滇东南板仑磁铁矿集区矽卡岩矿物学、地球化学特征及其形成机制

位于华夏、扬子和印支板块交接部位的滇东南板仑磁铁矿集区属于个旧-文山-德保矽卡岩型锡钨多金属成矿带的重要组成部分。前人对该区矽卡岩型磁铁矿床的地质特征和矿床成因等进行了少量的研究工作, 但对矽卡岩的成因尚缺乏系统的研究, 这严重制约了对该矿集区内矽卡岩成因的认识及磁铁矿找矿潜力的准确评价。本文以矿集区内最为典型的坤洪和洞哈磁铁矿床的矽卡岩为主要研究对象, 在对矽卡岩及相关岩石的野外地质特征和岩相学等方面进行详细研究的基础上, 借助LA-ICP-MS和EPMA等方法手段, 重点对矽卡岩及相关岩石的地球化学和矿物化学特征进行系统研究。
结果表明, 矽卡岩的成岩成矿演化过程可划分为早期进变质矽卡岩阶段、晚期退变质矽卡岩阶段和硫化物-碳酸盐阶段等3个阶段; (岩浆)热液成因的硅质岩条带与晚二叠世OIB型基性杂岩体(即"半瓦型"岩体)在原始地幔标准化微量元素蜘蛛网图和球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上均存在显著的差异, 而与中三叠世岛弧型中-基性杂岩体(即"安定型"岩体)的模式曲线较为相似, 均显示出Nb、Ta、P和Ti等元素明显亏损的特征; 矽卡岩的模式曲线与硅质岩条带的模式曲线也较为相似, 且含矿矽卡岩比无矿矽卡岩无论在微量元素和稀土元素含量还是模式曲线上均更加接近于硅质岩条带。矿物化学的研究结果表明, 第一世代石榴石属于钙铁-铁铝-钙铝榴石系列(And80-83Alm9-11Gro5-7), 含较多的钙铝榴石(Gro); 而第二世代石榴石属于钙铁-铁铝榴石系列(And86-93Alm6-12), 基本上不含或仅含极少量的钙铝榴石(Gro); 由早期辉石→晚期辉石, 辉石端员组分中钙铁辉石所占的比例相对减少, 而透辉石的含量则具显著增加趋势。综合分析认为, 形成矽卡岩的热液流体主要来源于中三叠世岛弧型中-基性杂岩体; 矽卡岩型磁铁矿床的成岩成矿环境至少经历了从进变质矽卡岩阶段早期相对还原环境→进变质矽卡岩阶段晚期-退变质矽卡岩阶段相对氧化环境→后期硫化物-碳酸盐阶段相对还原环境的转变过程。