滇西北羊拉铜矿床蚀变矿物LA-ICP-MS微量元素研究

The Yangla deposit is a large-scale Cu deposit in the middle part of the Jinshajiang tectonic belt within the Sanjiang region, SW China. However, the mining resources are gradually reduced after nearly two decades of mineral exploration. Therefore, we need to develop newly metallogenic theories and exploration methods for mitigating this shortage of resources at Yangla. Recently, the delineation of alteration/mineralization zones and trace element compositions of alteration minerals were determined by short wavelength infrared (SWIR), and laser ablation inductively-coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) combined with electron microprobe analyses (EPMA), respectively. These analyses have provided a new perspective for study on the nature and evolution of ore-forming fluids, and have been the new geochemical exploration techniques. In this project, extensive wall rock alteration zones and alteration minerals (e.g., garnet, chlorite and epidote) for the Yangla deposit have been selected for detailed study on trace element chemistry of alteration minerals. This study will contribute to characterize the alteration minerals trace element changes at different distances (lateral and vertical) from orebodies, as well as reveal the nature and evolution of the ore-forming fluids, and discuss their genetic and exploration implications. This project sets a good example for the study on LA-ICP-MS trace of elements of alteration minerals of porphyry/skarn type deposits in the “Sangjiang” region, showing important scientific value and economic significance.

位于西南“三江”地区金沙江构造带中部的羊拉Cu矿床是该构造区域内的大型铜矿床。但是，经过多年的开采，矿山接替资源逐渐减少，亟需新理论、新方法指导找矿勘探，以缓解资源危机。目前，利用短波红外光谱分析技术（SWIR）、电子探针（EPMA）和激光剥蚀电感耦合等离子质谱技术（LA-ICP-MS）进行蚀变分带划分及蚀变矿物地球化学研究，已成为揭示成矿流体演化、成矿环境和指导找矿勘查的新方向。因此，本申请以羊拉铜矿床广泛发育的围岩蚀变及典型蚀变矿物（石榴子石、绿泥石、绿帘石）为研究对象，系统开展蚀变矿物LA-ICP-MS微量元素研究，旨在揭示蚀变矿物微量元素空间分布规律和蚀变矿物的形成环境，从而反演成矿流体性质及演化轨迹。另一方面，可从蚀变矿物微量元素角度提炼有效找矿标志，拓宽找矿思路，并期望在区域上对同类型矿床的相关研究产生示范效应，促进区域成矿理论完善。

位于三江特提斯成矿域的羊拉铜矿是一个典型的矽卡岩型矿床，目前接替资源严重不足，亟需新理论、新方法指导找矿勘查。羊拉铜矿床从侵入体到围岩发育一系列蚀变作用，且具有明显的蚀变分带特征。为此，本研究在详细野外调查基础上，以羊拉铜矿床矽卡岩型矿化中的石榴子石、辉石和绿泥石为研究对象，利用电子探针（EPMA）以及激光剥蚀电感耦合等离子体（LA-ICP-MS）原位微区技术开展了成分分析。岩相学研究表明，进矽卡岩阶段主要发育透辉石-石榴子石矽卡岩，阳起石-透辉石岩、透闪石-石榴子石矽卡岩；退矽卡岩阶段表现为绿泥石、透闪石、阳起石等含水矽卡岩矿物与黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等金属矿物形成的稠密浸染状至块状矿石。其中，从岩体→接触带→矽卡岩→矿体，绿泥石化均有发育，记录了较为完整的成矿信息。研究显示，（1）羊拉铜矿床绿泥石可分为早晚两期，早期绿泥石（Chl-Ⅰ）与钙铁榴石及黄铜矿等硫化物共生，晚期绿泥石（Chl-Ⅱ）常与大量方解石共生，两类绿泥石均属于三八面体结构富Mg型绿泥石，指示其形成于较为还原的环境，其Fe2+、Mg2+替代及Tschermark替代机制是两类绿泥石主量元素的主要替代机制；（2）绿泥石地质温度计计算结果在140～281 ℃，平均224℃，两类绿泥石温度从Chl-Ⅰ→Chl-Ⅱ逐渐降低，指示该成矿作用阶段属于中-低温热液蚀变范围；（3）与矿化相关的早成矿阶段（Chl-Ⅰ）→晚成矿阶段（Chl-Ⅱ），绿泥石中微量元素（Sc、Ti 、Ga、V）含量降低，揭示与热液流体温度逐渐降低有关，暗示富含Ti、Sc、Ga、V等元素的绿泥石与矿化更加关系密切，可以作为有效的矿化指示剂。通过以上研究，基本查明了羊拉铜矿床蚀变矿物的空间分布规律，并从蚀变矿物微量元素角度对矽卡岩化成矿过程进行了约束，同时提出绿泥石微量元素含量与成矿温度变化相关，对进一步的找矿勘查具有重要借鉴意义。