福建李家坊金礦床磁鐵礦成因及其對金礦化過程的指示*

陳 娟，趙駿峰,2,3，劉文元**，邢 波，肖 政，周小深，盧 林

（1福州大學(xué)紫金地質(zhì)與礦業(yè)學(xué)院，福建 福州 350108；2中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所中國科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點實驗室，廣東 廣州 510640；3中國科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院,北京 100049；4中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院，福建 福州 350013）

磁鐵礦屬于尖晶石族礦物，化學(xué)通式為AB2O4(Bragg，1914；Fleet，1981)，其中A位置由Mg、Fe2+、Ni、Mn、Co、Zn等二價陽離子占據(jù)，而B位置的Fe3+可以被Al、Ti、Cr、V、Mn、Ga等元素替代(Lindsley，1976；Wechsler et al.,1984)。磁鐵礦在地殼中分布非常廣泛，是重要的成巖成礦礦物，既廣泛存在于各種巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖中，也可以形成于巖漿型、IOCG型、斑巖型、矽卡巖型、BIF型等不同類型礦床中(Dupuis et al.,2011；Nadoll et al.,2014)。磁鐵礦晶格中通常包含多種微量元素（如Ti、Si、Mg、Al、V、Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn等），且微量元素的含量主要取決于磁鐵礦形成環(huán)境的物理化學(xué)條件，如：圍巖性質(zhì)、流體/熔體的化學(xué)成分、溫度、f(O2)及f(S2)等(Nadoll et al.,2014)。前人對不同成因類型的磁鐵礦成分進行統(tǒng)計分析，建立了磁鐵礦成分與礦床成因類型判別圖解(Dupuis et al.,2011；Nadoll et al.,2014)。因此，通過研究磁鐵礦的化學(xué)成分特征，可探討礦床的成因類型和反演成礦流體的性質(zhì)和演化規(guī)律等(李偉等，2016a；Li et al.,2019)。

武夷山成礦帶是中國華南地區(qū)重要的金、銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬等貴金屬、有色金屬成礦帶之一(Li et al.,2011)，該地區(qū)經(jīng)歷了中國東部中生代成礦作用大爆發(fā)等構(gòu)造-巖漿-成礦事件（毛建仁等，2014）。代表性的大-中型金礦床主要有紫金山銅金礦床(Liu et al.,2016)、東陽金礦床(Ni et al.,2018)、何寶山金礦床(Ma et al.,2022b)、雙旗山金礦床（Bao et al.,2021）、邱村金礦床（Ma et al.,2022a）等。其中，何寶山礦田位于該成礦帶中段，前人對于礦床成礦時代、成礦流體性質(zhì)、來源和演化、金賦存形式和沉淀機制等均開展研究(陳國建等，2015；Ni et al.,2018；Bao et al.,2021；Ma et al.,2022b)。目前，何寶山礦田已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多處金礦床，包括何寶山中型金礦（已探明Au資源量大于11.7 t，品位4.43 g/t；陳夢婷，2020）、長興中型金礦（已探明Au資源量大于11.4 t，品位2.72 g/t；陳夢婷，2020），以及本研究區(qū)李家坊中型金礦（Au資源量大于5.3 t，品位～12 g/t；中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院,2020）等。關(guān)于何寶山礦田內(nèi)的金礦床成因目前仍存在較大爭議，礦田中的礦體主要賦存于變質(zhì)巖中，部分賦存于花崗巖和混合巖中，而本研究區(qū)李家坊金礦大多數(shù)礦體賦存于加里東期白云母花崗巖中（陳夢婷，2020；趙駿峰等，2022）。有學(xué)者認為，何寶山礦田中何寶山金礦是在加里東期混合巖化過程中由變質(zhì)流體形成的(Ma et al.,2022a；2022 b)，另有學(xué)者認為長興金礦的成礦物質(zhì)和流體來源于中生代巖漿活動，屬于巖漿熱液型金礦（Ni et al.,2018；Yuan et al.,2021；Bao et al.,2021）。趙駿峰等（2022）在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了燕山期侵入體，結(jié)合華南中生代大規(guī)模的金礦成礦事件及未發(fā)表的輝鉬礦Re-Os年齡數(shù)據(jù)（～130 Ma），推測燕山期巖體可能為礦田內(nèi)隱伏的成礦巖體。

李家坊金礦床是近年新發(fā)現(xiàn)的位于何寶山礦田的一個中型金礦床，整體研究程度較低，其成礦流體性質(zhì)、來源和演化、金賦存形式和沉淀機制，以及礦床可能的形成過程尚不明確。已有研究僅初步涉及該礦床基本地質(zhì)特征（周延召等，2011；范云虎等，2018），及對礦區(qū)巖漿巖進行了年代學(xué)及巖石地球化學(xué)研究（趙駿峰等，2022），缺乏關(guān)于礦床成因及成礦過程方面的研究。作者在前期的研究工作中發(fā)現(xiàn)，該礦床磁鐵礦大量發(fā)育，且與金的關(guān)系密切，是重要的載金礦物之一。為了進一步約束礦床的成因類型，查明成礦過程，作者在詳細的野外地質(zhì)和室內(nèi)巖相學(xué)觀察基礎(chǔ)上，利用電子探針（EPMA）顯微分析技術(shù)和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜（LA-ICPMS）分析技術(shù)，對該礦床中不同類型磁鐵礦的顯微結(jié)構(gòu)和成分進行分析，以期通過磁鐵礦的礦物化學(xué)特征，限定李家坊金礦床的成礦流體演化特征及成因類型，指示金礦化形成過程。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)

何寶山礦田是福建省重要的金礦成礦區(qū)，位于華夏地塊東南緣之武夷山成礦帶的中段（圖1a），大地構(gòu)造位置處于崇安-石城斷裂帶和泰寧-龍巖斷裂帶交界處。礦田南部受建寧-梅州斷裂帶的影響（圖1b）。屬于建寧-泰寧地區(qū)重要的金、銀多金屬成礦遠景區(qū)(中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院,2020)。

區(qū)內(nèi)地層由新元古界結(jié)晶基底和顯生宙蓋層組成。其中，新元古界呈“天窗”出露于區(qū)域北部，由萬全群黃潭組和下峰組組成，主要為一套變粒巖-片巖的中淺變質(zhì)巖系(中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院,2020)。黃潭組原巖以富鈉中酸性火山巖類為主，夾砂泥質(zhì)碎屑巖類，且其w(Au)高達17×10-9，因此常被認為是本區(qū)的金礦礦源層。區(qū)內(nèi)主要出露侏羅系、白堊系、新近系和第四系等，地層由老到新包括：①侏羅系上統(tǒng)長林組分布于區(qū)域中西部主要發(fā)育砂巖、泥巖等；②侏羅系上統(tǒng)南園組發(fā)育一套陸相中酸性-酸性火山巖；③白堊系上統(tǒng)沙縣組發(fā)育一套紅色碎屑巖建造；④白堊系上統(tǒng)崇安組，巖性以砂礫巖、礫巖為主；⑤新近系佛曇組為一套基性火山巖-沉積巖系；⑥第四系主要由新鮮的砂礫卵石組成。

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造活動較為強烈，特別是斷裂構(gòu)造最為發(fā)育，走向以北東向為主，次為北北東向。這些斷裂的性質(zhì)為壓扭性或張扭性，具多階段活動的特點，總體屬于崇安-石城斷裂帶和泰寧-龍巖斷裂帶的一部分（圖1b、圖2）。其中，北東向斷裂沿走向一般延伸2～20 km，傾向南東或北西，傾角40°～74°，與區(qū)內(nèi)金礦的成礦關(guān)系密切。北北東向沿走向一般延伸5～17 km，傾向南東東或北西西，傾角50°～86°。后者穿切了早階段形成的北東向斷裂，但又被晚階段形成的北東向斷裂所穿切。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動強烈，總體以加里東期侵入巖為主(中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院,2020)（圖2），是礦區(qū)內(nèi)形成時代最早的侵入巖，規(guī)模較大，巖體主要呈巖基和巖株狀產(chǎn)出，巖性包括黑云母石英閃長巖（（436.6±1.1）Ma；陳國建等，2015）、黑云母二長花崗巖（（236±5）Ma；覃曉云等，2017）、二云母花崗巖（345 Ma；陳夢婷，2020）等，陳國建等（2015）認為其與成礦作用相關(guān)。趙駿峰等（2022）在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了燕山晚期侵入體，主要為鉀長花崗巖（（133.2±0.8）Ma）及花崗斑巖（（135.6±3.1）Ma），推測是礦區(qū)內(nèi)隱伏的成礦巖體。

截至目前，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多個不同規(guī)模的金礦床（點）（圖2），如何寶山金礦、長興金礦、李家坊金礦等中型金礦；梅橋、洋坑、五里亭等小型金礦點（中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院，2020）。

1.2 礦床地質(zhì)

李家坊金礦床位于何寶山礦田西北部多條斷裂帶集中區(qū)（圖1b），礦床由李家坊礦段、梨樹坪礦段、初樹下礦段3個部分組成。礦區(qū)內(nèi)出露地層較簡單，均為新元古界萬全群黃潭組變質(zhì)巖，其巖性以黑云斜長變粒巖、（二長）變粒巖夾云母（石英）片巖為主，同時為礦區(qū)賦礦圍巖。巖石中發(fā)育多條花崗偉晶巖脈和閃長巖脈（圖2），局部發(fā)生區(qū)域變質(zhì)作用和混合巖化作用。李家坊礦床經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運動，早期以加里東期韌性斷裂為主，疊加后期的燕山期脆性斷裂改造。礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育3組斷裂（圖3a）：北東向（F2、F8、F10、F11、F12）、近東西向和北西向(F9)。其中，主要控礦構(gòu)造為北東向韌性剪切斷裂(F2)和北北東向斷裂，其次為李家坊礦段北部發(fā)育的近東西向斷裂，表明其形成較晚。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，以加里東期和燕山期中酸性侵入巖為主（圖3a）。其中，加里東期形成的白云母花崗巖分布最為廣泛，占據(jù)礦區(qū)中部和南部大部分區(qū)域，黑云母花崗巖出露于礦區(qū)西北部（圖3a），二者均為礦區(qū)主要的賦礦圍巖，年齡介于446.6 Ma與424.5 Ma（趙駿峰等,2022）。燕山期侵入體主要出露于礦區(qū)東北側(cè)，少量位于礦區(qū)東南側(cè)。巖性主要為鉀長花崗巖（（133.2±0.8）Ma；趙駿峰等，2022）及花崗斑巖(（135.6±3.1）Ma；趙駿峰等，2022)。

圖1 華南板塊簡圖（a）和福建省主要金礦區(qū)分布示意圖（b）（據(jù)Ni et al.,2018;Yuan et al.,2021;趙駿峰等，2022修改）Fig.1 Schematic map of South China Plate(a)and schematic distribution map of major gold areas of Fujian Province(b)(modified after Ni et al.,2018;Yuan et al.,2021;Zhao et al.,2022)

圖2 何寶山礦田地質(zhì)簡圖（改自中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院,2020；趙駿峰等,2022）Fig.2 Simplified regional geological map and distribution of the gold deposits in the Hebaoshan ore field,Fujian Province(modi‐fied after Fujian Geological Exploration Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,2020;Zhao et al.,2022)

李家坊金礦床中共有4條礦體(中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院，2020)，呈透鏡狀和脈狀產(chǎn)出于北東向斷裂帶中（圖3a、b），主要賦存于加里東期的黑云母花崗巖和白云母花崗巖中。其中，③號礦體為區(qū)內(nèi)主礦體，資源量1.4 t(中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院，2020)，位于梨樹坪礦段，產(chǎn)于北東向F10斷裂構(gòu)造破碎帶中，走向長度約111 m，延伸達192 m，呈透鏡狀產(chǎn)出（圖3a、b），平均品位為3.55 g/t(范云虎等，2018)。

圖3 李家坊金礦床地質(zhì)圖（a）和AB剖面圖（b）（改自中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院,2020;趙駿峰等,2022）Fig.3 Geological map of the Lijiafang gold deposit(a)and AB section(b)(modified after Fujian Geological Exploration Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,2020;Zhao et al.,2022)

根據(jù)野外和礦相學(xué)研究，李家坊金礦床熱液成礦期分為絹英巖化-硅化階段和青磐巖化階段（圖4）。礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、自然金、銀金礦等，含有少量方鉛礦、針硫鉍鉛礦、硫鉍銀礦等含鉛鉍礦物和硫鎳鈷礦、硫銅鈷礦等稀有含鈷礦物，脈石礦物主要是綠泥石、綠簾石、石英等。礦床圍巖蝕變廣泛發(fā)育，且金礦化與圍巖蝕變具有明顯的依存關(guān)系，蝕變作用微弱的斷層破碎帶基本不含金或含金量較低；蝕變作用較強，多種蝕變、多期蝕變疊加部位金礦化較強。其中，絹英巖化-硅化階段蝕變類型主要有絹英巖化、硅化和黃鐵礦化，青磐巖化階段蝕變類型主要有綠泥石化、綠簾石化等，次生氧化期可見大量銅藍、赤鐵礦、褐鐵礦（圖4）。

圖4 李家坊金礦床礦物共生序列Fig.4 Mineral formation sequence of Lijiafang gold deposit

該礦床中金主要是以可見金的形式（自然金和銀金礦）出現(xiàn)在石英脈、金屬硫化物和磁鐵礦中。作者認為，自然金形成于絹英巖化-硅化階段，呈渾圓粒狀賦存于石英脈中；銀金礦形成于青磐巖化階段，與晚階段形成的方鉛礦、針硫鉍鉛礦、硫鉍銀礦等含鉛鉍礦物和硫鎳鈷礦、硫銅鈷礦等稀有含鈷礦物共生，部分充填到早階段形成的磁鐵礦中。

根據(jù)磁鐵礦的結(jié)構(gòu)和礦物共生組合，將磁鐵礦分成3種類型：Mt1、Mt2和Mt3。Mt1型磁鐵礦位于銅金礦脈邊緣，呈團塊狀集合體產(chǎn)出，與大量綠泥石共生（圖5b、c），交代早階段的黃鐵礦（圖5d）。該類型磁鐵礦可根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征進一步細分為板柱狀Mt1a和粒狀Mt1b兩種亞類。其中Mt1a型磁鐵礦多呈放射狀集合體形式產(chǎn)出（圖6a），局部可見交代殘余黃鐵礦，但又被板柱狀赤鐵礦所交代（圖6a）。值得注意的是，該亞類磁鐵礦中包含大量孔洞狀硅酸鹽礦物和少量白鎢礦包裹體（圖7a、圖8a）。Mt1b型磁鐵礦多呈自形-半自形粒狀（約100～300 μm），交代充填早階段中形成的黃鐵礦（圖6b），一般與綠泥石等硅酸鹽礦物共生，局部被片狀赤鐵礦沿邊緣或裂隙交代。該亞類磁鐵礦核部包含大量孔洞狀硅酸鹽礦物和少量硫化物礦物（如黃銅礦和黃鐵礦）包裹體（圖6c）邊部較均勻（圖7b）。Mt2和Mt3型位于銅金礦脈中。Mt2型磁鐵礦呈脈狀產(chǎn)出，穿插早階段的石英-黃鐵礦脈（圖5f），與綠簾石共生（圖5e）。通過鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，Mt2型磁鐵礦具自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑較大（約400 μm），常與石英、綠泥石、綠簾石等礦物共生（圖6d、e），背散射圖像中可見其發(fā)育明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖7c）。Mt3型磁鐵礦多具半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)，被后階段黃銅礦包裹、交代（圖5g、圖6h、圖6i），背散射視域下可見清晰的三聯(lián)點結(jié)構(gòu)（圖7d～f），該型磁鐵礦常與綠泥石和綠簾石共生（圖5g），局部可見黃銅礦、方鉛礦等硫化物以及針硫鉍鉛礦、硫鉍銀礦以及硫銅鈷礦、硫鎳鈷礦等含鉛、鉍和鈷的礦物包裹體（圖6h、i）。其中，Mt3型磁鐵礦與Au的關(guān)系最為密切（圖6g、h）。

圖6 李家坊金礦磁鐵礦顯微鏡照片a.板柱狀磁鐵礦呈放射狀集合體，含少量殘余黃鐵礦，邊部被赤鐵礦交代；b.石英-黃鐵礦脈中磁鐵礦交代黃鐵礦；c.自形粒狀磁鐵礦包裹少量硫化物，邊部被片狀赤鐵礦交代；d.自形粒狀磁鐵礦與石英-綠簾石-綠泥石等礦物共生；e.自形程度較好的磁鐵礦被綠泥石交代；f.自形粒狀磁鐵礦與針硫鉍鉛礦共生；g.磁鐵礦顆粒中含自然金包裹體和沿裂隙填充的銀金礦；h.磁鐵礦顆粒中含自然金包裹體和沿裂隙填充的銀金礦，可見少量針硫鉍鉛礦、硫鉍銀礦；i.硫銅鈷礦與磁鐵礦共生，被黃銅礦包裹，其中還包含少量方鉛礦和銀金礦包裹體礦物縮寫：Aik—針硫鉍鉛礦；Cli—硫銅鈷礦；Elc—銀金礦；Mtl—硫鉍銀礦Fig.6 Microphotographs of different magnetite types at Lijiafang deposita.The plate-columnar magnetite shows as radial aggregate containing a small amount of residual pyrite and metasomatism by hematite at the edge;b.Magnetite metasomatized pyrite in quartz-pyrite veins;c.The euhedral granular magnetite is encapsulated with a small amount of sulfide,and the edge is metasomatized by lamellar hematite;d.Euhedral granular magnetite is symbiosis with Qtz-Ep-Chl;e.Euhedral granular magnetite is metasomatized by chlorite;f.Euhedral granular magnetite is symbiotic with aikinite;g.Magnetite particles contain native gold inclusions and electrum filled along cracks;h.Magnetite particles contain native gold inclusions and electrum filled along cracks,a small mount of aikinite and matilidite;i.Carrollite is symbiotic with magnetite and included by chalcopyrite and contains a small amount of galena and electrum inclusionsMineral abbreviations:Aik—Aikinite;Cli—Carrollite;Elc—Electrum;Mtl—Matilidite

2 樣品采集和分析方法

本次研究的樣品均采自李家坊礦區(qū)680 m和650 m平硐中（圖5b～g）。樣品主要來自于強蝕變帶（圖5b～e）以及磁鐵礦-黃銅礦熱液脈中（圖5a、f、g），其中包括蝕變較強的浸染狀黃鐵礦-磁鐵礦-綠泥石礦石（圖5b）、磁鐵礦-赤鐵礦-綠泥石礦石（圖5c、d）、磁鐵礦-綠泥石-綠簾石礦石（圖5e），磁鐵礦呈團塊狀集合體或脈狀產(chǎn)出；礦化較強的磁鐵礦-綠簾石礦石（圖5f）、黃銅礦-磁鐵礦-綠泥石-綠簾石礦石（圖5g），磁鐵礦呈脈狀產(chǎn)出。圍巖均為白云母花崗巖（圖5a～g）。

圖5 李家坊金礦磁鐵礦樣品手標本照片a.磁鐵礦-黃銅礦熱液脈；b.浸染狀黃鐵礦-磁鐵礦-綠泥石礦石；c.磁鐵礦-赤鐵礦-綠泥石礦石；d.磁鐵礦中包裹黃鐵礦；e.脈狀磁鐵礦-綠泥石-綠簾石礦石；f.磁鐵礦-綠簾石礦石；g.黃銅礦-磁鐵礦-綠泥石-綠簾石礦石Py—黃鐵礦；Chl—綠泥石；Mt—磁鐵礦；Ep—綠簾石；Ccp—黃銅礦；Qtz—石英Fig.5 Specimens of magnetite at Lijiafang gold deposita.Mt-Ccp hydrothermal veins;b.Disseminated Py-Mt-Chl ore;c.Mt-Hem-Chl ore;d.Pyrite is encased in magnetite;e.Mt-Chl-Ep vein;f.Mt-Ep vein;g.Ccp-Mt-Chl-Ep orePy—Pyrite;Chl—Chlorite;Mt—Magnetite;Ep—Epidote;Ccp—Chalcopyrite;Qtz—Quartz

首先將樣品磨制成光薄片，經(jīng)顯微鏡觀察標注測試位置后，進行電子探針（EPMA）分析。EPMA分析在福州大學(xué)紫金地質(zhì)與礦業(yè)學(xué)院電子探針實驗室完成，使用儀器為日本生產(chǎn)的JEOL JXA-8230型電子探針分析儀，配備四道波譜儀和能譜儀。波譜定量分析的工作條件如下：加速電壓15 kV、探針電流20 nA，束斑直徑5 μm，大部分元素檢出限為0.01%。標樣包括：方鎂石（MgO）、剛玉（Al2O3）、氧化鎳（NiO）、磁鐵礦（FeO）、氧化錳（MnO）、氧化鋅（ZnO）、氧化鉻（Cr2O3）、金紅石（TiO2）、氧化釩（V2O3）、磷灰石（CaO）、石英（SiO2）。采用ZAF修正法進行數(shù)據(jù)矯正。定量分析過程中，通過電子探針直接得到的元素質(zhì)量百分比中的鐵含量是一個混合值，為區(qū)分FeO和Fe2O3的含量，采用基于4個氧原子的電荷平衡法，得到晶體化學(xué)式。為便于觀察磁鐵礦中主量元素的分布規(guī)律，本次研究對4種類型的磁鐵礦均開展了面掃描分析。電子探針測試為加速電壓15 kV，電流50 nA，掃描范圍依據(jù)磁鐵礦顆粒大小設(shè)定，步長為1 μm。

磁鐵礦原位微區(qū)LA-ICP-MS分析在廣州市拓巖檢測技術(shù)有限公司完成。實驗室采用NWR 193 nm ArF準分子激光器和光學(xué)系統(tǒng)，ICP-MS型號為ICP RQ。激光剝蝕系統(tǒng)配置有信號平滑裝置。剝蝕過程中采用He作為載氣，通過一個Y型接口，與Ar氣混合，進入電感耦合等離子質(zhì)譜儀中進行原始信號的采集。本次分析的激光束斑直徑為32 μm，最大激光能量為85 mJ，頻率為6 Hz，背景時間50 s，激光剝蝕時間40 s。微量元素含量處理過程中采用多外標無內(nèi)標的校正方法，SRM 610和GSE-2G作為外標，分析精度優(yōu)于10%。測試元素包括：25Mg、27Al、29Si、43Ca、49Ti、51V、53Cr、55Mn、59Co、60Ni、65Cu、66Zn、71Ga、88Sr、135Ba、184W和209Bi。對所測數(shù)據(jù)的離線處理（包括背景信號選擇、樣品有效區(qū)間選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量的計算）利用ICP-MS DataCal 11.5軟件完成(Liu et al.,2008)。

3 分析結(jié)果

3.1 電子探針分析結(jié)果

電子探針面掃描區(qū)域的背散射和元素分布圖見圖8。總體而言，不同類型磁鐵礦的Si、Al和Ca含量的分布（圖8c～d、g、h、k～m）存在著顯著差異。低硅的板柱狀磁鐵礦Mt1a與高硅的赤鐵礦交生，且Mt1a型磁鐵礦中含大量孔洞狀硅酸鹽類包裹體，赤鐵礦中含少量白鎢礦包裹體（圖8a）；Mt1b型磁鐵礦核部含硅酸鹽類包裹體（綠泥石、綠簾石等）（圖8e），邊部較均勻，且邊部Si的含量相對較高（圖8h）；Mt2型磁鐵礦明顯發(fā)育富Si的生長環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖8h），Al元素也有微弱的環(huán)帶特征（圖8g），且Mt2型和Mt1b型磁鐵礦Si含量相近（圖8h），這與電子探針波譜分析結(jié)果一致（圖9b）；Mt3型磁鐵礦明顯與赤鐵礦交生，核部含自然金包裹體（圖7e～f、圖8i），較大顆粒（最大可達50 μm）不規(guī)則銀金礦沿磁鐵礦裂隙填充（圖7e），且磁鐵礦Si的含量較低（圖8k）。

圖7 李家坊金礦床中磁鐵礦樣品的典型背散射圖像a.Mt1a型磁鐵礦；b.Mt1b型磁鐵礦；c.Mt2型磁鐵礦；d～f.Mt3型磁鐵礦Fig.7 Backscattered electron(BSE)images of typical magnetite grains of Lijiafang gold deposita.Mt1a type magnetite;b.Mt1b type magnetite;c.Mt2 type magnetite;d～f.Mt3 type magnetite

圖8 李家坊金礦不同類型磁鐵礦背散射圖像以及相應(yīng)區(qū)域的Fe、Si、Al和Ca等元素的面掃描圖像a.Mt1a型磁鐵礦；b～d.Mt1a型磁鐵礦Fe、Al、Si的分布特征；e.Mt1b和Mt2型磁鐵礦；f～h.Mt1b和Mt2型磁鐵礦Fe、Al、Si的分布特征；i.Mt3型磁鐵礦；j～m.Mt3型磁鐵礦Fe、Si、Al、Ca的分布特征Fig.8 BSE images and mapping images of different magnetite types in Lijiafang gold deposit and surface scanning images of Fe,Si,Al and Ca elements in corresponding areasa.Mt1a type magnetite;b～d.Distribution characteristics of Fe,Al,Si in Mt1a type magnetite;e.Mt1b at the core and Mt2 at the edge;f～h.Distribu‐tion characteristics of Fe,Al,Si in magnetite of type Mt1a and Mt2;i.Mt3 type magnetite;j～m.Distribution characteristics of Fe、Si、Al、Ca in type Mt3 magnetite

李家坊金礦床中各種類型磁鐵礦的電子探針分析結(jié)果見表1和圖9。為盡可能排除顯微礦物包裹體的影響，電子探針的分析點選擇磁鐵礦中比較平整光滑的位置。電子探針波譜數(shù)據(jù)顯示，4種類型的w(FeOT)分別為：Mt1a型磁鐵礦90.08%～92.22%（平均值為91.03%），Mt1b型磁鐵礦90.23%～91.99%（平均值為91.17%），Mt2型磁鐵礦90.06 %～92.30%（平均值為91.22%），Mt3型磁鐵礦90.67%～92.87%（平均值為91.65%）。從Mt1a到Mt3型磁鐵礦的w(FeOT)總體呈上升趨勢（圖9a）。此外，本次研究還檢測到磁鐵礦中包含一定量的SiO2和Al2O3（表1）。其中，w(SiO2)為：Mt1a型磁鐵礦0.17%～1.71%（平均值為0.90%），Mt1b型磁鐵礦0.43%～2.51%（平均值為1.45%），Mt2型磁鐵礦0.77%～2.48%（平均值為1.50%），Mt3型磁鐵礦0.04%～1.19%（平均值為0.61%），Mt2型磁鐵礦w(SiO2)最高，Mt3型磁鐵礦w(SiO2)最低（圖9b）。Mt1a型磁鐵礦w(Al2O3)平均值為0.04%，Mt1b型磁鐵礦平均值為0.09%，Mt2型磁鐵礦平均值為0.13%，Mt3型磁鐵礦平均值為0.04%，Mt2型磁鐵礦w(Al2O3)最高，Mt1a和Mt3型磁鐵礦Al2O3的含量相似，均較低（圖9c）。

表1 李家坊金礦磁鐵礦電子探針分析數(shù)據(jù)(w(B)/%)Table 1 Electron probe analysis data(w(B)/%)of magnetite in Lijiafang gold deposit

圖9 李家坊金礦磁鐵礦主量元素含量箱線圖Fig.9 Box plot of magnetite major elements from the Lijiafang gold deposit

3.2 微量元素分析結(jié)果

4種類型磁鐵礦的微量元素測試數(shù)據(jù)見表2，其中Mt1a型磁鐵礦共分析7個點，Mt1b型磁鐵礦共分析23個點，Mt2型磁鐵礦共分析17個點，Mt3型磁鐵礦共分析18個點。在各類磁鐵礦LA-ICP-MS分析信號（圖10b、d、f)中，元素Ti、V、Cr、Co、Ni、Ga、Sn的信號曲線均表現(xiàn)為連續(xù)的平穩(wěn)曲線，未見異常峰。Mt1a、Mt1b和Mt2型磁鐵礦中發(fā)現(xiàn)Si、Mg、Al、Ca、Mn等元素的信號剝蝕曲線異常峰（圖10a、c）。Mt3型磁鐵礦中發(fā)現(xiàn)Cu、Zn、Bi等元素的信號剝蝕曲線異常峰（圖10e）。因此對李家坊金礦區(qū)的磁鐵礦中Al、Mn、Si、Mg、Cu、Pb、Bi、Zn等微量元素測試結(jié)果進行討論時，應(yīng)該對數(shù)據(jù)進行篩選（圖11），以排除包裹體對磁鐵礦中微量元素分析結(jié)果的干擾?？傮w而言，李家坊金礦床中不同類型磁鐵礦的微量元素組成具有以下特征：

圖10 李家坊金礦磁鐵礦LA-ICP-MS信號剝蝕曲線圖a、b.Mt1a和Mt1b型磁鐵礦；c、d.Mt2型磁鐵礦；e、f.Mt3型磁鐵礦Fig.10 LA-ICP-MS signal denudation curve of magnetite in Lijiafang gold deposita,b.Type Mt1a and Mt1b magnetite;c,d.Type Mt2 magnetite;e,f.Type Mt3 magnetite

（1）Ti、V含量相對較低，且不同類型磁鐵礦含量不同，本礦區(qū)不同類型磁鐵礦中w(Ti)分別為Mt1a：(41～101)×10-6，平均值65×10-6；Mt1b：(8～107)×10-6，平均值38×10-6；Mt2：(4～74)×10-6，平均值39×10-6；Mt3：(1～14)×10-6，平均值6×10-6，總體w(Ti)呈下降趨勢（圖11a）。本礦區(qū)不同類型磁鐵礦中w(V)分別為Mt1a：(20～62)×10-6，平均值39×10-6；Mt1b：(0～18)×10-6，平均值7×10-6；Mt2：(2～35)×10-6，平均值20×10-6；Mt3：(0～9)×10-6，平均值2×10-6，總體w(V)呈波動下降趨勢（圖11b）。Co、Mn、Zn元素含量也有明顯的變化（圖11d～f），本礦區(qū)不同類型磁鐵礦中w(Co)分別為Mt1a：(16～323)×10-6，平均值22×10-6；Mt1b：(31～85)×10-6，平均值44×10-6；Mt2：(31～38)×10-6，平均值35×10-6；Mt3：(183～313)×10-6，平均值255×10-6。不同類型磁鐵礦中w(Mn)分別為Mt1a：(164～295)×10-6，平均值212×10-6；Mt1b：(203～493)×10-6，平均值321×10-6；Mt2：(299～413)×10-6，平均值339×10-6；Mt3：(293～570)×10-6，平均值401×10-6。不同類型磁鐵礦中，w(Zn)分別為Mt1a：(12～26)×10-6，平均值18×10-6；Mt1b：(11～39)×10-6，平均值19×10-6；Mt2：(11～23)×10-6，平均值17×10-6；Mt3：(49～496)×10-6，平均值163×10-6。Mt3型磁鐵礦Co、Mn、Zn含量明顯比前3種類型含量高（圖11d～f）。

（2）不同類型磁鐵礦中Ca、Ni、Ga含量相近（圖11c、g、h），本礦區(qū)不同類型磁鐵礦中w(Ca)分別為Mt1a：(210～1326)×10-6，平 均 值786×10-6；Mt1b：(307～1325)×10-6，平均值811×10-6；Mt2：(559～1359)×10-6，平均值959×10-6；Mt3：(319～1188)×10-6，平均值736×10-6；本礦區(qū)不同類型磁鐵礦中w(Ni)分別為Mt1a：(20～28)×10-6，平均值24×10-6；Mt1b：(7～101)×10-6，平均值46×10-6；Mt2：(5～65)×10-6，平均值29×10-6；Mt3：(14～54)×10-6，平均值28×10-6；不同類型磁鐵礦中w(Ga)分別為Mt1a：(10～15)×10-6，平均值12×10-6；Mt1b：(11～24)×10-6，平均值16×10-6；Mt2：(15～25)×10-6，平均值19×10-6；Mt3：(6～14)×10-6，平均值10×10-6（圖11c、g、h）。

圖11 李家坊金礦磁鐵礦微量元素含量箱線圖Fig.11 Box plots of magnetite trace elements from the Lijiafang gold deposit

（3）LA-ICP-MS數(shù)據(jù)結(jié)果表明，李家坊金礦床中不同類型磁鐵礦Cr、W和Bi元素的大部分數(shù)據(jù)均低于檢出限（表2），其他低于檢出限的元素（如：Sc、U、Pb）含量未在該表列出。

綜上所述，本次研究的礦床磁鐵礦以富集Si、Ca、Co、Mn、Zn、Ni、Ga等元素為特征，其中不同類型的磁鐵礦Ca、Ni、Ga含量相近；而磁鐵礦相對虧損Ti、Al、V、Sr、Ba等元素，且這些元素在不同類型磁鐵礦中含量不同；其中，Cr、W和Bi等元素含量低于檢出限（表2），以及Sc、U、Pb等高場強元素含量低于檢出限。

4 討論

4.1 微量元素的賦存狀態(tài)和替代機制

從磁鐵礦原位微量分析結(jié)果（表2）可以看出不同類型的磁鐵礦微量元素含量具有明顯差異。這些微量元素一般以2種形式賦存：①通過離子交換或耦合替代進入磁鐵礦晶格(Lindsley,1976；Wechsler et al.,1984；Howie et al.,1992)，以這種形式賦存的微量元素可以指示磁鐵礦的物質(zhì)來源、物理化學(xué)條件（如：溫度、氧逸度）和成因等信息(Dupuis et al.,2011；Dare et al.,2014；Nadoll et al.,2014；2015；Duan et al.,2017；2019；Peng et al.,2021)；②以納米-微米級礦物包裹體的形式賦存(Nadoll et al.,2014；Zhao et al.,2015)，以這種形式賦存的微量元素能夠反映流體的組成和演化規(guī)律(Dupuis et al.,2011；Dare et al.,2014；Nadoll et al.,2014；2015)。因此，在探討磁鐵礦的成因之前，有必要優(yōu)先討論其中微量元素的賦存狀態(tài)及其可能的替代機制(Xing et al.,2022)。

李家坊金礦床中不同類型的磁鐵礦的Al、Mn、Si、Mg、Cu、Pb、Bi和Zn等微量元素的LA-ICP-MS分析結(jié)果易受顯微礦物包裹體的影響。但是通過電子探針的BSE圖像觀察發(fā)現(xiàn)，本次研究的電子探針分析點均避開了礦物包裹體的區(qū)域，因此，電子探針分析數(shù)據(jù)均可以反映磁鐵礦本身的性質(zhì)。其中，僅Si、Al的微量元素含量較高，測試中有98%的數(shù)據(jù)高于檢出限（0.01%），可進一步討論分析磁鐵礦中Si、Al的替代機制。根據(jù)電子探針波譜數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在Fe2+與Si4+、Fe3+與Si4+、Fe2+與Fe3+、（Si4++Fe2+）與Fe3+的散點圖中（圖12a～d），隨著Si4+含量增加，各種類型磁鐵礦中Fe2+含量也隨之增加，但Fe3+卻隨之減少，表明磁鐵礦晶格中可能發(fā)生以下替代關(guān)系：ⅣFe3++ⅥFe3+→ⅣSi4++ⅥFe2+。同時，不同類型磁鐵礦在散點圖中表現(xiàn)出的斜率幾乎一致（圖12a～d），說明不同類型磁鐵礦Si的替代程度相似。另有研究表明，Al3+離子優(yōu)先替代四配位的Fe3+(Dupuis et al.,2011；Westendorp et al.,1991)。李家坊金礦床磁鐵礦的Fe3+與Al3+呈現(xiàn)明顯的負相關(guān)關(guān)系（圖12e），Al3+與Si4+呈弱的正相關(guān)關(guān)系（圖12f），表明在磁鐵礦晶格中可能發(fā)生以下替代關(guān)系：IVFe3+→ⅣAl3+，且不同類型磁鐵礦在圖12e和12f中表現(xiàn)出的斜率存在差別，說明不同類型磁鐵礦Al的替代程度不同(邵輝等,2020)。Si4+和Al3+通過類質(zhì)同象的方式進入磁鐵礦晶格，元素間替代的強弱存在著差異，說明物質(zhì)成分、溫度以及壓力等物理化學(xué)條件對晶格替代的影響。

圖12 李家坊金礦床不同類型磁鐵礦的相關(guān)性圖解Fig.12 Correlations of different types of magnetite from the Lijiafang gold deposit

Ti和V是磁鐵礦中重要的微量元素，但是其替代機制往往不同，Ti4+可以與二價陽離子（如：Fe2+）耦合替代Fe3+進入到磁鐵礦晶格中(Newberry et al.,1982；Wechsler et al.,1984；Nadoll et al.,2014；Xu et al.,2014)；V3+一般直接替代Fe3+(Nadoll et al.,2014；Canil et al.,2016)。在某些情況下，磁鐵礦中Ti元素的含量也會受包裹體（如：鈦鐵礦的影響）（Huang et al.,2021；2022）。而李家坊金礦中磁鐵礦w(Ti)＜106.52×10-6，w(V)＜61.51×10-6（表2），且Ti和V的LA-ICP-MS信號曲線表現(xiàn)為連續(xù)的平穩(wěn)曲線，未見異常峰（圖10b、d），表明Ti4+和V3+分別通過耦合替代和離子交換進入磁鐵礦晶格中。除此之外，Co2+和Zn2+受離子替代位置和離子半徑控制(Dare et al.,2014；Nadoll et al.,2014)，直接替代Fe2+(Carew,2004；Ding et al.,2018；Dupuis et al.,2011)。本研究區(qū)中磁鐵礦Co的LA-ICP-MS信號曲線表現(xiàn)為連續(xù)的平穩(wěn)曲線，未見異常峰（圖10b、d、f），而Mt3型磁鐵礦中Zn元素出現(xiàn)異常峰（圖10e），說明晚階段形成的磁鐵礦中含富Zn礦物包裹體，暗示晚階段熱液流體中可能富Zn元素。

表2 李家坊金礦床不同類型磁鐵礦的微量元素分析結(jié)果(w(B)/10-6)Table 2 Analysis of trace elements((w(B)/10-6)of different types of magnetite magnetite

續(xù)表2Continued Table 2

4.2 對成礦流體演化的指示

前人研究表明，影響磁鐵礦微量元素組成的因素主要包括：溫度、氧逸度、流體成分、水巖反應(yīng)、圍巖性質(zhì)、磁鐵礦中發(fā)育的微細包裹體以及與磁鐵礦共生的礦物組合等（Toplis et al.,2002；Carew,2004；Dupuis et al.,2011；Acosta-Góngora et al.,2014；Dare et al.,2014；Nadoll et al.,2014；Chen et al.,2015；Huang et al.,2021；2022）。李家坊金礦床中磁鐵礦均賦存于加里東期的白云母花崗巖中。磁鐵礦中Ti、V、Ga、Co、Zn等元素含量之間呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性變化，暗示成礦過程中成礦流體體系的動態(tài)演化，控制這種變化的主要原因可能是流體組成及物理化學(xué)性質(zhì)的變化。

已有的研究顯示，元素在流體中的溶解度主要取決于溫度（McIntire，1963）。對于磁鐵礦而言，Ti、Al、V、Mn、Ga和Sn等元素對溫度的變化較為敏感，即溫度降低，元素以類質(zhì)同象形式進入磁鐵礦晶格的比例就會減少（Nadoll et al.,2014；Knipping et al.,2015）。在李家坊金礦床中，從Mt1a到Mt3型磁鐵礦，Ti、V含量總體上呈下降趨勢（圖11a、b），指示熱液流體的溫度逐漸降低；對于w(Ga)而言，在Mt1a、Mt1b和Mt2數(shù)值相近，而在Mt3型磁鐵礦中數(shù)值明顯較低（圖11h），說明在Mt3型磁鐵礦結(jié)晶過程中成礦熱液流體溫度急劇降低。

已有研究顯示，氧逸度會在一定程度上影響磁鐵礦中V、Cr等元素的含量（Nadoll et al.,2014）。以V元素為例，其在礦物中的價態(tài)變化較大，可以從+2一直變化到+5，其中以V3+、V4+和V5+最為常見（Tak‐eno，2005）。由于V3+具有與Fe3+相同的價態(tài)和相似的離子半徑，因此它更容易替代Fe3+進入磁鐵礦的晶格（Nadoll et al.,2014）。而且，當熱液流體的氧逸度稍有增加，V3+就會被氧化為V4+甚至V5+，從而導(dǎo)致磁鐵礦結(jié)構(gòu)中V3+含量降低（Acosta-Góngora et al.,2014）。因此，磁鐵礦中V的含量能夠指示流體的氧逸度（Hu et al.,2014；Chen et al.,2015；Sun et al.,2017）。李家坊金礦床中磁鐵礦從Mt1a到Mt3，V的含量表現(xiàn)出明顯的波動，但總體呈下降趨勢，表明熱液流體的氧逸度呈波動上升趨勢。結(jié)合鏡下特征，不同類型磁鐵礦和赤鐵礦的結(jié)構(gòu)關(guān)系不同，Mt1a被板柱狀赤鐵礦交代（圖6a），Mt1b被片狀赤鐵礦（圖6c），Mt2中少見赤鐵礦（圖6e），Mt3與赤鐵礦交互生長（圖6i），這種礦物組合同樣可能暗示成礦流體氧逸度經(jīng)歷了波動上升的過程。

此外，Co和Ni在磁鐵礦中屬于強相容性元素。對于Ni元素而言，其在不同類型磁鐵礦中的含量相似（圖11g），表明其在成礦流體中的含量相對均一。不同于Ni元素，不同類型磁鐵礦中Co含量存在明顯差異，Mt1a中Co含量明顯較低，Mt1b和Mt2含量相近，而Mt3相較于前3種類型，Co含量高出2個數(shù)量級（圖11d）。結(jié)合鏡下觀察，Mt3型磁鐵礦與硫銅鈷礦（CuCo2S4）等稀有鈷礦物共生（圖6g～i），且被黃銅礦包裹（圖6g），說明黃銅礦較晚于磁鐵礦，因此不會與磁鐵礦競爭Co元素而使磁鐵礦中Co元素明顯較低。Dare（2014）研究認為磁鐵礦在結(jié)晶過程中，成礦流體與巖漿巖發(fā)生水巖反應(yīng)會有Co和Ni元素的帶入。由于磁鐵礦圍巖屬性一致，因此，Mt3可能受后階段黃銅礦成礦流體的疊加改造作用而富Co。

綜合上述分析，李家坊金礦床中鐵氧化物階段中成礦流體經(jīng)歷了溫度降低、氧逸度波動上升的變化過程，其中，Mt3型磁鐵礦的微量元素含量受后階段低溫高氧逸度流體疊加改造的影響，具有富Co的特征，可能與晚階段富Cu、Co的成礦流體作用密切相關(guān)。

4.3 對礦床成因類型及金礦化過程的指示意義

盡管前人已經(jīng)對何寶山礦田內(nèi)典型金礦進行不同程度的研究，但對于金礦床的成因仍存在著較大爭議。其中，何寶山金礦的成礦作用表現(xiàn)出多期次、多階段的特點（陳國建等，2015；Ma et al.,2022b），金礦化主要賦存于變質(zhì)巖地層中，少有礦體賦存于堿性長石花崗巖中（Ma et al.,2022b），主要的蝕變類型和礦物組合包括：硅化（多期石英脈）、絹云母化（石英-黃鐵礦-絹云母）、綠泥石化（綠泥石-黃鐵礦-石英）、碳酸鹽化（方解石-石英）（Ma et al.,2022b）。何寶山金礦床的成礦物質(zhì)初步富集于加里東晚期混合巖化作用（陳國建等,2015），在晚三疊世的區(qū)域變質(zhì)作用下，變質(zhì)流體與基巖相互作用成礦（Ma et al.,2022b）。長興金礦中礦體主要賦存于加里東期鉀長混合花崗巖（長興巖體）中，但圍巖與金礦化沒有成因關(guān)系，成礦物質(zhì)和成礦流體可能來源于中生代巖漿活動（Yuan et al.,2021），主要蝕變類型包括：硅化（石英-綠泥石-黃鐵礦-金礦物）、絹云母化（絹云母-石英-黃鐵礦）、綠泥石化（綠泥石-黃鐵礦-金礦物）（陳夢婷，2020），有學(xué)者認為該礦床為巖漿熱液型礦床（Yuan et al.,2021）。對比李家坊金礦，礦床內(nèi)賦礦花崗巖均為加里東期侵入巖，而中生代花崗斑巖與鉀長花崗巖的成巖年齡與中生代大規(guī)模的金成礦事件相符，為礦床中隱伏的成礦巖體（趙駿峰等，2022）。礦床內(nèi)主要蝕變類型和礦物組合包括：絹英巖化（絹云母-石英-黃鐵礦）、硅化（石英-綠泥石-白云母-黃鐵礦-自然金）、綠泥石化（綠泥石-綠簾石-磁鐵礦-黃銅礦-金礦物）（圖4），均屬于熱液蝕變成因。

磁鐵礦是多種礦床成因類型中常見的礦物，它既可以由巖漿直接結(jié)晶，也可以在熱液流體中沉淀（Dupuis et al.,2011；Nadoll et al.,2014）。李家坊金礦床中所有類型的磁鐵礦多以脈狀構(gòu)造產(chǎn)出，且均與綠泥石或綠簾石等熱液礦物共生（圖8a、b），這明顯有別于巖漿型磁鐵礦的礦物組合（張維峰等,2018），表明其為熱液起源。此外，前人通過大量測試研究發(fā)現(xiàn)，與巖漿型磁鐵礦相比，熱液型磁鐵礦普遍具有較低含量的w(Ti)＜2%、w(Al)＜1%及高場強元素（如Zr、Hf、Nb、Ta、Sc等）（Dare et al.,2014;Nadoll et al.,2014）。這些元素由于難以在熱液蝕變中遷移（Van,1993），因而在熱液流體中含量較低。李家坊金礦床不同類型的磁鐵礦均具有低Ti、Al及高場強元素（如Zr、Hf、Nb、Ta、Sc、U、Pb等）的特征（表2），且Ti和V含量與閩中地區(qū)的丁家山和峰巖等矽卡巖型磁鐵礦相近（圖13a）(Xing et al.,2022)。因此，李家坊金礦床中的磁鐵礦均應(yīng)為巖漿熱液成因，且與磁鐵礦密切相關(guān)的Au礦化由熱液流體主導(dǎo)，受外部環(huán)境條件的變化發(fā)生沉淀。

磁鐵礦在各種地質(zhì)過程中均有產(chǎn)出，且不同成因的磁鐵礦由具有較大差異的的微量元素組成。前人通過大量研究將磁鐵礦的地球化學(xué)特征與礦床的形成環(huán)境和成因類型建立起聯(lián)系，構(gòu)建了不同的成因判別圖(Dupuis et al.,2011；Dare et al.,2014；Nadoll et al.,2014)，且得到了廣泛的應(yīng)用(Hu et al.,2014；Huang et al.,2015a；2015b；2016；段超等，2017)。Du‐puis(2011)提出磁鐵礦的w(Ca+Al+Mn)與w(Ti+V)二元圖解可以作為礦床類型的判別圖解。本研究區(qū)的磁鐵礦在該圖解中絕大部分投點落入了矽卡巖型磁鐵礦的區(qū)域內(nèi)（圖13b）。Nadoll(2014)根據(jù)LA-ICPMS數(shù)據(jù)，采用了w(Ca+Al+Mn)與w(Ti+V)成因判別圖（圖13c）。本礦區(qū)的磁鐵礦在這一成因判別圖解中同樣落入矽卡巖型礦床磁鐵礦區(qū)域。因此，李家坊金礦中磁鐵礦微量元素特征可提供礦床成因類型的證據(jù)。

圖13 磁鐵礦成因判別圖解圖a中丁家山和峰巖范圍來自Xing(2022)，巖漿型和熱液型磁鐵礦范圍來自Nadoll et al.(2014)；圖b底圖來自Dupuis et al.(2011)，圖中灰色區(qū)域表示Cu（Fe-Pb-Zn)矽卡巖范圍(Huang et al.,2016)；矽卡巖對比數(shù)據(jù)來自Xing et al.(2022)；圖c底圖來自Nadoll et al.(2014)Fig.13 Discrimination diagrams of magnetiteData of Dingjiashan and Fengyan deposits are from Xing et al.(2022)in Fig.13a,the regions of magmatic and hydrothermal deposits are from Nad‐oll et al.,2014.Base map of Fig.13b are from Dupuis et al.(2011),and the gray area represent Cu（Fe-Pb-Zn)skarn region(Huang et al.,2016)and the comparative skarn data are from Xing et al.(2022).Base map of Fig.13c are from Nadoll et al.(2014)

金在成礦熱液中主要以絡(luò)合物的形式運移富集（Benning et al.,1996;Gammons et al.,1997），當金的濃度達到飽和時發(fā)生沉淀。流體混合、沸騰、不混溶和水巖反應(yīng)引起的熱液物理化學(xué)條件變化會導(dǎo)致金絡(luò)合物的溶解度降低，發(fā)生金的沉淀（Li et al.,2021;李偉等，2016b）。近幾年的研究又提出了膠體吸附理論（Pope et al.,2005）、As對Au的富集作用（An et al.,2009）和鉍熔體吸附機制（Tooth et al.,2008;2011）。當金以這些形式富集時，金沉淀不需要熱液中金濃度達到飽和就能發(fā)生。已有研究發(fā)現(xiàn)，金可能沿磁鐵礦裂隙充填，或以鐵氧化物的納米級包裹體的形式賦存（Rubin et al.,1997;Soloviev et al.,2013;Jowitt et al.,2014;Gao et al.,2015;Zhou et al.,2017）。

李家坊金礦床銅鐵礦石中產(chǎn)出的磁鐵礦中發(fā)現(xiàn)了自然金或銀金礦顆粒，以Mt3型粒狀磁鐵礦與Au的關(guān)系最為密切，該型磁鐵礦的礦物組合與微量元素特征指示其在低溫高氧逸度的條件下結(jié)晶，同時，磁鐵礦中包含大小不一的含Au礦物顆粒（圖6h）。根據(jù)電子探針能譜分析結(jié)果，Mt3型磁鐵礦中的金有2種賦存形式：①包體Au：Au以渾圓粒狀的自然金包裹體的形式賦存（圖14c、d）；②裂隙Au：Au沿磁鐵礦的裂隙以不規(guī)則銀金礦顆粒填充的形式賦存（圖14b）。由于磁鐵礦中金的濃度非常低，通常w(Au)＜2×10-6(Simon et al.,2003)，因此，含金礦物包裹體并不是通過出溶作用形成。

圖14 磁鐵礦中金顆粒背散射圖（a）和能譜鑒定結(jié)果(b～d)Fig.14 BSE map(a)and results of EDS identification(b～d)of gold particles in magnetite

李家坊金礦床的磁鐵礦中均發(fā)現(xiàn)早階段殘余的黃鐵礦（圖6b），而黃鐵礦作為李家坊金礦主要的載金礦物，其含有數(shù)量可觀的自然金顆粒（未發(fā)表資料）。當?shù)蜏?、高氧逸度條件下形成的晚階段Mt3型磁鐵礦交代黃鐵礦時，早階段黃鐵礦中的Au顆粒會解離出來，被磁鐵礦包裹，形成含自然金包裹體的磁鐵礦。根據(jù)不同類型磁鐵礦的微量元素特征顯示，只有Mt3型磁鐵礦明顯富Co，而晚階段Au礦化與Co礦化同時發(fā)生，因此只有Mt3型磁鐵礦中包裹金。Zhou(2017)通過研究云南北衙金礦床中早階段自形的含Si磁鐵礦和晚階段多孔磁鐵礦發(fā)現(xiàn)，后者是含Si磁鐵礦經(jīng)受溶解再沉淀作用的產(chǎn)物，而Au以納米顆粒的形式賦存于多孔磁鐵礦的納米孔洞中。同時，在磁鐵礦中發(fā)現(xiàn)自然鉍、黑鉍金礦、Bi-S族化合物和自然金的礦物組合(Zhou et al.,2017；2021)。這代表了磁鐵礦是從Au-Bi熔體中結(jié)晶的產(chǎn)物，表明Bi熔體捕獲是金沉淀的有效機制(Zhou et al.,2017)。而李家坊金礦中與Au密切相關(guān)的Mt3型磁鐵礦與方鉛礦、針硫鉍鉛礦、硫鉍銀礦和硫銅鈷礦等各種含Pb、Bi、Co的礦物共生（圖6h、i），因此，Mt3型磁鐵礦裂隙中充填的銀金礦可能是這些Bi-S族礦物捕獲，在后階段低溫高氧逸度流體的疊加改造作用下，導(dǎo)致金的絡(luò)合物失穩(wěn)、解體而發(fā)生金礦化。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)磁鐵礦的結(jié)構(gòu)和礦物共生組合，李家坊金礦床的磁鐵礦可劃分為Mt1a、Mt1b、Mt2和Mt3四種類型。其中，Mt3型磁鐵礦與金礦的關(guān)系最為密切。隨著磁鐵礦的沉淀，李家坊金礦床鐵氧化物階段溫度逐漸降低，而氧逸度波動上升，可能指示金礦化形成的外部條件。

（2）李家坊金礦床的磁鐵礦與綠泥石和綠簾石等熱液礦物共生，具有較低的Ti、Al、V、Cr等元素含量，較高的Si、Mn、Mg、Ca、Zn、Co等元素含量，屬于典型的巖漿熱液型磁鐵礦。根據(jù)礦物組合和磁鐵礦的微量元素特征，推測李家坊金礦屬于矽卡巖型礦化。

（3）李家坊金礦床中礦物組合和磁鐵礦的微量元素研究表明青磐巖化階段的Au成礦流體具有低溫高氧逸度，且富Cu、Co、Pb、Bi的礦化特征。

致謝本文在基礎(chǔ)地質(zhì)資料收集和野外工作中得到了陳世永工程師及中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘察院李家坊礦區(qū)工作人員的支持與幫助；感謝福州大學(xué)紫金地質(zhì)與礦業(yè)學(xué)院徐凈老師、鄭佳浩老師、朱律運老師在文章撰寫之初提供的寶貴建議，陳素余老師在室內(nèi)測試給予的幫助；兩位匿名審稿人提出的修改建議及意見，使得本文質(zhì)量得到了很大的提升，在此一并表示衷心的感謝！