受到關(guān)注的魚庫-石寶溝礦田。前人對南泥湖-三道莊礦田的矽卡巖進行了部分研究工作[12-15]，而對魚庫-石寶溝礦田的矽卡巖研究程度較低。并且對于欒川礦集區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床成因類型還存在較大爭議，大致可分為2種觀點:一種觀點認(rèn)為鉛鋅銀礦床成因與沉積作用有關(guān)，主要為MVT型[16]、SMS型[17]或同沉積改造成因型礦床[18]；另一種觀點認(rèn)為其與區(qū)內(nèi)晚中生代巖漿活動有關(guān)[19-22]，應(yīng)屬矽卡巖型-熱液脈型鉛鋅銀礦床，受層間斷裂控制。矽卡巖作為欒川礦集區(qū)鉛鋅銀礦床的一種重要的賦礦圍巖，通過對矽卡巖的礦物學(xué)研究，有助于了解鉛鋅銀礦床的成因及其形成環(huán)境[9,23-24]。

中魚庫礦床是近年來魚庫礦田中新發(fā)現(xiàn)的有較大潛力的硫鋅多金屬礦床。盡管前人對中魚庫礦床地質(zhì)特征及閃鋅礦痕量元素地球化學(xué)[25]、成礦年代學(xué)[26]、成礦大地構(gòu)造背景[27-30]等方面進行了較多的研究，但在礦床的巖石學(xué)和礦物學(xué)方面的基礎(chǔ)地質(zhì)研究仍然薄弱。本文通過野外觀察、巖礦鑒定和電子探針分析方法對中魚庫礦床礦體中的典型矽卡巖礦物進行研究，探討該礦床的形成過程與成巖成礦機制。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

河南欒川地區(qū)在大地構(gòu)造位置上位于華北克拉通南緣與秦嶺碰撞造山帶東段的拼合部位(圖1-A)。區(qū)域地層區(qū)劃隸屬華北陸塊南緣與北秦嶺構(gòu)造帶兩大地層分區(qū)。前者是由太古宇太華巖群作為基底，長城系熊耳群、中元古界官道口群、新元古界欒川群和下古生界陶灣群作為蓋層組成的，具有典型的基底-蓋層雙層結(jié)構(gòu)。北秦嶺構(gòu)造帶在欒川地區(qū)涉及到的地層主要為中元古界寬坪群。2個地層分區(qū)之間以欒川斷裂為界呈斷層接觸(圖1-B)。區(qū)域基本構(gòu)造格局的形成主要受控于秦嶺造山帶的形成與演化：早古生代揚子板塊和華北板塊分別沿商丹和勉略縫合帶相向朝秦嶺板塊作巨大陸內(nèi)俯沖，秦嶺板塊則反向向外上沖推覆，最后在三疊紀(jì)中晚期結(jié)束全面碰撞而閉合，然后轉(zhuǎn)入陸內(nèi)構(gòu)造演化階段，經(jīng)歷了中新生代陸內(nèi)造山作用疊加復(fù)合最終形成如今的復(fù)合造山帶[31-34]。區(qū)內(nèi)整體構(gòu)造線方向以北西西向為主，同時發(fā)育北東向、近南北向斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，古元古代、中新元古代和中生代皆有巖漿活動事件[35]。其中中生代燕山期中酸性斑巖類小巖體多產(chǎn)于北東向構(gòu)造斷裂帶與北西西向構(gòu)造斷裂帶交匯處，在時空上這些斑巖體與區(qū)內(nèi)的Mo-W-Pb-Zn-Cu-Ag礦床有緊密的成因聯(lián)系[36-41]。

1.2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)位于欒川縣陶灣鎮(zhèn)魚庫村(圖1-C)。賦礦地層為新元古界欒川群三川組，是一套碳酸鹽巖夾少量碎屑巖沉積。三川組下段(Pt3s1)巖性為灰白色變石英砂巖，夾鈣質(zhì)粉砂巖及薄層炭質(zhì)板巖；上段(Pt3s2)為灰白色-青灰色中厚層狀大理巖、黑云母大理巖及條帶狀大理巖夾鈣質(zhì)粉砂巖薄層。礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了隱伏斑巖體，并存在鉬鎢礦化[27,42]。圍巖蝕變類型主要為矽卡巖化，另發(fā)育角巖化?？刂频V床形成的構(gòu)造空間為石家溝-火神廟背斜，呈近東西向展布，南北寬約3.5 km。礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)2條鋅鉛金屬礦體，呈北西-南東向平行展布，與礦區(qū)地層和主構(gòu)造線方向一致，為層狀、似層狀，產(chǎn)于鈣質(zhì)砂巖和碎屑巖之間的層間構(gòu)造破碎帶中。其中，S068是中魚庫礦床中規(guī)模最大的礦體，分布于榆木溝-札子溝一帶(圖1-C)，延伸近2.2 km，產(chǎn)狀與地層近于一致，傾向355°～50°，傾角15°～65°。

礦石的構(gòu)造主要為塊狀、浸染狀、條帶狀、團塊狀和脈狀等。礦石結(jié)構(gòu)主要呈半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)，少量交代殘余結(jié)構(gòu)等。金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等，脈石礦物為石英、白云石、透輝石和石榴子石等，還可見少量方解石、白云母、綠簾石、綠泥石及閃石等。Zn品位(即質(zhì)量分?jǐn)?shù)：wZn)為0.35%～4.21%，平均為3.43%；Pb品位為0.01%～1.10%，平均為0.08%；Ag品位為2.79×10-6～16.40×10-6，平均為9.18×10-6[25]。

在中魚庫礦區(qū)，矽卡巖礦物特征分帶現(xiàn)象普遍，通過野外實地調(diào)查， 以S068礦體及其矽卡巖蝕變帶為例進行剖析(圖2)，對中魚庫礦床中的矽卡巖礦物的基本分帶特征進行歸納總結(jié)。矽卡巖與礦石礦物組合在水平方向上存在一定的分帶趨勢(表1)。

圖2 中魚庫硫鋅多金屬礦床S068礦脈實測剖面圖Fig.2 Geological cross section of S068 vein in the Zhongyuku sulfide polymetallic deposit(據(jù)文獻[26]修編)

2 樣品采集與測試

對中魚庫礦床中不同中段的含礦和不含礦矽卡巖分別進行采集，共采集新鮮的矽卡巖樣品16件。首先將采集的樣品進行系統(tǒng)的巖相學(xué)、礦物學(xué)研究，確定矽卡巖和成礦期次，然后對不同成礦階段不同類型的矽卡巖礦物進行電子探針成分分析，進一步確定矽卡巖礦物的端員組分。

表1 中魚庫礦床SW→NE水平分帶特征

電子探針測試在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)電子探針實驗室完成[15]，儀器型號為日本島津公司生產(chǎn)的EPMA-1600，測試條件為：加速電壓15 kV，激發(fā)電流10 nA，電子束直徑1 μm，ZAF法修正。標(biāo)樣采用天然礦物或合成金屬國家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)樣品為Si、Al、Na(鈉長石)、Mg(橄欖石)、K(透長石)、Ca(方解石)、Mn(薔薇輝石)、Cr(鉻鐵礦)、Fe(鐵鋁榴石)、Ti(金紅石)。

3 矽卡巖類型及成礦期次劃分

通過礦床地質(zhì)特征和鏡下研究認(rèn)為，矽卡巖可分為石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖、石榴子石-透輝石矽卡巖、硅灰石-石榴子石矽卡巖(圖3)。根據(jù)野外的礦脈穿插關(guān)系和手標(biāo)本中礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，結(jié)合室內(nèi)鏡下鑒定特征，將中魚庫礦床劃分為4個階段，依次為：早矽卡巖階段→退化蝕變階段(晚矽卡巖階段)→石英-硫化物階段→石英-碳酸鹽階段(圖4)。

a.早矽卡巖階段。主要礦物為石榴子石、輝石、硅灰石等無水硅酸鹽礦物(圖4-A、B、C)。根據(jù)礦物組合和形態(tài)特征可以將石榴子石分為2類：第一類石榴子石在矽卡巖帶的中央?yún)^(qū)域大量發(fā)育，為淺棕色、紅褐色，呈自形-半自形，環(huán)帶結(jié)構(gòu)發(fā)育；第二類石榴子石在矽卡巖帶與大理石或角巖的接觸帶附近呈脈狀產(chǎn)出，淺黃色，半自形-他形粒狀，部分可見環(huán)帶結(jié)構(gòu)。輝石手標(biāo)本上呈深綠色-淺綠色，單偏光鏡下呈無色-淡綠色，自形-半自形粒狀或不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，多與石榴子石共生或呈脈狀充填于石榴子石之間。硅灰石呈纖維狀、放射狀集合體產(chǎn)出，常與石榴子石、輝石共生。

圖3 中魚庫礦床礦物組合和礦石特征Fig.3 Mineral association and features of ore minerals in the Zhongyuku deposit(A)石榴子石被后期方解石脈穿切; (B)石榴子石部分退化蝕變成綠簾石,綠簾石被后期黃鐵礦脈穿切; (C)透輝石石榴子石矽卡巖,具少量浸染狀閃鋅礦化、黃鐵礦化和黃銅礦化; (D)硅灰石石榴子石輝石矽卡巖,晚期脈狀石榴子石穿切早期硅灰石; (E)黃鐵礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦交代輝石; (F)綠泥石化石榴子石矽卡巖被閃鋅礦脈穿切; (G)黃鐵礦脈切穿透輝石矽卡巖; (H)石榴子石矽卡巖呈團塊狀閃鋅礦化，又被后期的方解石脈穿切; (I)穿切石榴子石矽卡巖的黃鐵礦脈被后期的石英脈切割。礦物縮寫符號據(jù)文獻[43]：Sp.閃鋅礦; Ccp.黃銅礦; Py.黃鐵礦; Po.磁黃鐵礦; Qtz.石英; Cal.方解石; Grt.石榴子石; Di.透輝石; Hd.鈣鐵輝石; Wo.硅灰石; Ep.綠簾石; Chl.綠泥石

圖4 中魚庫礦床巖石、礦石顯微特征Fig.4 Microscopic characteristics of rocks and ores in the Zhongyuku deposit(A)具典型環(huán)帶結(jié)構(gòu)的石榴子石,孔隙被后期方解石和石英填充,單偏光; (B)石榴子石被后期透輝石脈穿切,正交偏光; (C)呈一級灰白放射狀的硅灰石,單偏光; (D)石榴子石退化蝕變?yōu)榫G簾石,正交偏光; (E)淺閃石交代透輝石,單偏光; (F)綠泥石交代石榴子石,單偏光; (G)閃鋅礦與黃鐵礦具有共結(jié)邊結(jié)構(gòu)交代透輝石,反射光; (H)磁黃鐵礦交代透輝石,閃鋅礦又交代磁黃鐵礦; (I)磁黃鐵礦交代黃鐵礦和黃銅礦,反射光。Sp.閃鋅礦; Ccp.黃銅礦; Py.黃鐵礦; Po.磁黃鐵礦; Qtz.石英; Cal.方解石; Grt.石榴子石; Di.透輝石; Hd.鈣鐵輝石; Wo.硅灰石; Ep.綠簾石; Chl.綠泥石; Ed.淺閃石

b.退化蝕變階段。主要礦物為綠簾石、角閃石、綠泥石等含水硅酸鹽礦物(圖4-D、E、F)，沿節(jié)理、裂隙或巖性分界面等構(gòu)造薄弱面交代早期矽卡巖階段礦物，呈浸染狀和網(wǎng)脈狀疊加在矽卡巖上。綠簾石在單偏光鏡下呈黃綠色-草綠色，粒狀、板狀。角閃石在單偏光鏡下呈深綠色-綠色，形態(tài)為板狀、柱狀，自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，多以浸染狀和網(wǎng)脈狀疊加在矽卡巖上。綠泥石主要是葉綠泥石，單偏光鏡下呈淺綠色、草綠色，自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，集合體呈鱗片狀。

c.石英-硫化物階段。主要形成閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦等金屬硫化物以及石英、綠泥石等脈石礦物(圖4-G、H、I)。閃鋅礦手標(biāo)本上可細分為2類：①在石英、方解石脈中呈細脈浸染狀、細脈狀、團塊狀，與浸染狀-星點狀黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦一起產(chǎn)出，構(gòu)成致密塊狀集合體；②發(fā)育在矽卡巖礦物間，呈浸染狀、團塊狀。方解石在手標(biāo)本上呈團塊狀、脈狀產(chǎn)出。石英有2種產(chǎn)狀，其中一種是呈細小顆粒狀充填于石榴子石、透輝石的間隙；另一種是以石英硫化物脈的形式產(chǎn)于矽卡巖中。

d.石英-碳酸鹽階段。主要形成方解石和石英等(圖4-A)。方解石呈脈狀切穿早階段礦物，脈體寬大，主要發(fā)育在大理巖中。石英伴隨方解石脈產(chǎn)出。

4 礦物主元素地球化學(xué)特征

4.1 石榴子石

9件石榴子石樣品電子探針分析結(jié)果、陽離子數(shù)及端元組分見表2。如石榴子石的端元組分所示，石榴子石屬于鈣鋁榴石-鈣鐵榴石系列(圖5-A)，但2類石榴子石中的鈣鋁榴石和鈣鐵榴石端元組分的占比是不同的：第一類石榴子石以鈣鐵榴石端元為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.26%～84.41%，平均為67.44%；其次是鈣鋁榴石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.82%～60.53%，平均為25.56%；還有少量的鐵鋁榴石(質(zhì)量分?jǐn)?shù)：2.15%～5.46%)和錳鋁榴石(質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.77%～3.94%)，鎂鋁榴石和鈣鉻榴石含量可以忽略不計。第二類石榴子石以鈣鋁榴石端元為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.70%～78.64%，平均為61.03%；其次是鈣鐵榴石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.81%～60.26%，平均為31.43%；鐵鋁榴石和錳鋁榴石含量較低，兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為6.37%～8.51%，平均為7.32%；閃鋅礦常與這類石榴子石伴生(圖3-C)。

表2 中魚庫礦床代表性石榴子石電子探針分析結(jié)果

“-”表示低于儀器檢測限。Ura.鈣鉻榴石; Adr.鈣鐵榴石; Pyr.鎂鋁榴石; Sps.錳鋁榴石; Alm.鐵鋁榴石; Gro.鈣鋁榴石。

圖5 中魚庫礦床石榴子石和輝石端員組分圖解Fig.5 End members of garnets and pyroxenes from the Zhongyuku depositGro.鈣鋁榴石; Adr.鈣鐵榴石; Sps.錳鋁榴石; Alm.鐵鋁榴石; Di.透輝石; Hd.鈣鐵輝石; Jo.錳鈣輝石

4.2 輝石

12件輝石樣品電子探針分析結(jié)果、陽離子數(shù)及端元組分見表3。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，主元素富Ca、Mg、Fe，貧Ti、Al、Mn、Na、K，屬于透輝石-鈣鐵輝石系列，以透輝石為主(圖5-B)。透輝石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53.26%～90.07%，平均為71.79%；鈣鐵輝石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.21%～37.66%，平均為24.01%；錳鈣輝石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.71%～10.69%，平均為4.20%。

4.3 角閃石

5件角閃石樣品的電子探針分析結(jié)果、陽離子數(shù)及單元組分見表4。電子探針質(zhì)量分?jǐn)?shù)測試結(jié)果：SiO2平均為44.01%，TFeO平均為15.58%，MgO平均為12.80%，CaO平均為11.72%，Al2O3平均為8.03%，MnO平均為0.74%，TiO2平均為0.36%。角閃石屬于鈣角閃石系列，主要為淺閃石，也有少量韭閃石(圖6)。

圖6 中魚庫礦床角閃石分類圖解Fig.6 Classification of amphiboles for the Zhongyuku deposit(作圖方法據(jù)文獻[44])

4.4 綠簾石

對中魚庫礦床的5件綠簾石樣品進行電子探針分析，探針分析結(jié)果、陽離子數(shù)及端元組分見表5。綠簾石的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：SiO2平均為36.12%，Al2O3平均為21.25%，TFeO平均為15.07%，MnO平均為0.32%，TiO2平均為0.25%，MgO平均為0.10%。

4.5 綠泥石

對3件綠泥石樣品進行電子探針分析，分析結(jié)果見表6。綠泥石中主要組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：SiO2平均為25.42%，TFeO平均為25.71%，Al2O3平均為18.68%，MgO平均為14.04%，MnO平均為1.74%，Na2O平均為0.32%，CaO平均為0.18%。綠泥石主要為鐵鎂綠泥石和鐵綠泥石(圖7)，富Fe和Mg、貧Al。

5 討 論

5.1 矽卡巖礦物對成巖成礦環(huán)境的指示意義

矽卡巖礦物的化學(xué)成分能提供指示成巖成礦環(huán)境的關(guān)鍵信息[1,46-47]。從20世紀(jì)40年代起，國外就開始對矽卡巖礦物人工合成進行研究[48]。20世紀(jì)90年代，梁祥濟[49]使用中國的各類巖石樣品作為原料在實驗室中合成了石榴子石。結(jié)果表明，鈣鐵榴石在450～600℃、pH=4.0～11.0的氧化-弱氧化環(huán)境中容易大量形成，而鈣鋁榴石則容易在550～700℃、中-酸性環(huán)境中晶出。

表3 中魚庫礦床代表性輝石電子探針分析結(jié)果

“-”表示低于儀器檢測限。Hd.鈣鐵輝石; Jo.錳鈣輝石; Di.透輝石。

表4 中魚庫礦床代表性角閃石電子探針分析結(jié)果

表5 中魚庫礦床代表性綠簾石電子探針分析結(jié)果

“-”表示為低于儀器檢測上限。

表6 中魚庫礦床代表性綠泥石電子探針分析結(jié)果(w/%)

“-”表示低于儀器檢測上限; R2+=Fe/(Fe+Mg)。

圖7 中魚庫礦床綠泥石分類圖解Fig.7 Classification of chlorites for the Zhongyuku deposit(作圖方法據(jù)文獻[45])

中魚庫礦床矽卡巖體系中的大量石榴子石都發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，這些環(huán)帶的成分變化可以反映成礦熱液的演化歷史和石榴子石形成過程中物理化學(xué)條件的變化，從而為研究石榴子石環(huán)帶成因及成礦熱液演化提供重要信息[50-52]。從核部到邊部(圖8)，SiO2和CaO含量變化不大，Al2O3和FeO含量走勢線呈鋸齒型，含量變化較大?？拷瞬?，鈣鋁榴石與鈣鐵榴石含量比較接近，反映早期形成環(huán)境為弱氧化、弱酸性-弱堿性環(huán)境。隨著石榴子石的生長，石榴子石中的Al2O3含量減少，F(xiàn)eO含量增加，SiO2和CaO含量基本不變，鈣鐵榴石的含量增加，鈣鋁榴石的含量減少，這反映了石榴子石形成過程中氧逸度增加，成礦溶液由酸性向弱堿性演化，F(xiàn)e含量逐漸增加，使得邊部形成的石榴子石富含鐵質(zhì)[53]。

氧化-還原反應(yīng)在矽卡巖的形成中占有重要角色。而矽卡巖礦物的Fe2+/Fe3+比值可以推測成巖時的氧化-還原環(huán)境[54-55]。據(jù)前人研究認(rèn)為[46,56]，主要發(fā)育鈣鐵榴石和透輝石的矽卡巖為氧化型矽卡巖；主要發(fā)育鈣鋁榴石和鈣鐵輝石的矽卡巖為還原型矽卡巖。氧化型矽卡巖的礦物有較低的Fe2+/Fe3+比值，而還原型矽卡巖則相反。在中魚庫礦床，石榴子石富鈣鐵榴石貧鈣鋁榴石，輝石主要為透輝石，鈣鐵輝石較少，都說明矽卡巖形成于氧化環(huán)境。

隨著成礦流體溫度逐漸降低，水解作用變得重要起來，大量出現(xiàn)了淺閃石、鐵鎂綠泥石、鐵綠泥石等退化蝕變階段礦物，反映其氧化-還原條件發(fā)生了轉(zhuǎn)變，流體氧逸度逐漸降低[57-60]。在石英-硫化物階段，偏堿性的還原環(huán)境有利于金屬硫化物沉淀富集，從而形成了大量的黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦。

5.2 矽卡巖礦物與金屬礦化的關(guān)系

趙一鳴等[61-62]將錳質(zhì)矽卡巖從鈣矽卡巖中單獨劃出，當(dāng)作一個獨立的交代建造，作為評價矽卡巖鉛鋅銀礦床的重要礦物地球化學(xué)標(biāo)志。中魚庫礦床的部分矽卡巖具有較高的錳鈣輝石和錳鋁榴石含量。

圖8 中魚庫礦床石榴子石環(huán)帶成分變化示意圖Fig.8 Diagrams showing composition variation of garnet zoning in the Zhongyuku deposit(A)選自02號樣品的第一類石榴子石環(huán)帶；(B)選自20號樣品的第二類石榴子石環(huán)帶

圖9 世界大型矽卡巖型礦床石榴子石和輝石組分Fig.9 Ternary plots of garnet and pyroxene compositions of major large-scale skarn deposits(據(jù)文獻[2])

國內(nèi)外許多學(xué)者對石榴子石成分與不同礦化類型的矽卡巖礦床之間的關(guān)系進行了研究，證明大部分礦床的石榴子石成分特征與金屬礦化之間存在一定內(nèi)在聯(lián)系[1-2,63-66]。根據(jù)中魚庫礦床石榴子石分析結(jié)果，石榴子石端元的變化與世界典型的大型矽卡巖型鉛鋅礦床相應(yīng)端元組分的變化趨勢基本一致(圖9-A)。矽卡巖階段，巖漿熱液對原巖的交代作用改變了原巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。粒狀石榴子石的大量發(fā)育，增加了礦物的密度，減少了體積，從而增加了顆粒間的孔隙。巖石孔隙度和滲透率的增加有利于熱液流體的運移，促進熱液與圍巖充分反應(yīng)，并為硫化物沉淀提供空間。所以石榴子石的大量發(fā)育使得矽卡巖比斑巖體更有利于硫化物的富集和沉淀[67-68]。Nakano等[69]在研究了日本46個矽卡巖礦床中輝石的化學(xué)成分之后指出，輝石中的wMn/wFe值對矽卡巖礦床金屬礦化類型有較好的指示性。銅、鐵礦床的wMn/wFe值大多都低于0.1，鉛鋅礦床的wMn/wFe值普遍高于0.1。中魚庫礦床12件輝石樣品中24個探針點的wMn/wFe值為0.08～0.31，均值為0.18，顯示中魚庫的鉛鋅礦化與野外地質(zhì)現(xiàn)象一致。中魚庫礦床輝石端元組分相比世界大型矽卡巖型鉛鋅礦，顯示富透輝石貧鈣鐵輝石的特征(圖9-B)；而且自矽卡巖帶中央?yún)^(qū)域向外鈣鐵輝石總體呈增高趨勢，透輝石呈降低趨勢。透輝石-鈣鐵輝石的演變過程指示了鐵元素隨著成礦流體演變逐漸富集的過程，其為黃鐵礦、磁黃鐵礦的形成與富集提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

5.3 礦床成因

中魚庫礦床廣泛發(fā)育矽卡巖及其退化蝕變產(chǎn)物，與成礦關(guān)系密切。根據(jù)矽卡巖形成機理不同，可將矽卡巖劃分為交代矽卡巖和變質(zhì)矽卡巖兩大類[1]。中魚庫礦床的矽卡巖礦物組合與中國部分典型的交代鈣矽卡巖[70]的特征較為相似，而與區(qū)域變質(zhì)形成的矽卡巖礦物組合差別較大。

曹華文等[26]通過閃鋅礦的Rb-Sr法測得中魚庫鉛鋅礦成礦年齡為(136.4±0.8) Ma，指示該礦床形成于早白堊世。其年齡對應(yīng)于毛景文[71]等提出的古太平洋板塊與歐亞大陸之間相互作用，造成東秦嶺地區(qū)大規(guī)模巖漿活動，從而導(dǎo)致148～138 Ma B.P.間的區(qū)內(nèi)大規(guī)模成礦事件。巖漿侵入活動能促使形成熱液系統(tǒng)，并使熱液系統(tǒng)長期活動，還能供應(yīng)成礦物質(zhì)參與成礦活動[72-73]。中魚庫礦床處于近東西向與北北東向斷裂的交叉部位，豐富的斷裂構(gòu)造為流體運移提供了良好的通道、增大了流體與圍巖的接觸空間并提供了礦質(zhì)堆積空間。此外，通過對中魚庫鉛鋅礦床的閃鋅礦微量元素地球化學(xué)特征的分析[25]可以得知該礦床形成于中高溫環(huán)境，與巖漿熱液流體相關(guān)。上述的大量野外地質(zhì)現(xiàn)象，成礦年代學(xué)和巖石、礦物地球化學(xué)共同指示了礦床形成與區(qū)內(nèi)巖漿活動的密切關(guān)系，礦床類型應(yīng)屬于典型的巖漿熱液交代成因的矽卡巖型礦床。

礦區(qū)內(nèi)的中魚庫隱伏巖體的黑云母電子探針分析結(jié)果[74]顯示，巖體的成巖溫度與氧逸度很高，并且具有快速侵入的特征。巖漿在快速侵位過程中使欒川群三川組鈣質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)板巖、灰?guī)r重結(jié)晶形成大理巖和角巖。具有較高氧逸度的巖漿沿裂隙進一步侵入的過程中，會因為壓力降低發(fā)生相分離，成礦金屬、F、Cl等元素隨揮發(fā)相分離出來[63]。攜帶大量揮發(fā)分的巖漿流體與圍巖發(fā)生交代反應(yīng)形成矽卡巖礦物。其后，在退化蝕變階段環(huán)境溫度逐漸降低，含水礦物沿節(jié)理、裂隙或巖性分界面等構(gòu)造薄弱面開始交代早期矽卡巖階段的礦物。同時，流體的氧逸度逐漸降低，流體中的金屬礦質(zhì)(Zn、Pb等)進入到矽卡巖體系中。最終在石英-硫化物階段，金屬硫化物在偏還原的環(huán)境中大量富集沉淀。

6 結(jié) 論

a. 中魚庫礦床的成巖成礦過程可劃分為4個階段：早矽卡巖階段→退化蝕變階段(晚矽卡巖階段)→石英-硫化物階段→石英-碳酸鹽階段。

b. 電子探針分析結(jié)果顯示，中魚庫礦床矽卡巖是一套鈣矽卡巖，石榴子石以鈣鐵榴石-鈣鋁榴石系列為主，輝石顯示富透輝石貧鈣鐵輝石的特征，簾石主要為綠簾石，角閃石主要為淺閃石，綠泥石為鐵鎂綠泥石，屬交代成因矽卡巖。

c. 石榴子石和輝石的組分特征指示了礦床的硫鋅多金屬礦化，與地質(zhì)現(xiàn)象相符。矽卡巖礦物的形成增加了巖石的孔隙度和滲透率，有利于成礦。

d. 中魚庫礦床矽卡巖形成于一個較為氧化、弱堿性的環(huán)境，到后期氧逸度升高。在退化蝕變階段，流體氧逸度開始降低，為金屬硫化物的沉淀富集創(chuàng)造了有利條件。石英-硫化物階段流體氧逸度進一步降低，金屬硫化物在還原的環(huán)境中大量富集沉淀，是研究區(qū)的成礦主階段。

[1] Einaudi M T. Skarn Deposits[J]. Economic Geology, 1981, 75: 317-391.

[2] Meinert L D. Skarns and skarn deposits[J]. Geoscience Canada, 1992, 19(4): 145-162.

[3] Meinert L D. Igneous petrogenesis and skarn deposits[J]. Geological Association of Canada-Special Paper, 1993, 40: 569-583.

[4] Zheng Y C, Fu Q, Hou Z Q,etal. Metallogeny of the northeastern Gangdese Pb-Zn-Ag-Fe-Mo-W polymetallic belt in the Lhasa terrane, southern Tibet[J]. Ore Geology Reviews, 2015, 70: 510-532.

[5] He W Y, Mo X X, He Z H,etal. The geology and mineralogy of the Beiya skarn gold deposit in Yunnan, southwest China[J]. Economic Geology, 2015, 110(6): 1625-1641.

[6] Mao J W, Pirajno F, Xiang J F,etal. Mesozoic molybdenum deposits in the east Qinling-Dabie orogenic belt: Characteristics and tectonic settings[J]. Ore Geology Reviews, 2011, 43(1): 264-293.

[7] Saeid B, Reza H M, Mohsen M,etal. Geology, mineral chemistry and formation conditions of calc-silicate minerals of Astamal Fe-LREE distal skarn deposit, Eastern Azarbaijan Province, NW Iran[J]. Ore Geology Reviews, 2015, 68: 79-96.

[8] 趙苗,潘小菲,李巖.江西朱溪銅鎢多金屬礦床矽卡巖礦物學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)通報,2015,34(2/3): 548-568. Zhao M, Pan X F, Li Y,etal. Mineralogical characteristics and geological significance of the Zhuxi Cu-W polymetallic ore deposit, Jiangxi Province[J]. Geological Bulletin of China, 2015, 34(2/3): 548-568. (in Chinese)

[9] 黃華,張長青,周云滿,等.云南金廠河鐵銅鉛鋅多金屬礦床矽卡巖礦物學(xué)特征及蝕變分帶[J].巖石礦物學(xué)雜志,2014,33(1):127-148. Huang H, Zhang C Q, Zhou Y M,etal. Skarn mineralogy and zoning model of the Jinchanghe copper-zinc-iron polymetallic deposit in Yunnan Province[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2014, 33(1): 127-148. (in Chinese)

[10] Burt D M. Skarn deposits: Historical bibliography through 1970[J]. Economic Geology, 1982, 77(4): 755-763.

[11] Meinert L D, Hefton K K, Mayes D,etal. Geology, zonation, and fluid evolution of the Big Gossan Cu-Au skarn deposit, Ertsberg District, Irian Jaya[J]. Economic Geology, 1997, 92(5): 509-534.

[12] 王宗永,呂古賢,許譜林,等.欒川南泥湖鉬礦田蝕變分帶研究和構(gòu)造巖相填圖[J].地學(xué)前緣,2015,22(4):1-9. Wang Z Y, Lyu G X, Xu P L,etal. The study of the alteration zonation and the structural alteration mineral mapping in Nanniuhu Mo-W orefield, Luanchuan[J]. Earth Science Frontiers, 2015, 22(4): 1-9. (in Chinese)

[13] 徐兆文,任啟江,邱檢生.河南省欒川三道莊和黃背嶺礦區(qū)合礦矽卡巖的對比研究[J].礦物學(xué)報,1995,1(1):88-96. Xu Z W, Ren Q J, Qiu J S. A comparative investigation of ore-bearing skarns in Sandaozhuang and Huangbeiling, Luanchuan County, Hennan Province[J]. Acta Mineralogica Sinica, 1995, 1(1): 88-96. (in Chinese)

[14] 呂文德,趙春和,孫衛(wèi)志,等.河南欒川地區(qū)矽卡巖型鉛鋅礦地質(zhì)特征——南泥湖鉬礦外圍找礦問題[J].地質(zhì)調(diào)查與研究,2005,28(1):25-31. Lv W D, Zhao C H, Sun W Z,etal. Characters of the skarn Pb-Zn deposit in Luanchuan County, Henan Province[J]. Geological Survey and Research, 2005, 28(1): 25-31. (in Chinese)

[15] 聶瀟,尹京武,陳浦浦,等.河南欒川三道莊鉬鎢礦床石榴石的礦物學(xué)特征研究[J].電子顯微學(xué)報,2014,33(2):108-116. Nie X, Yin J W, Chen P P,etal. Skarn mineral characteristics of Sandaozhuang Mo-W deposit and their geological significance[J]. Journal of Chinese Electron Microscopy Society, 2014, 33(2): 108-116. (in Chinese)

[16] 劉國印,燕長海,宋要武,等.河南欒川赤土店鉛鋅礦床特征及成因探討[J].地質(zhì)調(diào)查與研究,2007,30(4):263-270. Liu G Y, Yan C H, Song Y W,etal. Characteristics and genesis of Chitudian lead-zinc deposits in Luanchuan County[J]. Geological Survey and Research, 2007, 30(4): 263-270. (in Chinese)

[17] 燕長海.東秦嶺鉛鋅銀成礦系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)[M].北京:地質(zhì)出版社,2004. Yan C H. Study on Inner Structure of Pb-Zn-Ag Mineralization System in Eastern Qinling[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2004. (in Chinese)

[18] 燕長海,劉國印,彭翼,等.豫西南地區(qū)鉛鋅銀成礦規(guī)律[M].北京:地質(zhì)出版社,2009. Yan C H, Liu G Y, Peng Y,etal. The Metallogenetical Characteristics of the Lead-Zinc-Silver Deposits in Southwest Hennan[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2009. (in Chinese)

[19] Duan S G, Xue C J, Chi G X,etal. Ore geology, fluid inclusion, and S- and Pb-isotopic constraints on the genesis of the Chitudian Zn-Pb deposit, southern margin of the North China Craton[J]. Resource Geology, 2009, 61(3): 224-240.

[20] 段士剛,薛春紀(jì),馮啟偉,等.豫西南赤土店鉛鋅礦床地質(zhì),流體包裹體和S,Pb同位素地球化學(xué)特征[J].中國地質(zhì),2011,38(2):427-441. Duan S G, Xue C J, Fen Q W,etal. Geology, fluid inclusions and S, Pb isotope geochemistry of the Chitudian Pb-Zn deposits in Luanchuan, Hennan Province[J]. Geology in China, 2011, 38(2): 427-441. (in Chinese)

[21] 段士剛,薛春紀(jì),劉國印,等.河南欒川地區(qū)鉛鋅礦床地質(zhì)和硫同位素地球化學(xué)[J].地學(xué)前緣,2010,17(2):375-384. Duan S G, Xue C J, Liu G Y,etal. Geology and sulfur isotope geochemistry of lead-zinc deposits in Luanchuan district, Hennan Province, China[J]. Earth Science Frontiers, 2010, 17(2): 375-384. (in Chinese)

[22] Bao Z W, Li C J, Qi J P. SHRIMP zircon U-Pb age of the gabbro dyke in the Luanchuan Pb-Zn-Ag orefield, east Qinling orogen and its constraint on mineralization time[J]. Acta Petrologica Sinica, 2009, 25(11): 2951-2956.

[23] 鄭偉,陳懋弘,趙海杰,等.廣東省天堂銅鉛鋅多金屬礦床矽卡巖礦物學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J].巖石礦物學(xué)雜志,2013,32(1):23-40. Zheng W, Chen M H, Zhao H J,etal. Skarn mineral characteristics of the Tiantang Cu-Pb-Zn polymetallic deposit in Guangdong Province and their geological significance[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2013, 32(1): 23-40. (in Chinese)

[24] 饒燦,陳漢林,歷子龍,等.浙江漓渚矽卡巖型鐵礦床的礦物學(xué)特征與成因[J].礦物學(xué)報,2014,34(3):328-336. Rao C, Chen H L, Li Z L,etal. Mineralogical characteristics and genesis of skarn from Lizhu iron deposit, Zhejiang Province, China[J]. Acta Mineralogica Sinica, 2014, 34(3): 328-336. (in Chinese)

[25] 曹華文,張壽庭,鄭硌,等.河南欒川礦集區(qū)中魚庫(鉛)鋅礦床閃鋅礦微量元素地球化學(xué)特征[J].礦物巖石,2014,34(3):50-59. Cao H W, Zhang S T, Zheng L,etal. Geochemical characteristics of trace element of sphalerite in the Zhongyuku (Pb)-Zn deposit of the Luanchuan, Southwest of China[J]. Journal of Mineralogy and Petrology, 2014, 34(3): 50-59. (in Chinese)

[26] 曹華文,裴秋明,張壽庭,等.豫西欒川中魚庫(鉛)鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr定年及其地質(zhì)意義[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,43(5):528-538. Cao H W, Pei Q M, Zhang S T,etal. Rb-Sr dating and geological significance of sphalerites from the Zhongyuku Zn(Pb) deposit in Luanchuan, Western Henan, China[J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 2016, 43(5): 528-538. (in Chinese)

[27] Li D, Han J W, Zhang S T,etal. Temporal evolution of granitic magmas in the Luanchuan metallogenic belt, east Qinling Orogen, central China: Implications for Mo metallogenesis[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2015, 111: 663-680.

[28] Li D, Zhang S T, Yan C H,etal. Late Mesozoic time constraints on tectonic changes of the Luanchuan Mo belt, East Qinling orogen, Central China[J]. Journal of Geodynamics, 2012, 61: 94-104.

[29] Wang C M, Zhang D, Wu G G,etal. Geological and isotopic evidence for magmatic-hydrothermal origin of the Ag-Pb-Zn deposits in the Lengshuikeng district, east-central China[J]. Mineralium Deposita, 2014, 49(6): 1-17.

[30] Wang X L, Jiang S Y, Dai B Z,etal. Age, geochemistry and tectonic setting of the Neoproterozoic (ca 830 Ma) gabbros on the southern margin of the North China Craton[J]. Precambrian Research, 2011, 190(1-4): 35-47.

[31] 張國偉,孟慶任,于在平,等.秦嶺造山帶的造山過程及其動力學(xué)特征[J].中國科學(xué)(D輯), 1996, 26(3): 193-200. Zhang G W, Meng Q R, Yu Z P,etal. Orogenesis and dynamics of Qinling orogen[J]. Science in China (Series D), 1996, 26(3): 193-200. (in Chinese)

[32] Lothar R, Hacker B R, Andrew C,etal. Tectonics of the Qinling (Central China): tectonostratigraphy, geochronology, and deformation history[J]. Tectonophysics, 2003, 366(1): 1-53.

[33] Dong Y P, Zhang G W, Franz N,etal. Tectonic evolution of the Qinling orogen, China: Review and synthesis[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2011, 41(3): 213-237.

[34] Wu Y B, Zheng Y F. Tectonic evolution of a composite collision orogen: An overview on the Qinling-Tongbai-Hong’an-Dabie-Sulu orogenic belt in central China[J]. Gondwana Research, 2013, 23(4): 1402-1428.

[35] 張國偉,孟慶任,賴紹聰.秦嶺造山帶的結(jié)構(gòu)構(gòu)造[J].中國科學(xué)(B輯),1995,25(9):994-1003. Zhang G W, Meng Q R, Lai S C. Structure and tectonics in the Qinling orogen[J]. Science in China (Series B), 1995, 25(9): 994-1003. (in Chinese)

[36] 王長明,鄧軍,張壽庭,等.河南南泥湖Mo-W-Cu-Pb-Zn-Ag-Au成礦區(qū)內(nèi)生成礦系統(tǒng)[J].地質(zhì)科技情報,2006,25(6):47-52. Wang C M, Deng J, Zhang S T,etal. Endogentic metallogenic systems of Nannihu Mo-W-Cu-Pb-Zn-Ag-Au ore forming area[J]. Geological Science and Technology Information, 2006, 25(6): 47-52. (in Chinese)

[37] 葉會壽.華北陸塊南緣中生代構(gòu)造演化與鉛鋅銀成礦作用[D].北京:中國地質(zhì)科學(xué)院,2006. Ye H S. The Mesozoic Tectonic Evolution and Pb-Zn-Ag Metallogeny in the South Margin of North China Craton[D]. Beijing: Chinese Academy of Geological Sciences, 2006. (in Chinese)

[38] 毛景文,葉會壽,王瑞廷,等.東秦嶺中生代鉬鉛鋅銀多金屬礦床模型及其找礦評價[J].地質(zhì)通報,2009,28(1):72-79. Mao J W, Ye H S, Wang R T,etal. Mineral deposit model of Mesozoic porphyry Mo and vein-type Pb-Zn-Ag ore deposits in the easten Qinling, Central China and its implication for propecting[J]. Geological Bulletin of China, 2009, 28(1): 72-79. (in Chinese)

[39] 裴秋明,張壽庭,曹華文,等.豫西欒川縣駱駝山硫鋅多金屬礦床閃鋅礦微量元素地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J].巖石礦物學(xué)雜志,2015,34(5):741-754. Pei Q M, Zhang S T, Cao H W,etal. Trace element geochemistry of the Luotuoshan sulfur-zinc polymetallic deposit in Luanchuan, western Hennan, and its geological implications[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2015, 34(5): 741-754. (in Chinese)

[40] 唐利,張壽庭,曹華文,等.河南欒川礦集區(qū)鉬鎢鉛鋅銀多金屬礦成礦系統(tǒng)及演化特征[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,41(3):356-368. Tang L, Zhang S T, Cao H W,etal. Metallogenic system and evolutionary characteristics of Mo-W-Pb-Zn-Ag polymetallic metallogenic concentration area in Luanchuan, Hennan, China[J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 2014, 41(3): 356-368. (in Chinese)

[41] Cao H W, Zhang S T, Santosh M,etal. The Luanchuan Mo-W-Pb-Zn-Ag magmatic-hydrothermal system in the East Qinling metallogenic belt, China: Constrains on metallogenesis from C-H-O-S-Pb isotope compositions and Rb-Sr isochron ages[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2015, 111: 751-780.

[42] 韓江偉,郭波,王宏衛(wèi),等.欒川西魚庫隱伏斑巖型Mo-W礦床地球化學(xué)及其意義[J].巖石學(xué)報,2015,31(6):1789-1796. Han J W, Guo B, Wang H W,etal. Geochemistry of the Xiyuku large concealed porphyry Mo-W ore deposit, Luanchuan County[J]. Acta petrologica Sinica, 2015, 31(6): 1789-1769. (in Chinese)

[43] 沈其韓.推薦一個系統(tǒng)的礦物縮寫表[J].巖石礦物學(xué)雜志,2009,28(5):495-500. Shen Q H. The recommendation of a systematic list of mineral abbreviations[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2009, 28(5): 495-500. (in Chinese)

[44] Leake Bernard E, Woolley Alan R, Arps C E S,etal. Nomenclature of amphiboles; report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on new minerals and mineral names[J]. Mineralogical Magazine, 1997, 61(2): 295-321.

[45] Foster Margaret Dorothy. Interpretation of the composition and a classification of the chlorites[J]. Geological Survey Professional Paper, 1962, 414-A: 1-33.

[46] Lu H Z. Mineralization and fluid inclusion study of the Shizhuyuan W-Sn-Bi-Mo-F skarn deposit, Hunan Province, China[J]. Economic Geology, 2003, 98(5): 955-974.

[47] Ahmed Zulfiqar, Hariri Mustafa M. Formation and mineral chemistry of a calcic skarn from Al-Madhiq, SW Saudi Arabia[J]. Chemie der Erde-Geochemistry, 2006, 66(3): 187-201.

[48] 章振根.矽卡巖及其主要礦物的形成條件[J].地質(zhì)地球化學(xué),1979,7(4):1-3. Zhang Z G. Formation conditions of skarn and its main minerals[J]. Geology-Geochemistry, 1979, 7(4): 1-3. (in Chinese)

[49] 梁祥濟.鈣鋁-鈣鐵系列石榴子石的特征及其交代機理[J].巖石礦物學(xué)雜志,1994,13(4):342-352. Liang X J. Garnets of grossular-andradite series: Their characteristics and metasomatic mechanism[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 1994, 13(4): 342-352. (in Chinese)

[50] Jamtveit B, Wogelius Roy A, Fraser Donald G. Zonation patterns of skarn garnets: Records of hydrothermal system evolution[J]. Geology, 1993, 21(2): 113-116.

[51] Jamtveit B, Hervig R L. Constraints on transport and kinetics in hydrothermal systems from zoned garnet crystals[J]. Science, 1994, 263(5146): 50-58.

[52] Cheng S H, Lai X Y, You Z D. PT paths derived from garnet growth zoning in Danba domal metamorphic terrain, Sichuan Province, West China[J]. Journal of Earth Science, 2009, 20: 219-240.

[53] 姚遠,陳駿,陸建軍,等.華南三類含鎢錫矽卡巖中石榴子石的成分、微量元素及紅外光譜[J].礦物學(xué)報,2013,33(3):315-328. Yao Y, Chen J, Lu J J,etal. Composition, trace element and infrared spectrum of garnet from three types of W-Sn bearing skarns in the South of China[J]. Acta Mineralogica Sinica, 2013, 33(3): 315-328. (in Chinese)

[54] Brown Philip E, Essene Eric J. Activity variations attending tungsten skarn formation, Pine Creek, California[J]. Nederlands Tijdschrift Voor Geneeskunde, 1985, 89(4): 358-369.

[55] Zaw K. Formation of magnetite-scheelite skarn mineralization at Kara, Northwestern Tasmania: Evidence from mineral chemistry and stable isotopes[J]. Economic Geology, 2000, 95(6): 1215-1230.

[56] Misra Kula C. Understanding Mineral Deposits[M]. Amsterdam: Kluwer Academic, 2000.

[57] 彭惠娟,李洪英,裴榮富,等.云南中甸紅牛-紅山矽卡巖型銅礦床礦物學(xué)特征與成礦作用[J].巖石學(xué)報,2014,30(1):237-256. Peng H J, Li H Y, Pei R F,etal. Mineralogical characteristics and metallogeny of the Hongniu-Hongshan copper deposit in Zhongdian area, Yunnan Province, China[J]. Acta Petrologica Sinica, 2014, 30(1): 237-256. (in Chinese)

[58] 于玉帥,楊竹森,劉英超,等.西藏尼雄礦田日阿銅礦床矽卡巖礦物學(xué)特征及地質(zhì)意義[J].礦床地質(zhì),2012,31(4):775-790. Yu Y S, Yang Z S, Liu Y C,etal. Mineralogical characteristics of skarn in Ri’a copper deposit of Nixiong orefield , Tibet, and their geological significance[J]. Mineral Deposits, 2012, 31(4): 775-790. (in Chinese)

[59] Inoue Atsuyuki. Formation of Clay Minerals in Hydrothermal Environments[M]. Berlin and Heidelbergn: Springer, 1995: 268-329.

[60] 張偉,張壽庭,曹華文,等.滇西小龍河錫礦床中綠泥石礦物特征及其指示意義[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,41(3):318-328. Zhang W, Zhang S T, Cao H W,etal. Characteristics of chlorite minerals from Xiaolonghe tin deposit in West Yunnan, China and their geological implications[J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 2014, 41(3): 318-328. (in Chinese)

[61] 趙一鳴.我國一些重要夕卡巖Pb-Zn多金屬礦床的交代分帶[J].礦床地質(zhì),1997,16(2):25-34. Zhao Y M. Metasomatic zoning in some major Pb-Zn polymetallic skarn deposits of china[J]. Mineral Deposits, 1997, 16(2): 25-34. (in Chinese)

[62] 趙一鳴,李大新,董永觀.再論含Pb-Zn(Ag)錳質(zhì)夕卡巖建造[J].礦床地質(zhì),2002,21(S1):548-552. Zhao Y M, Li D X, Dong Y G. Further discussion on Pb-Zn-Ag-bearing manganoan skarn formation[J]. Mineral Deposits, 2002, 21(S1): 548-552. (in Chinese)

[63] Meinert L D, Dipple G M, Nicolescu S. World skarn deposits[J]. Economic Geology, 2005, 100: 299-336.

[64] 高雪,鄧軍,孟健寅,等.滇西紅牛矽卡巖型銅礦床石榴子石特征[J].巖石學(xué)報,2014,30(9):2695-2708. Gao X, Deng J, Meng J Y,etal. Characteristics of garnet in the Hongniu skarn copper deposit, western Yunnan[J]. Acta Petrologica Sinica, 2014, 30(9) : 2695-2708. (in Chinese)

[65] 艾永富,金玲年.石榴石成分與礦化關(guān)系的初步研究[J].北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1981,17(1): 83-90. Ai Y F, Jin L N. The study of the relationship between the mineralization and the garnet in the skarn ore dsposits[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 1981, 17(1): 83-90. (in Chinese)

[66] 趙斌,李統(tǒng)錦,李昭平,等.我國一些礦區(qū)矽卡巖中石榴石的研究[J].礦物學(xué)報,1982,2(4):296-304. Zhao B, Li T J, Li Z P,etal. A study on garnet from some skarn deposits in China[J]. Acta Mineralogica Sinica, 1982, 2(4): 296-304. (in Chinese)

[67] Karimzadeh S A. Garnet composition as an indicator of Cu mineralization: Evidence from skarn deposits of NW Iran[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2004, 81(1): 47-57.

[68] Karimzadeh S A. Garnetization as a ground preparation process for copper mineralization: Evidence from the Mazraeh skarn deposit, Iran[J]. International Journal of Earth Sciences, 2010, 99(2): 343-356.

[69] Nakano Takanori, Yoshino Takashi, Shimazaki Hidehiko,etal. Pyroxene composition as an indicator in the classification of skarn deposits[J]. Economic Geology, 1994, 89(7): 1567-1580.

[70] 趙一鳴,林文蔚,畢承思,等.中國矽卡巖礦床[M].北京:地質(zhì)出版社,1990. Zhao Y M, Lin W W, Bi C S,etal. Skarn Deposit of China[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1990. (in Chinese)

[71] Mao J W, Xie G Q, Bierlein F,etal. Tectonic implications from Re-Os dating of Mesozoic molybdenum deposits in the East Qinling-Dabie orogenic belt[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2008, 72(18): 4607-4626.

[72] 翟裕生.矽卡巖礦床研究的若干問題[J].地質(zhì)科技情報,1983,2(1):46-54. Zhai Y S. The problems of skarn deposit research[J]. Geological Science and Technology Information, 1983, 2(1): 46-54. (in Chinese)

[73] 唐利,張壽庭,曹華文,等.河南欒川三道溝鉛鋅銀礦床成礦流體地球化學(xué)特征[J].現(xiàn)代地質(zhì),2014,28(2):359-368. Tang L, Zhang S T, Cao H W,etal. Geochemical features of ore-forming fluids of the Sandaogou Pb-Zn-Ag Deposit in Luanchuan County, Henan Province[J]. Geoscience, 2014, 28(2): 359-368. (in Chinese)

[74] 武宗林,張壽庭,許騰,等.欒川礦集區(qū)黃背嶺-中魚庫花崗巖中黑云母成分特征及成巖成礦意義[J].礦物巖石,2015,35(3):11-19. Wu Z L, Zhang S T, Xu T,etal. Compositional characteristics, petrogenesis and metallogenic significance of biotite from granite in the Huangbeiling-Zhongyuku region of Luanchuan ore concentration area[J]. Journal of Mineralogy and Petrology, 2015, 35(3): 11-19. (in Chinese)

Characteristics and geological significance of skarn minerals from the Zhongyuku sulfide-zinc polymetallic deposit in Luanchuan, Henan, China

HU Xinkai1, ZHANG Shouting1, CAO Huawen2, PEI Qiuming1XIA Bingwei1, ZHAO Yu1, WANG Liang1

1.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China; 2.ChengduCenter,ChinaGeologicalSurvey,Chengdu610081,China

Systematic field work, microscopic identification and electron microprobe technology are carried out to study the mineralogical characteristics of skarn and to discuss the petrogenic and metallogenic mechanism in the Zhongyuku sulfide-zinc polymetallic deposit. It reveals that the ore deposit has experienced four ore-forming stages, such as skarn stage, retrograde alteration stage, quartz sulfide stage and carbonate stage, respectively. The skarns in the Zhongyuku deposit belong to typical calcic skarns resulted from the replacement of granitoid magma. Garnets in the ore deposit are mainly composed of andradite-grossularite and the pyroxenes mainly belonging to diopside-andradite series. Amphiboles in the ore show characteristics of calciferous amphibole, and the chlorites are mainly brunsvigite. Components of garnet and pyroxene suggest that the ore-forming fluid have an evolutionary trend from acidic to basic and from reduction to oxidation condition at the skarn stage. From the retrograde alteration stage to the quartz sulfide stage, the oxygen fugacity drops with the evolutionary of ore-forming fluid. The metal sulfides are precipitated at the quartz sulfide stage.

skarn; mineralogy; sulfide-zinc polymetallic deposit; Zhongyuku

10.3969/j.issn.1671-9727.2017.03.05

1671-9727(2017)03-0318-16

2016-06-30。

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目(1212011220925); 國家“十二五”科技支撐計劃項目(2011BAB04B06)。

胡昕凱 (1992-)，男，博士研究生，研究方向：固體礦產(chǎn)勘查與評價, E-mail: hxk199203@163.com。

曹華文 (1988-)，男，博士，助理研究員，研究方向：礦產(chǎn)資源勘查與評價, E-mail:caohuawen1988@126.com。

P588.312

A