尕林格矽卡岩型铁多金属矿床 位于祁漫塔格成矿带与柴达木盆地结合部中部，全区第四系覆盖平均20 0 m。祁漫塔格成矿带作为东昆仑成矿带的一个分支，东起格尔木市，NW向延伸至阿尔金左 行走滑断裂，北以柴达木盆地南缘为界，南以昆北断裂为界。祁漫塔格成矿带是近几年查明 的较有远景的斑岩_矽卡岩型铁、铜多金属资源接替地(丰成友等，2011a；2011b)。近些年 的找矿勘查工作实现了历史性重大突破，发现了一批中_大型斑岩_矽卡岩矿床，包括虎头崖 铜铅锌多金属矿床、肯德可克铁矿床、野马泉铁锌多金属矿床、它温查汉铁多金属矿床、卡 而却卡铜钼多金属矿床、四角羊铅锌多金属矿床、长山铁矿床等(毛景文等，2012; 赵一鸣 等，2013)。尕林格铁矿床作为成矿带内最大的矽卡岩型铁矿床，已查明铁矿石资源量达到1 .8×10⁸ t，平均品位34%。控矿岩体主要为中酸性花岗闪长岩，年代学显示为三叠纪晚 期侵位 ，锆石LA_ICP MS年龄为229 Ma(Yu et al., 2015)。控矿地层主要为一套由硅质岩、中_基 性火山岩和大理岩组成的海相沉积建造，由于后期区域变质作用和热液蚀变作用，岩相变得 较为复杂，应归属于奥陶纪滩间山群下岩组。金云母磁铁矿矿石中金云母的⁴⁰ Ar/³⁹Ar冷却年龄为234 Ma(于淼等，2015a)。

电气石作为最广泛的含硼矿物，具有较宽的稳定性和极低的主、微量元素扩散速率(van Hin sb erg et al., 2011)，被认为是记载地质信息的重要媒介而出现在各种地质环境中(Dutrow e t al., 2011)。特别是在不同构造地质背景下的大量热液金属、非金属矿床中，电气石都 是 非常重要的脉石矿物 (Guilbert et al., 2007; Pirajno, 2008)， 然而， 电气石却很少 在矽卡 岩矿床中出现(Aleksandrov et al., 1985; Kwak, 2012)，特别是在矽卡岩铁矿床中。 这 通常是由于寄主碳酸盐岩中不含大量Al所致(Sonnet et al., 1989)。 电气石几乎只 出现在Sn±W矽卡岩矿床中， 如Alaska的Lost River矽卡岩型Sn+W矿床和中国的柿竹园矽卡 岩型W+Sn+Bi+Mo矿床。 本次研究的主要目的是， 通过研究尕林格矽卡岩铁矿中电气石的生 长化学行为来反映热液体系背景下的成矿过程， 从而揭示矿床的起源和流体演化特征。

尕林格铁矿床自西向东划分为6个主要矿群，其中，Ⅰ、Ⅲ矿群主要产于花岗闪长岩捕虏体 内；Ⅱ矿群产于花岗闪长岩与白云质大理岩接触带内；Ⅳ、Ⅴ、Ⅳ矿群产于外接触带滩间 山群大理岩和火山岩中（图1）。磁铁矿矿体多呈层状、似层状和透镜状，铁矿石品位最高 可达46.67%。方铅矿矿体多产出于Ⅵ矿群，Pb平均品位2.32%，Zn平均品位1.48%。此外 ，还可见少量的Cu、Au、Co矿体产于Ⅱ矿群和Ⅳ矿群，Au平均品位3.04×10-6～8 .01×10-6、Cu平均品位0.10%～0.12%、Co平均品位0.022×10-6～0.125 ×10-6。由于围岩性质不同以及与成矿岩体距离不等，尕林格矿床大致可分为3种 矿物岩石组合类型：含Fe的镁质矽 卡岩组合（Mg_SK）、含Fe（磁铁矿和磁黄铁矿）_Cu的钙质矽卡岩组合（Ca_SK）以及含Pb_ Zn 的锰钙质矽卡岩组合（Mn_Ca_SK）（图2）(于淼等，2013)。矿区内常见的镁质矽卡岩矿物 有镁橄榄石、粒硅镁石、镁铁尖晶石、金云母、蛇纹石、斜绿泥石等；钙质矽卡岩矿物有硅 灰石、石榴子石、透辉石、钙铁辉石、斧石、电气石、绿钙闪石、阳起石、绿帘石、铁绿泥 石等；锰质矽卡岩矿物有锰钙铁辉石等，金云母、电气石、斧石、绿钙闪石等富含F、B、Cl 挥发分，这充分说明在成矿流体中挥发分对金属运移的重要性(于淼等，2015b) 。

电气石在尕林格矽卡岩矿床中可寄主在不同岩石背景中，一种是与矽卡岩化中_基性蚀变火 山岩有关，另一种则是寄主在变质砂岩中，这2种都集中在Ⅳ、Ⅴ矿群。在矽卡岩化中 _基性蚀变火山岩中，电气石(Tour_Ⅰ)主要呈自形、半自形、他形的细粒集合体，含量大于 70%，存在多期次交代特征；单偏光镜下多呈深蓝色，环带明显；常和绿帘石、磁铁矿、黄 铁矿等伴生，被绿泥石和黄铁矿等交代（图2a～d）。从结构上看，电气石和绿帘石为退化 蚀变 矿物，几乎为同期产物，与成矿关系密切。局部电气石具有同轴生长环带特征（图2c），可 见晚期边部（Gen_2）交代早期核部（Gen_1）的不连续反应现象，应是流体不同阶段结晶生 长的产物；Gen_1为墨水蓝色，Gen_2是棕绿色；部分电气石还观察到具有增生边结构（ Gen_3）（图2d），沿着早期电气石颗粒边部生长，应是流体最晚期控制生成的产物；Gen_3 颜色明显不同于Gen_1，为黄绿色。Tour_Ⅰ样品（21605_38和21605_64）主要采自于Ⅴ矿群 216线ZK21605钻孔（图1），深度分别为576.59 m（21605_38）、714 m（21605_64）。 

在变质砂岩地层中，石英含量超过70%，明显受过挤压作用，具有波状消光特点，局部石英 可见增生边结构。黑云母呈挤压定向排列，含量约20%，为变质重结晶的产物。电气石(To ur_Ⅱ)主要呈他形粒状结构（1～3 mm），含量约10%，具有较强的多色性，可见棕黄色、 蓝绿色（图2e、f）；与黑云母和石英相比，未受到明显挤压，形成应晚于主变质事件 ，为后期气液交代控制的产物。Tour_Ⅱ样品主要采集于Ⅳ矿群40线ZK4003钻孔（图1），采 样深度为174.16 m。

电气石主量元素化学成分分析在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成，测试 仪器为日本产JXA_8230电子探针仪，激光尺寸为5 μm。在似层状、透镜状矽卡岩 矿石中的部分电气石具有明显的化学韵律环带（图2c、d）。针对有环带的电气石，从核部 到边部进行了电子探针分析，化学成分显示具有明显的化学分带特征。电子探针分析元素为 Si、Al、Na、Ca、Fe、K、Mg、Mn、Cr、Ti、F。硬玉作为Na的标准化；透长石作为K、Al、S i的标准化；软锰矿作为Mn的标准化；石榴子石作为Fe的标准化；钛闪石作为Ca、Mg、Ti的 标准化 ；纯金属用来作为Cr的标准化；B无法检测。
电气石的电子探针结果处理根据Henry et al., 1996。电气石的理想分子式为XY₃Z₆T ₆O18(BO₃)₃V₃W，其中，T+Z+Y位置上的阳离子个数等于15，假设T_ 、Z_和Y_位置上全部填满（没有空位），并且这种标准化过程并不会提供B、OH和O的 摩尔百分 数。B₂O₃含量是假设结构分子式中B的原子个数为3计算的。全部Fe原子都为FeO，不 含Fe₂O₃。计算结果列于表1， 分子式中T（Si）<6.0 apfu，可能是少量Al占据了T位置所致(Medaris et al., 2003)。而 Z（Al）<6.0 apfu，可由2种不同的替换机理保持电价平衡： ① 镁钙电气石_钙镁电气石 置换［CaMg(NaAl)-1］；② 铁镁电气石置换（Fe³⁺Al-1）(Baík et al., 2008)。镁钙电气石_钙镁电气石置换是将X位置上Ca²⁺和八面体位置上的Mg 2+来平衡低于6 apfu的Al³⁺(Baík et al., 2008)。当Z（Al）的含量低于5 a p fu时，就无法用二价阳离子来弥补电价平衡，而是通过Fe³⁺使用铁镁电气石置 换方法 。尕林格电气石中Z（Al）的含量为5.116～5.963 apfu，因此，全部采用镁钙电气石_钙 镁电气石置换方法。在W位置上，OH-+F-=4。虽然，O^2-也会占据W位置，但笔者 假设不存在O^2-。

微量元素微区原位测试分析工作在国家地质实验测试中心内完成，测试仪器采用激光剥蚀电 感耦合等离子质谱仪（LA_ICP_MS）。测试结果列于表2，测试元素为Sc、V、Cr、Co、Ni、C u、Zn、Ga、Ge、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Ce、Pr 、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Pb、Bi、Th、U。使用仪器 为Thermo Element II等离子质谱仪，激光剥蚀系统为New Wave UP_213。实验采用He作为剥 蚀物质的载气，激光波长213 nm、束斑40 μm、脉冲频率10 Hz、能量0.176 mJ、密度23～ 25 J/cm²，测试过程中首先遮挡激光束进行空白背景采集15 s，然后进行样品连续剥蚀采 集45 s，停止剥蚀后继续吹扫15 s清洗进样系统，单点测试分析时间75 s。等离子质谱测试 参数为冷却气流速(Ar)为15.55 L/min； 辅助气流速(Ar)为0.67载气流速(He)为0 .58 L/min；样品气流速为0.819 L/min，射频发生器功率1205 W。测试数据采用内标和外 标相结合的方法，内标选择为Si（以单个样品电子探针SiO₂平均值作参考），外标使用NI ST_612（Pearce et al., 1997）。

        含量与21605_64中的极为相似。由于Sr、B都是极易随流体迁移的元素 ，可以很好地指示流体迁移规律并反映水岩反应过程。因此，推测Tour_Ⅰ是在同一流体作 用下 形成的，但由于原岩化学性质的略微差异，导致Ni和Ga等特殊微量元素发生明显的升高或降 低。通过B、Zr、Ni、V等元素之间的比值也能反映出相似的情况（图7），Tour_Ⅱ中的Ni/V 和B/V比值明显低于Tour_Ⅰ的，显示其受到寄主岩石性质的影响。Tour_Ⅰ样品21605_38中B /Zr比值与样品21605_64的重叠，该特点指示二者与花岗岩演化流体间的关系密切。
        尕林格出现的不同特征电气石的稀土元素分配形式也各不相同（图8）。Tour_Ⅱ的REE配分 曲线为右倾，显示为LREE富集、HREE亏损。而Tour_Ⅰ中不同世代的电气石稀土元素分布特 征比较相似，包括Gen_1和Gen_2，配分曲线显示较为平缓的波动，LREE/HREE分异较 弱。其次，Tour_Ⅱ具有明显的正Eu异常，而Tour_Ⅰ无明显的Eu异常行为。即便是 Tour_Ⅰ中不同样品的稀土元素含量也存在明显的差异，样品21605_38中稀土元素含量明显低于样品21605_ 64的，但其配分曲线走势几乎相同。

电气石的分子结构可反映出与之平衡的流体和寄主岩石的化学成分(Baík et al., 2008; Hawthorne et al., 1999; Henry et al., 2009; Pesquera et al., 2005)。由于较 宽的稳 定性和极低的主量、微量元素扩散速率，电气石可以在较高的温度下保持原有的化学结构信 息 (van Hinsberg et al., 2011)。电气石的化学成分通常和围岩岩石类型存在明显的关联 性：当围岩为基性火山岩时，电气石是极度富Mg的镁电气石（富Na_Mg）；当围岩为变质泥 质岩时，常出现钙镁电气石（富Ca_Mg）；而花岗岩中的原生电气石通常为黑电气石（富Na_ Fe）。Frondel等(1957)指出，电气石的生长相对于流体中Al和Si的成分更多的受控于流体 中Ca、Fe、Mg、Na含量。因此，具有较高Na、Mg含量的流体会使得镁电气石变得更加稳定(D utrow et al., 1992)。将尕林格不同围岩类型的电气石成分投影在Ca_Fe_Mg三角图（图9） 中，显示Tour_Ⅰ中Ca含量变化范围较小，但Fe和Mg含量变化较大。这一特征反映出围岩中F e和Mg 含量对于电气石的生长影响较强，这与Tour_Ⅰ交代中_基性火山岩形成密切相关。Tour _Ⅱ的围岩为变质砂岩，因此，Ca、Fe、Mg含量相对比较稳定（图9）。

电气石同轴生长环带可以提供多种地质信息，成分上的不同对于理解电气石的生长非常重要 (Slack et al., 2011)。同轴生长环带主要是由生长介质成分的变化导致，而非罕见的韵律 轮。电气石中的环带大部分与Al(NaR)-1、AlO［R(OH)］-1、FeAl-1和M gFe-1间的交换一致， 其中的R代表Fe+Mg (Medaris et al., 2003)。电气石从核部到边部化学成分的变化记录了 流体演化性质，同时也可反映出寄主岩石的化学性质。通常与花岗质岩浆演化 流体保持平衡的电气石更加富集Na、Fe、Al，而与基 性寄主岩石保持化学平衡的电气石则更加富集Mg、Ca 。尕林格Tour_Ⅰ中环带电气石核部成分相对边部富Ca、贫Na（图3），这一特征反应出流体 演化从贫Na、早期相对酸性性环境到富Na、晚期碱性环境的转变(Medaris et al., 2003)。 早期酸性环境有利于流体的淋滤作用和金属离子的运移，同时，较低的pH值也有利于电气石 的稳定(Henry et al., 1996; Morgan et al., 1989)。然而，晚期边部比核部贫Fe，说明 晚期流体中Fe的浓度迅速降低，与成矿有密切关系。由于Tour_Ⅰ的形成受到中_基性火山岩 的缓冲作用，当流体注入围岩时，电气石生长与围岩化学 成分保持平衡，从而导致Tour_Ⅰ形成早期相对富集Ca、Mg。此后，随着流体的持续补充，新生长的电气石与岩浆演化流体化学 成分保持平衡，正如环带电气石的边部成分更加富Na、Al。 

        电气石增生边结构常在层控矿床中出现，晚期电气石沿早期电气石颗粒边缘生长(Slack et al., 2011)。尕林格的电气石中也出现了不连续的或多期次的电气石生长（图2d）。从化学 成分来看，增生边明显比被包裹的电气石更加富集Ca，而贫Al、Na（图3、4），这一特点反 映出，到了Tour_Ⅰ结晶晚期，电气石生长不再与花岗质侵入岩流体保持平衡，而 是进入到了相对封闭的环境，此时，电气石颗粒间的溶液中，由于Na+的强烈消耗，溶液中Ca2+ 浓度迅速升高，从而导致增生边中Ca的强烈富集。