岩浆热液型富铟多金属矿床铟的富集成矿机制研究——以湘南野鸡尾和香花岭为例

Indium is a disperse element and significant mineral resource for emergent industries. The Yejiwei and Xianghualing polymetallic ore deposits in southern Hunan are characterized by obvious indium-enrichment, various indium mineralization types, abundant indium-enriched minerals, and perfect indium mineralization zone pattern, providing a good case for studying indium-enrichment mechanism of magmatic-hydrothermal processes. This project focus on indium-enrichment conditions and mechanisms during magma-hydrothermal conversion and hydrothermal evolution processes by geological, geochemical, and mineralogical methods. The conditions and controlling factors of indium migration from melt to fluid during magmatic–-hydrothermal processes and occurrence of indium in ores, mineralogy of indium-bearing minerals, the characteristics and evolution of ore-forming fluids, the physicochemical conditions for indium-enrichment of the indium-enriched ore deposits are studied in order to reveal spatio–temporal patterns of indium-enrichment and dispersion in the polymetallic ore-forming systems. The mechanism of indium-enrichment in the magmatic hydrothermal process will be clarified and a indium enrichment model of the magmatic-hydrothermal polymetallic ore-forming systems will be built finally. The project will promote the theoretical understanding of indium-enrichment in the porphyry–skarn–vein type ore deposits and provide a guide for indium resources prospecting and exploration in South China.

铟是分散元素，是重要的新兴产业矿种。湘南地区野鸡尾和香花岭多金属矿床具有铟矿化富集明显、铟矿化类型多样、富铟矿物信息丰富且富集分带明显的特点，为研究岩浆热液过程中铟富集机制提供了难得机遇。项目以岩浆-热液转化及热液演化过程中铟的富集条件及机制为研究主线，采用地质学、地球化学及矿物学方法，研究岩浆-热液过程中铟从熔体相向流体相转移富集的条件及控制因素；查明多金属成矿系统中铟的赋存状态，进行富铟矿物精细解剖，查明成矿流体性状及其演化，研究铟富集成矿的物理化学条件，揭示多金属成矿系统铟的富集分散时空规律，阐明铟在岩浆热液过程中富集成矿机制，最终建立岩浆热液多金属成矿系统铟的矿化富集模式。本项目将促进斑岩-矽卡岩-热液脉型矿床铟富集成矿的理论认识，并为华南地区铟资源的找矿勘查提供依据。

铟是我国优势的关键矿产资源，主要分布在华南地区，尤其是以扬子地块西南缘的大厂、个旧、都龙矿床铟储量规模大。尽管这些矿床空间上均与花岗岩关系密切，但该类矿床成因存在较大的分歧。为揭示岩浆热液过程铟富集规律，项目选择华南地区南岭成矿带典型的岩浆热液成矿区-湘南地区的岩浆热液型多金属矿床（野鸡尾和香花岭）为研究对象，开展岩浆热液型多金属矿床铟的富集规律及机制研究。研究显示（1）香花岭锡多金属矿床存在3种富铟矿化类型，其中以断裂带中的脉型锡多金属矿体和碎屑岩中的似层状锡多金属矿体为主。断裂带中的富铟矿体集中产于深部锡矿带与浅部铅锌矿带之间的锡铅锌矿带。碎屑岩中的似层状富铟的锡多金属矿体是一种独特的矿体，为深入了解锡与铟的成矿提供了新的地质事实。（2）对野鸡尾和香花岭矿床的各世代闪锌矿开展了详细的矿相学和矿物化学分析，总体特点是靠近岩体端，可沉淀富含铟的闪锌矿，在香花岭识别了含铟达32.36%的闪锌矿，野鸡尾闪锌矿最高含铟10.13%，总体上铟与铜呈正相关，主要替代机制为2Zn+⇔Cu++In3+。此外，在香花岭还发现了铟黄锡矿（sakuraiite），这些富铟矿物为铟的富集成矿提供了重要的信息。（3）系统分析了香花岭矿田的铟成矿规律，揭示矿田内从剖面和平面上均发育完善的矿化分带，而铟富集带集中于整个矿化系统的中间部位，构成了岩浆热液型矿床“铟环”的成矿规律，此规律与大多数岩浆热液型富铟矿床相符，在铟资源勘查中具有重要的实际意义。（4）对比了滇东南三个富铟矿床（个旧、都龙、白牛厂），其中白牛厂富铟矿床规模及品位远低于前二者，岩浆岩性质和演化特征显示白牛厂矿床为与I型花岗岩有关的富铟矿床，而前二者为与高分异S型花岗岩有关的富铟矿床，因此，项目提出岩浆源区和演化程度是控制岩浆热液型矿床铟的规模和品位最为关键的控制因素，这些认识不仅丰富了岩浆热液铟成矿理论，也为铟资源勘查的战略选区指明了方向。