中国东南中加铁矽卡岩矿床石榴石原位U-Pb定年与成分分析揭示早白垩世成矿流体演化

本文通过LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）对中加铁矿两类石榴石(GrtⅠ/GrtⅡ)开展原位U-Pb定年与成分分析，揭示该矽卡岩矿床存在四世代石榴石生长（138.9-131.7Ma），其中与磁铁矿共生的GrtⅠ-2（135.4±2.7Ma）代表主成矿期。元素地球化学特征表明GrtⅠ-1/Ⅰ-2/Ⅱ-1形成于低氧逸度(fO2)近中性封闭体系，而具振荡环带的GrtⅡ-2则形成于高fO2酸性开放体系，为华南早白垩世岩浆-成矿作用提供新证据。

　　

Highlight

研究发现

• 识别出中加矽卡岩矿床两类四世代石榴石：近岩体的灰绿色GrtⅠ（均质Al富集型And_9-16）与碳酸盐岩中的黄绿色GrtⅡ（振荡环带型And_25-96）

• GrtⅠ-2与磁铁矿共生年龄135.4±2.7Ma确立铁矿主成矿期，对应早白垩世岩浆活动

• 稀土配分模式揭示GrtⅠ-1/Ⅰ-2/Ⅱ-1形成于低fO₂封闭体系，而强Eu异常的GrtⅡ-2反映高fO₂开放体系酸性流体

pH环境指示

稀土元素(REE)配分模式是揭示热液物理化学条件的有效指标，尤其对流体pH值具有诊断意义。在酸性条件下，由于La³⁺离子半径大于Lu³⁺，流体更易吸附轻稀土(LREE)，导致配分曲线呈现左倾特征。本研究GrtⅡ-2显著的LREE富集和正Eu异常，明确指示其形成于酸性流体环境。

结论

1. 1.

   中加矿床发育四世代石榴石：均质暗色GrtⅠ-1（And₁₃Gro₈₃）、亮色脉状GrtⅠ-2（And₁₀Gro₈₃）、无环带GrtⅡ-1（And₅₅Gro₃₆）及具振荡环带的粗粒GrtⅡ-2（核部And₈₉Gro₆，边部And₆₄Gro₂₉）

2. 2.

   GrtⅠ-1/Ⅰ-2/Ⅱ-1的低钙铁榴石含量、平坦REE模式与弱Eu异常，反映其形成于近中性、弱碱性封闭体系；而GrtⅡ-2的显著LREE富集与正Eu异常，指示高fO₂酸性开放体系成矿环境