滇西騰沖-梁河地區(qū)老廠坡、 大竹棚和來利山花崗巖的黑云母成分特征及其成巖成礦意義

李昊星,張壽庭,曹華文,裴秋明,胡昕凱,王 亮

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,成都 610081;3.西南交通大學(xué) 地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院， 成都 611756)

黑云母的結(jié)晶式為A2M6T8O20(OH)4(其中A=K,Na,Ba;M=Mg,Fe,Mn,Cr,Ti,Zn,V;T=Si,Al;OH=F,Cl,OH), 它在花崗巖中是一種十分常見的造巖礦物。 通過黑云母化學(xué)成分研究, 能夠還原成巖成礦時(shí)的物理化學(xué)條件, 并以此得到有關(guān)巖漿來源、 成礦元素富集程度、 巖石成因類型、 構(gòu)造環(huán)境等重要信息, 在成礦作用上具有指示意義[1-12]。 對(duì)黑云母化學(xué)成分特征研究, 能夠指示巖漿相向熱液相轉(zhuǎn)變時(shí)的物理化學(xué)條件, 并在不同種類礦床的研究中得到了廣泛應(yīng)用, 如Mo礦床[13]、 Sn礦床[14]、 U礦床[15-16]、 W礦床[17]、 Cu礦床[18]等。

滇西騰沖-梁河(簡(jiǎn)稱騰梁)地區(qū)為中國(guó)著名的錫-鎢多金屬成礦帶, 向南與世界八大重要錫礦集區(qū)(帶)之一的東南亞錫礦帶相連[19]。由于受中、新特提斯洋的俯沖,以及多期次的陸-陸(弧)碰撞的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,該地區(qū)發(fā)育大量與錫多金屬礦床密切相關(guān)的中-新生代花崗巖體。中-新生代的來利山巖體、大竹棚巖體及老廠坡巖體正發(fā)育于此。來利山花崗巖為該區(qū)現(xiàn)已探明的典型含錫花崗巖,而大竹棚巖體與老廠坡巖體從目前勘探程度上為不成礦巖體。對(duì)于騰梁地區(qū)花崗巖巖體,前人做了大量研究,主要集中在巖體地質(zhì)特征[20-21]、巖石地球化學(xué)[22-26]、同位素年代學(xué)[27-31]及成礦流體地球化學(xué)[32-33]等方面。研究區(qū)巖體的成因類型上尚存在一定的爭(zhēng)議,并且對(duì)于巖體中礦物化學(xué)特征和巖體含礦潛力的研究較為薄弱。本文采用電子探針測(cè)試方法對(duì)來利山巖體、大竹棚巖體和老廠坡巖體中黑云母進(jìn)行化學(xué)成分特征分析,并通過對(duì)比3個(gè)巖體中黑云母化學(xué)成分特征,說明其花崗巖巖體成因類型,論述該地區(qū)成礦巖體與不成礦巖體差別,探討成巖成礦意義,分析巖體含礦潛力。

1 地質(zhì)背景

騰梁地區(qū)位于青藏高原東南緣[34],大地構(gòu)造上位于中特提斯洋和新特提斯洋相繼俯沖消亡碰撞形成的瀘水-瑞麗縫合帶和密支那縫合帶之間,屬于騰沖地塊的重要組成部分[35-36](圖1)。其中,瀘水-瑞麗縫合帶是班公-怒江縫合帶的南延部分,密支那縫合帶向北可與雅魯藏布江縫合帶相連[37]。因此,研究區(qū)作為西緬地塊的北延段,東以瀘水-瑞麗縫合帶與保山地塊為界,西以密支那縫合帶與喜馬拉雅地塊相鄰。在新特提斯洋擴(kuò)張時(shí)期,騰沖和保山地塊匯聚,兩地塊間的中特提斯洋洋盆閉合后成為現(xiàn)在的瀘水-瑞麗(班公-怒江)縫合帶[38]。在新生代古近紀(jì)期間,新特提斯洋向北消減俯沖于拉薩地塊和東部騰沖地塊之下,最終導(dǎo)致喜馬拉雅地塊與騰沖地塊碰撞[39]。多期次的板塊碰撞引發(fā)造山帶中的塊體發(fā)生大規(guī)模旋轉(zhuǎn)逃逸走滑,形成青藏高原東南緣大型走滑構(gòu)造變形帶的重要組成部分,其走滑剪切構(gòu)造變形強(qiáng)烈，火山巖漿活動(dòng)頻繁[40]。

騰梁地區(qū)以高黎貢山巖群為結(jié)晶基底[41],沉積蓋層主要為弱變形的晚古生代—早中生代的一套碎屑巖夾碳酸鹽巖的沉積組合。研究區(qū)主要地層為石炭系、二疊系和三疊系,巖性以碳酸鹽巖為主。騰梁地區(qū)區(qū)域變質(zhì)巖的分布較為廣泛[42]。中、新特提斯洋的俯沖,及多期次的陸-陸碰撞等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使研究區(qū)在寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)(520～440 Ma)[43-44]、 三疊紀(jì)—早侏羅世(250～190 Ma)[45]、 早白堊世(120～100 Ma)[31, 46]、 晚白堊世—古近紀(jì)(80～40 Ma)[27,37,47]這幾個(gè)時(shí)期內(nèi)形成大量與錫多金屬礦床密切相關(guān)的花崗巖類。 騰梁地區(qū)構(gòu)造線主要呈南北向展布, 南段受龍陵-瑞麗斷裂影響呈北東向。區(qū)內(nèi)斷裂帶控制了花崗巖的展布。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

滇西騰梁地區(qū)錫多金屬礦床主要有小龍河[37, 48]、 鐵廠[49]、 上山寨[50]、 來利山-絲光坪[29]、 新岐[51]、 滇灘[52]、 鐵窯山[53]、 叫雞冠[31]、平達(dá)[54]Sn多金屬礦床等。 此外, 滇西地區(qū)還發(fā)育大硐廠Cu-Pb-Zn礦床[55]、 麻栗壩Mo-Pb-Zn礦床[56]、 小場(chǎng)Mo礦點(diǎn)[57]、 百花腦Rb-Cs-Y-Sc礦床[58]、砂巖型U礦床[59]等。

2 巖體特征

2.1 老廠坡巖體

老廠坡巖體靠近中緬邊境, 位于盈江縣支那鄉(xiāng)北側(cè)森林覆蓋區(qū)。 區(qū)內(nèi)主要出露地層為泥盆系關(guān)上組和二疊系空樹河組。 區(qū)域內(nèi)花崗巖發(fā)育, 出露多個(gè)巖體, 東側(cè)發(fā)育古近紀(jì)花崗巖, 西側(cè)主要發(fā)育三疊紀(jì)花崗巖、 花崗閃長(zhǎng)巖等。 老廠坡巖體的出露受控于檳榔江斷裂, 斷裂主體走向NNW-SN, 傾向SW, 傾角45°～85°。 該巖體為早白堊世中酸性巖體,其巖體鋯石U-Pb年齡為120.7±0.3 Ma[45]； 主要巖性為含斑中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖, 似斑狀花崗結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造, 斑晶以肉紅色鉀長(zhǎng)石為主(10%～30%), 斜長(zhǎng)石(1%～2%)較少, 基質(zhì)由鉀長(zhǎng)石(30%～33%)、 斜長(zhǎng)石(25%～30%)、 石英(25%～30%)、 黑云母(6%～8%)組成,黑云母呈片狀,棕色。巖石地球化學(xué)特征顯示其為鉀玄質(zhì)弱過鋁質(zhì)巖系,分異程度較高。

2.2 大竹棚巖體

大竹棚花崗巖位于老廠坡花崗巖西側(cè)(大竹棚西側(cè)為三疊紀(jì)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖等), 出露受檳榔江斷裂控制。大竹棚巖體為古近紀(jì)中酸性花崗巖, 巖體鋯石U-Pb年齡為65.4±0.3 Ma[45]。主要巖性為細(xì)粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖, 淺灰色, 細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu), 局部似斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造, 主要由鉀長(zhǎng)石(32%～45%)、 斜長(zhǎng)石(15%～20%)、 石英(30%～35%)、 黑云母(3%～7%)組成, 副礦物有磁鐵礦、鋯石、綠簾石、錫石、黃鐵礦、方鉛礦等, 黑云母呈淺綠色、褐色。其巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)為較高分異指數(shù)的高鉀過鋁-強(qiáng)過鋁質(zhì), 鈣堿性巖系。

2.3 來利山巖體

來利山花崗巖體位于梁河縣西北,位于檳榔江花崗巖帶的南段,是喜山早期多階段侵入的復(fù)式巖體,地表出露面積>7 km2[22],屬于與錫礦床成礦作用密切相關(guān)的古近紀(jì)中酸性巖體,鋯石U-Pb年齡為50～53 Ma[22, 28-29,60]。圍巖為二疊系空樹河組，由一套近2 000 m厚的不等粒板巖、砂巖交互組成。巖體受大盈江斷裂控制呈北東向沿?cái)嗔褞Мa(chǎn)出,內(nèi)部主要以斷裂構(gòu)造為主,以后期形成北西向斷裂切斷前期北東向斷裂為主要特征。主要巖性為中粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖,花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要由鉀長(zhǎng)石(39%～42%)、 斜長(zhǎng)石(20%～25%)、 石英(30%～40%)和黑云母(6%～8%)組成。黑云母為棕褐色,可見弱綠泥石化現(xiàn)象,其中包裹體有磷灰石、鋯石等礦物,邊部見次生白云母。巖石地球化學(xué)特征為較高分異指數(shù)的高鉀鈣堿性、偏鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)巖系[29]。來利山巖體中賦有錫礦床,由淘金處、三個(gè)硐、老熊窩及絲光坪4個(gè)礦段組成。礦體分布于晚期侵入相內(nèi)的NE斷裂中,延伸長(zhǎng)度約3 km。錫礦體的產(chǎn)出形式以產(chǎn)于花崗巖接觸帶、陡傾斜斷裂帶及緩傾斜斷裂帶3種為主。

3 樣品采集及分析方法

樣品采自來利山、大竹棚及老廠坡巖體。其中來利山巖體為與錫礦成礦作用密切的花崗巖。所采樣品均為新鮮花崗巖，在鏡下觀察,未發(fā)現(xiàn)明顯蝕變現(xiàn)象,并且?guī)r體中黑云母均以原生黑云母為主。來利山巖體所采樣品主要為粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖,老廠坡巖體所采樣品主要為含斑中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖,大竹棚巖體所采樣品主要為細(xì)粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖(圖2)。

黑云母成分采用日本島津公司生產(chǎn)的EPMA-1600型電子探針分析,測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)電子探針實(shí)驗(yàn)室完成。 加速電壓為15 kV, 束流10 nA, 束斑直徑為1 μm, 主要氧化物的分析誤差約為1%。 分析測(cè)試中采用的標(biāo)樣主要有: Si、 Al(斜長(zhǎng)石)、 Ti(金紅石)、 Fe(鐵鋁榴石)、 Mn(薔薇輝石)、 Mg(橄欖石)、 Ca(方解石)、 Na(鈉長(zhǎng)石)、 K(透長(zhǎng)石)等。

4 黑云母化學(xué)成分特征

樣品的黑云母電子探針測(cè)試結(jié)果見表1,采用林文蔚等[61]所提出的待定陽離子算法得出FeO與Fe2O3的含量,以22個(gè)氧原子為單位計(jì)算出黑云母的陽離子數(shù)等相關(guān)參數(shù)。

圖2 花崗巖標(biāo)本及花崗巖中黑云母顯微照片

表1 騰梁地區(qū)花崗巖黑云母成分

續(xù)表1

結(jié)果顯示,雖然3個(gè)巖體中的黑云母總體顯示出了富鐵貧鎂的特點(diǎn),但是卻有不同的化學(xué)特點(diǎn)。其中：來利山成礦巖體中黑云母FeOT含量為27.79%～30.05%, MgO為0.99%～3.45%, Al2O3為15.04%～17.89%； 大竹棚巖體FeOT含量為29.12%～31.23%, MgO為0.08%～0.82%, Al2O3為15.76%～17.03%；老廠坡巖體FeOT含量為20.08%～22.39%, MgO為6.30%～7.15%, Al2O3為15.07%～16.53%。

在Mg-(Fe3+AlⅥ++Ti)-(Fe2++Mn)圖解中, 來利山巖體與大竹棚巖體中黑云母落入鐵葉云母區(qū)域, 老廠坡巖體中黑云母落入鐵質(zhì)黑云母區(qū)域(圖3)。 Fe2+/(Fe2++Mg)值是判析氧化態(tài)巖漿的重要標(biāo)志， 來利山巖體、 大竹棚巖體及老廠坡巖體其黑云母的Fe2+/(Fe2++Mg)值分別為0.06～0.19、 0.37～0.40和0.01～0.05。由于3處巖體的Fe2+/(Fe2++Mg)值變化較小, 表明其未遭受后期流體改造[63]。

根據(jù)黑云母Mg/(Fe+Mg+Mn)-Si分類圖解可以看出(圖4),來利山、大竹棚和老廠坡樣品點(diǎn)全部落入到華南改造型花崗巖區(qū)域,但老廠坡巖體黑云母靠近華南改造型花崗巖與華南同熔型花崗巖的分界線,反映巖體的物源中可能有巖漿巖物質(zhì)混入[64]。

圖3 黑云母的Mg-(Fe3++AlVI+Ti) -(Fe2++Mn)圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[62])

圖4 黑云母的Mg/(Mg+Mn+Fe3++Fe2+)-Si圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[64])

5 成巖物理化學(xué)條件

5.1 結(jié)晶溫度與氧逸度

溫度與氧逸度是影響巖漿作用過程的重要因素。 通過鏡下觀察,本區(qū)的黑云母與鉀長(zhǎng)石、 磁鐵礦共生,可利用Wones等[1]提出的Fe3+和Mg2+原子百分?jǐn)?shù)來估算其結(jié)晶時(shí)的氧逸度。 來利山巖體、 大竹棚巖體以及老廠坡巖體的黑云母均落在Ni-NiO與Fe2O3-Fe3O4之間, 并且均較貼近于Ni-NiO緩沖線附近(圖5), 說明其都形成于一個(gè)相對(duì)較低的氧逸度環(huán)境中[1]。

根據(jù)Wones等[1]在PH2O=207.0 MPa條件下通過實(shí)驗(yàn)所得出的黑云母logfO2-T圖解, 并結(jié)合Fe3+-Fe2+-Mg圖解和Fe/(Fe+Mg)-T圖解, 可以推斷黑云母的結(jié)晶溫度和氧逸度。 經(jīng)過對(duì)比3處巖體黑云母在Fe3+-Fe2+-Mg圖解中的相對(duì)位置和100×Fe/(Fe+Mg)值, 并利用黑云母的穩(wěn)定度圖解(圖6), 得出3個(gè)花崗巖體的大致形成溫度和氧逸度[65], 其中來利山巖體logfO2為-15.9～-18.0, 溫度為626～691 ℃; 大竹棚巖體logfO2為-17.6～-18.7, 溫度為603～635 ℃; 老廠坡巖體logfO2為-13.7～-14.8, 溫度為718～749 ℃。 根據(jù)前人研究[66], 黑云母的高鈦、 高M(jìn)F值和結(jié)構(gòu)式中低AlVI, 指示其形成于相對(duì)高溫和高氧逸度的環(huán)境。 通過對(duì)比, 得出與上述結(jié)果相符的一致結(jié)論, 即來利山巖體與大竹棚巖體氧逸度與溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于老廠坡的氧逸度及溫度。

圖5 黑云母的Fe3+-Fe2+-Mg圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[1])

5.2 結(jié)晶壓力

因?yàn)楹谠颇溉X含量與花崗質(zhì)巖石固結(jié)壓力之間具有良好的正相關(guān)性,因此根據(jù)Uchida等[67]建立的黑云母全鋁壓力計(jì)P=[3.03×TAl-6.53(±0.33)]×100(MPa)可以估計(jì)花崗質(zhì)巖石的固結(jié)壓力。在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，巖體中黑云母未蝕變,且有少量角閃石發(fā)育,因此應(yīng)用此壓力計(jì)對(duì)來利山巖體、大竹棚巖體及老廠坡巖體進(jìn)行估算[68]，計(jì)算得出利山巖體壓力為181～335 MPa,大竹棚巖體壓力為217～287 MPa,老廠坡巖體為159～217 MPa。黑云母全鋁壓力計(jì)計(jì)算出來利山巖體與大竹棚巖體黑云母結(jié)晶壓力要高于老廠坡巖體的,說明老廠坡巖體侵位深度要小于來利山巖體及大竹棚巖體,表明來利山巖體的初期熔體在深處巖漿房?jī)?nèi)進(jìn)行結(jié)晶和分異作用,在晚期階段,富堿硅、揮發(fā)組分及錫等金屬的分異熔體向上侵位,進(jìn)行進(jìn)一步的分餾作用,錫等金屬和揮發(fā)組分聚集成礦。

圖6 黑云母的log fO2-T圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[1])

6 成巖成礦意義

6.1 成巖意義

騰沖-梁河地區(qū)花崗巖的成因類型方面,許多學(xué)者已經(jīng)做了大量工作,認(rèn)為該地區(qū)早白堊世—古近紀(jì)花崗巖主要為以地殼加厚擠壓而重熔所形成的S型花崗巖及造山期后拉伸同熔所形成的I型花崗巖兩種成因類型為主。孫轉(zhuǎn)榮等[69]通過對(duì)來利山中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行巖石地球化學(xué)研究, 認(rèn)為其具有S型花崗巖特征,形成與印度大陸和亞洲大陸碰撞過程中地殼物質(zhì)部分熔融有關(guān)。 曹華文[45]通過對(duì)老廠坡中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖地球化學(xué)研究, 認(rèn)為其具有S型花崗巖特征, 形成于碰撞擠壓環(huán)境下的殼源的富粘土源巖的部分熔融； 并對(duì)大竹棚細(xì)粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖球化學(xué)研究,認(rèn)為其具有高分異S型花崗巖特征,形成于碰撞擠壓向后碰撞伸展轉(zhuǎn)換的環(huán)境下,起源于殼源的富粘土源巖的部分熔融。

根據(jù)黑云母的化學(xué)成分特征可以推斷花崗巖的成因類型、物質(zhì)來源,因此,黑云母具有重要的成巖意義[3,14,70]。

Whalen等[71]提出以黑云母中元素成分含量來劃分S型與I型花崗巖, 認(rèn)為S型花崗巖中的黑云母具有較高的AlVI(0.353～0.561), 而I型花崗巖中黑云母則具有較低的AlVI(0.144～0.224)。 來利山巖體的AlVI值為0.39～0.92, 平均為0.54;大竹棚巖體為0.45～0.85,平均為0.61;老廠坡巖體為0.43～0.66,平均為0.51。據(jù)此可以初步判斷三巖體均具有S型花崗巖特點(diǎn),與前人研究所得結(jié)論基本吻合。

據(jù)丁孝石[72]的研究,典型幔源黑云母中MgO>15%,殼源黑云母中MgO<6%。在所測(cè)樣品中，來利山巖體和大竹棚巖體黑云母MgO含量分別為0.99%～3.45%、0.08%～0.82%,平均分別為2.43%、0.37%,具有明顯殼源性質(zhì);而老廠坡巖體MgO含量為6.30%～7.15%,平均值為6.80%,具有不顯著的殼幔過渡的性質(zhì)。將三處巖體的黑云母投入FeOT/(FeOT+MgO)-MgO圖[73]中,三處巖體的黑云母落在殼源區(qū)域(圖7),相較其他兩個(gè)巖體而言,老廠坡巖體的黑云母投點(diǎn)更趨近于殼源與殼?；煸吹姆纸缇€，這表明三者皆屬于典型的殼源型成因,即具有S型花崗巖特點(diǎn)。

圖7 黑云母的FeOT/(FeOT+MgO)-MgO圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[73])

Cong等[74]通過對(duì)梁河南部黑云母二長(zhǎng)花崗巖的研究認(rèn)為，早白堊世時(shí)期地殼物質(zhì)與地幔物質(zhì)混染作用導(dǎo)致該地區(qū)大規(guī)?；◢弾r侵入。 老廠坡巖體雖為S型花崗巖,在FeOT/(FeOT+MgO)-MgO圖上其卻具有部分I型花崗巖特征(較來利山巖體和大竹棚巖體), 可能存在地幔物質(zhì)混入,這也一定程度上支持了含部分鐵鎂質(zhì)巖漿物質(zhì)的元古代地殼為早白堊世花崗巖主要的物源的觀點(diǎn)[75]。根據(jù)MgO-FeOT-Al2O3判別圖(圖8),來利山巖體與大竹棚巖體全部落在非造山帶鈣堿性花崗巖與過鋁質(zhì)花崗巖的分界線上,這正表明此兩處巖體具有典型的S型花崗巖特征; 老廠坡巖體投點(diǎn)雖然落入過鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域中,卻十分接近造山帶鈣堿性花崗巖區(qū)域。前人研究發(fā)現(xiàn)，花崗巖中黑云母的鎂質(zhì)率Mg/(Mg+Fe+Mn)能夠指示巖體形成來源(即淺源與深源)[8,77]。來利山巖體與大竹棚巖體Mg#平均值分別為0.14和0.02,老廠坡巖體Mg#平均值為0.37,表明來利山巖體與大竹棚巖體花崗巖屬于南嶺淺源系列,而老廠坡崗巖體花崗巖主要也為南嶺淺源系列,但其深度要明顯深于前兩個(gè)巖體。

綜上所述, 通過對(duì)三處花崗巖體中黑云母的礦物學(xué)特征研究并結(jié)合前人研究成果認(rèn)為， 來利山巖體和大竹棚巖體為殼源S型花崗巖, 老廠坡巖體為具有部分I型花崗巖特征的殼源S型花崗巖。

圖8 黑云母的MgO-FeOT-Al2O3圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[76])

6.2 成礦意義

通過對(duì)黑云母化學(xué)成分的研究,可以獲取一定的礦化富集信息[3,4,8,14]。

錫成礦帶具有多期錫礦化作用疊加的現(xiàn)象[79-80]。根據(jù)前人研究,狹窄區(qū)域內(nèi)發(fā)生多期次錫礦化事件,最有可能的原因是含錫花崗巖的源區(qū)存在錫的高異常富集[81-82]。大部分學(xué)者認(rèn)為該地區(qū)花崗巖主要來源為殼源物質(zhì),而本區(qū)前寒武系高黎貢變質(zhì)巖出露廣泛且含錫豐度比較高,平均10×10-6,部分層內(nèi)高達(dá)48×10-6[83],因此該地區(qū)實(shí)質(zhì)上為錫的預(yù)富集區(qū)。錫的預(yù)富集區(qū)在每次構(gòu)造-巖漿活動(dòng)背景下,重熔形成富錫花崗巖初熔體。張為鸝[84]通過對(duì)花崗巖單樣的鉀長(zhǎng)石-鈉長(zhǎng)石-鈣長(zhǎng)石-石英-水系列相圖研究, 指出含錫花崗巖的成礦作用是巖漿演化晚期且花崗巖向酸性演化的表現(xiàn)。 彭振安[85]對(duì)加里東期—燕山期含錫花崗巖的礦床發(fā)現(xiàn),酸性程度高、分異程度高的花崗巖有利于成礦。隨著巖漿的演化過程,其酸性逐漸增加,進(jìn)而引起硅質(zhì)、堿質(zhì)、揮發(fā)組分和成礦元素的富集,有利于含錫花崗巖成礦,因此酸性程度高且高分異演化的花崗巖是含錫花崗巖成礦的重要因素之一;并且多期錫礦化事件的疊加,使得物源區(qū)錫元素更加活化,更易被遷移富集,往往導(dǎo)致時(shí)代越新,錫的礦化越強(qiáng),這也反映出了地殼成熟度對(duì)于含錫花崗巖成礦能力的重要性。在前文研究中已經(jīng)證實(shí)來利山巖體與大竹棚巖體屬于華南改造型花崗巖類型,而老廠坡巖體雖然屬于華南改造型花崗巖類型,卻十分接近同熔型花崗巖,反映巖體的物源中可能有幔源物質(zhì)混入,表明來利山巖體與大竹棚巖體地殼成熟度要高于老廠坡巖體,且結(jié)合前人對(duì)三處巖體巖石地球化學(xué)研究[45],也說明了來利山巖體及大竹棚巖體分異度要高于老廠坡巖體?？梢源_定來利山巖體和大竹棚巖體錫成礦潛力更大。

溫度和氧逸度是制約錫成礦的主要因素[66,86]。前人通過對(duì)人造花崗巖中氧逸度與Sn的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),在較高氧逸度條件下Sn以Sn4+形式存在,在巖漿結(jié)晶過程中常置換Ti4+和Fe3+進(jìn)入早期結(jié)晶的鐵鎂質(zhì)礦物(如磁鐵礦、 角閃石、 黑云母等)中;而在低氧逸度條件下,Sn以Sn2+形式存在,由于其離子半徑較大,傾向于在巖漿結(jié)晶分異晚期的熔體和流體中富集[87-88],表明低氧逸度利于錫礦形成。因此李鴻莉等[14]提出還原性花崗巖漿在結(jié)晶分異過程中分離出富錫流體相富集成礦的模式。前文研究表明,來利山巖體logfO2為-15.9～-18.0,大竹棚巖體logfO2為-17.6～-18.7,老廠坡巖體logfO2為-13.7～-14.8。來利山和大竹棚巖體氧逸度比較接近且比較低,顯示其二者的錫成礦可能性比老長(zhǎng)坡巖體要高。根據(jù)在不同溫度下熔體中SnO2濃度的變化情況,temprok[89]歸納出溫度-SnO2函數(shù)關(guān)系,認(rèn)為溫度與SnO2正相關(guān)。因此,可以認(rèn)為在高溫條件下不利于Sn形成易于成礦的Sn2+,故而老廠坡巖體的高溫條件不利于錫礦形成。另一方面,大竹棚巖體與來利山巖體結(jié)晶壓力相似且高于老廠坡巖體,這促使巖漿粘稠度降低,使得花崗巖漿更具備從地殼深部侵位形成陳吉琛[90]所指出的有利于錫成礦的高侵位型重熔花崗巖的可能性。

通過對(duì)比,認(rèn)為來利山巖體和大竹棚巖體成礦潛力更大。然而,目前勘探現(xiàn)狀表明,只有來利山巖體中發(fā)育錫礦床。來利山巖體與大竹棚巖體均為古近紀(jì)花崗巖,其巖體年齡相似且成巖時(shí)代較新,并且兩處巖體黑云母礦物學(xué)成分特征極其相似。由于來利山巖體為復(fù)式巖體,經(jīng)過強(qiáng)烈的分異演化使成礦元素Sn以及有益成礦組分富集[91-93],致使后期的來利山巖體形成成礦源巖。大竹棚巖體的圍巖為古近紀(jì)中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖,西側(cè)為三疊紀(jì)似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖,所以其必然經(jīng)歷與來利山復(fù)式巖體相似的分異演化作用,因此有利于錫礦形成,這也從一定程度表明大竹棚巖體具有形成錫礦化或富集錫的潛力。

7 結(jié) 論

(1)古近紀(jì)來利山粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖和大竹棚細(xì)粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖中的黑云母均為鐵葉云母,晚白堊世老廠坡含斑中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖中的黑云母屬于鐵質(zhì)黑云母。

(2)來利山花崗巖以及大竹棚花崗巖為典型的殼源S型花崗巖,屬于華南改造型花崗巖；而老廠坡花崗巖為具I型花崗巖特征的S型花崗巖,屬于具有華南同熔型花崗巖性質(zhì)的華南改造型花崗巖。三者同屬殼源S型花崗巖,但是老廠坡花崗巖具有部分I型花崗巖特征。

(3)本區(qū)錫礦床的成礦模式與傳統(tǒng)的巖漿結(jié)晶分異錫富集成礦模式相似。來利山花崗巖和大竹棚花崗巖結(jié)晶溫度及氧逸度均較低,且屬于高分異演化晚期花崗巖,更利于本區(qū)錫礦的形成。與來利山花崗巖相比較,大竹棚花崗巖特征與其十分相似,錫礦成礦潛力大。