湖南郴州芙蓉锡矿田中闪锌矿和绿泥石的成因矿物学研究

【摘要】：湖南郴州骑田岭芙蓉矿田是近几年发现的超大型规模的锡多金属矿田。该矿田可划分为白腊水—安源、黑山里—麻子坪、山门口—狗头岭3个北东向锡矿带。 在对芙蓉锡矿田内白蜡水、狗头岭、山门口等矿区的围岩蚀变、矿石结构、构造特征、矿石类型、矿物共生组合及其分带进行了野外地质工作及室内研究工作基础上,得出了该矿田成矿作用的期次和阶段及矿物生成顺序。 本文重点研究了芙蓉锡矿田中产出的具有标型意义的闪锌矿和绿泥石的主要化学成分和微量元素、晶胞参数、红外光谱等矿物学标型特征。 芙蓉锡矿田闪锌矿电子探针分析表明,闪锌矿有铁闪锌矿和闪锌矿2个亚种,矿物中主要致色元素Fe的含量范围变化较大(0.60%～12.28%),随闪锌矿颜色由浅到深,Fe含量呈现增高的变化,且Zn-Fe和Zn-Mn呈负相关性。对闪锌矿等离子质谱微量元素分析显示,闪锌矿中In、Ga、Cd等元素的含量表明其成因类型与岩浆热液型基本一致;微量元素LogGa/Ge、Zn/Cd的比值计算和推测出矿化形成的温度为235～248℃左右,表明郴州芙蓉矿田闪锌矿为中温条件下的产物。 芙蓉锡矿田闪锌矿x粉晶测试显示闪锌矿晶胞参数平均值0.5419 nm,比标准值0.5400 nm大,与闪锌矿中的Fe、Mn、Cd等离子的类质同象代替Zn有密切的关系;闪锌矿的红外光谱图测试结果表明,由于Fe、Mn、Cd等离子替代导致闪锌矿的基本吸收带向低频方向移动,这一结果与成分和结构特征相符。 芙蓉锡矿田中的绿泥石可分为两个矿化阶段。对其电子探针分析表明,绿泥石的种类分别是狗头岭矿区的鳞绿泥石、白腊水矿区的鲕绿泥石、山门口和白腊水屋场坪矿区的铁镁绿泥石和辉绿泥石,说明芙蓉锡矿田中绿泥石都为富含铁的绿泥石,铁取代镁,铁含量增大,表征其形成于相对酸性环境,且不同成矿期Fe/(Fe+Mg)有一定规律性。芙蓉锡矿田绿泥石的x射线粉晶测试结果显示绿泥石的晶胞参数a0值小于标准值,这与该矿区内绿泥石中Fe3+有关。鲕绿泥石的红外光谱特征显示铁的吸收峰显著。通过郴州芙蓉矿田绿泥石电子探针分析计算得出的Al、Fe、Mg在四面体中原子数与形成温度的关系方程计算得到该地区绿泥石的形成可分为早期(251～387℃)和晚期(120～187℃),并得出了绿泥石Al~(IV)与温度呈正相关趋势,而Si~(IV)与温度呈负相关趋势。 从化学成分、晶体结构和成矿温度等方面对芙蓉锡矿田中闪锌矿和绿泥石的研究,为分析该地区矿床成因及找矿矿物学提供标型。