新疆准噶尔北缘托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩和磁铁矿矿物学特征及其地质意义_吕书君.pdf

2013 年 6 月 June 2013 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 32，No． 3 510 ～521 收稿日期 2012 －02 －21; 接受日期 2013 －02 －05 基金项 目 国 土 资 源 部 公 益 性 行 业 科 研 专 项 经 费 201211073 ;国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 2011BAB06B03 － 02; 2006BAB07B02 －01 ; 国家自然科学基金项目 40972069 作者简介 吕书君， 硕士研究生， 矿床学与矿床地球化学专业。E- mail lvshujun1314520126． com。 通讯作者 杨富全， 研究员， 主要从事矿床地质、 地球化学研究。E- mail fuquanyang163． com。 文章编号 02545357 2013 03051012 新疆准噶尔北缘托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩和磁铁矿 矿物学特征及其地质意义 吕书君1， 2，杨富全3*，柴凤梅4，张志欣5，李强3 1． 湖南省地质矿产勘查开发局 407 队，湖南 怀化418000; 2． 中国地质大学 北京 地球科学与资源学院，北京100083; 3． 中国地质科学院矿产资源研究所，国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京100037; 4． 新疆大学地质与矿业工程学院，新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室， 新疆 乌鲁木齐830049; 5． 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆矿产资源研究中心，新疆 乌鲁木齐830011 摘要 托斯巴斯套铁铜金矿床赋存于中泥盆统北塔山组火山岩与闪长 玢 岩的接触带中， 矿体呈脉状、 透镜 状， 矿体及其周围发育大量矽卡岩。本文分别利用电子探针、 电感耦合等离子体质谱法 ICP － MS ， 对托斯 巴斯套铁铜金矿附近的石榴子石、 辉石、 绿帘石的化学组分及磁铁矿的主量及微量元素开展研究。结果表 明 矽卡岩矿物中石榴子石端员组分以钙铝榴石 － 钙铁榴石系列为主， 辉石端员组分以透辉石为主， 绿帘石 化学成分富铁富钙， 这些特点表明矿区矽卡岩具有钙矽卡岩特征。矽卡岩是由岩浆热液流体交代北塔山组 基性火山岩而形成的， 磁铁矿的形成与矽卡岩的退化变质作用有关。在石英 － 硫化物 － 碳酸盐阶段形成铜 和金矿化。 关键词 托斯巴斯套; 准噶尔北缘; 铁铜金矿床; 矽卡岩; 磁铁矿; 电子探针分析 中图分类号 P612; P588． 312; P578． 46文献标识码 A 新疆准噶尔北缘是中亚造山带的重要组成部分， 位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦 －准噶尔板块的结合 部位， 为显生宙增生造山带 ［ 1 －4 ］。该带蕴含丰富的矿 产资源， 已发现喀拉通克大型铜镍矿 ［ 5 ］、 玉勒肯哈腊苏 中型铜矿、 希勒克特哈腊苏中型铜矿、 希勒库都克中型 铜钼矿、 索尔库都克中型铜钼矿、 萨尔布拉克小型金 矿、 乔夏哈拉小型铁铜金矿、 老山口小型铁铜金矿 包 括托斯巴斯套铁铜金矿 等。老山口铁铜金矿床位于 准噶尔北缘， 距青河县城41 km， 自北西向南东依次由 四个矿段组成， 其中Ⅳ矿段又称托斯巴斯套铁铜金矿。 托斯巴斯套铁铜金矿于1986 年发现， 为铜金矿点， 后经 多年勘查， 确定为小型铁铜金多金属矿床。 托斯巴斯套铁铜金矿床研究程度较低， 前人仅 对矿 床 地 质 特 征、 矿 物 组 合 进 行 了 初 步 的 研 究 ［6 －10 ］。对于其成因类型一直存在着争议， 主要有 以下几种观点 与火山机构有关的中 － 低温火山热 液型矿床、 火山 － 沉积叠加改造型、 火山热液型、 IOCG 型 ［6 －10 ］， 这些观点的主要认识为 成矿与闪长 岩类岩浆活动有关， 矿区多处发育绿帘石、 石榴子 石、 绿泥石等蚀变， 热液活动明显。矿体附近发育一 套矽卡岩矿物组合， 针对矿区矽卡岩是如何形成的， 其与铁、 铜、 金存在的关系等问题， 目前还缺乏系统 研究。本文在详细的野外观察基础上， 分别采用电 子探针、 微量及稀土元素分析， 重点对托斯巴斯套铁 铜金矿附近的矽卡岩矿物及磁铁矿的主量及微量元 素特征进行了系统的研究， 探讨了矽卡岩的形成机 制及其与铁矿的关系， 为深入研究准噶尔北缘地区 铁矿床的成矿机制及成矿规律提供新的依据。 015 ChaoXing 1矿床地质特征 托斯巴斯套铁铜金矿大地构造上位于哈萨克斯 坦 － 准噶尔板块的准噶尔北缘活动陆缘中的萨吾尔 晚古生代岛弧带 ［11 ］。 矿区内赋矿地层为中泥盆统北塔山组 图 1 ， 由中基性火山岩 － 火山碎屑岩组成， 分为 3 个岩性 段 第一岩性段为主要赋矿层位， 岩石组合为苦橄岩 夹辉斑玄武岩、 玄武岩、 玄武质安山岩、 玄武质火山 角砾岩、 安山岩、 安山质火山角砾岩、 灰岩、 粉砂岩。 第二岩性段以粉砂岩、 凝灰岩、 硅质岩、 含砾砂岩为 主， 局部夹薄层玄武岩。第三岩性段出露较少， 主要 为硅质岩。 图 1托斯巴斯套铁铜金矿床矿区地质略图 据新疆有色地质勘查局地球物理探矿队地质图修改， 2003 Fig． 1Geological map of the Tuosibasitao ore district modified from the geological map by The Geophysical Prospecting Team of Geological- Ming Organiztion for Non- Ferrous Metals in Xinjiang， 2003 矿区构造主要为卡依尔特 － 二台断裂和卡拉先 格尔断裂， 走向均为北西向。这两条北西向断裂和 由其派生出的多条近东西向断裂将矿区切割成一系 列菱形块状体。块状体边缘 以断裂为界 与火山 机构或浅成侵入体复合地段， 是重要的矿化区段， 伴 随强烈的金、 铜、 铁矿化。 矿区内中酸性、 中基性侵入岩发育， 呈北西向展 布， 出露面积较大的岩体有闪长岩、 闪长玢岩和正长 岩， 均侵位于中泥盆统北塔山组中。野外特征表明， 闪长 玢 岩与铁、 铜、 金矿化关系密切。作者利用 LA － ICP － MS 锆石 U － Pb 方法测得了闪长岩、 正长 岩、 黑云母闪长岩和闪长玢岩的年龄分别为 353． 8 1． 9 Ma、 366． 3 1． 9 Ma、 379． 3 2． 3 Ma 和 379． 7 3 Ma， 是中晚泥盆世岩浆活动产物 ［12 ］。 托斯巴斯套铁铜金矿由上部含金铜磁铁矿 Ⅰ1 和下部含金铜矿体 Ⅰ2 两个矿体组成 图 2 。Ⅰ1矿体赋存于安山质火山角砾岩、 含集块 玄武质火山角砾岩与闪长玢岩的接触带上， 矿体总 体呈脉状， 地表长200 m， 平均真厚度8． 34 m。全铁 平均品位 36． 42， 最高 53． 35; 铜平均品位 0． 28， 最高 1． 57; 金平均品位 0． 49 g/t， 最高 1． 90 g/t。在矿体及其围岩中发育以矽卡岩化为主 的强蚀变， 主要为绿帘石化、 绿泥石化、 阳起石化、 方 解石化等。Ⅰ2矿体位于Ⅰ1磁铁矿体下部， 地表长 110 m， 平均真厚度4． 60 m， 金平均品位1． 31 g/t， 最 高 9． 11 g/t; 铜平均品位 0． 41， 最高 1． 67。 115 第 3 期吕书君， 等 新疆准噶尔北缘托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩和磁铁矿矿物学特征及其地质意义第 32 卷 ChaoXing 矿石构造有条带状、 脉状、 角砾岩状、 浸染状、 网 脉状、 块状构造。矿石结构主要为半自形 － 它形粒状 结构、 自组织结构、 交代残余结构。矿石中主要金属 矿物为磁铁矿、 黄铁矿、 黄铜矿、 赤铁矿、 磁黄铁矿和 自然金， 次为斑铜矿、 方铅矿、 闪锌矿等。脉石矿物主 要有绿帘石、 绿泥石、 阳起石、 石榴子石、 角闪石、 方解 石、 钾长石、 钠长石、 黑云母、 绢云母、 石英等。 图 2托斯巴斯套铁铜金矿床矿体剖面图 据新疆有色地质勘查局地球物理探矿队， 2003 修改 Fig． 2Cross- section of the Tuosibasitao ore deposit modified from The Geophysical Prospecting Team of Geological- Ming Organiztion for Non- Ferrous Metals in Xinjiang， 2003 2矽卡岩矿物学特征及成矿期次 矿区围岩蚀变较发育， 以矽卡岩化为主， 其次为 硅化、 绢云母化、 方解石化。矿区绿帘石化最为发 育。绿帘石化、 绿泥石化、 透闪石化、 方解石化与铁、 铜、 金矿化关系密切。矽卡岩矿物组合为石榴子石、 透辉石、 绿帘石、 绿泥石、 透闪石和阳起石 图 3 。 根据野外及室内岩相学研究， 将托斯巴斯套铁铜 金矿成矿过程划分为两期 矽卡岩期和表生期 图4 。 第I 期 矽卡岩期， 又可以划分3 个阶段 矽卡岩阶 段、 退化蚀变阶段和石英 －硫化物 －碳酸盐阶段。 矽卡岩阶段 主要形成石榴子石、 透辉石、 方柱 石等。石榴子石主要有两种类型 一类为粗粒石榴 子石， 呈浅棕 － 褐棕 － 褐红色， 半自形 － 自形晶粒， 粒径 0． 15 ～0． 3 mm， 环带结构较发育 图 3a ; 另一 类是细粒石榴子石， 黑红色， 粒径 0． 05 ～ 0． 15 mm， 他形 － 半自形粒状， 见有磁铁矿分布其中 图 3b ; 透辉石多呈半自形粒状 － 短柱状， 粒度不一， 平均在 0．1 ～0． 25 mm 之间， 浅绿 － 深绿色， 弱多色性， 正高 突起， 具辉石式解理， 具鲜艳的Ⅱ级干涉色， 横断面 对称消光 图 3c ～ d 。 退化蚀变阶段 主要形成磁铁矿、 绿帘石、 绿泥 石、 透闪石、 阳起石等矿物， 是铁矿的主要成矿阶段。 磁铁矿多呈他形 － 半自形粒状， 部分呈自形晶粒状， 粒度 0． 05 ～0． 25 mm， 呈条带状、 浸染状、 致密块状 及团块状集合体产出， 镜下见大量的磁铁矿与绿帘 石、 绿泥石、 透闪石、 阳起石呈条带状、 放射状自组织 结构 图 3e ～ g 。绿帘石为黄绿色， 多呈粒状、 板 状， 粒径 0． 05 ～0． 15 mm， 弱多色性， 正高突起， 具有 鲜艳的Ⅱ级干涉色。绿泥石深绿色， 呈片状、 板状产 出， 多色性明显， 正低突起。角闪石褐绿色， 多呈粒 215 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 图 3托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩矿物特征 Fig． 3Features of skarn minerals from the Tuosibasitao ore deposit Gt石榴子石; Mag磁铁矿; Di透辉石; Cpx普通辉石; Am角闪石; Chl绿泥石; Ep绿帘石; Cal方解石; Q石英; Py黄铁矿。 状、 长柱状产出， 多色性明显， 正中突起， 偶见闪石式 解理， 横断面对称消光。 石英 － 硫化物 － 碳酸盐阶段， 主要形成黄铜矿、 黄铁矿、 磁黄铁矿、 斑铜矿、 自然金、 钾长石、 石英、 方 解石， 是铜和金主要成矿阶段。黄铁矿、 黄铜矿颗粒 产于石英、 方解石脉中及其两侧 图 3h ～ i 。 第Ⅱ期 表生期， 主要形成褐铁矿、 孔雀石、 兰铜 矿、 黄钾铁钒和高岭土。 3电子探针分析 3． 1样品及分析方法 对采自托斯巴斯套铁铜金矿区的 13 件样品中 石榴子石、 辉石、 绿帘石及磁铁矿单矿物进行了电子 探针分析， 这些样品形成于矽卡岩阶段及退化蚀变 阶段， 岩石名称为石榴子石矽卡岩、 绿帘石石榴子石 矽卡岩、 绿泥石石榴子石矽卡岩、 含磁铁矿绿帘石矽 卡岩、 含磁铁矿石榴子石矽卡岩、 绿帘石磁铁矿石、 含黄铁矿磁铁矿石。 电子探针测试分析在中国地质大学 北京 地 学测试中心完成， 仪器为 EPMA －1600 型电子探针， 测试加速电压 15 kV， 束斑直径 1 μm， 电流 18 10 －8 A。 3． 2石榴子石分析 托斯巴斯套铁铜金矿床 9 件石榴子石分析结果 见表 1。计算得出的石榴子石端员组分以钙铁榴石 And 为主， 其变化范围为 31. 79 ～93. 81， 平均 68. 24， 其次是钙铝榴石 Gro 2. 73 ～59. 23， 平均为 23. 74 与 铁 铝 榴 石 Alm 2. 27 ～ 8. 41， 平均为 5. 1 ， 少量锰铝榴石 0. 62 ～ 2. 85 ， 部分样品中含少量的镁铝榴石 0. 04 ～ 2. 22 及钙铬榴石 0. 07 ～ 0. 87 ， 属钙质矽 卡岩。石榴子石端员组分图解 图 5 显示其端员组 分为钙铁榴石 － 钙铝榴石系列， 与新疆蒙库铁 矿 ［13 ］、 新疆查岗尔铁矿［14 ］、 长江中下游地区矽卡岩 型铁矿 ［15 －17 ］及世界大型矽卡岩型铁矿的石榴子石 特征具有相似性 ［18 ］。 315 第 3 期吕书君， 等 新疆准噶尔北缘托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩和磁铁矿矿物学特征及其地质意义第 32 卷 ChaoXing 图 4托斯巴斯套铁铜金矿床矿期次划分及矿物生成顺序 Fig． 4Mineral sequence and ore- ing stages of the Tuosibasitao ore deposit 表 1托斯巴斯套铁铜金矿床石榴子石电子探针分析结果及端员组分 Table 1Electron microprobe analyses and end members of representative garnet from the Tuosibasitao ore deposit 元素 托斯巴斯套铁铜金矿床附近的矿石堆样品 wB/ LSK60 －1LSK75 －1LSK75 －2LSK59 －1LSK59 －2LSK58 －1LSK58 －2LSK58 －3LSK58 －4 SiO237. 8435． 6635． 0837．337．1338．2336．7238．3136． 12 TiO200．20000．052． 231．673．17 Al2O34．340． 720．445．875．6514．588． 8310．338．55 Cr2O30．0400．180．1100．2700．270．02 FeO25．3830． 0431．0624．0925．3112．2618．8416．1617． 86 MnO1．220． 270．290．880．891．130． 620．680．52 MgO0．050． 410．56000．010． 360．240．48 CaO30． 6932．2232．5631．4730．9832．831．3832．3332． 04 Si3．06572． 94672． 89753．01343．00272．99742．94133． 00662．8968 Ti00． 01240000． 00300．13440．09860．1913 Al0．41440． 07010． 04280．55890．53851．34730．83360． 95550．8082 Cr0．002600． 01180．007000． 016700．01680．0013 Fe3 1．53921． 95712． 01381．42521．45970．63581．11600． 95771．1319 Fe2 0．18040． 11880． 13180．20240．25200．16810．14610． 10300．0660 Mn0．08370． 01890． 02030．06020．06100．07500．04210． 04520．0353 Mg0．00600． 05050． 0690000．00120．04300．02810．0574 Ca2．66412． 85272． 88152．72402．68432．75542．69322． 71862．7532 Ura0．1300．570．3500．8400．870．07 And78．6893． 8192．3171．5873．0531．7957．2449．6258． 31 Pyr0．211． 662．22000．041． 470．971．97 Spe2．850． 620．652．022．032．501． 441．561．21 Gro11．982．735． 0519．2816．5159．2334．8543． 4236． 18 Alm6．153．914． 256． 788．415．605．003．562．27 注 Ura钙铬榴石; And钙铁榴石; Pyr镁铝榴石; Spe锰铝榴石; Gro钙铝榴石; Alm铁铝榴石。 415 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 图 5托斯巴斯套铁铜金矿床与世界大型矽卡岩铁矿床 石榴子石端员组分图解 底图据 Meinert［18 ］ Fig． 5End members of garnet from the Tuosibasitao iron deposit and major skarn type iron deposits And钙铁榴石; Gro钙铝榴石; Alm铁铝榴石。 图 6托斯巴斯套铁铜金矿床辉石分类图解 底图据 Morinoto 等 ［23 ］ Fig． 6Classification of clinopyroxenes from the Tuosibasitao iron deposit Wo硅灰石; En顽火辉石; Fs斜方铁辉石。 3． 3辉石分析 6 件辉石的电子探针分析结果及端员组分见 表 2和图 6。托斯巴斯套铁铜金矿矽卡岩矿物中辉 石以透辉石为主， 含少量普通辉石。透辉石的组分 变化范围 Wo 43. 89 ～46. 98， En 37. 10 ～ 43. 26， Fs 9. 70 ～ 17. 73。1 件普通辉石的 组分变化范围 En 40. 36， Fs 31. 12， Wo 22. 72。中国的矽卡岩型铁矿以富透辉石为特征， 一般情况下透辉石含量能达到 50 ～90， 属钙质 矽卡岩 ［19 －20 ］。托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩中辉 石以富透辉石为特征， 与新疆蒙矿铁矿、 西天山智博 铁矿、 海南石碌铁矿、 长江中下游矽卡岩型铁矿的特 征一致 ［13， 17， 21 －22 ］。 表 2托斯巴斯套铁铜金矿床辉石电子探针分析结果、 阳离 子数及端员组分 Table 2Electron microprobe analyses，ion proportions and end members of the representative clinopyroxenes from the Tuosibasitao iron depositwB/ 元素 托斯巴斯套铁铜金矿附近的矿石堆 LSK42- 1LSK42- 2LSK42- 3 钻孔 ZK8004 ZK8004- 9- 1 ZK8004- 10- 2 矿石堆 LSK58- 3 SiO2 53．5953．1252．453．5448．8753．65 TiO20．080．0600．161．230．15 Al2O3 0．450．550．730．414．60．37 Cr2O3000．090．210．070．13 Fe2O304．721．81000 FeO7．47．488．597．8617．326．19 MnO0．30．510．480．450．990．08 MgO14．3714．3713．9814．813．1915．66 CaO23．4723．6522．3722．510．3323．46 Na2O 0．270．380．290．391．460．13 K2O000．0200．630 Si1．99261．91481．95361．98541．88351．9848 Al Ⅳ0．00740．001600．01460．11650．0152 Al Ⅵ0．0123000．00340．09250．0009 Ti0．00220．001600．00450．03570．0042 Cr000．00270．00620．00210．0038 Fe3 0．01520．12800．05080．03610．13450．0173 Fe2 0．21460．22550．26780．20690．41760．1740 Mn0．00950．01560．01520．01410．03230．0025 Mg0．79650．77220．77700．81820．75780．8637 Ca0．93500．91340．89360．89400．42660．9299 Na0．01950．02660．02100．02800．10910．0093 K000．001000．03100 Wo46．9843．8944．1244．7622．7246．57 En40．0237．1038．3640．9640．3643．26 Fs12．0217．7316．4812．8831．129．70 Ac0．981．281．041．405．810．47 注 Wo硅灰石; En顽火辉石; Fs铁辉石; Ac阳起石。 3． 4绿帘石分析 10 件绿帘石的电子探针分析结果 表 3 。表 明绿帘石富铁 FeO 13． 27 ～ 19. 73 、 富铝 Al2O3 19. 34 ～ 22. 81 及钙 CaO 19. 34 ～22. 81 、 贫硅 SiO2 35. 99 ～ 37. 65 及钛 TiO20. 07 ～0. 38 。 515 第 3 期吕书君， 等 新疆准噶尔北缘托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩和磁铁矿矿物学特征及其地质意义第 32 卷 ChaoXing 表 3托斯巴斯套铁铜金矿床绿帘石电子探针分析结果 Table 3Electron microprobe analyses of epidote from the Tuosibasitao iron depositwB/ 元素 托斯巴斯套铁铜金矿附近的矿石堆 LSK40- 2LSK40- 3LSK40- 4LSK40- 5LSK42- 1LSK42- 2LSK42- 3LSK85- 2 钻孔 ZK8004 ZK8004- 10- 1 ZK8004- 10- 2 SiO237． 2237．1237． 1436．8537．5535．9937．3936． 6437．6536． 24 TiO20．210． 070．280． 1700．140．370．380．090．24 Al2O321． 7621．8121． 1921．7822．3121．7620．622． 6122．8119． 34 FeOT14． 8414．9315． 6315．0414．3915．9815．9913． 9713．2719． 73 Fe2O32．232． 242．342． 262．162．42．42． 11．992．96 MnO0．090． 170．180． 460．1600．210．080．450． 6 MgO0．080． 0400．160．170．10．190．340．480． 3 CaO22． 2821．6221． 6121．7621．7921．0622．1921．6421．3720． 23 总计96． 4895．7696． 0296．2396．2195．0296．9395． 6496．1396． 69 3． 5磁铁矿分析 10 件磁铁矿的电子探针分析结果见表 4。磁铁 矿主要成分中 FeOT变化于 89. 47 ～93. 51， TiO2 含量为 0. 02 ～ 0. 26， Al2O3含量为 0. 12 ～ 0. 93， MnO 含量为 0. 01 ～ 0. 43， MgO 含量为 0. 02 ～0. 22， 与典型的接触交代型矿床钙矽卡 岩中磁铁矿的化学组成 TiO2为 0. 07 ～ 0. 4、 Al2O3为 0. 04 ～ 0. 8， MnO 为 0. 1 ～ 2. 15， MgO 为 0. 35 ～11. 51 ［24 ］相比， TiO 2、 Al2O3比较 接近， MnO 含量明显低， MgO 则远远低于一般接触 交代矿床的磁铁矿。磁铁矿的 TiO2－ Al2O3－ MgO 图解可以反映磁铁矿成分与其成因之间的关 系 ［25 －26 ］。图 7 中， 样品大多落在沉积岩 － 矽卡岩磁 铁矿趋势区内; 图 8 中， 样品主要落在钙矽卡岩型及 热液型范围， 两个样品点落在闪长岩与钙矽卡岩型 及热液的过渡区内。由此说明， 托斯巴斯套铁铜金 矿床的磁铁矿成因主要与钙矽卡岩有关。 4微量及稀土元素分析 4． 1样品及分析方法 对采自托斯巴斯套铁铜金矿区的 5 件样品中的 磁铁矿单矿物进行了微量及稀土元素化学分析， 岩 石名称为绿帘石磁铁矿石、 含黄铁矿磁铁矿石。 微量和稀土元素测试分析在国家地质实验测试 中心完成， 采用电感耦合等离子体质谱 ICP － MS 方法， 含量 ＞10 10 －6的元素分析精度优于 10。 4． 2稀土元素特征 从表5 看出， 磁铁矿总稀土元素含量较低， ΣREE 值为2. 87 10 －6 ～11. 48 10 －6， 5 件样品的稀土元素 配分模式 图 9 表现为轻稀土元素相对富集的右倾 型［ LREEs/HREEs 1. 20 ～ 5. 34; LaN/YbN 0. 87 ～ 6. 32］ 。稀土特征比较复杂， 3 件样品具有负铕异常 δEu 0. 69 ～0. 81 ， 弱铈异常 δCe 0. 77 ～0. 87 。 1 件样品 LSK102 有中等程度的正铕异常 δEu 1. 36 ， 弱铈异常 δCe 0. 81 。1 件样品 样品编号 ZK8004 －1 铕异常不明显 δEu 1. 06 ， 弱铈异常 δCe 0. 83 。这与乔夏哈拉铁铜金矿床稀土元素特 征 ΣREEs 0. 73 10 －6 ～63. 90 10 －6; δEu 1. 71 ～ 3. 75［ 27 －28 ］ 、 蒙库铁矿 ΣREEs 10. 75 10 －6 ～71. 10 10 －6; δEu 1. 33 ～2. 96［ 29 ］ 有一定差异。 表 4托斯巴斯套铁铜金矿床磁铁矿电子探针分析结果 Table 4Electron microprobe analyses of magnetite from the Tuosibasitao iron deposit 元素 托斯巴斯套铁铜金矿床附近的矿石堆 wB/ LSK75 －4LSK78 －3LSK79 －2LSK80 －2LSK81 －1LSK82 －1LSK83 －1LSK83 －3LSK85 －1LSK85 －3 SiO2 0. 611． 980． 021． 191．250．060．440．651． 350．95 TiO20．020． 0800． 26000．23000． 04 Al2O30．260． 930． 240． 410．370．120．4600． 240．28 FeOT90． 8989．4792． 9291． 9491．3692．5791．6693．5190．3692． 04 MnO0．430． 28000．340．010．390． 290．150． 12 MgO0．040． 220． 070． 1000．080． 170．020 CaO0．050． 210． 16－0．090． 100． 340．270． 14 Na2O0000． 28000000 K2O 0000． 14000000 总计92． 2993．1693． 4194． 3293．4192．8793．2694．9692．3993． 56 615 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 图 7托斯巴斯套铁铜金矿床磁铁矿 TiO 2－ Al2O3－ MgO MnO 图解 Fig． 7TiO2- Al2O3- MgO MnO diagram of magnetite from the Tuosibasitao iron deposit 1副矿物型; 2岩浆熔离钛磁铁矿型; 3火山岩型; 4热液型; 5矽卡岩型; 6沉积变质型。 图 8托斯巴斯套铁铜金矿床磁铁矿 TiO 2- Al2O3- MgO 图解 Fig． 8TiO2- Al2O3- MgO diagram of magnetite from the Tuosibasitao iron deposit 1花岗岩区; 2玄武岩区; 3辉长岩区; 4橄榄岩区; 5碳酸 岩区; 6金伯利岩区; 7 －1角闪岩区; 7 －2闪长岩区; 8过渡 区; 9热液型及钙矽卡岩型 虚线以上主要为深成热液型， 以下为 热液型及钙矽卡岩型 ; 10热液型、 镁矽卡岩型; 11沉积变质、 热液叠加型。 4． 3微量元素特征 本矿床磁铁矿与岩浆型 Sc、 Ni、 Zn、 Cu、 Ga 组 合 有一定差别， 而与矽卡岩型 Co、 Ga、 Ge 含量高 和热液型磁铁矿 Cu 含量较高 较为相似 ［30 ］。不同 表 5托斯巴斯套铁铜金矿床磁铁矿微量及稀土元素组成 Table 5Trace elements and REEs compositions of magnetite from the Tuosibasitao iron deposit wB/ μgg －1 元素 托斯巴斯套矿附近的矿石堆 LSK100LSK101LSK102 钻孔 ZK8004 ZK8004 －1 矿石堆 LSK82 La0．730．530．271．311． 73 Ce1．30． 860．572．173．47 Pr0．210．120．10．260．5 Nd0．850．540．521．072． 25 Sm0．190．140．230．230．6 Eu0．050．040．140．090． 18 Gd0．260．190．420．290． 76 Tb0．040． 030．070．040．12 Dy0．270．170．440．250． 74 Ho0．050． 030．090．050．16 Er0．150． 10．240．150． 45 Tm0．020．020．030．020． 06 Yb0．160．090．210．140． 39 Lu0．030． 010．030．020．07 Y1．430．922．281．433． 93 ΣREEs4． 31 2．873．366．0911．48 LREEs3． 332．231．835．138． 73 HREEs0．980．641．530．962． 75 LREEs HREEs 3．403． 481．205．343．17 LaN YbN 3．083． 980．876．323．00 δEu 0．690．751．361．060． 81 δCe 0．770． 770．810．830．87 Sc6．622．315．12．429． 76 Rb4．530．593．090．864．7 Sr28．920．914．632．614．2 Ba8．697． 4417．33．7623．5 Cr613810258891286 Co23．91123．6288．426．1 Ni3267018．01351412 Ni Co 13．646．262．213．9715．79 V246162125435119 Cu16626978．63681877 Pb5．223．82．582．276．44 Zn1321583895．8113 Hf0．280． 130．190．150．37 Ga5．884．767．346．149． 57 Ge2．692．993．022．532． 45 Nb1．581．170．761．280． 86 Ta0．490．490．390．440． 09 Th0．170． 080．150．130．21 U0．360．240．920．640． 53 Cd0．170．060．040．40． 22 In0．040． 060．030．070．18 Tl0．140． 050．040．030．02 As1411．28．7240．117．1 715 第 3 期吕书君， 等 新疆准噶尔北缘托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩和磁铁矿矿物学特征及其地质意义第 32 卷 ChaoXing 图 9托斯巴斯套铁铜金矿床磁铁矿稀土元素配分模式［35 ］ Fig． 9Chondrite- normalized REEs patterns of magnetite from the Tuosibasitao iron deposit［35 ］ 类型磁铁矿都含有 Co 和 Ni， 一般是 Co 含量大于 Ni 含量， 且不同成因磁铁矿在 Co、 Ni 含量和 Ni/Co 比 值上有明显差别 ［31 ］。托斯巴斯套磁铁矿化学成分 中 Co 的平均含量为50． 81 μg/g 表5 ， 与矽卡岩型 铁矿床磁铁矿 70 μg/g 较接近; Ni 的平均含量为 359. 60 μg/g， 介于矽卡岩型铜铁矿床磁铁矿 65 μg/g 和热液型铁矿床磁铁矿 440 μg/g 之间 ［32 ］。 磁铁矿的 Ni/Co 比值为变化较大， 为 2. 21 ～15. 79， 与典型的矽卡岩成因的磁铁矿 Ni/Co 小于 2 ［ 32 －33 ］ 存在一定差别。 一般认为 Ni 比 Co 更易于在地壳深部富集， 较 高的 Ni/Co 比值代表了深源的特征， 且物质来源与 基性火山活动有关 ［34 ］， 托斯巴斯套磁铁矿 Ni/Co 较 高， 反映其成因与深源物质有关， 这与矿床赋存于基 性火山岩中有关。 5讨论分析 5． 1矽卡岩的类型 近年来， 一些学者提出 矽卡岩不仅仅形成于中 酸性、 中基性岩体与碳酸盐岩的接触带上， 在中酸 性、 中基性岩体与火山岩围岩中也可以形成 ［36 －39 ］。 根据矽卡岩生成机理的不同 ［40 ］， 划分出变质矽卡岩 和交代矽卡岩两大类， 且提出 以火山岩为围岩的矽 卡岩， 属于交代矽卡岩， 是大范围的岩浆热液流体渗 透与火山岩反应的结果， 并受热液流体性质控制。 托斯巴斯套铁铜金矿床中矿体产于安山质火山角砾 岩、 含集块玄武质火山角砾岩与闪长玢岩的接触带 内， 矿体附近发育大量的矽卡岩矿物， 矿体与矽卡岩 密切共生。托斯巴斯套铁铜金矽卡岩矿物组分的研 究表明， 其与我国一些典型交代矽卡岩特点具有相 似性， 结合野外详细的地质观察， 本文认为产于闪长 玢 岩岩体内外接触带中的矿体与围岩 安山质火 山角砾岩、 玄武质火山角砾岩、 玄武岩 中的大量矽 卡岩矿物是中酸性岩浆热液交代火山岩的结果， 与 典型的交代灰岩形成的矽卡岩有所不同。 交代矽卡岩按其矿物组成不同及其被交代围岩 的差异， 划分为钙矽卡岩和镁矽卡岩两类 ［40 ］。钙矽 卡岩主要由钙铁 － 钙铝系列石榴子石、 透辉石 － 钙 铁辉石系列辉石、 硅灰石和方柱石等组成; 镁矽卡岩 主要由镁橄榄石、 透辉石、 尖晶石、 金云母和硅镁石 族等矿物组成。在此基础上， 又进一