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1、234矿物岩石地球化学通报24卷增刊热液蚀变过程中R EE地球化学行为及其对蚀变流体性质的指示意义全岩及单矿物对比研究毕献武,胡瑞忠,双燕,李鸿莉,胡晓燕,吴开兴,彭建堂中国科学院地球化学研究所,贵阳55。 。0 2已有大t研究表明,与矿化有关的岩体热液蚀变过程中REE发生 了迁移1一3,RE E在蚀变过程中的行为受岩石蚀变类型和流体性质等的影响 2 ,因此,研究热液蚀 变过 程中REE的地球化学行为,是获得蚀变流体或成矿流体性质 的重要手段 .5。Hop户和B au 7曾用热液蚀变样品相对于未蚀变样品的稀土模式来判断成矿或蚀变过程中稀土元素的地球化学行为。研究结果表明,蚀 变岩石的稀土模式受
2、水/岩值、蚀变程度和所形成的次生矿物种类的控制。作者近年来 的研究发现,蚀变带内次生矿物与对应母体矿物RE E组成特征研究对指示蚀变流体或成矿流体的来源和性质非常有效 8 j。姚安富碱侵人体和马厂件富碱侵人体属于哀牢山一金沙江富碱侵人岩带的组成部分,前者与姚安金矿床有密切的成因联系,后者与马厂赞铜矿床和金厂替金矿床密切相关 , .0 1。本研究以姚安和马厂将富碱侵人体为例,对比研究与矿化有关的钾质蚀变过程中全岩及单矿物的REE地球化学行为,进而判断蚀变过程中哪种载体RE E地球化学行为更 能有效地提供成矿流体或蚀变流体的信息。1岩石RE E地球化学姚安富碱侵人体和马厂符富碱侵人体蚀变岩石和新鲜
3、岩石的RE E特征显示,两岩体的蚀变岩石 的R E E具有相似的特征,即相对于新鲜岩石蚀变岩石的R EE总t相当,RE E模式无明显变化。Al de rt on等 1 1研究表明,花岗岩中大约有5 0写的R EE集中在主要矿物相中,占花岗岩全岩约1%的副矿物相(磷灰石、捐石和错石等)则聚集了剩余的R EE。已有研究 表明,姚安 岩体RE E的重要富集矿物相石、磷灰石和错石在蚀变过 程中相对稳定图,但由于热液蚀变过程形成的蚀变矿物的R EE总t受多种因素的制约 l j,在未确定蚀变岩石中各种次生矿物REE含童的前提下,无法弄清导致本区蚀变岩石RE E总 量 无 明显变 化的 根本 原因。H叩户和
4、B au 7认为,当蚀变强度低和形成的次生矿物种类较少时,即水/岩值较低时,产生与原岩近于平行的稀土模式。对姚安矿区的研究表明,近矿正长斑岩具 明显的钾化特征,表现为蚀变成因钾长石交代原生条纹长石,蚀变产生的主要矿物与原岩中的主要矿物(姚安正长斑岩中长石斑晶的量高达整个岩石的 5 0%)成分类似。因此,尽管姚安矿区与矿化有关的岩石蚀变强烈,由于形成的次生矿物与原岩矿物成分差别不大,蚀变岩石的RE E模式亦与原岩基本一致。在这种情况下,很难用蚀变全岩相对于未蚀变全岩的稀土元素标准化图解来判断成矿或蚀变过程R EE的行为。马厂符矿区蚀变过程副矿物稳定性和花岗斑岩的蚀变特征与姚安矿区的类似,因此亦不
5、能根据蚀变岩石相对于新鲜岩石的REE变化特征来探讨导致本区岩石发生蚀变的流体特征。2矿物RE E地球化学上述研究结果表明,姚安和马厂将岩体与成矿有关的围岩蚀变以钾化为主,蚀变过程中特征的矿物学变化表现为蚀变钾长石代替原生条纹长石。蚀变与相应未蚀变母体矿物常密切伴生,运用激光熔样ICPMS技术,原位测定矿化蚀 变带中母体矿物原生条纹长石及相应的蚀变产物钾长石的RE E组成(研究方法详见文献【8)。分析结果表明,马厂符岩体与姚安岩体的原生微纹正长石和条纹长石具有类似的R EE特征。蚀变成因钾长石的RE E模式总体趋势亦与原生长石基本一致(LRE E富集型),但相对于原生长石,蚀变钾长石的正Eu异常
6、减弱,名R E E明显增加。3讨论热液蚀变矿物的R E E总 量受 多种因素的制约 1 。其中最重要 的因素有:原生 矿物的R EE含荃金项目:国家自然科学基金资助项目(4 03 730 20 );中国科学院创新工程资助项目(KZCX3g 甲125 )24卷增刊矿物岩石地球化学通报235量;流体将R E E迁出原生矿物的能力;蚀变过 程形成的次生矿物聚集REE的能力;与原生矿物发生交代反应之流体中的RE E含量。姚安和马厂替岩体的主要造岩矿物为长石(含量约占全岩的5 0%)、黑云母、角闪石及少量石英。姚安岩体REE的重要富集矿物相石、磷灰石和错石在蚀变过程相对稳定 9 。由于原生条纹长石RE
7、E总量相对较低(表3),即使其中所有的RE E在蚀变过程被释放出来,也不足以产生蚀变钾长石中那样高的R EE含量。马厂替岩体RE E的重要富集矿物桐石 和磷灰石在蚀 变过 程中相对不稳定 9 。本区捐石和磷灰石约占全岩的0.2写,根据Al derton花岗岩中大约 有50%的R EE集中在占花岗岩全岩约1%的副矿物相中的研究结果推算,如岩石中相石和磷灰石全部溶解,释放出的R EE总量约3 0x10一6。由于岩体中原生长石R EE总盆相对较低( 6.4 1x1 0一6),即使原生矿物中所有的R EE在蚀变过程被释放出来,也不足以产生蚀变成因钾长石中那样高的R E E含量。因此,姚安岩体和马厂符岩
8、体蚀变成因钾长石高的REE含量很可能主要来 自于与原生矿物发生交代反应之流体,即与原生矿物发生交代反应之流体携带有大量的RE E。已有研究表明,富含REE和高场强元素是富碱侵人岩的特征,且在其演化过程,REE和高场强元素会越来越富集。根据微量元素在富碱侵人岩浆中的这种演化规律,如果导致岩体蚀变的流体确 由富碱侵人岩成岩过程中分异而来,那么与某种原生(岩浆成因)矿 物具 有相似结构和成分的蚀变矿物的R EE和高场强元素的含量,应远高于相应 的原生矿物。显而易见,造成本区矿化蚀变带中高REE含量蚀变钾长石的流体,应是富碱斑岩成岩过程中分异出的富含RE E的岩浆流体。已有研究表明,矿物中的Eu异常受
9、矿物晶体化学性质和流体性质(T、爪和pH值)的影响。在高温和相对还原的条件下,Eu Z+易与其它三价RE E 分离,使得在高温和相对还原的熔体中,Eu2 +优先进人长石晶格。因此,通常岩浆成因的长石具有明显的正Eu异常。蚀变过程形成的钾长石与原生岩浆成因长石相比Eu异常明显减弱,这说明蚀变成因的钾长石形成于相对低温和氧化的环境中,热液蚀变作用发生在相对开放的浅层地壳系统内。4结论(l)即使在水/岩值较高的条件下,如果形成的次生矿物与原岩矿物成分差别不大,蚀变岩石 的R E E模式亦与原岩基本一致。在这种情况下,将很难用蚀变全岩相对于未蚀变全岩的稀土元素标准化图解来判断成矿或蚀变过程中稀土元素的
10、行为,但通过次生矿物与对应母体矿物REE组成特征的对比,则有可能对这种行为作出判断。(2 )根据矿化蚀变带中母体矿物原生条纹长石及相应 的蚀变产物钾长石的REE组成测定结果确定出造成姚安和马厂管矿区矿化蚀变带中钾化的蚀变流体,是一种由富碱侵人岩体成岩过程中分异出的富含R EE和络阴离子的岩浆流体。参考文献:lAlder to nDHM,Pe ar c eJA,P Ott。PJ.R ar ee ar thelor n。 、tmobilitydur i吧gr anitealter atio n ;ev id sn c efr o r ns outhwe stE昭la司J.E ar th Pla n
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