西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩形成及矿化过程中的元素地球化学行为

郭文铂,唐菊兴,郑文宝,3,应立娟,王艺云,唐 攀

(1. 成都理工大学, 成都 610059; 2. 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037; 3. 中国地质大学(北京), 北京 100083)

西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩形成及矿化过程中的元素地球化学行为

郭文铂1,唐菊兴2,郑文宝2,3,应立娟2,王艺云1,唐 攀1

(1. 成都理工大学, 成都 610059; 2. 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037; 3. 中国地质大学(北京), 北京 100083)

西藏甲玛铜多金属矿床是冈底斯成矿带中东段近年来取得重大找矿突破的超大型斑岩-矽卡岩型矿床。矽卡岩型矿体作为该矿床最主要的矿体类型，前人对其在矿体模型、矽卡岩分带、矽卡岩矿物学等方面做了大量的研究工作；但对于不同类型矽卡岩的形成及矿化过程中元素的地球化学行为缺乏系统的研究工作。文章一方面对弱蚀变大理岩、石榴子石为主无矿矽卡岩(石榴子石含量大于80%)、硅灰石为主无矿矽卡岩(硅灰石含量大于80%)、石榴子石为主含矿矽卡岩和硅灰石为主含矿矽卡岩分门别类进行了研究，认为矽卡岩的形成过程综合了大理岩与花岗岩类的成分特征，而矽卡岩的矿化过程是岩浆热液的叠加过程，促进了元素的进一步富集与贫化；另一方面对矽卡岩形成与矿化过程中元素的迁移情况进行了定量讨论，矽卡岩形成过程中主量元素Na2O含量变化不大，CaO含量有少量减少，微量元素中Tl、Ba含量基本保持不变，Sr含量减少约10%，其它组分均为增加，增加量：TiO2>P2O5>TFe>MnO>Al2O3>K2O>SiO2>MgO；Be>Bi>Th>Ga>U>V>Cu>Li>Au>Sc>Cr>Co>Zn>Ni>Pb；In>W>Sn>Ta>Hf>Nb>Mo>Sb>Y>∑REE>Zr>As>Cd>Cs>Rb；而矽卡岩矿化过程中，Na2O表现出活动性，Cd与Bi都为增加较多的组分，增加量超过40%，K2O、In增加量也超过20%；相对减少的组分是P2O5、MnO、MgO、∑REE，减少量大于10%。除此之外，TFe、Sn、Rb、Sr、Sb、V表现出少量增加，增加量小于10%；TiO2、Ge、Y、CaO有少量减少，减少量小于5%；Al2O3、Ga、Cr、SiO2在矽卡岩矿化阶段基本保持不变。

矽卡岩 矿化过程 元素地球化学 甲玛铜多金属矿 西藏

Guo Wen-bo, Tang Jü-xing, Zheng Wen-bao, Ying Li-juan, Wang Yi-yun, Tang Pan. Geochemical behavior of elements during formation and mineralization processes of skarn in the Jiama copper polymetallic deposit of Tibet [J]. Geology and Exploration, 2014, 50(3):0397-0410.

甲玛铜多金属矿床是由产于深部斑岩中的钼(铜)矿体、产于中部层间构造带和接触带矽卡岩中的铜多金属矿体、产于上部角岩中的铜钼矿体以及产于外围构造破碎带中的独立金矿体构成的“四位一体”矿体组合形式(郑文宝，2012；唐菊兴等，2013)，其中，矽卡岩型铜多金属矿体是最主要的矿体类型，占有矿床65%的工业矿石储量，Ⅰ号矽卡岩主矿体走向、倾向延伸均超过2.5km，厚度从2m至330m不等。前人在矽卡岩矿体模型、矽卡岩分带、矽卡岩矿物学等方面做了大量研究工作(唐菊兴等，2010；郑文宝等，2010a；2012；王焕等，2011a；2011b；应立娟等，2012；张志等，2013)，但对于甲玛矿床如此大规模矽卡岩的形成及矿化过程中常量、微量、稀土元素的迁移、变化情况缺少系统的研究工作。此外，对矽卡岩进行地球化学研究时，应根据不同类型的矽卡岩分门别类进行分析讨论；原因很简单，矽卡岩矿物较为丰富，矿物成分千差万别，如石榴子石一般稀土总含量超过100×10-6，有的可达到400×10-6，而硅灰石稀土总含量一般不超过50×10-6。因此，不同比例石榴子石与硅灰石混合样品的分析结果将很难有确切的地质意义(Chenetal., 1992；凌其聪等，2003)。本文对矽卡岩的地球化学研究主要划分了弱蚀变大理岩、石榴子石为主无矿矽卡岩、硅灰石为主无矿矽卡岩、石榴子石为主含矿矽卡岩和硅灰石为主含矿矽卡岩五种岩矿石类型，试图通过分析甲玛矽卡岩与矿化的形成、演化，为甲玛矿床成因、成矿机制研究提供基础资料。

1 地质概况

甲玛矿区大地构造位置处于西藏冈底斯-念青唐古拉(地体)板片中南部。区域及矿区地层主要为岛弧及被动陆缘火山沉积岩系，与成矿有关地层主要为多底沟组(J3d，灰白色大理岩、结晶灰岩，夹泥灰岩、灰黑色砾屑灰岩、碎屑泥晶灰岩)，以及林布宗组(K1l，上部为岩屑砂岩、石英砂岩、岩屑石英粉砂岩与泥质板岩互层；下部为泥质板岩，炭质页岩夹粉-细砂岩，含生物碎屑泥晶灰岩)(图1)。

图1 甲玛矿区地质图Fig.1 Geologic map of Jiama mining area 1-第四系冲、洪积物; 2-林布宗组砂板岩、角岩; 3-多底沟组灰岩、大理岩; 4-矽卡岩化大理岩; 5-花岗闪长斑岩; 6-石英闪长玢岩; 7-花岗斑岩; 8-细晶岩; 9-矽卡岩; 10-产于矽卡岩中的铜多金属矿体; 11-滑覆断层; 12-勘探线及编号; 13-钻孔; 14-板边带及俯冲方向; 15-洋壳仰冲推覆前缘; 16-主边界推覆断裂1-Quaternary; 2-Linbuzong Formation sand-slate and hornfels; 3-Duodigou Formation limestone and marble; 4-skarnization marble; 5-granodiorite porphyry; 6-quartz diorite porphyrite; 7-granite porphyry; 8-aplite; 9-skarn; 10-copper polymetallic skarn ore body; 11-slipping nape fault; 12-exploration line and its number; 13-drillhole; 14-terrane belt and subduction direction; 15-subduction frontiers of oceanic crust; 16-main overthrust faults

区域上岩浆岩发育，分布广泛，既有出露面积巨大的深成侵入体，又有巨厚的火山岩，主要分布在雅鲁藏布江断裂以北，是冈底斯火山岩浆弧的重要组成部分。矿区岩浆岩在浅部呈脉岩产出，深部存在含矿斑岩体。岩石主要类型及侵位序次为石英闪长玢岩→花岗斑岩→二长花岗斑岩→花岗闪长斑岩，岩浆岩的主要成岩年龄集中在16.5～15.0 Ma(秦志鹏等，2011)。含矿斑岩及矽卡岩、角岩中辉钼矿Re-Os等时线年龄为主要为15.5～14.0 Ma(应立娟等，2010)，成岩成矿具有继承性。

受印度板块和欧亚板块碰撞影响，冈底斯-念青唐古拉地体南缘的构造线总体走势近东西向，由于区域长期走滑效应，次级构造线多呈北西西向，以发育若干北西西向的推覆构造系为特征。甲玛矿区受控于由北向南推覆构造及由南向北滑覆构造。矿区推覆构造由一系列倒转褶皱组成：红塔背斜、牛马塘背斜以及夏工普向斜；矿区滑覆体分布于铜山-布朗沟-莫古郎沟一带，自南向北，滑覆体可分为：滑覆体后部带、滑覆体中部带和滑覆体前部带三部分，整个滑覆体的出露面积约为4 km2。

甲玛矽卡岩铜多金属矿体主要呈似层状、厚板状产于上覆林布宗组砂板岩、角岩与下覆多底沟组灰岩、大理岩的层间构造带内；矿体走向NW-SE(约300°)，延长达2850m；矿体倾向NE30°，延伸超过2500m(未控制边界)；矿体受推覆构造控制具有明显的陡→缓→陡的变化特征，上部陡矿体倾角一般介于50°～70°之间，位于铅山；中部缓矿体为主体部分，倾角一般小于20°，在牛马塘边部地区稍有变陡(有侧伏现象)，位于夏工普沟以北则古朗以南近5km2范围内；深部陡矿体位于则古朗以北，倾角一般为30°～40°。

2 主量元素特征

弱蚀变大理岩：主要成分为CaO，一般含量在50%～55%之间；SiO2含量较低，主要受热液硅化蚀变造成，含量一般低于10%；除此之外，还含有极少量Al2O3和MnO等(表1)。

石榴子石为主无矿矽卡岩：钙质矽卡岩，CaO含量26.46%～43.30%，平均值33.35%；SiO2含量33.89%～46.60%，平均值40.52%；Al2O3含量2.70%～9.59%，平均值6.31%；Fe2O3含量1.69%～12.30%，平均值5.41%；MgO含量0.58%～10.98%，平均值3.23%。石榴子石矽卡岩中Al、Fe、Mg的含量主要与石榴子石的系列有关。此外，此类矽卡岩中还含有一定量的TiO2(0.4%左右)和P2O5(0.5%左右)(表1)。

表1 甲玛矿区大理岩、矽卡岩与矽卡岩矿石主量元素组成(wt%)Table 1 Major element compositions of mables, skarns and mineralized skarns in the Jiama mining area(wt%)

续表1

Continued Table 1

样品号岩性SiO2Al2O3Fe2O3FeOCaOMgOK2ONa2OTiO2MnOP2O51608-326.41609-460.43604-464.93506-103.1-13506-103.1-2JM24-1B3硅灰石为主无矿矽卡岩50.700.716.260.7539.900.770.100.100.030.520.1038.903.7121.700.7034.700.150.100.100.030.270.0339.201.6125.900.8432.000.250.100.100.050.300.0337.402.0824.300.5433.400.540.100.100.030.290.0652.200.050.100.3845.200.860.100.100.030.610.0748.680.090.01—45.090.130.020.050.010.690.00IPD16-B7JM19-B3IPD19-B4IPDX2-B3JM1604-200.64JM1609-378.3JM1616-610.16石榴子石为主含矿矽卡岩43.843.494.69—36.740.870.020.180.190.580.1242.932.906.15—35.471.820.030.060.250.520.3535.847.4110.82—26.952.210.730.150.200.590.7530.677.493.03—29.772.072.560.200.410.520.2440.706.8214.704.1527.801.180.750.200.290.440.6554.7019.502.321.0211.001.962.334.790.790.110.1436.904.0815.302.6630.600.250.200.200.320.311.73JM1607-278JM1608-332.2JM1608-392.8JM1609-442.9JM1616-660.26JM1616-698.26JM1616-798.26JM1602-65.87JM24-11B2硅灰石为主含矿矽卡岩45.000.430.891.2940.700.280.200.200.050.440.0540.700.8113.501.5837.400.850.200.200.050.320.0540.400.790.832.3244.900.440.200.200.050.360.0546.101.240.552.8644.000.510.200.200.050.440.0537.001.4213.803.0929.304.700.200.200.050.300.0558.601.677.844.0222.301.090.200.200.060.300.0541.001.0117.504.2629.600.340.200.200.050.290.0543.205.679.585.4624.600.790.200.200.230.350.3335.079.665.72—29.242.650.380.110.370.610.19

注：数据由国家地质测试中心分析; “—”表示未做分析(下同)。

图2 甲玛矿区大理岩、矽卡岩与含矿矽卡岩原始地幔标准化图Fig.2 Distribution diagram of primitive mantle-normalized trace elements in mables, skarns, and mineralized skarns in the Jiama mining area

硅灰石为主无矿矽卡岩：CaO含量稍高于石榴子石矽卡岩，一般32.0%～45.2%，平均值38.38%；SiO2含量同样在40%左右；有的硅灰石矽卡岩中铁含量高达25.9%，主要是由部分硅灰石中铁含量较高所致；与石榴子石矽卡岩明显不同的是，硅灰石矽卡岩中TiO2与P2O5都偏低，处于检测限附近(表1)。

石榴子石为主含矿矽卡岩：同无矿的石榴子石矽卡岩化学成分差别不大，较为不同是，Al2O3和Fe2O3的含量较稳定，而MgO的含量偏低，可能说明成矿主要与铁-铝系列的石榴子石矽卡岩较为密切；此外，K2O+Na2O的含量均有明显升高，可达2.0%左右(表1)。

硅灰石为主含矿矽卡岩：较无矿硅灰石矽卡岩成分变化较显著，CaO有所较低，平均值由38.38%降至33.56%；FeO含量突然升高，由0.6%左右升至3%以上(表1)，Fe2+含量的升高可能暗示了硅灰石矽卡岩在矿化过程中的环境变化。

3 微量元素特征

弱蚀变大理岩：13个大理岩样品的微量元素含量变化基本一致，表明了岩石成分的稳定性。大理岩中主要富集的元素包括U、La、Pb、Sr，以Pb富集最为显著；弱亏损的元素主要有Nb、Zr、Hf(表2，图2a)。

石榴子石为主无矿矽卡岩：主要富集U、Pb；亏损Ba、Ta、Nb、Sr、Zr、Hf(表2，图2b)。明显对大理岩的化学组成特征有继承性。

硅灰石为主无矿矽卡岩：主要富集U、Pb；较亏损Ba、Nb、Sr、Zr、Hf等元素(表2，图2c)。硅灰石为主无矿矽卡岩微量元素的组成同石榴子石为主无矿矽卡岩基本一致，同样对大理岩有明显的继承性。

石榴子石为主含矿矽卡岩：相比于石榴子石为主无矿矽卡岩而言，最大的区别在于Pb含量的大幅度增加，而其他微量元素含量几乎无较大差别(表2，图2d)。根据矿区基本地质事实，铅锌矿均产于钙铝、锰铝石榴子石矽卡岩中，与硅灰石矽卡岩关系不密切，也正好与其矿化过程中地球化学元素的变化情况吻合。

硅灰石为主含矿矽卡岩：虽样品不多，但基本可以反映出一个信息：相对于无矿硅灰石矽卡岩，明显富集Nb, Zr, Hf三种元素，与岩浆源微量元素关系密切(表2，图2c)。

4 稀土元素特征

弱蚀变大理岩：稀土配分曲线整体较平缓，具有沉积岩的一些特征；稀土总量都不高，一般低于20×10-6，有弱的正/负铕异常(表3，图3A)。

石榴子石为主无矿矽卡岩：稀土含量较高，介于103×10-6～497.26×10-6之间，平均值240.12×10-6；轻重稀土分异明显(表3，图3B,F)，一方面说明石榴子石在交代过程中，更倾向于吸纳LREE，LREE3+更适合石榴子石的晶格(Gasper, 2008)；另一方面热液流体中继承了岩浆的稀土组成特征(郑文宝等，2010b)。

硅灰石为主无矿矽卡岩：稀土含量较低，一般小于50×10-6；LREE/HREE一般在5左右，较石榴子石矽卡岩小；无或弱的正铕异常，以及弱的正铈异常(表3，图3c)。

石榴子石为主含矿矽卡岩：其他特征类似无矿石榴子石矽卡岩，但稀土含量明显较无矿石榴子石矽卡岩低，一般87.76×10-6～196.5×10-6，平均值140.3×10-6，平均低100×10-6(图3D,F)。Haasetal(1995)通过实验认为，在早期矽卡岩形成过程中，REE3+倾向于向石榴子石中富集，置换铁-铝榴石系列矿物中的Al3+和Fe3+；而随着蚀变作用的进行，流体中Ca或Si含量的增加又将降低REE进入石榴子石的能力，使反应式(1)向左进行；若反应中有Al3+或Fe3+的加入，将会促进REE3+进入到石榴子石中，使反应式(1)向右进行。

(1)

硅灰石为主含矿矽卡岩：同无矿硅灰石矽卡岩相比，已无正铈异常，具有弱负铕异常及负Tb异常(图3e)。正铈异常的消失负铕异常的出现反应了晚期岩浆热液进一步叠加的特征。

图3 甲玛矿区大理岩、矽卡岩与含矿矽卡岩稀土配分曲线Fig.3 REE distribution patterns of mables, skarns, and mineralized skarns in the Jiama mining area 图f中∑REE, LREE, HREE, LREE/HREE(×10), LaN/YbN(×10)使用左侧纵坐标; δEu与δCe使用右侧纵坐标∑REE, LREE, HREE, LREE/HREE(×10), LaN/YbN(×10) use left ordinate, relatively δEu and δCe use right ordinate in the F map

图4 甲玛矿区大理岩、矽卡岩与含矿矽卡岩主量元素关系图Fig.4 Interrelation with major elements of mables, skarns, and mineralized skarns in the Jiama mining area

图5 矿化与主量元素关系图Fig.5 Diagram showing relationship between mineralization and major elements

5 矽卡岩形成及矿化过程中元素活动性讨论

(1) 定性讨论

矽卡岩形成及矿化过程中，主量元素除Na2O因含量较低外，SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, TiO2, P2O5随大理岩→硅灰石为主无矿矽卡岩→硅灰石为主含矿矽卡岩→石榴子石为主无矿矽卡岩→石榴子石为主含矿矽卡岩，同CaO含量间具有强/中的线性增长关系，以SiO2-CaO最为明显(图4)。虽然硅灰石矽卡岩与石榴子石矽卡岩之间无演变关系，但其化学成分有明显差异性。

矽卡岩中矿化的发生除了与矽卡岩的类型有关外，与晚期退化蚀变的关系更为密切。Au矿化通常与K2O的含量有关(也可称钾化)(图5a)；Cu矿化主要与CaO的降低、SiO2的升高有关，即与硅化关系密切(图5b)；Mo矿化随MgO呈正相关，暗示其与岩体的关系更为密切(图5c)；Pb-Zn的矿化常与Mn含量存在一定联系(图5d)，铅锌成矿一般不具有专属性，常分布于热液矿床外围，倾向于矽卡岩前缘与大理岩接触地带，常与含锰矽卡岩伴生，主要受流体温度和盐度控制(Meinert, 1995; 2005)。

矽卡岩矿化过程中微量元素的变化常可用于指导找矿。硅灰石矽卡岩形成与矿化过程中随着岩浆热液的不断叠加，早期矽卡岩阶段，岩浆热液与大理岩直接接触形成无矿硅灰石矽卡岩，无矿硅灰石矽卡岩具有岩浆岩与大理岩的一种综合化学组成特征；而晚期退化蚀变阶段，主要由岩浆热液交代早期硅灰石矽卡岩，形成闪石类+石英+石膏+碳酸盐+金属矿物，导致矿质沉淀(图6a)，因此矿化硅灰石矽卡岩的化学组成中对岩浆的继承成分明显占优。

同硅灰石矽卡岩的转变不同，石榴子石矽卡岩从无矿至含矿的过程中，微量元素的组成变化并不明显(表2，图2)，当然这并不能否认晚期退化蚀变的存在以及岩浆热液的叠加。我们注意到，石榴子石矽卡岩在矿化过程中比较多的一种现象是硅化并不明显，普遍的绿帘石化和绿泥石化蚀变，其铜矿化主要是黄铜矿沿石榴子石晶体的裂隙(或裂纹)分布(图6b)。因此，石榴子石为主矽卡岩在退化蚀变阶段，岩浆热液的参与似乎较硅灰石矽卡岩弱，这与实际的地质现象相符。

稀土元素总的变化情况看，从弱蚀变大理岩→硅灰石为主无矿矽卡岩→硅灰石为主含矿矽卡岩→石榴子石为主无矿矽卡岩→石榴子石为主含矿矽卡岩→斑岩，∑REE含量先升高后降低，石榴子石无矿矽卡岩含量最高，与铁-铝榴石对REE3+的吸附性有关；LREE/HREE呈上升趋势，在斑岩中最高；δEu与δCe除个别样品变化较大外，整体都出现弱负异常，起伏不大(图3f)。因此，从大理岩到矽卡岩至斑岩中稀土元素各项特征的变化情况，总体说明了矽卡岩同时继承了大理岩与斑岩的稀土组成特征，是一个综合体。

图6 硅灰石、石榴子石矽卡岩一般矿化特征Fig.6 Photos showing mineralization characteristics of wollastonite and garnet skarn a-硅灰石为主含矿矽卡岩; b-石榴子石为主含矿矽卡岩; Gr-钙铝榴石; Wo-硅灰石; Am-闪石类; Qtz-石英; Bn-斑铜矿; Cp-黄铜矿a-wollastonite mainly ore-bearing; b-garnet mainly ore-bearing; Gr-garnet; Wo-wollastonite; Am-amphibole; Qtz-quartz; Bn-bornite; Cp-chalcopyrite

图7 甲玛矿区矽卡岩形成与矿化过程等位线图解Fig.7 Isocon diagram of formed and mineralized process in the Jiama mining area

(2) 定量讨论

对矽卡岩形成及矿化过程中元素活动性的讨论有助于进一步量化矽卡岩的蚀变、矿化过程。质量平衡研究方法用于研究交代作用已经被许多学者采用和发展，其中Gresens方程(Gresens, 1967)的导出开创了以实际岩石化学分析研究岩石质量平衡的新局面，随后Grant以此为基础，得到了著名的“等浓度线(isocon)”方程，为质量平衡研究提供了新方法(Grant, 1986)。国内学者在质量平衡上的研究，周永章(1994)提出以交代作用过程中最不活动的TiO2作为参考，将其它元素进行TiO2正规化处理后研究元素的质量转移情况。邓海琳在综合分析国内外的质量平衡研究方法的基础上，推导出了两个新的质量平衡方程(邓海琳，1999)。本文采用Grant的“等浓度线(isocon)”方程对交代作用过程中元素的质量转移情况进行简要讨论。

Grant的“等浓度线(isocon)”方程：CAi=Mo/MA(Coi+△Ci)(推导过程略)，其中Mo、MA分别为蚀变前后岩石质量，Coi、CAi为元素i蚀变前后的浓度，△Ci为蚀变前后元素i的浓度变化。将大理岩与矽卡岩各组分浓度分别作为X、Y轴进行投点，那么交代过程中不活动元素将构成一条经过原点的直线，这条直线就是Grant等位线。位于等位线之上为增加组分，位于等位线以下为减少组分。由此，无矿矽卡岩相对于大理岩的组分变化情况(图7a-c)：主量元素中Na2O基本没有太大变化，CaO有少量减少，微量元素中Tl、Ba基本保持不变，Sr减少约10%，其它组分都为增加，增加量：TiO2>P2O5>TFe>MnO>Al2O3>K2O>SiO2>MgO；Be>Bi>Th>Ga>U>V>Cu>Li>Au>Sc>Cr>Co>Zn>Ni>Pb；In>W>Sn>Ta>Hf>Nb>Mo>Sb>Y>∑REE>Zr>As>Cd>Cs>Rb。早期矽卡岩在蚀变矿化过程中，微量元素有少部分元素变化量较大，多数元素都只有微量变化。含矿矽卡岩相对于无矿矽卡岩的组分变化情况(图7d)：Na2O表现出活动性，Cd与Bi都为增加较多的组分，增加量超过40%，K2O、In增加量也超过20%；相对减少的组分是P2O5、MnO、MgO、∑REE，减少量大于10%。除此之外，TFe、Sn、Rb、Sr、Sb、V表现出少量增加，增加量小于10%；TiO2、Ge、Y、CaO有少量减少，减少量小于5%；Al2O3、Ga、Cr、SiO2在矽卡岩矿化阶段基本保持不变。

6 结论

(1) 石榴子石为主矽卡岩和硅灰石为主矽卡岩是甲玛矿床最主要的矽卡岩类型，矽卡岩形成过程中一方面继承了大理岩的高CaO含量，另一方面也继承了源于矿区花岗岩类的SiO2、TFe、K2O、Na2O、Zr、Hf、U、∑REE及主要成矿元素的含量特点，特别是稀土元素的右倾配分模式以及δEu负异常等特征。因此，矽卡岩的形成与矿化过程中元素含量的变化体现了岩浆热液流体作为主导参与成矿的事实，说明了矿床成因类型为斑岩-矽卡岩型。

(2) 矽卡岩形成过程中主量元素中Na2O基本没有太大变化，CaO有少量减少，微量元素中Tl、Ba基本保持不变，Sr减少约10%，其它组分都为增加，增加量：TiO2>P2O5>TFe>MnO>Al2O3>K2O>SiO2>MgO；Be>Bi>Th>Ga>U>V>Cu>Li>Au>Sc>Cr>Co>Zn>Ni>Pb；In>W>Sn>Ta>Hf>Nb>Mo>Sb>Y>∑REE>Zr>As>Cd>Cs>Rb；而矽卡岩矿化过程中，Na2O表现出活动性，Cd与Bi都为增加较多的组分，增加量超过40%，K2O、In增加量也超过20%；相对减少的组分是P2O5、MnO、MgO、∑REE，减少量大于10%。除此之外，TFe、Sn、Rb、Sr、Sb、V表现出少量增加，增加量小于10%；TiO2、Ge、Y、CaO有少量减少，减少量小于5%；Al2O3、Ga、Cr、SiO2在矽卡岩矿化阶段基本保持不变。

致谢 本文在野外样品采集过程中得到了王登红研究员、林彬硕士、冷秋锋硕士的指导和帮助，在此表示感谢；并对审稿专家提出的宝贵修改意见，致以诚挚的谢意！

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Geochemical Behavior of Elements During Formation and Mineralization Processes of Skarn in the Jiama Copper Polymetallic Deposit of Tibet

GUO Wen-bo1, TANG Jü-xing2, ZHENG Wen-bao2,3, YING Li-juan2, WANG Yi-yun1, TANG Pan1

(1. Chengdu University of Technology, Chengdu,Sichuan 610059; 2. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; 3. China University of Geosciences, Beijing 100083)

The Jiama copper-polymetallic deposit is a super-large-scale porphyry-skarn-type deposit located at the eastern Gangdise metallogenic belt, in which a major prospecting breakthrough has been made recently. The skarn body is the main ore body type of the deposit. Previous workers sors have done a lot of researches, including models of ore bodies, zonation and mineralogy of skarn and other aspects. However, on the formation of different types of skarn and the geochemical behavior during mineralization processes, there is no systematic research yet. This article firstly analyzes the weakly altered marble, garnet dominant barren skarn(content of garnet more than 80%), wollastonite dominant barren skarn (content of wollastonite over 80% ), garnet dominant ore-bearing skarn and wollastonite dominant ore-bearing skarn separately. The results show that the formation process of skarn may have the characteristics of incorporating the constituents of marble and granites, while the mineralization process of skarn may be the superposition process of magmatic fluid, promoting the further enrichment and depletion of the elements. Then, element migration in the formation and mineralization processes of skarn have been quantitatively discussed. It is suggested that in the formation process of skarn, the content of the main element Na2O changed little, CaO with a small reduction; the trace elements Tl and Ba remained basically unchanged; Sr decreased by approximately 10%; other components increased with increasing amounts in the order: TiO2> P2O5> TFe> MnO> Al2O3> K2O> SiO2> MgO; Be> Bi> Th> Ga> U> V> Cu> Li> Au> Sc> Cr> Co> Zn> Ni> Pb; In> W> Sn> Ta> Hf> Nb> Mo> Sb> Y> ΣREE> Zr> As> Cd> Cs> Rb. In the mineralization process of skarn, Na2O showed activity, Cd and Bi were added many other components, increasing amount of which is more than 40%, the increasing amount of K2O more than 20%; relatively reduced components are P2O5, MnO, MgO, ΣREE, decreasing by more than 10%. Besides, TFe, Sn, Rb, Sr, Sb and V increased by a small quantity, less than 10%; TiO2, Ge, Y and CaO presented a slight decrease, less than 5%; Al2O3, Ga, Cr and SiO2essentially unchanged in the skarn mineralization stage.

skarn, mineralization process, geochemistry of elements, Jiama copper polymetallic deposit, Tibet

2013-04-10；

2013-12-18；[责任编辑]郝情情。

国家自然科学基金项目(41302060)、中国地质调查局地质调查项目(12120113093700)和国家重点基础研究发展计划"973计划"(2011CB403103)联合资助。

郭文铂(1976年—)，男，在职博士生，构造地质学专业。E-mail:guowenbo@cdut.cn。

郑文宝(1982年—)，男，博士后，主要从事矿床勘查与研究工作。E-mail:zhengwenbao2009@sina.com。

P588.121+597.3

A

0495-5331(2014)03-0397-14