湘南香花嶺錫鉛鋅多金屬礦田的云母類(lèi)型及對(duì)成礦的指示

高粉粉，李凱旋，冷成彪

1) 東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌，330013；2) 東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，南昌，330013

內(nèi)容提要: 湘南癩子嶺花崗質(zhì)復(fù)式巖體是香花嶺錫鉛鋅多金屬礦田的主要成礦巖體，其中云母廣泛出現(xiàn)在各期次巖(礦)體之中。筆者等在對(duì)癩子嶺巖體巖相學(xué)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展全巖主微量元素地球化學(xué)分析，同時(shí)對(duì)巖漿成因云母(花崗巖中的云母)、熱液成因云母(礦化云英巖、晶洞礦物集合體以及條紋巖中的云母)進(jìn)行了電子探針?lè)治觥＝Y(jié)果表明，癩子嶺巖體為一套高鉀鈣堿性—鉀玄質(zhì)、準(zhǔn)鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)花崗巖，癩子嶺巖體中的云母主要為鐵鋰云母，從早期到晚期，呈現(xiàn)出FeO和Al2O3含量降低，K2O、F、MnO和Rb2O含量升高，且Pb、Zn、Fe等成礦元素含量逐漸增加的特征。熱液成因云母分為以下兩種： ① 產(chǎn)于礦化云英巖和晶洞礦物集合體中的云母主要形成于流體出溶的早期，無(wú)圍巖組分參與，云母類(lèi)型由鐵鋰云母演化為鋰云母，主要沉淀Fe、Zn、Pb、Mo等成礦元素；② 產(chǎn)于條紋巖中的云母晚于礦化云英巖和晶洞礦物集合體中的云母，有圍巖組分參與，云母類(lèi)型由黑鱗云母變?yōu)楦绘V黑云母和富鐵黑云母再變?yōu)榻鹪颇?，主要沉淀Fe、Sn和W等成礦元素。隨著流體演化，云母呈現(xiàn)SiO2、F、K2O含量逐漸降低，MgO含量逐漸升高，相應(yīng)的成礦元素從富Fe 、Zn、Pb、Mo逐漸過(guò)渡到富Fe 、Sn和W。

香花嶺礦田位于湘南臨武縣城以北約20 km處，區(qū)內(nèi)蘊(yùn)含著豐富的錫、鎢、鉛、鋅等礦產(chǎn)資源，同時(shí)伴生鋰、鈹、鈮、鉭、銣等稀有金屬，是華南鎢錫多金屬資源的重要礦產(chǎn)基地。癩子嶺巖體是香花嶺地區(qū)出露面積最大的巖體，在時(shí)間上、空間上與多金屬礦化密切相關(guān)，被認(rèn)為是成礦母巖(鐘江臨等，2006；Yuan Shunda et al., 2008；余雪戈等，2018)。以往對(duì)香花嶺多金屬礦田及成礦巖體的研究主要集中在巖石成因及分帶(陳德潛，1984；徐玉琳，1988；張德全等，1988；Xiong Xiaolin et al., 2002；朱金初等，2011；王正軍等，2018；覃莉茜等，2021)、礦床成因(李誠(chéng)等，2005；鐘江臨等，2006；鐘江臨，2014；王嬋等，2016；文春華等，2017；Xie Lei et al., 2018；余雪戈等，2018)、以及年代學(xué)(邱瑞照等，2003；Yuan Shunda et al., 2008；朱金初等，2011；軒一撒等，2014；Yang Lizhi et al., 2018)等方面，但在癩子嶺成礦巖漿—熱液演化過(guò)程中，對(duì)云母成分的變化尚未開(kāi)展系統(tǒng)研究。

云母類(lèi)礦物既可結(jié)晶于巖漿階段也可形成于熱液階段，其成分變化范圍大，對(duì)結(jié)晶介質(zhì)條件比較敏感。云母特殊的TOT層結(jié)構(gòu)(T—四面體，O—八面體)還可以容納多種堿金屬陽(yáng)離子，如Li、Nb、Ta、Sn、Rb、Cs等，成為稀有金屬元素的載體礦物，能為稀有金屬礦化潛力評(píng)價(jià)提供信息。因此，云母類(lèi)型、化學(xué)組成以及礦物共生組合特征等信息能夠指示巖體演化過(guò)程及結(jié)晶條件(Tindle et al., 1990；Tischendorf et al., 1997；F?rster et al., 1999；Henry et al., 2005；Van Lichtervelde et al., 2007，2008；薛云興等，2007；呂林素等，2012；蔣華等，2018)。

圖1 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig. 1 Geological map of the Laiziling area in the Xianghualing region, Hunan(a)華南銅鎢多金屬礦床分布圖(修改自毛景文等，2011)；(b)湖南香花嶺Sn—Be—多金屬礦田區(qū)域地質(zhì)圖(修改自蔡宏淵, 1991)；(c)癩子嶺地質(zhì)簡(jiǎn)圖(修改自余雪戈等，2018)(a)map showing the distribution of Cu—W polymetallic ore deposit of South China(modified from Mao Jingwen et al., 2011&);(b)regional geological map of the Xianghualing Sn—Be—polymetallic orefield, Hunan Province(modified from Cai Hongyuan, 1991#);(c)geological map of the Laiziling area(modified from Yu Xuege et al., 2018&)

在野外地質(zhì)考察中，筆者等發(fā)現(xiàn)癩子嶺復(fù)式巖體中云母普遍出現(xiàn)于巖漿階段(花崗巖)和熱液階段(礦化云英巖、晶洞礦物集合體、條紋巖)。筆者等在詳細(xì)礦物成分鑒定的基礎(chǔ)上，對(duì)癩子嶺不同巖相巖漿巖進(jìn)行主微量元素分析，對(duì)不同階段云母進(jìn)行電子探針?lè)治?，以期查明巖漿—熱液階段云母的類(lèi)型及成分變化特征，進(jìn)而探討癩子嶺巖體成巖、成礦過(guò)程中成礦元素的沉淀次序。

1 地質(zhì)背景

香花嶺礦田在大地構(gòu)造位置上處于華夏板塊與揚(yáng)子板塊之間的欽杭成礦帶中段、東西向南嶺巖漿—構(gòu)造帶的中段北緣(圖1a)，區(qū)域構(gòu)造上處于北東向郴州—臨武與近南北向耒陽(yáng)—臨武斷裂的交匯處。

礦區(qū)出露地層主要為下寒武統(tǒng)、中—上泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)。下寒武統(tǒng)為一套淺變質(zhì)的淺海相板巖和變質(zhì)砂巖。中泥盆統(tǒng)跳馬澗組(D2t)為陸源濱海相的砂巖、砂礫巖、砂頁(yè)巖組合，與下寒武統(tǒng)呈角度不整合接觸，沿不整合面發(fā)育矽卡巖型錫礦體。中泥盆統(tǒng)棋梓橋組(D2q)和上泥盆統(tǒng)佘田橋組(D3s)以淺海相碳酸鹽沉積為主，巖性為泥灰?guī)r、白云巖、碳質(zhì)灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r等。下石炭統(tǒng)孟公坳組(C1m)和石磴子組(C1s)與泥盆系整合接觸，為一套碳酸鹽巖沉積，巖性為白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r和泥灰?guī)r。礦區(qū)構(gòu)造強(qiáng)烈，以巖漿底劈穹隆和兩側(cè)發(fā)育的南北向壓性斷層為主。穹隆軸向近南北，核部為寒武系，兩翼為泥盆系和石炭系。穹隆內(nèi)部斷裂發(fā)育，以北東向和北西向兩組共軛斷裂及派生的次級(jí)斷裂為主；其中北東向斷裂及其派生的次級(jí)斷裂為主要控礦構(gòu)造(圖1c)。

表1 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺不同巖相礦物組合特征Table 1 Characteristics of mineral assemblages of different lithofacies in Laiziling, Xianghualing area, Hunan

區(qū)內(nèi)以燕山期酸性巖漿活動(dòng)為主，出露癩子嶺、尖峰嶺以及通天廟3個(gè)巖體(圖1b)，它們呈巖株或巖瘤產(chǎn)出，其中癩子嶺復(fù)式巖體規(guī)模最大，出露面積約2.2 km2，呈橢圓狀侵入到寒武系、泥盆系之中(圖1 c)。該復(fù)式巖體顯示明顯的巖相垂向分帶，從下部到上部可大致分成黑云母花崗巖、二云母花崗巖和鈉長(zhǎng)石花崗巖，其中鈉長(zhǎng)石花崗巖中產(chǎn)出礦化云英巖囊狀體和晶洞礦物集合體。復(fù)式巖體的鋯石U-Pb年齡為155～154 Ma(徐玉琳, 1988; 朱金初等,2011; Li Huan et al., 2018; Wu Jinghua et al., 2018; Xiao Changhao et al., 2019)，與礦石中錫石U-Pb年齡(157～154 Ma，Yuan Shunda et al., 2008)一致，指示其為成礦母巖。癩子嶺復(fù)式巖體北西側(cè)與中泥盆統(tǒng)棋梓橋組白云質(zhì)灰?guī)r呈侵入接觸，發(fā)生交代作用，形成條紋巖和Be、Sn礦化(圖1c)。

2 樣品采集與測(cè)試方法

本文樣品均采自癩子嶺復(fù)式巖體及圍巖接觸帶附近，包括花崗巖(分為花崗巖體和細(xì)粒花崗巖脈)、礦化云英巖、晶洞礦物集合體以及條紋巖(脈狀蝕變巖)(表1)，采集位置見(jiàn)圖1c。

在詳細(xì)巖相學(xué)和礦物學(xué)觀察的基礎(chǔ)上，對(duì)花崗巖樣品進(jìn)行全巖主量元素和微量元素分析，對(duì)花崗巖、礦化云英巖、晶洞礦物集合體和條紋巖樣品中的云母開(kāi)展電子探針測(cè)試分析。具體分析測(cè)試流程描述如下：

主、微量元素分析在中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。首先將樣品研磨至200目以下粉末樣，在80℃下烘干。稱(chēng)取粉末樣品0.7 g和復(fù)合助溶劑Li2B4O7 7 g混合均勻，在DY501型電熱熔融設(shè)備上制成玻璃片，然后上機(jī)進(jìn)行測(cè)試，分析儀器為X射線熒光光譜儀，型號(hào)為PANalytical AXIOS，分析精度優(yōu)于3%。稱(chēng)取約1 g粉末樣品，在馬弗爐1000℃下灼燒1 h，測(cè)定樣品燒失量(LOI)。稱(chēng)取50 mg樣品于Teflon坩堝中，加入1 mL HF 和1 mL HNO3，密封放入不銹鋼套中，置于烘箱中于190℃加熱24 h以上消解樣品。取出冷卻后，置于低溫電熱板上蒸干，加入0.5 mL HNO3，繼續(xù)蒸干完全。之后，加入1 mL 0.5 μg/mL的Rh內(nèi)標(biāo)溶液、2 mL HNO3及去離子水，重新置于鋼套中，于150℃加熱5 h。冷卻后取出坩堝，搖勻，取0.4 mL溶液至離心管中，加蒸餾水定容至10 mL，上機(jī)進(jìn)行微量元素測(cè)定，分析儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)，型號(hào)為ELAN-DRC-e ICP-MS，分析精度優(yōu)于5%，具體操作步驟見(jiàn)參考文獻(xiàn)(Qi Liang et al., 2000)。

云母電子探針波譜分析在東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。儀器型號(hào)為JEOL JXA-8530F，測(cè)試過(guò)程中加速電壓為15.0 kV，電流為10 μA，電子束斑直徑為5 μm。各元素特征峰的測(cè)量時(shí)間為10 s，前后背景的測(cè)量時(shí)間為5 s，所有測(cè)試數(shù)據(jù)均進(jìn)行了ZAF矯正。所采用的標(biāo)樣有：黃玉(F)、硬玉(Si、Na)、黑云母(Al、K、Mg、Fe)、鈦的氧化物(Rb)、硼酸鹽(Ba、Sr)、薔薇輝石(Mn)、金紅石(Ti)、透輝石(Ca)、鈹方鈉石(Cl)、NiO(Ni)、Cr2O3(Cr)。

表2 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺不同巖相礦物生成順序表Table 2 Mineral formation sequence of different lithofacies in Laiziling, Xianghualing area, Hunan

3 巖相學(xué)特征

3.1 花崗巖

(1)花崗巖體：癩子嶺花崗巖主要礦物成分為石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、云母。其中，石英呈他形，少數(shù)包裹有鉀長(zhǎng)石；鉀長(zhǎng)石呈半自形—他形，一般發(fā)育蝕變，表面渾濁；鈉長(zhǎng)石呈自形—半自形板狀，具有聚片雙晶，少量發(fā)育蝕變，表面渾濁；云母呈片狀—鱗片狀，少量發(fā)育蝕變，表面渾濁。副礦物常見(jiàn)有螢石、金紅石、鋯石、稀土礦物、錫石、黑鎢礦、鉬鉛礦等，其中，稀土礦物多包裹于螢石中，鉬鉛礦成脈狀充填于鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石裂隙中。

根據(jù)顏色及主要礦物相對(duì)含量差異，將癩子嶺花崗巖分為3類(lèi)：①花崗巖-Ⅰ，灰白色，中—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2a—f)，主要礦物為石英(40%～45%)、鉀長(zhǎng)石(30%～40%)、鈉長(zhǎng)石(10%～12%)和云母(6%～8%)。②花崗巖-Ⅱ，灰白色，中—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2g—l)，主要礦物有石英(40%～45%)、鉀長(zhǎng)石(15%～20%)、鈉長(zhǎng)石(15%～20%)和云母(8%～10%)。③花崗巖-Ⅲ，肉紅色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3a—f)，主要礦物有石英(40%～50%)、鈉長(zhǎng)石(20%～30%)、鉀長(zhǎng)石(10%～15%)和云母(6%～10%)。從花崗巖-Ⅰ到花崗巖-Ⅲ，鈉長(zhǎng)石含量逐漸增多(表2)。

圖2 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺巖體典型花崗巖-Ⅰ和花崗巖-Ⅱ樣品及鏡下顯微照片F(xiàn)ig. 2 Typical granite-Ⅰ and granite-Ⅱ samples and micrographs of the Laiziling pluton, Xianghualing area, Hunan(a)—(f)花崗巖-Ⅰ手標(biāo)本和正交偏光及BSE圖片；(g)—(l)花崗巖-Ⅱ手標(biāo)本和正交偏光及BSE圖片。Ab—鈉長(zhǎng)石，Bas—氟碳鈰礦，F(xiàn)l—螢石，Kfs—鉀長(zhǎng)石，Mc—云母，Qtz—石英，Rt—金紅石，Sam—鈮釔礦，Tho—釷石，Wol—黑鎢礦，Ytt—鈣釔礦，Zr—鋯石(a)—(f)granite-Ⅰhand specimen and cross-polarized light and BSE images;(g)—(l)granite-Ⅱhand specimen and cross-polarized light and BSE images. Ab—albite, Bas—bastnaesite, Fl—fluorite, Kfs—K-feldspar, Mc—mica, Qtz—quartz, Rt—rutile, Sam—samarskite, Tho—thorium, Wol—wolframite, Ytt—yttrium, Zr—zircon

(2)細(xì)粒花崗巖脈：灰白色，塊狀構(gòu)造，細(xì)粒結(jié)構(gòu)(圖3g—i)。主要礦物有石英(45%～50%)、鈉長(zhǎng)石(25%～30%)、鉀長(zhǎng)石(8%～10%)、云母(5%～8%)。石英呈他形；鈉長(zhǎng)石呈自形—半自形板狀；鉀長(zhǎng)石呈半自形—他形，表面混濁；云母顏色呈片狀—鱗片狀，見(jiàn)鈉長(zhǎng)石和螢石被包裹于云母中。副礦物常見(jiàn)鋯石、螢石、稀土礦物等。細(xì)粒花崗巖脈主要礦物成分相對(duì)含量與花崗巖-Ⅲ相當(dāng)(表2)。

圖3 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺巖體典型花崗巖-Ⅲ和脈狀花崗巖樣品及鏡下顯微照片F(xiàn)ig. 3 Typical granite-Ⅲ and veined granite samples and micrographs of the Laiziling pluton, Xianghualing area, Hunan(a)—(f)花崗巖-Ⅲ手標(biāo)本和正交偏光及BSE圖片；(g)—(i)脈狀花崗巖野外圖片和手標(biāo)本照片及BSE圖片。Ab—鈉長(zhǎng)石，Bas—氟碳鈰礦，Cst—錫石，F(xiàn)l—螢石，Gn—方鉛礦，Kfs—鉀長(zhǎng)石，Mc—云母，Qtz—石英，Sp—閃鋅礦，Wol—黑鎢礦，Zr—鋯石(a)—(f)granite-Ⅲ hand specimen and cross-polarized light and BSE images;(g)—(i)veined granite field pictures and hand specimen pictures and BSE images. Ab—albite, Bas—bastnaesite, Cst—cassiterite, Fl—fluorite, Gn—galena, Kfs—K-feldspar, Mc—mica, Qtz—quartz, Sp—sphalerite, Wol—wolframite, Zr—zircon

3.2 礦化云英巖

礦化云英巖依據(jù)礦化強(qiáng)度可分為兩類(lèi)：礦化云英巖-Ⅰ、礦化云英巖-Ⅱ。①礦化云英巖-Ⅰ呈深灰色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖4b和圖4d、e)。金屬礦物主要為閃鋅礦(10%～15%)，單偏光下呈棕紅色，包裹有黃鐵礦；其次有少量黃鐵礦、毒砂、磁鐵礦。脈石礦物主要為石英(40%～50%)、云母(～30%)，其次有少量螢石和極少量稀土礦物。其中石英呈半自形—他形，云母呈片狀—鱗片狀，發(fā)生一定蝕變。②礦化云英巖-Ⅱ呈灰白色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖4c和圖4f—i)。金屬礦物主要為閃鋅礦(6%～8%)、方鉛礦(～5%)，其次有少量毒砂、黃鐵礦、黃銅礦。脈石礦物主要為石英(40%～45%)、云母(20%～25%)、黃玉(8%～10%)，其次為螢石。其中石英呈半自形—他形，云母呈片狀—鱗片狀，他形，發(fā)生一定蝕變，黃玉呈長(zhǎng)柱狀。

圖4 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺巖體典型礦化云英巖樣品及鏡下顯微照片F(xiàn)ig. 4 Typical mineralized greisen samples and micrographs of the Laiziling pluton, Xianghualing area, Hunan(a)礦化云英巖野外照片；(b)、(d)、(e)礦化云英巖-Ⅰ手標(biāo)本和BSE圖片；(c)、(f)—(i)礦化云英巖-Ⅱ手標(biāo)本和BSE圖片和反射光圖片。Bas—氟碳鈰礦；Ccp—黃銅礦；Fl—螢石；Gn—方鉛礦；Mag—磁鐵礦；Mc—云母；Py—黃鐵礦；Qtz—石英；Sp—閃鋅礦；Tho—釷石；Toz—黃玉(a)Field photos of mineralized greisen;(b)，(d) and (e)mineralized greisen -Ⅰhand specimen and BSE images;(c) and (f)—(i)mineralized greisen -Ⅱhand specimen and BSE images and reflected light pictures. Bas—bastnaesite; Ccp—chalcopyrite; Fl—fluorite; Gn—galena; Mag—magnetite; Mc—Mica; Py—pyrite; Qtz—quartz; Sp—sphalerite; Tho—thorium; Toz—topaz

3.3 晶洞礦物集合體

晶洞礦物集合體沿著花崗巖洞壁往外生長(zhǎng)，粒度由細(xì)到粗變化，屬熱液成因。礦物組合上構(gòu)成以云母為主要礦物和以石英為主要礦物的不同類(lèi)型條帶(圖5a)。其中，以粗粒云母為主要礦物的條帶含云母70%～75%、石英15%～20%、閃鋅礦2%～5%、絹云母～5%；以粗粒石英為主要礦物的條帶含石英50%～60%、云母25%～30%、閃鋅礦～5%、絹云母6%～8%?；诋a(chǎn)狀差異，本文將云母分為晶洞云母-Ⅰ和晶洞云母-Ⅱ兩種類(lèi)型，其中前者呈片狀—鱗片狀粗粒云母(粒徑1～3 cm)(圖5b—d)，主要分布于粗粒云母條帶中；后者呈細(xì)粒葉片狀(圖5e)，主要分布于粗粒石英條帶中。次要礦物常見(jiàn)磁鐵礦、毒砂、輝鉬礦、黃銅礦、螢石、錫石、磷釔礦、鋯石等。

3.4 條紋巖

癩子嶺條紋巖總體以灰綠色為主，灰黑色次之，條帶狀構(gòu)造，一般分為深色條帶與淺色條帶相間排列。根據(jù)礦物組成可分為3類(lèi)：

(1)條紋巖-Ⅰ：灰綠色，深色條帶主要由螢石(50%～55%)和云母(45%～50%)組成，其中螢石為綠色或紫色，云母呈黑色，粒度較粗(圖6a、b)，蝕變嚴(yán)重，被螢石脈穿插。次要礦物為稀土礦物、毒砂、釷石等，主要分布于云母中。

(2)條紋巖-Ⅱ：灰黑色，黑色條帶主要由磁鐵礦組成，淺色條帶主要由螢石(55%～65%)、云母(25%～30%)和磁鐵礦(～15%)組成(圖6c—f)，云母呈細(xì)粒鱗片狀，發(fā)生一定蝕變。次要礦物常見(jiàn)鉍華、碳酸鹽礦物、氟鎂石、錫石等，鉍華充填于云母和螢石裂隙中。

(3)條紋巖-Ⅲ：灰綠色，綠色條帶主要由綠泥石組成，淺色條帶主要由碳酸鹽礦物(～20%)、螢石(～35%)、云母(8%～10%)、氟鎂石(10%～15%)、韭閃石(8%～10%)、綠泥石(～10%)、磁鐵礦(1%～5%)、黃鐵礦(2%～5%)、毒砂(2%～5%)、錫石(1%～2%)組成(圖7a～j)。螢石呈細(xì)粒，云母呈細(xì)粒鱗片狀，少數(shù)發(fā)生蝕變；氟鎂石呈粒狀，單偏光下呈無(wú)色透明；韭閃石呈板條狀，單偏光下呈無(wú)色透明，粒間充填有磁鐵礦和螢石；綠泥石呈粒狀，單偏光下呈墨綠色，此外還有極少量黃銅礦和白鎢礦。

4 分析結(jié)果

4.1 全巖主微量元素

癩子嶺復(fù)式巖體主微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表3?？傮w上，癩子嶺花崗巖具有高SiO2、Al2O3、K2O、Na2O，貧MgO、CaO、TFe2O3、MnO、TiO2、P2O5的特征。其中，花崗巖-Ⅰ的SiO2含量為72.0%～72.8 %，平均72.4%；Al2O3為13.6%～13.9%，平均13.7%；K2O為6.17%～7.20%，平均6.69%；Na2O為2.85%～3.07%，平均2.96%，A/CNK值為0.97～1.03，平均1.00，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖；里特曼指數(shù)(σ)為2.86～3.48，屬鈣堿性系列巖石?；◢弾r-Ⅱ的SiO2含量為74.0%～74.9%，平均74.4%；Al2O3為13.7%～14.1%，平均13.9%；K2O為4.28%～4.83%，平均4.60%、Na2O為3.48%～4.30%，平均3.94%，A/CNK值為1.05～1.20，平均1.13，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)花崗巖；σ值為2.13～2.67，屬鈣堿性系列巖石?；◢弾r-Ⅲ的SiO2為72.5%～74.6%，平均73.5%；Al2O3為13.5%～15.3%，平均14.3%；K2O為3.74%～5.21%，平均4.36%；Na2O為3.25%～4.48%，平均3.75% ，A/CNK值為1.14～1.30，平均1.18，屬過(guò)鋁質(zhì)花崗巖；σ值為1.57～2.55，屬鈣堿性系列巖石。SiO2—K2O圖解顯示，花崗巖-Ⅰ落在鉀玄巖系列區(qū)域，花崗巖-Ⅱ和花崗巖-Ⅲ落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域(圖8d)?；◢弾r鐵指數(shù)(Fe#)平均含量為0.86，在SiO2—TFe2O3/(TFe2O3+MgO)圖解上，所有樣品均落在鐵質(zhì)花崗巖區(qū)域(圖8c)，在TAS圖解上樣品點(diǎn)均落在花崗巖區(qū)域(圖8a)。

表3 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺花崗巖全巖主量元素(%)和微量元素分析結(jié)果(×10-6)Table 3 Analysis results of major elements (%) and trace elements (×10-6) of the whole rock of Laiziling granite in Xianghualing area, Hunan

n(K2O)]；LOI為燒失量；σ為里特曼指數(shù)；Fe#為鐵指數(shù)，n(Fe#)=n(TFe2O3)/[n(TFe2O3)+n(MgO)]

癩子嶺花崗巖稀土含量變化范圍較大(花崗巖-Ⅰ的∑REE為509×10-6～655×10-6，平均582 ×10-6；花崗巖-Ⅱ的∑REE為238×10-6～413×10-6，平均330×10-6；花崗巖-Ⅲ的∑REE為152×10-6～352×10-6，平均292×10-6)，從早到晚稀土總量呈逐漸降低趨勢(shì)，這可能與巖漿演化過(guò)程中降溫礦物的晶出、熔體相的減少、晶體相和流體相的增加以及射氣分異作用的發(fā)生等有關(guān)(邱瑞照等，2002)。輕稀土相對(duì)富集(LREE=118×10-6～485×10-6)，重稀土相對(duì)虧損(HREE=34.3×10-6～170×10-6)，LREE/HREE=2.15～4.19，銪負(fù)異常明顯(δEu為0.002～0.046，平均0.011)，具有弱四分組效應(yīng)(TE1, 3值平均為1.10)。粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分模式圖呈對(duì)稱(chēng)“海鷗型”(圖9a)，微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖顯示，癩子嶺花崗巖富集Rb、Th、U、Nb、Ta，虧損Ba、Sr元素(圖9b)。

4.2 云母電子探針?lè)治鼋Y(jié)果4.2.1 云母類(lèi)型

云母主量元素含量和相關(guān)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4，云母電子探針?lè)治鰷y(cè)試總計(jì)210個(gè)點(diǎn)，其中Li2O、H2O以及陽(yáng)離子數(shù)以22個(gè)氧原子為基礎(chǔ)計(jì)算所得(Tindle et al., 1990)。在云母分類(lèi)圖上(Tischendorf et al., 1997)，花崗巖中的云母為鐵鋰云母(圖10a)，礦化云英巖和晶洞礦物集合體中的云母以鐵鋰云母為主，并有向鋰云母演化的趨勢(shì)(圖10b～c)。條紋巖中的云母類(lèi)型較復(fù)雜，有鐵葉云母、黑鱗云母、富鎂黑云母、富鐵黑云母以及金云母(圖10c)。

4.2.2云母成分變化特征

巖漿階段云母和熱液階段云母主量元素含量差異較大(表4)。巖漿云母具有較高的SiO2(41.51%～48.28%，平均45.03%)、FeO(12.50%～20.58%，平均15.83%)、K2O(8.98%～10.08%，平均9.68%)、F(2.86%～7.23%，平均5.64%)，低的MnO(0.54%～2.18%，平均0.93%)、MgO(0～0.51%，平均0.08%)、Rb2O(0.75%～1.65%，平均1.07%)。隨著巖漿演化，巖漿云母呈現(xiàn)K2O、F、MnO、Rb2O含量升高，而Al2O3和FeO含量降低的規(guī)律，且在(Mg-Li)—(Fetot+Mn+Ti-AlVI)圖解中，花崗巖-Ⅰ、花崗巖-Ⅱ和花崗巖-Ⅲ在云母成分縱向上呈現(xiàn)逐漸升高趨勢(shì)(圖10a)。

在熱液階段，礦化云英巖和晶洞礦物集合體中云母的SiO2、K2O、F含量較高，F(xiàn)eO、MnO、MgO、Rb2O含量較低，條紋巖中云母的SiO2、FeO、K2O、F含量較低，MgO含量較高。其中，礦化云英巖云母的SiO2為40.80%～49.99%，平均44.87%；晶洞礦物集合體云母的SiO2為42.55%～53.45%，平均45.27%；條紋巖云母的SiO2為33.67%～45.44%，平均39.17%。礦化云英巖云母的K2O為7.73%～10.12%，平均9.61%；晶洞礦物集合體云母的K2O為9.45%～10.58%，平均9.90%；條紋巖云母的K2O為6.23%～10.37%，平均9.42%。礦化云英巖云母的F含量為0.74%～7.478%，平均5.812%；晶洞礦物集合體云母的F為0.85%～6.82%，平均5.78%；條紋巖云母的F為0～5.368%，平均1.96%。礦化云英巖云母的FeO為1.99%～20.2%，平均13.51%；晶洞礦物集合體云母的FeO為2.66%～14.77%，平均12.85%；條紋巖云母的FeO為1.60%～18.34%，平均11.32%。礦化云英巖云母的MnO為0.05%～3.05%，平均1.14%；晶洞礦物集合體云母的MnO為0.19%～1.77%，平均1.06%；條紋巖云母的MnO為0.07%～3.99%，平均1.50%。花崗巖、礦化云英巖以及晶洞礦物集合體云母的MgO含量多數(shù)低于檢測(cè)值，條紋巖云母的MgO為0.38%～26.72%，平均11.52%。礦化云英巖云母的Rb2O為0.18%～1.34%，平均0.98%；晶洞礦物集合體云母的Rb2O為0.52%～1.53%，平均0.82%；條紋巖云母的Rb2O為0.48%～2.10%，平均1.28%。從花崗巖到礦化云英巖到晶洞礦物集合體再到條紋巖，其云母的SiO2、F、FeO、K2O含量逐漸降低，MgO、MnO、Rb2O含量逐漸升高。

圖7 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺巖體典型條紋巖-Ⅲ樣品及鏡下顯微照片F(xiàn)ig. 7 Typical striated rock-Ⅲ samples and micrographs of the Laiziling pluton, Xianghualing area, HunanApy—毒砂，Cal—方解石，Ccp—黃銅礦，Chl—綠泥石，Cst—錫石，F(xiàn)l—螢石，Mag—磁鐵礦，Mc—云母，Prg—韭閃石，Py—黃鐵礦，Sch—白鎢礦，Sel—氟鎂石，Wol—黑鎢礦Apy—arsenopyrite, Cal—calcite, Ccp—chalcopyrite, Chl—chlorite, Cst—cassiterite, Fl—fluorite, Mag—magnetite, Mc—mica, Prg—pargasite, Py—pyrite, Sch—scheelite, Sel—sellaite, Wol—wolframite

表4 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺巖體云母電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(%)Table 4 EPMA analysis results of mica in the Laiziling pluton in Xianghualing area, Hunan (%)

圖8 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺花崗巖TAS(a，據(jù)Abdel-Rahman, 1994)、 A/CNK—A/NK(b，據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)、SiO2—TFe2O3/(TFe2O3+MgO)(c，據(jù)Frost et al., 2001)和SiO2—K2O(d，據(jù)Peccerillo et al., 1976)圖解Fig. 8 TAS (a, after Abdel-Rahman, 1994), A/CNK—A/NK (b, after Maniar and Piccoli, 1989), SiO2—TFe2O3 —(TFe2O3+MgO)(c, after Frost et al., 2001) and SiO2 — K2O (d, after Peccerillo et al., 1976) plots for the Laiziling granite, Xianghualing area, Hunan

圖9 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺花崗巖稀土配分圖(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig. 9 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized multielement spider diagrams (b) for the Laiziling granite, Xianghualing area, Hunan (normalizing data after Sun and McDonough, 1989)

圖10 巖漿—熱液演化云母類(lèi)型(底圖據(jù)Tischendorf et al., 1997)Fig. 10 Mica types of magmatic—hydrothermal evolution (after Tischendorf et al., 1997)

圖11 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺復(fù)式巖體全巖主微量元素哈克圖解Fig. 11 Hake diagram of major and trace elements in the whole-rock of the Laiziling composit pluton in Xianghualing area, Hunan

5 討論

5.1 花崗巖演化與成礦

癩子嶺復(fù)式巖體在全巖主量元素上，從花崗巖-Ⅰ到花崗巖-Ⅱ再到花崗巖-Ⅲ，其SiO2、Al2O3、Na2O含量逐漸增加，K2O含量逐漸降低，鋁飽和指數(shù)A/CNK值逐漸增大(圖11)，逐漸從準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖向過(guò)鋁質(zhì)花崗巖演化。全巖微量元素方面，三者的∑REE含量依次降低，Li含量逐漸升高，W、Sn、Zn、Ta等成礦元素隨著Li含量的升高而升高(圖11)，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分模式曲線呈對(duì)稱(chēng)的“海鷗型”(圖9a)，具有明顯的負(fù)銪異常(δEu為0.002～0.046，平均0.011)，弱四分組效應(yīng)(TE1, 3值平均為1.10)，(Gd/Yb)N、Zr/Hf、Nb/Ta、Th/U值降低，表明癩子嶺花崗巖具有高分異高演化特征(Bau, 1996; Linnen et al., 2002; Ballouard et al., 2016)。

云母成分上，鐵鋰云母成分在縱向上表現(xiàn)為逐漸增高的趨勢(shì)(圖10a)，從花崗巖-Ⅰ到花崗巖-Ⅱ到花崗巖-Ⅲ演化，云母表現(xiàn)為FeO和Al2O3含量降低，K2O、F、MnO和Rb2O含量逐漸升高(圖12)，顯示線性相關(guān)。因此，癩子嶺花崗巖從花崗巖-Ⅰ到花崗巖-Ⅱ再到花崗巖-Ⅲ發(fā)生明顯演化，演化過(guò)程中鈉長(zhǎng)石含量升高，從準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖過(guò)渡到過(guò)鋁質(zhì)花崗巖，相應(yīng)的Li、W、Sn、Zn、Ta等成礦元素逐漸增加，云母的FeO、Al2O3、K2O、F、MnO等成分發(fā)生系統(tǒng)性變化。

圖12 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺巖漿云母主量元素變化關(guān)系圖解Fig. 12 Diagrams of the relationship between major elements of magma mica in Laiziling, Xianghualing area, Hunan

5.2 熱液云母成分變化對(duì)成礦的指示

礦化云英巖和晶洞礦物集合體云母類(lèi)型主要為鐵鋰云母，其次為鋰云母、條紋巖-Ⅰ云母類(lèi)型主要為黑鱗云母、條紋巖-Ⅱ云母類(lèi)型主要為富鎂黑云母和富鐵黑云母、條紋巖-Ⅲ云母類(lèi)型主要為金云母(圖10b～c)。電子探針?lè)治鰯?shù)據(jù)顯示(表4)，礦化云英巖和晶洞礦物集合體在云母類(lèi)型和云母成分上多數(shù)與巖漿型云母類(lèi)似，僅少數(shù)存在差異，表明礦化云英巖和晶洞礦物集合體為流體演化早期產(chǎn)物，且礦化云英巖和晶洞礦物集合體的云母主要與閃鋅礦、方鉛礦、毒砂、輝鉬礦密切共生，同時(shí)伴生磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦和錫石等金屬礦物。當(dāng)巖漿分異出來(lái)的富F流體與圍巖中的鈣和鎂結(jié)合時(shí)，會(huì)形成大量的螢石和氟鎂石等礦物(李裕祖，1990；鄭大中等，1999)，條紋巖-Ⅰ階段未見(jiàn)有氟鎂石礦物出現(xiàn)，條紋巖-Ⅱ階段氟鎂石以副礦物出現(xiàn)，條紋巖-Ⅲ氟鎂石以主要礦物出現(xiàn)(圖7)，從條紋巖-Ⅰ到條紋巖-Ⅱ再到條紋巖-Ⅲ，氟鎂石礦物逐漸增多(表2)，云母成分上鎂含量在條紋巖-Ⅲ中達(dá)到最高值(26.72%)，表明條紋巖形成晚于礦化云英巖階段和晶洞礦物集合體，且條紋巖-Ⅲ晚于條紋巖-Ⅰ和條紋巖-Ⅱ。

因此，流體演化分為兩種趨勢(shì)，一種是以礦化云英巖和晶洞礦物集合體為代表的沒(méi)有圍巖組分參與的，主要沿著圖13中的A方向演化，云母類(lèi)型由鐵鋰云母演化為鋰云母，礦化云英巖階段主要沉淀閃鋅礦、方鉛礦、毒砂，伴有磁鐵礦和黃鐵礦等金屬礦物沉淀(圖4)，晶洞礦物集合體階段主要沉淀閃鋅礦、輝鉬礦、毒砂，伴有黃銅礦和錫石等金屬礦物沉淀(圖5)；另一種是以條紋巖為代表的有圍巖組分參與的，主要沿著B(niǎo)方向演化(圖13)，云母類(lèi)型由黑鱗云母變?yōu)楦绘V黑云母和富鐵黑云母再變?yōu)榻鹪颇?，條紋巖-Ⅰ階段金屬礦物極少，僅出現(xiàn)少量稀土礦物和毒砂等金屬礦物(圖6a，b)，條紋巖-Ⅱ階段主要沉淀磁鐵礦，伴有鉍華和錫石等金屬礦物沉淀(圖6c—f)，條紋巖-Ⅲ主要沉淀磁鐵礦、黃鐵礦、毒砂、錫石，伴有黃銅礦和白鎢礦等金屬礦物沉淀(圖7)。隨著流體演化，云母主量成分上呈現(xiàn)明顯的SiO2、F、K2O含量降低，而MgO含量增高的趨勢(shì)(圖13)，相應(yīng)的成礦元素從富Fe 、Zn、Pb、Mo逐漸過(guò)渡到富Fe 、Sn和W。

圖13 湖南香花嶺地區(qū)癩子嶺巖漿云母和熱液云母主量元素變化關(guān)系圖解(A為無(wú)圍巖組分參與，B為有圍巖組分參與)Fig. 13 Diagrams of the relationship between the major elements of magmatic mica and hydrothermal mica in Laiziling, Xianghualing area, Hunan (A represents no surrounding rock component, and B represents surrounding rock component)

6 結(jié)論

(1)癩子嶺復(fù)式巖體顯示高演化的特征，從早到晚逐漸向鈉化、過(guò)鋁質(zhì)花崗巖演化，Li、W、Sn、Zn、Ta等成礦元素逐漸增加。

(2)巖漿成因云母從早到晚，呈現(xiàn)出FeO和Al2O3含量降低，K2O、F、MnO和Rb2O含量逐漸升高；當(dāng)體系由巖漿階段向熱液階段演化時(shí)，云母在成份上則表現(xiàn)為MgO、MnO、Rb2O含量逐漸升高，SiO2、K2O、F、FeO含量逐漸降低。

(3)流體演化呈現(xiàn)兩種趨勢(shì)。一種是以礦化云英巖和晶洞礦物集合體為代表，形成于流體出溶的早期，無(wú)圍巖組分參與，云母類(lèi)型由鐵鋰云母演化為鋰云母，主要沉淀Fe、Zn、Pb、Mo等金屬；另一種是以條紋巖為代表，形成晚于礦化云英巖和晶洞礦物集合體，有圍巖組分參與，云母類(lèi)型由黑鱗云母變?yōu)楦绘V黑云母和富鐵黑云母再變?yōu)榻鹪颇?，主要沉淀Fe、Sn和W等金屬。隨著流體演化，成礦元素從富Fe、Zn、Pb、Mo逐漸過(guò)渡到富Fe、Sn和W。

致謝：感謝合肥工業(yè)大學(xué)張達(dá)玉教授提出的寶貴修改意見(jiàn)。感謝東華理工大學(xué)任志、趙嚴(yán)、王艷軍、劉飛、陳喜連、張靜靜、陳濤亮等在野外和室內(nèi)的大力支持和幫助。