西藏蒙亚啊铅锌矿床矽卡岩矿物学特征及其地质意义

西藏蒙亚啊铅锌矿床矽卡岩矿物学特征及其地质意义

李海峰[1]

1. 中国十九冶集团有限公司，四川成都，610031

摘要：西藏蒙亚啊铅锌矿主矿体呈层状、似层状、透镜状近东西向展布于上石炭统-下二叠统来姑组钙质砂岩夹碳酸盐岩中，矽卡岩是主要的含矿围岩。为查明矽卡岩类型及其矿物组成，剖析矽卡岩矿物分带及其对找矿勘查的指示意义，开展系统的镜下鉴定，利用电子探针主要矽卡岩矿物化学成分进行系统分析。结果表明，石榴子石为非连续的钙铁榴石-钙铝榴石的类质同象系列，锰质含量随钙铝榴石含量的增加而升高；单斜辉石为透辉石-钙铁辉石-锰钙辉石的类质同象系列，锰钙辉石含量亦随钙铁辉石含量的增加而升高；似辉石为钙蔷薇辉石和蔷薇辉石；阳起石个别为铁阳起石；绿帘石贫铁、镁而富铝、钙。矽卡岩矿物组合特征表明，蒙亚啊铅锌银矿床矽卡岩兼具钙矽卡岩和锰质矽卡岩特征。石榴子石和辉石成分变化较大表明矽卡岩是在一个较为开放的系统中形成。锰钙铁辉石中锰铁比值均大于0.1，镁铁比值均小于1，具有铅锌银矿的成矿专属性。

关键词 铅锌矿；钙矽卡岩；锰质矽卡岩；蒙亚啊；冈底斯；西藏

Mineralogical characteristics of skarn in the Mengya'a Pb-Zn deposit, Tibet, and their geological significance

LI HaiFeng1

(1.China 19th Metallurgical Corporation, Chengdu, Sichuan 610031)

Abstract

The skarn type silver-lead-zinc ore bodies of the Mengya'a ore deposit occur in bedded, near bedded and lenticular shapes and are nearly east-west direction hosted in calcareous sandstone with carbonate rock of upper Carboniferous-lower Permian Laigu Formation, and skarns is the main ore-bearing wall rock. In order to further clarify the types of the skarn and mineral composition and analyze skarn mineral zoning and denotative meaning of ore exploration,the authors studied the chemical composition of the main skarn minerals by using electron microprobe technology based on the systematic microscope observation. Electron microprobe analyses show that garnet is from the discontinuous andradite-grossularite isomorphous series and manganese content increases with the increases of the content of calcium aluminum garnet. Pyroxene is from the diopside-hedenbergite-johannsenite isomorphous series and the content of johannsenite also rises with the increases of the content of hedenbergite. Pyroxenoid is mainly consisted of rhodonite and bustamite. Actinolite inpidual for iron actinolite. Fe and Mg contents of epidote are very low and Al and Ca are very high. Skarn mineral assemblages show that the skarn of the Mengya'a deposit has characteristics of both calcic skarn and manganoan skarn. The greatly change in the composition of garnet and pyroxene shows that skarn is formed in a relatively open system. Manganese iron ratio is greater than 0.1 and magnesium iron ratio is less than 1 in the manganhedenbergite and have metallogenic specialization of silver, lead and zinc.

Key words：Pb-Zn ore deposit;calcicskarn;manganoan skarn; Mengya'a;Gangdise;Tibet

蒙亚啊铅锌矿床位于冈底斯成矿带东段北缘，由西向东与洞中拉、亚贵拉组成蒙亚啊-洞中拉-亚贵拉多金属矿集区。前人对蒙亚啊矿床成因[1]，成岩-成矿年龄[2]以及稳定同位素地球化学特征，主微量、稀土和成矿流体来源[3]等方面做了详细研究。然而对该矿区矽卡岩矿物的研究还有较大的不足。因此，本文选取矿床主要矽卡岩矿物作为研究对象，确定矽卡岩矿物类型，剖析矽卡岩矿物空间分带，指导勘查评价，进而为下一步找矿工作提供勘查方向。

1矿床地质概况

蒙亚啊铅锌矿床位于冈底斯成矿带东段北缘，属西藏自治区嘉黎县绒多乡管辖。蒙亚啊矿区出露的地层相对简单，主要为分布于矿区北侧的上石炭-下二叠统来姑组(C2-P1l)、矿区中南部的中二叠统洛巴堆组(P2l)及南部的上二叠统列龙沟组(P3l)和少量第四系。侵入岩为花岗斑岩和辉绿岩脉，其中花岗斑岩与Pb-13号矿体的形成密切相关。矿区断层发育，以近东西向为主，为矿床的导矿和容矿构造。主矿体呈层状、似层状、透镜状赋存于上石炭统-下二叠统来姑组(C2-P1l)钙质砂岩夹碳酸盐岩中，也有部分矿体呈脉状形式产出于中二叠统洛巴堆组(P2l)碳酸盐岩中。金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和黄铁矿，次为磁铁矿、磁黄铁矿、铜蓝、辉钼矿和赤铁矿等；非金属矿物以石榴子石、透辉石、硅灰石和石英为主，以及少量阳起石、绿帘石、黑云母和碳酸盐矿物等。矿石构造主要有块状、浸染状、条带状、脉状-网脉状构造等。矿石结构以自形、他形粒状结构为主，可见溶蚀结构、充填结构、交代残余结构以及少量固溶体分离结构。

2主要矽卡岩矿物特征

蒙亚啊矿区矽卡岩矿物较为发育，与成矿关系密切。矿区矽卡岩在垂向上分带明显，表现为距离矿体较近的矽卡岩主要为石榴子石+（透辉石）矽卡岩，由矿体向上依次过渡为透辉石+石榴子石（+硅灰石）矽卡岩硅灰石+（透辉石+阳起石）矽卡岩阳起石+绿帘石+绿泥石矽卡岩。

根据矽卡岩卡矿物组合可将矽卡岩分为钙矽卡岩和锰质矽卡岩。钙矽卡岩主要由钙铁榴石和透辉石组成，以及少量硅灰石、阳起石、绿帘石等。锰质矽卡岩主要由含锰钙铝榴石、含锰透辉石、含锰钙铁辉石、锰钙铁辉石、蔷薇辉石、钙蔷薇辉石组成。

3  样品采集与电子探针分析

本次研究对采自蒙亚啊矿区不同矿体钻孔中典型矽卡岩矿物石榴子石、辉石、硅灰石、阳起石、绿帘石进行了电子探针分析。电子探针分析于中国地质科学院矿产资源研究所和中国地质大学电子探针室完成。分析仪器为JXA-8230 型电子探针，测试加速电压为15 kV，束电流为20 nA，束斑直径为5μm。

3.1 石榴子石分析结果

本次研究共对16个石榴子石点位进行了测试，结果分析可知，蒙亚啊矿区石榴子石并非是钙铁榴石与钙铝榴石的连续类质同象系列，而是可以分为钙铁榴石和含锰钙铝榴石。前者多与透辉石伴生，其端元以钙铁榴石为主，含量变化范围为78.54%~95.52%，平均值86.49%，钙铝榴石含量变化范围为1.65%~20.32%，平均值10.97%，以及少量的锰铝榴石，含量变化范围为0.66%~1.50%，平均值1.24%。后者多与锰钙铁辉石、蔷薇辉石、钙蔷薇辉石伴生，端元以钙铝榴石为主，变化范围64.93%~72.70%，平均值69.50%，其次为钙铁榴石，变化范围为18.63%~25.79%，平均值21.13%，与钙铁榴石相比，钙铝榴石中锰铝榴石端元成分含量相对偏高，变化范围为4.76%~5.08%，平均值4.91%。其中钙铁榴石的SiO2与CaO成分与普通矽卡岩中石榴子石成分基本一致，且变化范围较小，集中于中低SiO2和中低CaO区域；含锰钙铝榴石的SiO2与CaO成分含量偏高，这与该矿床赋矿围岩为钙质砂岩夹碳酸盐岩的地质事实一致。

3.2 辉石分析结果

蒙亚啊矿床单斜辉石、似辉石电子探针分析结果和端元组分。测试结果表明蒙亚啊矿床单斜辉石为透辉石-钙铁辉石-锰钙辉石的类质同象系列，可细分为透辉石、含锰透辉石、含锰钙铁辉石、锰钙铁辉石，锰质含量随铁质含量增加而增高；似辉石为蔷薇辉石和钙蔷薇辉石。

蒙亚啊矿区单斜辉石为透辉石-钙铁辉石-锰钙辉石的类质同象系列，其中透辉石端元变化范围为6.28%~95.84%，平均值43.77%；钙铁辉石端元变化范围为1.76%~78.07%，平均值34.50%；锰钙辉石端元变化范围为0.67%~60.24%，平均值21.73%。根据铁质和锰质含量进一步可细分为透辉石、含锰透辉石、含锰钙铁辉石、锰钙铁辉石。其中透辉石中仅含有少量的钙铁辉石（1.76%~11.52%）和锰钙辉石（0.67%~2.41%）。含锰透辉石与透辉石相比锰质含量明显增加，其中透辉石端元变化范围为47.19%~86.84%，平均值为62.17%；钙铁辉石端元变化范围为28.91%~46.23%，平均值30.22%；锰钙辉石端元变化范围为6.13%~9.48%，平均值7.61%。含锰钙铁辉石主要成分为钙铁辉石，其次为透辉石和锰钙辉石，钙铁辉石端元变化为54.60%~78.07%，平均值为69.54%；透辉石端元变化为13.58%~34.31%，平均值19.58%；锰钙辉石端元变化为7.05%~17.04%，平均值10.88%。

似辉石主要成分SiO2的变化范围为43.73%~46.79%，平均值44.80%；Al2O3的变化范围为0.01%~0.52%，平均值0.19%；TFeO的变化范围为7.69%~11.44%，平均值9.42%；MnO的变化范围为24.36%~40.63%，平均值34.13%；CaO的变化范围为2.73%~19.57%，平均值8.53%。似辉石计算结果表明铁辉石端元的变化为13.38%~21.06%，平均值17.20%；硅灰石端元的变化为6.43%~43.65%，平均值19.61%；蔷薇辉石端元的变化为42.96%~75.60%，平均值63.19%。在三斜辉石端员组分判别图解中，2个样品点位钙蔷薇辉石区域，4个样品点位于蔷薇辉石区域。

3.3 硅灰石分析结果

硅灰石的7件电子探针分析结果表明矿区的硅灰石成分一般较纯，主要含有SiO2、CaO。而硅灰石端元变化为98.37%~99.09%，平均值98.72%；顽火辉石变化范围为0.01%~0.34%，平均值为0.10%；铁辉石端元变化为0.97%~1.60%，平均值1.17%.。

3.4 角闪石分析结果

蒙亚啊角闪石电子探针分析结果表明矿床角闪石主要成分SiO2变化范围为49.73%~51.74%，平均值为50.63%；TFeO变化范围为19.27%~21.35%，平均值为20.57%；MgO变化范围为7.69%~12.83%，平均值为11.02%；CaO变化范围为10.92%~11.17%，平均值为11.0%；Al2O3变化范围为0.4%~2.16%，平均值为1.27%；MnO变化范围为0.85%~1.07%，平均值为0.97%。根据Leake等[4]的分类，蒙亚啊角闪石均为钙角闪石系列，主体为阳起石，个别为铁阳起石。

3.5 绿帘石

绿帘石多形成于退矽卡岩阶段，可交代辉石、石榴子石等早期矽卡岩矿物。本文挑选了3件绿帘石样品进行电子探针分析。结果表明绿帘石主要组成矿物SiO2变化范围为37.88%~38.42%，平均值为38.16%；TFeO变化范围为9.31%~10.05%，平均值9.57%；CaO变化范围为23.04%~23.10%，平均值23.07%；Al2O3变化范围为24.22%~25.01%，平均值24.68%；MgO变化范围为0.39%~0.46%，平均值0.42%，总体表现为贫Fe，Mg而富Al，Ca的特征。

4 讨论

4.1矽卡岩类型及其形成环境

矽卡岩矿物的研究在矽卡岩矿床中占有重要地位，是矽卡岩矿床定义及分类的基础。赵一鸣等在前人工作的基础上按其矿物组成特征将矽卡岩划分为镁矽卡岩、钙矽卡岩、锰质矽卡岩和碱质矽卡岩四类。通常认为钙矽卡岩矿物主要由钙铁-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；锰质矽卡岩主要由锰钙铁辉石和石榴石组成，局部有锰钙辉石、锰三斜辉石以及少量钙蔷薇辉石和蔷薇辉石。蒙亚啊矿区内石榴子石为非连续的钙铁榴石-钙铝榴石类质同象系列，钙铁榴石在空间上多与透辉石伴生产出；钙铝榴石中锰质含量相对钙铁榴石明显增加。单斜辉石主要为透辉石、含锰透辉石、含锰钙铁辉石和锰钙铁辉石。除此之外，矿区内还出现锰质矽卡岩中特有的钙蔷薇辉石、蔷薇辉石等三斜辉石。从矿物组合上来看，蒙亚啊矿区兼具钙矽卡岩和锰质矽卡岩的特征。

矽卡岩的矿物成分和矿物组合能提供关于矽卡岩和成矿环境的许多重要信息。艾永富等指出钙铁榴石多易形成于碱性介质中，而钙铝榴石在酸性介质中形成。随后王琦在1995年提出早期富Mg，贫Fe、Mn的透辉石形成于较高的温度、fO2和PH条件下；晚期富Fe , Mn的锰钙铁辉石形成于较低的温度、fO2和PH条件下，后者与铅锌矿化具有密切的时空关系的观点。蒙亚啊矿区早期形成钙铁榴石和透辉石，而后形成与矿化关系密切的锰钙铁辉石和钙铝榴石，该矿物组合表明蒙亚啊矿区矽卡岩形成的早期处于高温、高fO2、高PH的地质环境，随后温度、fO2和PH逐渐变低。这与氧化型矽卡岩主要发育钙铁榴石和透辉石，还原性矽卡岩则以钙铁辉石和钙铝榴石为主的观点近于一致。另外，在矽卡岩形成的早期出现一定量的硅灰石，而大量硅灰石的形成需要较高的氧逸度[5]，进一步印证矽卡岩形成的早期处于较为氧化的物理化学条件。矽卡岩型矿床中石榴石常具有振荡环带结构，石榴子石环带成分变化不仅可为揭示与石榴子石生长相关的变质过程提供重要依据[6]，而且能够反映了物理化学条件的变化并能对热液流体的演化过程提供重要的信息。蒙亚啊矿区内的石榴石环带结构发育，通过电子探针和能谱扫面实验发现，其核部为成分均一的钙铁榴石，而边缘具明暗相间的环带结构，说明晚于核部形成的环带其成分发生明显变化。测试分析显示，钙铁榴石和钙铝榴石两个端元成分含量呈交替变化，Fe3+、A13+含量的变化是造成环带结构的主要元素，不同环带的成分的变化与石榴石环带的明暗变化相一致，也与石榴石中TFeO和A1

2O3含量具有相反的变化趋势相对应。由此可知石榴子石晶体的生长可能存在间断，代表了溶液组分与生长晶体表层重新达到热力学平衡的过程；并指示石榴石在结晶生长的过程中流体成分及物理化学环境是动态变化的。蒙亚啊石榴子石端元成分的变化和明显的环带结构指示了蒙亚啊矿床中矽卡岩是在一个较为开放的系统中形成。

4.2矿化类型与找矿建议

我国不同矽卡岩矿床类型的石榴石、辉石成分有所差别，如矽卡岩型铜多金属矿中一般产出在钙矽卡岩中，相应的矿物组合为钙铁-钙铝榴石和透辉石，锰质含量极低（如甲玛铜多金属矿床[7]）；矽卡岩型银铅锌矿床一般产出在锰质矽卡岩中，锰质含量较高，特征矿物为锰钙铁辉石，偶见蔷薇辉石和钙蔷薇辉石，石榴石中锰铝榴石端元含量明显偏高（如辽宁八家子铅锌矿床）。蒙亚啊矿区矽卡岩兼具钙矽卡岩和锰质矽卡岩特征，其中与矿化关系密切的含锰石榴子石和锰钙铁辉石均与世界大型矽卡岩型铅锌矿床的分布一致。

辉石Mn/Fe比值变化可以指示矽卡岩金属矿化的类型[8]。赵一鸣等研究表明，矽卡岩铁、金矿床和部分铜矿床中辉石的Mn/Fe比值较低，大多小于0.1；矽卡岩铅锌矿床中锰钙铁辉石的Mn/Fe比值大多高于0.1，其Mg/Fe比值小于1；矽卡岩钨矿床中辉石的Mn/Fe比值多介于0.1~0.3，比铅锌矿床中的稍低，但其Mg/Fe比值明显要高，为1~4；矽卡岩铜、铂矿床中透辉石的Mg/Fe比值和矽卡岩铁、金矿床中的透辉石大体一致，但其Mn/Fe比值则要稍高一些。蒙亚啊矿床锰钙铁辉石Mn/Fe比值均大于0.10；Mg/Fe比值均小于1，指示其矿化类型为铅锌银多金属矿化，与地质事实一致。

锰质矽卡岩往往与铅锌银矿化有着密切关系，锰质矽卡岩是评价含Pb、Zn、Ag矽卡岩的重要标志。蒙亚啊矿床发育蔷薇辉石、钙蔷薇辉石、锰钙辉石、锰钙铁辉石以及含锰石榴子石，指示矿区可能发育Ag矿化。上述特点与前人研究锰质矽卡岩与矿化元素组合所得结果基本一致，但是，在蒙亚啊矿区锰质矽卡岩矿物的发现，表明部分矽卡岩是远端的，具有寻找铅锌银矿的前景，蒙亚啊、龙马拉等矿床近接触带的铅锌银矿体尚未完全得到勘查评价，因此下一步应重视接触带的找矿工作。

5结论

（1）蒙亚啊矿区矽卡岩兼具钙矽卡岩和锰质矽卡岩特征。早期在高温、高fO2、高PH的地质环境形成以钙铁榴石和透辉石为主的钙矽卡岩；随后温度、fO2和PH逐渐变低，形成与矿化关系密切的锰质矽卡岩，矿物组合为锰钙铁辉石和钙铝榴石。

（2）石榴子石的环带结构，反应了石榴石在结晶生长的过程中流体成分及物理化学环境是动态变化的，蒙亚啊石榴子石端元成分的变化和明显的环带结构指示了蒙亚啊矿床中矽卡岩是在一个较为开放的系统中形成。

（3）矿区内与矿化关系密切的含锰钙铝榴石与锰钙铁辉石均分布于世界大型矽卡岩型铅锌矿相应矿物投图区域，且锰钙铁辉石Mn/Fe比值均大于0.10；Mg/Fe比值均小于1，指示其矿化类型为铅锌银多金属矿化，进一步开展近接触带的铅锌银矿体勘查评价工作。

参考文献

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[8]Nakano T, Yoshino T, Shimazaki H, et al. Pyroxene composition as an indicator in the classification of skarn deposits[J]. Economic Geology, 1994, 89(7): 1567-1580.

 作者简介:李海峰，男，1990年生。博士研究生。主要从事工程地质、矿床学、岩石学研究工作。通讯地址: 610031, 成都市青羊区人民中路三段57号。