江西寧都坎田螢石礦床稀土元素地球化學(xué)特征及其指示意義

游 超, 王春連, 劉殿鶴, 余小燦,顏 開, 劉思晗, 周博文

1)中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)調(diào)查研究院, 湖北武漢 430074;2)中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100037;3)北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院, 北京 100871;4)昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院, 云南昆明 650093

螢石作為一種常見的氟化物礦物, 被廣泛用于光學(xué)、陶瓷、冶金、玻璃等領(lǐng)域, 螢石礦在我國是一種非常重要的戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)原料, 對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重大的意義(鄒灝等, 2012;杜軼倫等2015; 王春連等, 2022)。中國作為全球第三大螢石資源儲(chǔ)量國, 擁有非常豐富的螢石資源,螢石礦床主要分布在江西、浙江、內(nèi)蒙古以及湖南等省區(qū)(王吉平等, 2015; 趙鵬等, 2020)。

稀土元素可以作為地質(zhì)地球化學(xué)過程中的示蹤劑, 可以反映物化條件變化、成礦流體演化和運(yùn)移以及流體的水巖反應(yīng)過程等, 在示蹤巖漿來源演化和成礦作用等方面起著非常有效的作用(Bau,1991, 1996; Bau and M?ller, 1992; Schwinn and Markl, 2005; 趙振華, 1992; 趙省民等, 2002; 鄒灝等, 2014; 張青松等, 2021; 劉殿鶴等, 2022; 周博文等, 2022)。螢石作為一種含鈣礦物, 廣泛存在于地質(zhì)環(huán)境中, 稀土元素離子與鈣離子擁有相近的離子半徑, 稀土元素特征在熱液流體中能夠通過替換反應(yīng)而保留在螢石中。因此, 對(duì)螢石的稀土元素地球化學(xué)特征進(jìn)行研究, 在揭示其成礦物質(zhì)來源、成礦流體的性質(zhì)以及礦床成因等方面有著十分重要的意義(曹俊臣, 1997; 彭建堂等, 2002; 許成等, 2002;Alvin et al., 2004; 許東青等, 2008; 朱利崗等, 2021)。

贛南地區(qū)螢石礦資源非常豐富, 螢石成礦地質(zhì)條件較好, 興國—寧都成礦帶是贛南地區(qū)螢石礦的主要產(chǎn)區(qū), 目前已發(fā)現(xiàn)有永豐南坑、興國隆坪、瑞金謝坊以及石城楂山里等大型螢石礦床(楊世文,2019)。坎田螢石礦位于寧都青塘鎮(zhèn), 盡管前人對(duì)其進(jìn)行了大量的研究調(diào)查工作, 但以往的地質(zhì)工作只停留在就礦找礦的實(shí)物性勘查階段, 對(duì)螢石礦的地球化學(xué)研究程度較低, 對(duì)該礦床成礦流體來源、性質(zhì)以及礦床成因等方面研究尚且不足。本文在系統(tǒng)總結(jié)江西寧都坎田地區(qū)螢石礦礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上, 對(duì)螢石和圍巖進(jìn)行稀土元素地球化學(xué)特征分析,探討螢石礦床成因以及成礦流體物質(zhì)來源和演化,獲取坎田地區(qū)螢石礦床的成礦作用過程信息, 為贛南地區(qū)螢石礦床的成因及預(yù)測(cè)提供地質(zhì)依據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于江西省南部贛州市寧都縣, 其大地構(gòu)造位置處于欽杭結(jié)合帶東南側(cè)的華夏板塊, 位于羅霄褶皺帶和武夷褶皺帶的復(fù)合部位(圖1A), 該區(qū)經(jīng)歷了華夏古陸的裂解, 加里東運(yùn)動(dòng)的閉合以及印支期的海陸轉(zhuǎn)變和燕山期以來再度強(qiáng)烈“活化”演變歷史(陳毓川等, 2013), 礦區(qū)內(nèi)頻繁活躍的構(gòu)造活動(dòng)和大規(guī)模的巖漿活動(dòng)為成礦作用提供了十分優(yōu)越的地質(zhì)條件(方貴聰?shù)? 2014a)。區(qū)內(nèi)出露的地層主要有震旦系下坊組、古家組, 青白口系潭頭組, 泥盆系峽山組, 石炭系梓山組、壺天組、嶂棟組以及白堊系圭峰組、贛州群。震旦系下坊組和古家組地層位于礦區(qū)的東南側(cè)和西南側(cè)(圖1B)。下坊組和古家組中主要巖性含有凝灰?guī)r、變余砂巖, Ca含量豐富(楊世文, 2019)。

圖1 坎田螢石礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig. 1 Regional geological sketch of Kantian mining area

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈, 侵入巖廣泛分布, 分為加里東和燕山兩個(gè)活動(dòng)時(shí)期。巖漿巖具有多期次、多階段活動(dòng)的特征, 以燕山期活動(dòng)最為強(qiáng)烈(李建康等, 2013; 孫濤等, 2017), 頻繁活動(dòng)的巖漿活動(dòng)為該區(qū)域螢石成礦提供了良好的熱源以及動(dòng)力。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造十分發(fā)育, 以斷裂構(gòu)造為主, 主要發(fā)育有北東向—北北東向斷層, 其次為南西向和近東西向斷層,其構(gòu)造規(guī)模較大, 延伸可達(dá)數(shù)十千米(圖1B), 這些深大斷裂為含礦熱的活動(dòng)創(chuàng)造了有利條件?？蔡镂炇V賦存于北東向斷裂旁側(cè)的一條西南向的斷裂破碎帶中, 受斷裂控制明顯。

研究區(qū)螢石礦體呈脈狀賦存于晚侏羅世巖體內(nèi)部的斷裂硅化破碎帶中(F1)(圖2), 其產(chǎn)狀與硅化破碎帶一致, 走向約北西 335°, 傾向南西 78°～85°,螢石主要賦存于晚侏羅世黑云母花崗巖中, 其含Ca高, 對(duì)螢石礦控制明顯。地表出露石英脈、硅化綠泥石化花崗巖角礫、強(qiáng)風(fēng)化破碎花崗巖(圖3A),在局部地段可見強(qiáng)風(fēng)化顆粒狀螢石脈(圖3B)。礦區(qū)范圍內(nèi)發(fā)育有一條近東西向斷裂(F1)和一條西南方向斷裂(F2)(圖1B)。F2斷裂為區(qū)內(nèi)的主要控礦、儲(chǔ)礦構(gòu)造(圖1B)。

圖2 坎田螢石礦區(qū)勘查線剖面圖Fig. 2 Section view of the exploration line of the Kantian fluorite deposit

圖3 坎田螢石礦床野外特征Fig. 3 Field surface characteristics of Kantian fluorite deposit

礦石類型主要為螢石石英型、石英螢石型。礦石中脈石礦物較多, 主要為石英。石英螢石型以淺綠色、綠色為主, 夾少量紫色(圖4A, B)。礦石中螢石與石英二者含量之和達(dá) 95%以上, 石英呈脈狀穿插于螢石礦物之間(圖4B, 圖5C, D), 礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造, 粒徑 0.3 mm～2.5 cm不等(圖4C)、條帶狀構(gòu)造(圖4D)。根據(jù)分析測(cè)試結(jié)果, CaF2品位32.25%～91.57%, 平均品位63.7%。螢石石英型礦石以淡淺綠色為主, 夾少量綠色、紫色,石英圍繞螢石生長(圖5A, B)。礦石結(jié)構(gòu)為自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu), 構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。圍巖蝕變主要為硅化、綠泥石化、絹云母化、高嶺土化、褐鐵礦化, 見少量黃鐵礦化、黃銅礦化(圖6)。接近礦體部位圍巖較為破碎, 綠泥石化強(qiáng)烈。

圖4 坎田螢石礦床野外特征和采樣照片F(xiàn)ig. 4 Field characteristics and sample photographs of Kantian fluorite deposit

圖5 坎田礦床螢石顯微照片F(xiàn)ig. 5 Photomicrographs of fluorites in Kantian deposit

圖6 坎田礦床圍巖蝕變特征(鏡下和巖芯照片)Fig. 6 Characteristics of surrounding rock alteration in Kantian deposit (microscope and core photographs)

2 樣品采集與分析

本次共采集 ZK201鉆孔巖芯樣品10件, 其中包括圍巖樣品4件、螢石樣品6件, 樣品采集位置見圖2。采集的樣品首先經(jīng)過人工破碎成小顆粒, 然后將破碎的小顆粒在雙目鏡下進(jìn)行挑純, 再將挑純的樣品顆粒放入瑪瑙研缽中進(jìn)行研磨, 充分研磨至200目以下呈粉末狀, 然后進(jìn)行稀土元素分析測(cè)試。樣品測(cè)試是在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成的, 檢測(cè)儀器采用的是等離子質(zhì)譜儀, 檢測(cè)下限為n×10–13～n×10–12, 檢測(cè)誤差小于 10%。本文在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化采用的是Boynton(1984)數(shù)據(jù)。

3 稀土元素地球化學(xué)特征

3.1 螢石稀土元素特征

螢石稀土元素含量見表1, 其∑REE含量范圍為 34.11×10–6～78.12×10–6, 均值為 48.20×10–6。螢石中∑LREE/∑HREE的比值范圍為 4.69～10.18,平均值 6.05, (La/Sm)N比值范圍在 3.69～5.11, 平均值為 4.36, 其比值均大于 1, 指示螢石具有輕稀土富集的特征, 配分曲線表現(xiàn)為右傾(皺灝等, 2014)。螢石Sm/Nd比值在0.14～0.19之間, 平均值為0.16。螢石在稀土元素配分曲線圖(圖7)中均表現(xiàn)出強(qiáng)烈的負(fù) Eu異常, 其中 5個(gè)螢石樣品顯示為輕微的負(fù)Ce異常, 一個(gè)樣品為弱的正 Ce異常, 其δEu值為0.30～0.40, 平均值為 0.35; δCe值范圍為 0.7～1.44,平均值0.92。所有螢石樣品在稀土元素配分曲線中具有基本相同的變化趨勢(shì)。

表1 坎田螢石礦稀土元素分析結(jié)果表/10–6Table 1Rare earthelement result /10–6 of fluorite ore in Kantian

圖7 江西省寧都縣坎田螢石礦及圍巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線Fig. 7 Chondrite-normalized REE distribution patterns of fluorite ores and ore-bearing surrounding rocks in Kantian deposit, Ningdu County, Jiangxi Province

3.2 圍巖稀土元素特征

圖7中可以看出, 圍巖的稀土元素總量、輕稀土、重稀土含量總體上均高于螢石的含量。從稀土元素分析結(jié)果表(表1)中可見, 花崗巖的∑REE含量范圍為94.14 × 10–6～175.72 × 10–6,平均值131.35×10–6?；◢弾r中∑LREE/∑HREE 的比值范圍在4.09～7.76之間, 平均值為6.06, (La/Sm)N比值范圍為 2.41～3.23, 平均值為 2.89, 其比值大于 1, 說明花崗巖稀土元素特征為輕稀土富集型, 配分曲線表現(xiàn)為右傾。花崗巖Sm/Nd比值為0.21～0.25, 均值為 0.23。從稀土元素配分模式圖(圖7)中可以看出,圍巖表現(xiàn)出強(qiáng)烈的 Eu負(fù)異常, 微弱的 Ce負(fù)異常,其 δEu值范圍為 0.32～0.56, 平均 0.39, δCe值為0.67～0.93, 均值為 0.85。圍巖與螢石在稀土元素配分曲線上的變化趨勢(shì)也具有相似同步性。

4 討論

4.1 稀土元素對(duì)成礦流體演化的制約

礦物的稀土元素配分模式主要受以下兩個(gè)因素的影響: 一是溶液體系中 REE絡(luò)合物的穩(wěn)定性(Mineyev, 1963), 二是受晶體化學(xué)因素的影響(Morgan and Wandless, 1980)。

Wood(1990a, b)通過熱力學(xué)研究表明, REE主要是以 F的絡(luò)合物存在于螢石發(fā)生沉淀的溶液中,并且該絡(luò)合物的穩(wěn)定性和 REE的原子數(shù)成正相關(guān)關(guān)系, 即隨著REE原子數(shù)的增加其穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),螢石中稀土元素的含量應(yīng)是輕稀土相對(duì)于重稀土較為富集。從圖7中可以看出坎田螢石礦的稀土元素分配模式與之較為符合, 因此, 認(rèn)為溶液體系中稀土元素絡(luò)合物的穩(wěn)定性影響該螢石礦稀土元素分配模式的可能性很大。

REE主要是通過替換螢石晶格中的Ca2+而存在于螢石中的, 而稀土元素中部的離子半徑與 Ca的離子半徑相當(dāng)(劉英俊等, 1984), 因此從理論上來講MREE最容易替換螢石晶格中的Ca2+, 致使螢石中的MREE相對(duì)富集。顯然坎田螢石礦中螢石的稀土配分模式圖與之不符, 因此, 以上因素對(duì)該螢石礦的REE分配模式影響不大。

Eu、Ce異常通常情況下可以用來指示螢石成礦流體的溫度以及氧化還原條件(James, 1988; Williams et al., 2000)。Eu的負(fù)異常指示成礦流體的環(huán)境為還原環(huán)境, 正異常代表氧化環(huán)境; 而Ce的負(fù)異常則指示成礦流體為氧化環(huán)境, 正異常代表還原環(huán)境。同時(shí)強(qiáng)烈的負(fù) Eu異常也指示了當(dāng)時(shí)的結(jié)晶溫度較低(200～250℃)(Bau and M?ller, 1992)?？蔡镂炇V床中螢石的δEu值為0.30～0.40, 均值為0.35,均顯示出明顯的Eu負(fù)異常(圖4), 指示該螢石礦在沉淀時(shí)成礦流體處于還原環(huán)境, 且結(jié)晶溫度較低(200～250℃), 這與楊世文(2019)通過對(duì)興國—寧都成礦帶的螢石進(jìn)行包裹體研究得到的成礦流體結(jié)晶溫度主要在 150～250℃之間的結(jié)論較為一致。而坎田螢石礦床中螢石的 δCe值為 0.7～1.44, 均值為0.92, 總體表現(xiàn)為弱的負(fù)異常, 指示成礦流體為弱的氧化環(huán)境。這與上述 Eu負(fù)異常所指示的還原環(huán)境相矛盾, 陳炳輝等(2007)通過對(duì)表生地質(zhì)體Ce異常的研究發(fā)現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)化的花崗巖多呈 Ce的負(fù)異常,坎田礦區(qū)花崗巖具有強(qiáng)風(fēng)化的特征, 且花崗巖的稀土元素配分曲線也呈現(xiàn)出弱的 Ce負(fù)異常, 與陳炳輝等(2007)的研究結(jié)果一致。螢石樣品總體上表現(xiàn)為Ce的弱負(fù)異常, 繼承了圍巖中稀土元素Ce異常的特征。

Y、Ho元素由于半徑和電價(jià)相近, 具有相似的地球化學(xué)性質(zhì), 故 Y/Ho值常作為一種重要參數(shù)來示蹤成礦流體作用過程(Deng et al., 2014; Graupner et al., 2015; Mondillo et al., 2016)。Bau and Dulski(1995)通過對(duì)大量的螢石礦床進(jìn)行稀土元素特征研究后得出結(jié)論: 通過 Y/Ho-La/Ho關(guān)系圖可以有效判斷成礦流體的同源性, 并提出了Y、Ho的分餾并不取決于流體的來源, 而是取決于流體的組成和物理化學(xué)性質(zhì), 并在流體遷移過程中產(chǎn)生。對(duì)于同源非同期的螢石, 其 Y/Ho和 La/Ho比值在Y/Ho-La/Ho關(guān)系圖中呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性, 同源同期的螢石具有相近的 Y/Ho和 La/Ho比值; 而在重結(jié)晶的螢石中, 其Y/Ho比值變化范圍較小, 幾乎保持不變, La/Ho比值變化范圍較寬。Veksler et al. (2005)經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn), 在富含F(xiàn)的成礦流體體系中Y元素相對(duì)于 Ho元素其含量會(huì)較為富集, 兩者的比值一般大于 28。研究區(qū)螢石礦石在 Y/Ho-La/Ho關(guān)系圖(圖8)中, 螢石礦石的Y/Ho相近, La/Ho具有較大的變化, 總體呈水平分布的特征, 螢石樣品的Y/Ho值遠(yuǎn)大于 28, 說明區(qū)內(nèi)螢石礦是具有相同物理化學(xué)性質(zhì)的富含F(xiàn)元素的成礦流體重結(jié)晶作用而形成的。

圖8 坎田螢石礦石La/Ho-Y/Ho關(guān)系圖(底圖據(jù)Bau and Dulski, 1995)Fig. 8 Y/Ho-La/Ho diagram of fluorite ores in Kantian deposit (original map from Bau and Dulski, 1995)

4.2 成礦物質(zhì)來源

由圖7可以看出, 坎田螢石礦床中螢石的REE配分模式具有相同變化趨勢(shì), 且螢石與圍巖稀土元素配分曲線形態(tài)基本一致, 表明兩者具有密切的聯(lián)系, 螢石的成礦物質(zhì)來源于圍巖。曹俊臣(1995)通過研究華南熱液脈型螢石的稀土元素地球化學(xué)特征發(fā)現(xiàn), 螢石與花崗巖的稀土元素配分模式具有一致性,表明兩者具有相同的物質(zhì)來源, 暗示成礦流體對(duì)花崗巖進(jìn)行了淋濾和萃取, 螢石中的稀土特征繼承了圍巖的稀土特征, 其觀點(diǎn)與本文研究觀點(diǎn)一致。螢石與花崗巖的δEu平均值分別為0.35和0.39, 均表現(xiàn)為明顯的Eu異常特征, 二者的δCe平均值分別為0.85和0.92, 均表現(xiàn)出弱的Ce負(fù)異常, 也說明螢石和圍巖可能具有一致或相近的成礦物質(zhì)來源。由于Sm元素和Nd元素具有非常相近的化學(xué)性質(zhì), 在經(jīng)歷各種地質(zhì)作用過程中不易發(fā)生分離, 所以 Sm/Nd比值能夠較好地反映源區(qū)的特征(劉英俊和曹勵(lì)明,1987)。通過對(duì)坎田螢石和圍巖的 Sm/Nd比值進(jìn)對(duì)比行分析可知, 螢石的Sm/Nd比值為0.14～0.19, 均值為0.16; 圍巖的Sm/Nd比值為0.21～0.25, 均值為0.23, 從螢石和圍巖的 Sm/Nd比值可以看出兩者Sm/Nd比值相差不大, 說明該研究區(qū)螢石的成礦物質(zhì)很有可能與賦礦圍巖有關(guān)。從以上稀土元素三個(gè)特征進(jìn)行分析, 均說明螢石的成礦物質(zhì)來源與圍巖(花崗巖)具有密切的聯(lián)系。

研究區(qū)燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈, 斷裂構(gòu)造發(fā)育,為成礦流體的運(yùn)移和礦體的賦存提供有利的條件?？蔡镂炇⊥猎貜?qiáng)烈的負(fù) Eu異常, 指示礦物結(jié)晶溫度較低(200～250℃), 楊世文(2019)通過對(duì)興國—寧都成礦帶上產(chǎn)于燕山早期晚侏羅世花崗巖的螢石進(jìn)行包裹體研究得到成礦流體的結(jié)晶溫度主要在 150～250℃之間, 結(jié)合徐有華(2008)對(duì)贛南各典型螢石氣液包裹體的氫、氧同位素研究以及曹俊臣(1995)對(duì)華南熱液脈型螢石氣液包裹體氫、氧同位素的研究, 可以認(rèn)為坎田螢石礦的成礦流體主要來源于大氣降水。

花崗巖中斜長石發(fā)生強(qiáng)烈的絹云母化, 表明組成螢石的主要物質(zhì)之一 Ca很有可能是成礦流體循環(huán)與晚侏羅世花崗巖相互作用, 發(fā)生水巖反應(yīng), 對(duì)黑云母花崗巖淋濾萃取而來(栗克坤等, 2021)。同時(shí),楊世文(2019)認(rèn)為震旦系地層中含有變余凝灰質(zhì)砂巖, 具有較高的Ca含量, 能為螢石成礦提供Ca的來源; 鄧敦彪等(1995)認(rèn)為震旦系下坊組可作為含鈣巖層為螢石成礦提供 Ca元素。震旦系下坊組和古家組位于坎田螢石礦的東南側(cè)和西南側(cè), 且礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育, 故震旦系可能作為含鈣地層為螢石成礦提供Ca元素。

據(jù)統(tǒng)計(jì), 在華南花崗巖地區(qū)的螢石礦中, 超過80%與黑云母花崗巖有關(guān), 其主要原因是由于黑云母是花崗巖中F的主要攜帶者(曹俊臣, 1994)。徐有華(2008)通過對(duì)贛南地區(qū)螢石礦進(jìn)行了綜合分析研究認(rèn)為, 螢石中的F元素主要是由大氣降水沿構(gòu)造裂隙下滲經(jīng)循環(huán)成為地?zé)崴畯亩鴮?duì)花崗巖中的黑云母淋濾萃取而來。方貴聰?shù)?2020)通過對(duì)南嶺螢石礦成礦規(guī)律進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)南嶺東段北部贛南地區(qū)地層的 F 元素含量極低, 為 502×10–6～737×10–6, 為螢石礦提供F元素的可能性極低, 認(rèn)為F元素主要來自花崗巖體。贛南寧都地區(qū)螢石圍巖花崗巖中黑云母類型主要為鐵質(zhì)黑云母, 成分中 F、Cl、TiO2和MgO富集, Fe、Al2O3含量低, 其中F含量普遍大于1%(方貴聰?shù)? 2014b)。前人資料表明, 正常酸性巖比地殼中各類巖石的氟豐度值高, 最高達(dá)0.08%(楊世文, 2019), 坎田螢石礦中黑云母花崗巖中氟含量高達(dá) 0.47%, 可以為螢石礦的形成提供豐富的F元素。

4.3 螢石礦床成因

Tb/Ca-Tb/La關(guān)系圖在判別螢石礦床的成因類型上應(yīng)用廣泛, 通過該關(guān)系圖可以有效判別螢石礦床是屬于偉晶巖氣液成因、熱液成因還是沉積成因(M?ller et al., 1976)。橫坐標(biāo)Tb/La比值反映稀土元素的分餾程度和螢石結(jié)晶的先后順序, 縱坐標(biāo)Tb/Ca比值代表螢石形成的地球化學(xué)環(huán)境?？蔡镂炇V的Ca、La和Tb的含量及相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。從圖9可以看出, 螢石樣品均投在 Tb/Ca-Tb/La圖解的熱液成因區(qū), 表明坎田螢石礦是熱液成因的產(chǎn)物。結(jié)合研究區(qū)的地質(zhì)背景以及螢石的強(qiáng)烈負(fù) Eu異常特征, 認(rèn)為研究區(qū)螢石礦為還原環(huán)境下的中低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床。

表2 坎田螢石礦床的M?ller床成因判別圖參數(shù)表Table 2 M?ller genesis discrimination parameters for the Kantian fluorite deposit

圖9 坎田螢石礦石Tb/Ca-Tb/La成因判別圖解(底圖據(jù)M?ller et al., 1976)Fig. 9 Tb/Ca-Tb/La diagram of fluorite ores in Kantian deposit (original map from M?ller et al., 1976)

M?ller et al.(1976)研究表明, 螢石中稀土元素含量的分布與結(jié)晶作用所處不同階段有關(guān), 一般結(jié)晶的早期階段螢石中主要富集 LREE, 中期階段LREE與 HREE含量相當(dāng), 而在晚期階段則 HREE較為富集。結(jié)合坎田螢石礦中所有螢石樣品的稀土元素配分曲線均表現(xiàn)為 LREE較為富集可知, 坎田螢石都形成于結(jié)晶作用的早-中期階段。

5 結(jié)論

通過對(duì)坎田螢石礦中的螢石和圍巖進(jìn)行稀土元素地球化學(xué)特征分析, 得出以下結(jié)論:

(1)坎田螢石礦中螢石和圍巖的稀土元素配分曲線形態(tài)一致, 具有相似同步性, 均為輕稀土相對(duì)富集型, 指示兩者具有一致或相近的成礦物質(zhì)來源;二者具有相近的Sm/Nd比值, 進(jìn)一步說明螢石的成礦物質(zhì)來源與圍巖有關(guān)。

(2)根據(jù)坎田螢石礦中螢石強(qiáng)烈的負(fù) Eu異常特征, 表明螢石成礦過程處于中低溫的還原環(huán)境。并結(jié)合前人的氫氧同位素研究, 認(rèn)為螢石礦的主要成礦物質(zhì)Ca和F元素可能來自大氣降水對(duì)晚侏羅世黑云母花崗巖的淋濾和萃取。

(3)根據(jù) Y/Ho-La/Ho關(guān)系圖, 表明螢石在成礦過程中發(fā)生了重結(jié)晶作用。綜合坎田螢石礦床地質(zhì)特征和 Tb/Ca-Tb/La關(guān)系圖, 說明螢石礦床成因類型為沿?cái)嗔褬?gòu)造充填的中低溫?zé)嵋撼涮钚汀?/p>

Acknowledgements:

This study was supported by Central Public-interest Scientific Institution Basal Research Fund(No. KK2005), and China Geological Survey (Nos.DD20190816, DD20190606 and DD20221684).