湘西大溶溪钨矿床矽卡岩矿物的矿物学、地球化学特征及其形成机制

大溶溪钨矿床为湘西地区一层控型白钨矿矿床,白钨矿主要分布于矽卡岩和石英网脉中.在详细野外地质调查和室内镜下观察的基础上,利用EPMA和高精度LA-ICP-MS测试技术,对该矿主要矽卡岩矿物的矿物学和地球化学特征进行了研究,并初步揭示了其形成机制.研究表明,大溶溪矿区含钨矽卡岩为还原型类矽卡岩,矽卡岩矿物主要为辉石和石榴子石;辉石为透辉石—钙铁辉石—锰钙辉石系列;石榴子石以钙铝榴石为主,但锰铝榴石+铁铝榴石含量也较高.该区辉石REE具有总量较低、轻重稀土元素分馏不明显、正Ce和正Eu异常的特征;而石榴子石REE具有较高的稀土总量,呈现明显的重稀土元素富集、轻稀土元素亏损、负Ce异常、强烈正Eu异常的特点.辉石Ce和Eu异常可能与其形成时的水/岩反应及氧化还原条件有关.REE进入石榴子石的方式以REE3+等价置换Al3+的形式为主,正Eu异常主要为Eu2+等价置换钙铝榴石Ca2+所致,而负Ce异常则反映出热液沉淀正Ce异常辉石之后热液体系中贫Ce元素.该区含钨矽卡岩主要为热液与含锰灰岩在平衡机制下发生扩散交代作用所形成;而含钨石英网脉内发育的辉石、石榴子石等钙硅酸盐矿物,则是热液沿裂隙、孔隙对富钙变质砂岩进行交代的产物.矽卡岩形成过程中,相对贫Mn的辉石和石榴子石主要受交代流体作用控制,形成于一种相对高温、中等水/岩比的条件下;而相对富Mn的辉石和石榴子石,则可能是形成于靠近围岩一侧的相对低温、低水/岩比的环境中,部分锰质来自被交代的围岩.