电气石对斑岩矿床岩浆－热液演化的示踪——以西藏甲玛矿床为例

Magmatic-hydrothermal evolution and related mineralization is one of the “hot spots” research on porphyry deposits. With unique structures and improvement of modern analytical technology, tourmaline has become nature’s perfect forensic mineral to trace fluid properties and ore-forming processes. At present, tourmaline is more applied in Sn-W polymetallic, rare metals, massive sulfide and evaporation salt mines. While, using tourmaline traces magmatic-hydrothermal evolution in porphyry system is still given less concern. In Jiama porphyry Cu-polymetallic deposit, tourmaline had recorded magmatic-hydrothermal transition and post-magma ore-forming fluid processes. Base on the fundamental geology, we focus on the mineralogy, geochemistry, fluid inclusion and isotope of tourmalines from Jiama deposit, and try to trace the magmatic-hydrothermal evolution and inquiry the metal dissolution and precipitation mechanism. This research will not only provides a new approach to study porphyry deposits and fill the blank of our nation, but also contributes to deepen the porphyry metallogenic theory and exploration. Results will be international leading level.

岩浆－热液演化及其成矿作用，一直都是斑岩矿床研究的热点。随着现代分析测试技术的发展，电气石以其独特的矿物结构，已成为约束成矿流体性质，反演矿床初始矿化过程的十分灵敏的地球化学示踪剂。现阶段，电气石较多应用在锡－钨多金属矿、稀有金属矿、块状硫化物矿及蒸发盐类矿的研究中，而应用电气石示踪斑岩系统岩浆－热液演化还鲜有报道。西藏甲玛斑岩铜多金属矿为开展此方面的研究提供了良好的基础，矿床内，电气石完整记录了岩浆－热液过渡及岩浆期后成矿流体的演化过程。项目立足甲玛矿床基础地质，以电气石为研究对象，通过系统的矿物学、地球化学、流体包裹体及稳定同位素研究，示踪岩浆－热液过渡过程及矿质出溶和岩浆期后成矿流体演化及矿质沉淀，重建岩浆－热液演化过程，不仅能为斑岩矿床的研究提供一种新的思路，填补国内此项研究的空白，更有助于深化斑岩成矿理论，实现找矿勘查突破，获得的成果将具有国际前缘性。

电气石是深部岩浆系统中心的顶端指示矿物。在甲玛铜多金属矿床内有牛马塘、则古朗和铜山三个浓集区，暗示了甲玛矿床深部存在三个岩浆中心。电气石在钠化带、钾化带和绢英岩化带均有发育，根据岩浆-热液演化过程，划分了岩浆晚期、岩浆-热液过渡期、隐爆期(隐爆角砾和隐爆脉两类)和热液脉期(钾化脉和绢云母化脉两类)，共计4期6种类型电气石。. 矿物化学方面：甲玛矿床的电气石为富碱铁-镁电气石系列，部分为（镁）福伊特石。从岩浆至热液Mg含量有所增加。岩浆晚期、岩浆-热液过渡期和隐爆期电气石表现为具有明显的正Eu异常，轻稀土富集，重稀土相对亏损并呈齿状展布的配分模式；热液脉期电气石表现为弱的Eu异常，轻稀土富集，中、重稀土相对亏损并呈凹形的配分模式；岩浆晚期电气石的Li、Be含量较高，岩浆-热液过渡期和隐爆期Li、Be和V含量较高，富含F；钾硅酸盐电气石脉的Sc、Sr较高，绢云母化电气石中Mn含量较高。西藏甲玛铜多金属矿电气石的δ11B范围为-13.6‰～4.3‰，平均为-9.3‰，为成矿斑岩体与围岩的混合。从岩浆至热液的演化过程中，电气石的δ11B值表现弱的重硼向轻硼方向演进趋势，记录了岩浆-热液过渡过程中的瑞利分馏和岩浆-流体的同位素分馏。甲玛电气石中包裹体较小，一般小于20μm，以气液两相和富含子晶（盐类和黄铜矿等）的包裹体为主，表现为高温高盐度。. 岩浆晚期电气石相对富集Cu和Au，岩浆-热液过渡期和隐爆期电气石相对富集Mo、Cu和Au，钾硅酸盐化电气石相对富集Cu和Mo，绢云母化电气石相对富集Cu。对找矿勘查有很重要的指示意义，建立了电气石找矿勘查模型。模型运用于驱龙外围，经钻孔验证，查证了一处区别于驱龙的成矿斑岩中心。