叶蜡石化蚀变过程中的元素活动性与流体性质:以山西五台地区白云叶蜡石矿为例

作     者：张少颖 张华锋 ZHANG ShaoYing;ZHANG HuaFeng

作者机构：中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 

出 版 物：《岩石学报》 (Acta Petrologica Sinica)

年 卷 期：2017年第33卷第6期

页      面：1872-1892页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFC0600106) 国家自然科学基金重点项目(41230311 41530208)联合资助 

主　　题：热液蚀变 元素迁移 叶蜡石化 成矿流体 五台杂岩 华北克拉通 

摘      要：热液蚀变过程中的元素活动性与流体性质对深入理解矿物稳定性和成矿作用具有重要的意义。本文以华北克拉通中北部山西五台地区的白云叶蜡石矿为例,研究了蚀变过程中元素迁移特征和流体性质。该矿体围岩以绿片岩相酸性火山岩为主,岩性为绢云钠长石英片岩并夹有少量的绿泥钠长片岩。矿区内蚀变分带明显,可分为早期的黄铁绢英岩化(绢云母-石英-黄铁矿)和晚期叠加的叶蜡石化(叶蜡石-伊利石-高岭石-石英),而金矿化则主要发育于黄铁绢英岩化带内。Log fo2-pH相图模拟结果显示,早期黄铁绢云岩化蚀变热液具有弱酸性至偏中性(pH=5.24~5.87)和较低氧逸度(位于黄铁矿+黄铜矿稳定相区内)特征;而引起叶蜡石化蚀变的热液具有强酸性(pH=2.07~2.20)和高氧逸度(位于HM缓冲线以上)特征。质量平衡迁移分析结果显示,随着叶蜡石化蚀变作用的增强,叶蜡石矿石中的Al2O3行为较稳定,SiO2、Na2O和K2O含量相对于围岩绢云钠长石英片岩呈不同程度的迁入,而其余氧化物大量活化迁出。微量元素Nb、Ta、Th、U、Rb和Ga含量相对升高,Th/U比值略有升高;Sr、Ba、Zr、Hf明显亏损,Zr/Hf比值从34~41下降到17~22。稀土元素均发生一定程度的活化迁移,且轻稀土迁出程度更高。Y/Ho比值(28~32)高于球粒陨石的Y/Ho(26~28),表明Y-Ho在叶蜡石化蚀变过程中表现出不同的地球化学行为。Eu负异常明显增大,这可能与长石的分解关系密切。围岩绢云钠长石英片岩中金属元素含量较高且Au与As含量之间呈明显正相关性,但在叶蜡石矿石中大部分金属元素含量均低于检出限,说明金属元素在叶蜡石化蚀变作用过程中发生了强烈的活化迁移,这与岩相学上叶蜡石矿石中可见港湾状细粒赤铁矿而缺乏黄铁矿的特征吻合。本文研究结果表明叶蜡石化过程中,大量的所谓不活动元素(如P、Ti、Zr、Hf、Y和Ho等)发生了显著迁移并导致Zr/Hf和Y/Ho比值的解耦,并伴随着大量金属元素的迁出,说明叶蜡石化不利于金矿化的形成。