电气石微量元素特征对VMS型Cu-Zn-Pb与CD型Zn-Pb矿床的指示意义及勘查应用

本文通过分析火山成因块状硫化物（VMS）和碎屑岩容矿型（CD）Zn-Pb矿床中电气石的微量元素组成，建立了基于Mg-Sn-Ga-V（VMS）与Pb-Zn-K-Mn-Eu（CD）的特征元素组合判别模型，为矿床类型识别和矿产勘探提供了新的地球化学指标。

　　

亮点

采样

本研究选取了13个VMS矿床的16个电气石样品、3个CD型Zn-Pb矿床的4个样品，以及4个来自含碎屑岩-碳酸盐岩-蒸发岩变质沉积岩系的贫矿化电气石岩样本作为对比。表1汇总了样本的特征、产地、地质背景、变质等级和成因信息，电子附件图S1提供了采样位置分布图。

电气石结构特征

电气石的岩相学特征与VMS亚型无关，但受变质等级影响显著。绿片岩相中的电气石通常呈细小的（<1 mm）、具环带结构的自形-半自形晶（如Kidd Creek、Black Hawk（图1A,B）、Ming和Fl?矿床样本）。而角闪岩相中的电气石则多形成粗大（>1 mm）的半自形颗粒，表现为光学均一性（图1C）或复杂环带结构（图1D,E）。

主量元素替代机制

本研究测得的VMS与CD型Zn-Pb矿床中电气石的主量元素组成，与层控块状硫化物中电气石的文献值一致。Slack和Coad（1989）及Slack（1996）指出，这些地质环境中电气石的成分差异既反映了变质前热液作用，也体现了同变质-变质后因素的综合影响。变质前因素包括富铁热液流体与富镁围岩的反应程度、水岩比例以及原始热液流体的化学成分。

结论

VMS矿床中的电气石主要以镁电气石（dravitic）为主，少数呈现黑电气石（schorlitic）和钙镁电气石（uvitic）成分。相比之下，CD型Zn-Pb矿床及贫矿电气石岩的电气石成分多集中于黑电气石-镁电气石过渡区间，并以镁电气石成分为主，少数例外显示钙镁电气石和铁电气石（foititic）特征。VMS和CD型Zn-Pb矿床中电气石的主量元素替代涉及Fe-Mg变化，这与多个晶格位点上的异价耦合替代机制相关。