河南栾川伊源玉矿的成玉机制探讨

河南栾川伊源玉矿是软玉和蛇纹石玉共生的玉矿点,目前栾川玉矿床的成因机制仍然存在争议,一种观点认为该矿归属于中低温条件下的镁质大理岩型^([1-3]);但另一种观点认为其蛇纹石玉为层控变质热液交代为主、重叠岩浆期后热液作用为辅的多成因变质矿床^([4]),其软玉矿床属多期、多方式的中低温复合变质蛇纹岩型软玉矿床^([5])。本研究选取河南栾川赋存在上元古界栾川群煤窑沟组地层之中的蛇纹石玉,利用红外光谱、拉曼光谱、ICP-MS/LA-ICP-MS、同位素质谱仪等手段开展了多种岩矿地球化学方法的测试分析,研究发现:(1)栾川蛇纹石玉主要矿物为叶蛇纹石,蛇纹石玉矿脉与栾川的褶皱构造具有同生变形的特征,且有变辉绿岩切割玉矿体,显示其蛇纹石成玉时间应该在变辉绿岩之前;(2)栾川蛇纹石玉样品Ba、Sr、Zr、Hf、Nb等不相容元素亏损,流体活动性元素Th、U、Pb全部富集。Nb/Ta比值与大陆地壳的Nb/Ta比值(8~14)[6-7]较为接近,暗示了栾川蛇纹石玉成玉与后期地壳来源的流体有关。栾川蛇纹石玉ΣREE=1.06~7.96μg/g;LREE=0.72~6.13μg/g;HREE=0.73~2.16μg/g;轻稀土相对富集,LREE/HREE=2.12~4.06(均值3.03),δEu=0.44~1.51,负异常/正异常。无Ce异常,呈下凹型曲线。蛇纹石玉的微量和稀土元素特征表明,蛇纹石玉化与大理岩原岩和流体具有密切的联系[8];(3)稳定同位素特征显示,栾川蛇纹石玉的δD_(srp-H2O)和δ^(18)O_(srp-H2O)变化范围与大气降水、变质水及岩浆水的δD_(H2O)值和δ^(18)O_(H2O)值变化区间均有重叠,显示其成玉流体为混合来源,但其δ^(30)Si同位素只与硅质叠层石的范围较为一致,显示其Si的来源可能与元古代的硅质岩有较强的关联性;(4)区内的中部上元古界栾川群、下元古界桃湾群(Pt 1t)为主要含玉岩系,与栾川玉关系很密切的栾川群煤窑沟组以及下伏地层三川组,中元古代晚期蓟县纪的官道口群,主要为浅水的海滩相砂岩-浅水潮坪的叠层石大理岩[9],曾发生广泛的低绿片岩相到角闪岩相的变质作用,与玉脉呈密切接触的变辉绿岩锆石^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均年龄为849.2±6.9 Ma(MSWD=2.2,n=19,1σ),据此,推测元古界的蛇纹石化及成玉应该是区域构造挤压褶皱产生过程中大气降水和变质热液与大理岩的变质反应有关;鉴于区内850 Ma的变辉绿岩脉切穿过该期蛇纹石玉,认为,该期蛇纹石玉以及下元古界桃湾群(Pt_(1t))成矿最晚时间不应晚于850 Ma。结合栾川蛇纹石玉主微量元素特征,变辉绿岩的年龄以及闪石玉的成矿时代等分析,本文认为栾川群煤窑沟组蛇纹石玉的成矿早于850Ma,更有可能为早期区域变质作用的产物。