河北武安地区斑状角闪二长岩中角闪石矿物学特征及其对矽卡岩铁矿成因的指示

成矿作用需要巨量含矿流体,而矽卡岩铁矿的含矿流体到底是从致矿侵入体中析出还是来自于深部岩浆仍有很大争议。为了研究邯邢地区矽卡岩矿床中成矿岩体演化过程中含矿流体的性质及其对成矿作用的贡献,本文利用电子探针(EMPA)和激光剥蚀等离子质谱仪(LA-ICP-MS)的原位分析,对河北武安地区斑状角闪二长岩中角闪石的主微量元素进行研究。岩相学特征显示角闪石可以根据颜色分为两类:褐色角闪石和绿色角闪石。斑晶主要为褐色角闪石并具有反应边结构,由内而外依次为黑云母带、透辉石和斜长石带、绿色角闪石和磁铁矿带;基质主要为绿色角闪石,少数核部为褐色角闪石。褐色角闪石的成分主要为镁绿钙闪石和韭闪石,绿色角闪石主要成分是镁角闪石、浅闪石和阳起石。化学成分上褐色角闪石低Si,高Ti、Al;绿色角闪石高Si,低Al、Ti。利用角闪石温压计计算褐色斑晶角闪石形成于相对高压(400~560MPa)和高温(950~980℃)的深部岩浆房条件;褐色基质角闪石形成压力比斑晶角闪石降低(200~300MPa)而温度变化不大(870~940℃)的浅部岩浆房;绿色角闪石都形成于相对低压(<100MPa)、低温(700~880℃)的岩浆定位深度条件下。岩浆具有较高的氧逸度,并且从褐色角闪石到绿色角闪石,岩浆的氧逸度升高,高氧逸度条件有利于金属元素进入流体相,阻止其以硫化物的形式在早期沉淀。同时岩浆高含水量促使在低压条件下出溶成矿流体和挥发分,有利于成矿元素的富集和迁移。相对于褐色角闪石,绿色角闪石具有更强的Nb、Sr、Pb、Ti的负异常和极高Nb/Ta值,这代表绿色角闪石是在流体的交代作用下形成的;结合斑晶角闪石反应边产物及其含铁量分析计算,我们得出外来富铁碱性流体的加入是必须的。"邯邢式"铁矿的成因模式不是传统的接触热液交代成因模型,矽卡岩铁矿的铁质来源应该是深部含矿流体。角闪石斑晶在15~20km深部岩浆房结晶,岩浆侵位到7~10km浅部岩浆房时褐色基质角闪石结晶,此时岩浆房接近固结-半固结状态。随后外来碱性富铁流体注入发生岩浆房的活化,岩浆快速侵位并在1~3km处定位,此时压力迅速降低使成矿流体出溶,绿色角闪石也随之形成。外来碱性富铁流体的注入使岩浆快速侵位,高含水量和高氧逸度条件下成矿流体大量出溶,这些因素共同促进矽卡岩铁矿的形成。