吳夢(mèng)琪，吳 鵬，王 蝶，楊 航，龔紅勝

(昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院；有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心 西南地質(zhì)調(diào)查所，云南 昆明 650032)

富鐵礦是我國緊缺礦產(chǎn)資源之一(Zhangetal.，2014，2015；張招崇等，2021)。2021年8月，自然資源部宣布我國將鐵礦列為戰(zhàn)略礦產(chǎn)之一。揚(yáng)子板塊西南緣的川滇黔地區(qū)作為國家級(jí)整裝勘查區(qū)，亟待加強(qiáng)鐵礦床及其深部資源的勘查。滇中臘梅鐵礦床位于揚(yáng)子板塊西南緣、金沙江-哀牢山-紅河富堿斑巖帶中段，區(qū)內(nèi)見喜馬拉雅期富堿斑巖侵位于中生代陸源碎屑巖，二者接觸帶出現(xiàn)透輝石角巖。特別地，侵位于上白堊統(tǒng)江底河組鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r地段時(shí)，呈現(xiàn)出矽卡巖化特征，這些地段也是鐵礦體的主要賦存位置。富堿斑巖與陸相碎屑沉積巖接觸帶形成鐵礦床，這與典型的矽卡巖型鐵礦床有所不同，在楚雄陸相紅層盆地的鐵礦床中獨(dú)具特色。崔銀亮等(2002)開展滇中富堿斑巖帶找礦預(yù)測研究時(shí)，提出臘梅地區(qū)存在金銅礦(化)點(diǎn)，具找礦前景。李光斗(2010)據(jù)次生暈調(diào)查在礦區(qū)圈定出11個(gè)銅異常、12個(gè)鉛異常圍繞巖體接觸帶分布，反映出隱伏巖體的基本形態(tài)，總結(jié)提出臘梅鐵礦床具有鐵-銅-鉛-銀(金)多金屬成礦潛力。除此之外，鮮有關(guān)于臘梅鐵礦床的研究報(bào)道，其成礦與找礦方面的諸多問題有待探索：① 富堿斑巖與陸相碎屑沉積巖接觸形成鐵礦床的成礦物質(zhì)來源、成礦環(huán)境和成礦作用不明；② 礦體深部資源潛力不清；③ 鐵礦床與區(qū)內(nèi)銅、金富集成礦是否存在成因或空間聯(lián)系。

磁鐵礦是大陸地殼中含量最豐富的氧化物之一，廣泛存在于各類巖石以及與巖漿-熱液作用、變質(zhì)作用、沉積作用等相關(guān)的礦床中(徐國風(fēng)等，1979；林師整，1982；陳光遠(yuǎn)等，1987；李厚民等，2012；張招崇等，2021)。圍繞主要金屬礦物磁鐵礦開展研究，是探索臘梅鐵礦床成因及成礦模式的突破口，對(duì)總結(jié)成礦規(guī)律和指導(dǎo)找礦勘查均具有重要意義。熱液礦物的元素組成可以間接反映成礦流體的演化過程，指示成礦物質(zhì)和流體來源以及成礦作用過程(周濤發(fā)等，2010；侯林等，2013；李壯等，2016；駱文娟等，2019；牛浩斌等，2019)。磁鐵礦晶格中的Cr、Al、Ti、V、Mn、Mg、Si等系列微量元素組合及其變化規(guī)律可以揭示成巖成礦過程(Dupuis and Beaudoin，2011；Nadolletal.，2012；Dareetal.，2014；Huetal.，2015；趙振華等，2019；Huangetal.，2019)。隨著磁鐵礦原位微區(qū)測試技術(shù)的發(fā)展，LA-ICP-MS微量元素地球化學(xué)對(duì)成礦作用的直接示蹤提供了新途徑，成為成礦物質(zhì)來源與成礦環(huán)境研究的重要手段之一(Cookeetal.，2014，2020；黃柯等，2017；陳應(yīng)華等，2018)。本文以磁鐵礦為研究對(duì)象，對(duì)不同產(chǎn)狀的磁鐵礦開展原位地球化學(xué)特征研究，為該礦床成礦理論研究與深部找礦預(yù)測提供依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)特征

臘梅鐵礦床位于金沙江-哀牢山-紅河富堿斑巖帶，揚(yáng)子板塊西南緣銅鉛鋅多金屬礦集區(qū)內(nèi)(圖1)。沿金沙江-哀牢山-紅河斷裂帶發(fā)育富堿斑巖以及淺成、超淺成斑巖，巖漿活動(dòng)與構(gòu)造事件具有密切的時(shí)空聯(lián)系，為銅多金屬成礦提供了良好的地質(zhì)條件(羅建寧等，1992；畢獻(xiàn)武等，1996；楊鑫等，2010)。

圖1 青藏高原東南緣大地構(gòu)造及新生代富堿巖體分布圖[據(jù)侯增謙等(2006)、任紀(jì)舜等(2013)修改]Fig.1 Geotectonics and distribution map of Cenozoic alkali-rich rocks in the southeastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau(Based on Hou Zengqian et al.，2006；Ren Jishun et al.,2013)

臘梅鐵礦床分布范圍北起外太吉，南至石灰窯，面積15 km2，分為北部羊溪鲊和南部汞山兩個(gè)礦段(圖2)。區(qū)內(nèi)主要出露白堊系及第四系全新統(tǒng)(Q4)地層。白堊系主要由雜色泥巖、泥灰?guī)r夾薄層至中層狀粉細(xì)砂巖組成。第四系全新統(tǒng)由殘坡積層、粘土、砂質(zhì)粘土、碎石等組成。區(qū)內(nèi)喜馬拉雅期火山-侵入雜巖帶呈南北向展布，出露范圍長4 km，寬2～3 km。中部淺成相鈣堿性正長斑巖體呈巖株、巖枝、巖墻產(chǎn)出，侵入于江底河組鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r及馬頭山組、普昌河組泥砂巖中。西部為噴出相鈣堿性粗面巖，東部為火山凝灰?guī)r、火山角礫巖及集塊巖。鐵礦體主要賦存于正長斑巖與鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r接觸帶，局部呈層狀、似層狀賦存于透輝石角巖層間破碎帶中。與礦化密切相關(guān)的蝕變主要有矽卡巖化、青磐巖化、碳酸巖化、綠泥石化、鉀化等。羊溪鲊礦段Ⅱ號(hào)礦體呈北北西向展布，厚度約0.7～8.0 m，平均品位48.94%。汞山礦段Ⅷ號(hào)礦體厚度約1.4～6.0 m，平均品位31.48%。

圖2 臘梅鐵礦床平面地質(zhì)圖(據(jù)李光斗，2010)Fig.2 Plane geological map of Lamei iron deposit(according to Li Guangdou,2010)

2 樣品采集與礦相學(xué)特征

2.1 樣品采集

在南部汞山礦段Ⅶ-Ⅷ礦體露頭采集鐵礦石樣品7件、正長斑巖樣品13件。通過大比例尺地質(zhì)調(diào)查，根據(jù)礦(化)體平、剖面產(chǎn)出特征(圖3、4)，將磁鐵礦石劃分為3種類型：① 正長斑巖內(nèi)豆?fàn)睢⑿屈c(diǎn)狀磁鐵礦(Ⅰ-Mag)，伴生赤鐵礦；② 透輝石角巖內(nèi)浸染-團(tuán)塊狀磁鐵礦(Ⅱ-Mag)，伴生方鉛礦、黃銅礦；③ 層間破碎帶內(nèi)脈狀及囊狀充填型磁鐵礦(Ⅲ-Mag)，伴生黃鐵礦、黃銅礦。

圖3 臘梅鐵礦床汞山礦段礦體分布及采樣位置圖Fig.3 Map of the distribution and sampling location of the Gongshan section of the Lamei iron deposit

2.2 礦相學(xué)特征

通過手標(biāo)本及顯微鏡觀測，總結(jié)礦相學(xué)特征如下。

Ⅰ-Mag：呈自形-半自形豆?fàn)詈托屈c(diǎn)狀分布(圖5a)，晶徑約1～3 mm，局部見黑云母轉(zhuǎn)化形成磁鐵礦(圖5b、5c)。BSE圖像顯示黑云母與磁鐵礦緊密共生(圖5d)。正長斑巖礦物組合為磁鐵礦、石英、黑云母，正長石、角閃石，含少量赤鐵礦。黑云母呈片狀，顏色為深褐-紅褐色。正長石自形程度高，晶粒為1～9 mm。

Ⅱ-Mag：磁鐵礦多呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)，邊緣清晰平整(圖5h)，呈稠密浸染狀、團(tuán)塊狀分布(圖5f)，伴生閃鋅礦、黃銅礦(圖5g)。礦物組合為磁鐵礦、透輝石、黑云母、斜長石、磷灰石(晶粒大)、鋯石、榍石。透輝石為淺綠色，呈放射狀；黑云母蝕變強(qiáng)烈，邊緣具有不透明的暗化邊(圖5e)。磷灰石呈灰白色，呈針狀發(fā)育在晶粒較大的斜長石中。

Ⅲ-Mag：圍巖為角閃正長斑巖，礦物組合為角閃石、片狀黑云母、綠泥石、磁鐵礦、斜長石、石英等(圖5i)。磁鐵礦脈穿插于圍巖中，在反射光下磁鐵礦呈鋼灰色，具定向排列，有明顯的溶解-再沉淀構(gòu)造(圖l)。石英、方解石細(xì)脈穿插磁鐵礦，方解石具有熔蝕結(jié)構(gòu)(圖5j)，黃鐵礦、黃銅礦沿磁鐵礦邊部充填(圖5k、5l)。

圖5 臘梅鐵礦床3類磁鐵礦典型顯微圖像Fig.5 Typical microscopic images of three types of magnetite in Lamei iron deposita—正長斑巖中黑云母出溶形成磁鐵礦，磷灰石晶形完整，單偏光；b—正長斑巖中黑云母、角閃石出溶形成磁鐵礦，正交偏光；c—黑云母、角閃石出溶形成磁鐵礦，反射光；d—磁鐵礦與黑云母密切共生，BSE；e—磁鐵礦邊部透輝石、黑云母，單偏光；f—磁鐵礦呈浸染狀-團(tuán)塊狀，反射光；g—與磁鐵礦伴生的方鉛礦及黃銅礦，反射光；h—磁鐵礦定向排列，見石英細(xì)脈，BSE；i—綠泥石，單偏光；j—方解石溶蝕邊，單偏光；k—磁鐵礦邊部見黃鐵礦、黃銅礦，反射光；l—磁鐵礦、黃鐵礦、方解石細(xì)脈，BSE；Mag—磁鐵礦；Bt—黑云母；Pl—堿性長石；Qtz—石英；Cal—方解石；Hbl—角閃石；Ap—磷灰石；Di—透輝石；Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦；Chl—綠泥石；Gn—方鉛礦a—biotite in syenite porphyry is dissolved to form magnetite,apatite crystal form is complete,single polarized;b—biotite and hornblende in syenite porphyry are dissolved to form magnetite,crossed polarized;c—biotite and hornblende dissolve to form magnetite,reflecting light;d—magnetite and biotite are closely symbiotic,BSE;e—diopside and biotite at the edge of magnetite,single polarized;f—disseminated-agglomerate magnetite,reflected light;g—galena and chalcopyrite associated with magnetite,reflected light;h—magnetite oriented arrangement,quartz veins are seen,BSE;i—chlorite,single polarized;j—calcite dissolution edge,single polarized;k—pyrite and chalcopyrite on the edge of magnetite,reflected light;l—magnetite,pyrite,calcite veins,BSE；Mag—magnetite;Bt—biotite;Pl—alkaline feldspar;Qtz—quartz;Cal—calcite;Hbl—hornblende;Ap—apatite;Di—diopside;Py—pyrite;Ccp—chalcopyrite；Chl—chlorite；Gn—galena

3 測試方法與結(jié)果分析

3.1 測試方法

在廊坊市拓軒巖礦檢測服務(wù)有限公司完成巖(礦)石薄片、光片切制。臘梅鐵礦床礦體圍巖(正長斑巖)主量元素、微量元素和稀土元素分析均在西北有色地質(zhì)研究院測試中心(西安)完成。磁鐵礦主量元素、微量元素和稀土元素分析在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

主量元素的測定采用X射線熒光光譜法(XRF)，分析誤差優(yōu)于5%。微量元素測定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，分析精度優(yōu)于5%。磁鐵礦原位微量元素含量利用LA-ICP-MS完成，激光剝蝕系統(tǒng)為ESI的NWR193 nm激光剝蝕系統(tǒng)，ICP-MS為Agilent 7700x電感耦合等離子質(zhì)譜儀。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣，由一個(gè)T型接頭將氦氣和氬氣混合后進(jìn)入ICP-MS中。每個(gè)采集周期包括大約30 s的空白信號(hào)和50 s的樣品信號(hào)。以USGS參考玻璃(如GSE-1G、BCR-2G、BIR-1G 和BHVO-2G)為校正標(biāo)準(zhǔn)，采用多外標(biāo)-內(nèi)標(biāo)法(Dareetal.，2014)對(duì)元素含量進(jìn)行定量計(jì)算，內(nèi)標(biāo)選擇為鐵元素。這些USGS玻璃中元素含量的推薦值據(jù)GeoReM數(shù)據(jù)庫(http://georem.mpch-mainz.gwdg.de/)。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理采用軟件ICPMSDataCal (Liuetal.，2008，2010)完成。

3.2 測試結(jié)果

選取新鮮正長斑巖4件進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析，其主量元素、微量及稀土元素測試結(jié)果見表1。正長斑巖主量元素中SiO2含量(53.39%～65.93%)較高，全堿(Na2O+K2O)含量范圍為10.52%～12.99%，屬于富堿巖石(Na2O+K2O>8.4%)。A/CNK=0.56～1.01，具準(zhǔn)鋁質(zhì)特征。Fe2O3T(3.88%～8.08%)和MgO(0.63%～1.83%)含量較高。微量元素中高場強(qiáng)元素(HFSE)相對(duì)虧損，Nb/La中位值0.27、Th/La中位值0.48均小于1。稀土元素總量范圍為(446.89～537.23)×10-6，LREE/HREE=15.10～21.21，(La/Yb)N=15.94～32.58，δEu=0.87～1.15，δCe=0.96～1.03。

表1 臘梅鐵礦床正長斑巖全巖主量元素(wB/%)和微量元素(wB/10-6)分析測試結(jié)果Table 1 Analysis results of main elements (wB/%)and trace elements (wB/10-6)of syenite porphyry in Lamei iron deposit

圖4 臘梅鐵礦床Ⅶ、Ⅷ號(hào)礦體剖面圖Fig.4 Profiles of the exploration of the ore body Ⅶ and Ⅷ of the Lamei iron deposit

磁鐵礦LA-ICP-MS原位測試結(jié)果見表2，Ca、P、Na、Cu、As、Rb、Ag、Cd、Sb、Ba、La、Ce、Ho、Er、Hf、W、Th部分未達(dá)到檢出限。Ⅰ-Mag中主量元素富Ti，中位值為11 270×10-6，貧Al、Mn，中位值分別為1 752.35×10-6、712.68×10-6；微量元素中Co(1.07～41.44)×10-6、V(316.35～3 354.92)×10-6、Zn(74.91～2 938.69)×10-6、Cr(8.47～5 458.91)×10-6含量變化范圍較大。相較于Ⅰ-Mag，Ⅱ-Mag中富集Mn、Zn、V，中位值分別為10 450×10-6、2 691.53×10-6、2 004.19×10-6；貧Ti、Al、Cr，中位值分別為5 934.44×10-6、1 381.77×10-6、190.60×10-6。相對(duì)于Ⅱ-Mag，Ⅲ-Mag主、微量元素含量變化范圍小，富集Ti、Mg、Al、V，中位值分別為13 084.815×10-6、4 820.122×10-6、4 478.824×10-6、2 452.455×10-6；貧Cr、Co、Zn，中位值分別為6.723×10-6、51.574×10-6、1 712.799×10-6。

表2 臘梅鐵礦床3類磁鐵礦的主量元素(wB/%)和微量元素(wB/10-6)LA-ICP-MS測試結(jié)果Table 2 LA-ICP-MS compositions of three types of magnetite in Lamei iron deposit

續(xù)表2 Continued Table 2

相對(duì)整體陸殼組成(Rudnick and Gao，2003)，Ⅰ-Mag富集Ti、Zn、Nb等相容元素，虧損Mg、Al、P、Ca；Ⅱ-Mag富集V、Zn、P、Cr，虧損Mg、Ta、Al、Y、Nb；Ⅲ-Mag富集V、Mn、Ni等相容元素，虧損Si、Ca、Y、Pb(圖6)。

3.2.4 血虛便秘證 主癥：大便干結(jié)，艱澀難下。兼癥：①面白無華；②唇甲色淡；③心悸目眩。舌脈指紋：①舌質(zhì)淡嫩；②苔薄白；③脈細(xì)弱，指紋淡。

圖6 臘梅鐵礦床磁鐵礦微量元素的大陸地殼平均值標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Rudnick and Gao，2003；Dare et al.，2014)Fig.6 Normalized cobweb map of continental crustal mean value of the trace elements of magnetite from the Lamei iron deposit(according to Rudnick and Gao,2003;Dare et al.,2014)

3類磁鐵礦LA-ICP-MS測試數(shù)據(jù)除去異常值，將11種特征元素的最大值投圖，對(duì)比Nadoll等(2014)巖漿-熱液礦床中的元素雷達(dá)圖數(shù)據(jù)可見，Ⅰ-Mag高Ti、Cr低Mn、Co、Ga，Ⅱ-Mag高M(jìn)n、Zn低Mg、Al，Ⅲ-Mag高Ti、Zn低Cr、Sn(圖7)。

圖7 臘梅鐵礦床磁鐵礦元素雷達(dá)圖(據(jù)Nadoll et al.，2014)Fig.7 Radar map of elements of magnetite in Lamei iron deposit (Nadoll et al.,2014)a—底圖陰影范圍：斑巖-巖漿型；b—底圖陰影范圍：矽卡巖-熱液型；c—底圖陰影范圍：斑巖-熱液型a—shadow range of the base map:porphyry-magmatic type;b—shadow range of the base map:skarn-hydrothermal type;c—shadow range of the base map:porphyry-hydrothermal type

4 討論

4.1 磁鐵礦成因

同一礦床不同階段形成的磁鐵礦在成因類型上存在一定程度的區(qū)別，磁鐵礦本身的特征元素如Ti、V、Cr、Al、Mn、Mg、Co、Ni等含量的變化可以反映成礦作用過程(Dupuis and Beaudoin，2011；Dareetal.，2012，2014；Huangetal.，2016)。較早時(shí)期我國已對(duì)磁鐵礦礦物標(biāo)型特征進(jìn)行過研究(徐國風(fēng)等，1979；林師整，1982；陳光遠(yuǎn)等，1987；王順金，1987)，林師整(1982)提出的TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)三角圖解可用于判定磁鐵礦成因類型。近年來，隨著LA-ICP-MS技術(shù)發(fā)展，磁鐵礦的特征元素被更細(xì)致地應(yīng)用到其成因及礦床成因判別中。Dare等(2014)通過研究火山作用相關(guān)的巖漿成因磁鐵礦，建立了Ti-(Ni/Cr)圖解；Dupuis和Beaudoin(2011)對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境中磁鐵礦的微量元素組成進(jìn)行了綜合研究，建立了Ni/(Cr+Mn)-(Ti+V)及(Al+Mn)-(Ti+V)圖解以區(qū)分磁鐵礦礦床類型；此外，在熱液背景下，Ni和Cr的行為不具有耦合性，Ni比Cr具有更高的溶解度(Dareetal.，2014)，因此Ni/Cr值常用于判別磁鐵礦成因類型。

在磁鐵礦成因及礦床成因判別圖解中(圖8)，Ⅰ-Mag投點(diǎn)絕大多數(shù)落入了巖漿成因磁鐵礦區(qū)間，Ni/Cr≤1，具有巖漿型磁鐵礦的特征，反映Ⅰ-Mag主要由早期巖漿分離結(jié)晶作用而形成。

Ⅱ-Mag投點(diǎn)(圖8a)落入巖漿成因與熱液成因磁鐵礦過渡帶，在礦床成因判別圖解中(圖8b、8c)Ⅱ-Mag投點(diǎn)落入矽卡巖型區(qū)間，總體Ni/Cr≤1，具有巖漿和熱液過渡型磁鐵礦的特征。在接觸交代型鐵礦床中，成礦流體主要來自與之相關(guān)的侵入巖，但隨著成礦作用的演化，可能有外部流體及組分加入。該階段干矽卡巖礦物(透輝石)與濕矽卡巖礦物(透閃石)同時(shí)出現(xiàn)，反映角巖普遍具有矽卡巖化，具有巖漿-熱液過渡的特征，暗示Ⅱ-Mag成礦流體的主要來源可能為侵入巖漿及其冷凝過程中釋放的熱液。

Ⅲ-Mag投點(diǎn)(圖8a)落入熱液成因磁鐵礦區(qū)間；Ni/Cr≥1，具有熱液型磁鐵礦的特征；Ni/(Cr+Mn)-Ti+V及(Ti+V)-(Al+Mn)圖解中，投點(diǎn)落入矽卡巖型、巖漿巖型和斑巖型三者過渡帶上。結(jié)合石英、方解石等熱液礦物產(chǎn)出特征，判斷Ⅲ-Mag的形成與晚階段的熱液作用密切相關(guān)。

圖8 臘梅鐵礦床磁鐵礦成因判別圖解Fig.8 The genetic discrimination diagrams of magnetite of Lamei iron deposita—Ti-Ni/Cr圖解(據(jù)Dare et al.，2014)；b—Ni/(Cr+Mn)-(Ti+V)圖解(據(jù)Dupuis and Beaudoin.，2011；Nadoll et al.，2014)；c—(Al+Mn)-(Ti+V)圖解(據(jù)Dupuis and Beaudoin.，2011；Nadoll and Koenig，2011)a—Ti-Ni/Cr diagram (Dare et al.,2014);b—Ni/(Cr+Mn)-(Ti+V)diagram (Nadoll et al.,2014)；c—(Al+Mn)-(Ti+V)diagram (Dupuis et al.,2011;Nadoll and Koenig,2011)

4.2 磁鐵礦對(duì)成礦作用的約束

4.2.1 成礦物質(zhì)來源示蹤

圖9 臘梅鐵礦床3類磁鐵礦球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough，1989)Fig.9 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the three types of magnetite from Lamei iron deposit (stand-ardized values according to Sun and McDonough,1989)

Ⅰ-Mag主要形成于巖漿結(jié)晶作用及黑云母等含鐵鎂質(zhì)礦物轉(zhuǎn)化。Ⅱ-Mag與正長斑巖具有相似的配分模式，均呈輕稀土元素富集、重稀土元素虧損的右傾型，暗示磁鐵礦的成礦物質(zhì)與正長斑巖具有同源性，可能與Ⅰ-Mag為同期不同階段的產(chǎn)物。Ⅲ-Mag稀土元素總量顯著低于正長斑巖，BSE圖像顯示Ⅲ-Mag具有明顯的溶解-再沉淀結(jié)構(gòu)，石英、方解石脈穿插磁鐵礦等現(xiàn)象，均反映Ⅲ-Mag形成與巖漿后期熱液流體的交代作用相關(guān)，且熱液活動(dòng)存在著不連續(xù)、間斷的演化過程。綜上所述，臘梅鐵礦床成礦物質(zhì)來源與深源巖漿及其形成的巖漿巖密切相關(guān)。

4.2.2 成礦環(huán)境約束

巖漿-熱液作用過程中形成的磁鐵礦，其微量元素組分在巖漿冷凝過程中可能受到來自亞固相的再平衡而發(fā)生改變，可以通過研究微量元素組分的變化來指示成礦流體的演化(Dupuis and Beaudoin，2011；Huetal.，2015；Huangetal.，2016，2019)。Ⅰ-Mag→Ⅱ-Mag→Ⅲ-Mag，Mg、V、Zn含量及Ni/Cr值逐漸增加，Cr、Sn含量逐漸降低(圖10)，暗示3類磁鐵礦的成礦流體可能存在動(dòng)態(tài)的演化過程。除受礦物自身結(jié)晶因素影響外，磁鐵礦形成還受巖漿或流體中元素濃度、流體-巖石作用程度、溫度、冷卻速率、氧逸度、硫逸度等因素控制(Nadoll and Koenig，2011；黃柯等，2017)。不同階段及不同類型的磁鐵礦，其Al、Mn、Mg、Ti、V、Cr等元素與成礦流體氧逸度、溫度關(guān)系密切，可通過研究元素的特征反推成礦流體的演化(Dupuis and Beaudoin，2011；Nadolletal.，2014；Xieetal.，2017，2019)。

圖10 臘梅鐵礦床磁鐵礦主要元素箱線圖Fig.10 Box diagrams of main elements of magnetite in Lamei iron deposit

Ti、V的含量與磁鐵礦形成溫度具有正相關(guān)性(Turnock and Eugster，1962)。磁鐵礦形成溫度可通過(Al+Mn)-(Ti+V)圖解判別(Dupuis and Beaudoinetal.，2011)，圖11a顯示，臘梅鐵礦床磁鐵礦形成溫度區(qū)間為300～500℃，與Nadoll等(2014)統(tǒng)計(jì)的斑巖型-矽卡巖型磁鐵礦床溫度區(qū)間部分重合，暗示礦床的形成與富堿斑巖密切相關(guān)。

Ti在磁鐵礦中為相容元素，其含量受成礦熱液交代作用而發(fā)生改變，溫度較高時(shí)磁鐵礦溶解度較大(Nadolletal.，2014)，在高溫環(huán)境下，Ti常會(huì)以鈦尖晶石-磁鐵礦固溶體的形式進(jìn)入礦物晶格中(Buddington and Lindsley，1964)。通常研究認(rèn)為Ti在巖漿磁鐵礦中的含量大于熱液磁鐵礦，但Ⅲ-Mag(熱液磁鐵礦)Ti含量中位值(13 085×10-6)與Ⅰ-Mag(巖漿磁鐵礦)中位值(11 270×10-6)(圖10b)均較高。Ti含量的高低對(duì)成礦溫度具有一定的指示作用，Ⅰ-Mag、Ⅲ-Mag溫度投點(diǎn)范圍相近(圖11a)，表明二者可能為同期形成。此外，熱液流體交代作用也可促進(jìn)Ti置換Fe3+進(jìn)入磁鐵礦晶格中，使得Ⅲ-Mag(熱液磁鐵礦)的中Ti含量呈現(xiàn)出較高的特征。

圖11 臘梅鐵礦床磁鐵礦 (Al+Mn)-(Ti+V)圖解 據(jù)(a,Dupuis and Beaudoin et al.，2011；Nadoll et al.，2014)和Ti-V圖解(b)Fig.11 (Al+Mn)-(Ti+V)diagram (a,Dupuis and Beaudoin et al.，2011；Nadoll et al.,2014)and Ti-V diagram(b)of magnetite from Lamei iron deposit

V進(jìn)入磁鐵礦受溫度和氧逸度控制，磁鐵礦中V的分配系數(shù)D(磁鐵礦/流體)隨氧逸度增加而降低(Balanetal.，2006)。圖11b中，Ⅰ-Mag的V/Ti值小于Ⅱ-Mag、Ⅲ-Mag。圖11c中，由Ⅰ-Mag→Ⅱ-Mag→Ⅲ-Mag，V的中位值逐漸上升，指示在3類磁鐵礦成礦過程中，氧逸度在逐漸降低。Ⅰ-Mag中V含量較低，反映正長斑巖體內(nèi)賦存的磁鐵礦在較高的氧逸度下發(fā)生熔體結(jié)晶。

4.3 找礦指示意義

磁鐵礦結(jié)晶時(shí)，會(huì)使得氧化性巖漿中的硫酸根被還原為硫酸氫根，進(jìn)而將銅、金等元素以硫酸氫根絡(luò)合物的形式萃取到流體相中，形成成礦熱液(孫衛(wèi)東等，2015)，因此磁鐵礦的出現(xiàn)對(duì)銅、金斑巖型礦床有一定的指示作用。

金沙江-哀牢山-紅河富堿斑巖帶典型多金屬礦床中，鐵礦(化)體與銅、金、鉛、鋅等礦(化)體的產(chǎn)出存在密切的空間及成因聯(lián)系，例如：藏東玉龍斑巖銅礦床，其外接觸帶揭露含銅磁鐵礦體，近地表存在鐵帽亞帶(程敦模等，1982)；北衙金多金屬礦床外帶及遠(yuǎn)程帶均發(fā)現(xiàn)銅-鐵礦體(郭曉東等，2013)；馬廠箐銅鉬金多金屬礦床中磁鐵礦在成因上與斑巖型銅鉬礦化密切相關(guān)(周云滿等，2018)；白象廠銅多金屬礦床中淺部發(fā)育矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化(體)(羅達(dá)等，2020);姚安老街子鉛銀礦床深部及外圍揭露出鏡鐵礦(吳鵬等，2019)等。此外，前人研究發(fā)現(xiàn)斑巖多金屬礦與高氧逸度巖漿密切相關(guān)(Ballardetal.，2002；Silitoe，2010)；姚安正長斑巖與馬廠箐花崗斑巖為哀牢山-金沙江富堿侵入巖帶內(nèi)的組成部分，畢獻(xiàn)武等(2005)對(duì)其研究發(fā)現(xiàn)較高的氧逸度環(huán)境會(huì)促使銅、金礦化。北衙金多金屬礦床與富堿斑巖密切，其流體均一溫度約132～550℃，矽卡巖礦物中包裹體的均一溫度較高(肖曉牛等，2009；王建華等，2015)。臘梅鐵礦床成礦溫度、氧逸度所指示的成礦環(huán)境與區(qū)域斑巖型礦床具有相似性。

臘梅鐵礦床磁鐵礦共(伴)生方鉛礦、黃銅礦及黃鐵礦，LA-ICP-MS測試結(jié)果顯示，Ⅱ-Mag中Cu、Pb、Zn等礦化元素含量較高，Zn含量中位值為2 589.879×10-6。結(jié)合李光斗(2010)研究提出該區(qū)存在銅異常、鉛礦化等現(xiàn)象，認(rèn)為臘梅鐵礦床具備銅等多金屬富集成礦的有利環(huán)境條件。李光斗(2010)根據(jù)探礦工程見礦信息及化探異常，預(yù)測臘梅鐵礦床遠(yuǎn)景鐵礦石資源量約1×108噸，平均品位為26.52%。綜上所述，筆者認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)鐵資源具找礦前景，深部具斑巖型銅多金屬礦床的成礦潛力。

5 結(jié)論

(1)本次研究劃分出臘梅鐵礦床中存在3種類型的磁鐵礦：Ⅰ-Mag主要形成于早期的巖漿結(jié)晶分異；Ⅱ-Mag形成受巖漿-熱液作用控制；Ⅲ-Mag形成與晚階段的熱液作用相關(guān)。綜合礦床地質(zhì)特征、巖相學(xué)特征及地球化學(xué)特征認(rèn)為該礦床屬于接觸交代型鐵礦床。

(2)Ⅰ-Mag→Ⅱ-Mag→Ⅲ-Mag，Mg、V、Zn含量及Ni/Cr值逐漸增加，Cr、Sn及REE含量逐漸降低，表現(xiàn)出由巖漿成因到熱液成因磁鐵礦演化的特征。Ⅱ-Mag的稀土元素組成特征反映磁鐵礦的成礦物質(zhì)來源與正長斑巖具有同源性。

(3)3類磁鐵礦形成溫度約300～500℃，Ⅰ-Mag→Ⅱ-Mag→Ⅲ-Mag，氧逸度有逐漸降低的趨勢。地球化學(xué)特征、成礦溫度及氧逸度等信息指示，臘梅鐵礦床深部具斑巖型銅多金屬礦床的成礦潛力。

致謝姜龍燕工程師在野外工作期間提供了幫助，審稿人對(duì)本文提出了寶貴的修改意見，在此一并表示感謝。