滇西北衙鐵金多金屬礦床的成礦作用過程
——來自菱鐵礦元素地球化學特征的約束

牛浩斌，丁 俊，李 俊 ，寧括步 ，王 鵬，任 飛，孫建成

(1.中國地質調查局成都地質調查中心， 四川 成都 610081； 2. 中國科學院大學， 北京 100039； 3. 中國科學院廣州地球化學研究所， 廣東 廣州 510640)

野外調查發現，北衙礦床礦石中存在大量與磁鐵礦及黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等緊密共生的菱鐵礦集合體。菱鐵礦和磁鐵礦分別作為還原與氧化環境的端員指示礦物，可以反映成礦流體的氧化還原環境的變化，而成為深入揭示成礦過程的理想對象。因此，本文利用礦物化學示蹤手段，深入查明了菱鐵礦與磁鐵礦及一系列金屬硫化物之間的共(伴)生關系，并與早期的磁鐵礦對比，進而探討其成礦過程中金屬沉淀機制。

1 地質概況

北衙礦床是西南“三江”褶皺帶江達-鶴慶-大理含礦富堿斑巖帶的代表性礦床之一，位于揚子陸塊麗江-鹽源臺緣坳陷內(圖1， 李文昌等, 2001; 潘桂棠等, 2003; 侯增謙等, 2004)。

區內出露地層主要為一套平行不整合于晚二疊世峨眉山玄武巖(P3e)之上的三疊紀地層，包括中窩組(T3z)、北衙組(T2b)碳酸鹽巖及松桂組(T3sg)、青天堡組(T1q)碎屑巖， 其上覆有寶相寺組(E2b)磨拉石與三營組(N2s)河湖相含砂礫粘土、砂礫巖以及更新世殘坡積相灰質角礫巖(Q1-2p)。其中，北衙組及其與青天堡組分界處為主要的蝕變和容礦地層；在三營組河湖相沉積局部地段，尚發育殘坡積型鐵金礦體(和中華等, 2013)。

圖 1 區域地質及北衙金多金屬礦床地質簡圖[據潘桂棠等(2003)、云南黃金礦業集團股份有限公司(2014)云南黃金礦業集團股份有限公司. 2014. 云南省鶴慶縣北衙鐵金礦資源儲量核實報告(五期)(內部資料).、成都地質調查中心(2015)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).修改]Fig. 1 Sketch tectonic map and geological map of the Beiya Fe-Au-polymetallic ore concentrated area ( modified after Pan Guitang et al., 2003 , Yunnan Gold Mining Group Co. Ltd., 2014云南黃金礦業集團股份有限公司. 2014. 云南省鶴慶縣北衙鐵金礦資源儲量核實報告(五期)(內部資料). and Chengdu Center of Geological Survey, 2015成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).)Ⅰ—揚子陸塊； Ⅱ—德格-中咱陸塊； Ⅲ—芒康-思茅陸塊； 1—全新世沖洪積相含砂礫粘土； 2—更新世殘坡積相灰質角礫巖； 3—中、上新世河湖相含砂礫粘土、砂礫巖； 4—北衙組四段； 5—北衙組三段； 6—北衙組二段； 7—北衙組一段； 8—青天堡組； 9—峨眉山玄武巖； 10—二長花崗斑巖； 11—黑云母二長花崗斑巖； 12—煌斑巖； 13—產狀； 14—角度不整合界線； 15—實測及推測界線； 16—實測及推測斷層； 17—隱伏基底斷裂大致位置； 18—KT52礦體； 19—樣品位置/鉆孔位置和樣品編號：1—8ZK08-279m; 2—79ZK06-240m; 3—79ZK06-156m; 4—DC308-B2-2; 5—86ZK3-412m; 6—90ZK5-373m; 7—64ZK39-447.7m; 8—58ZK23-217.4m; 9—34ZK4-179m; 10—34ZK4-191m; 11—56ZK7-1-B2; 12—56ZK34-207m; 13—56ZK34-225.3 m; 14—56ZK34-226.4 mⅠ—Yangtze block; Ⅱ—Dege-Zhongdian block; Ⅲ—Mangkang-Simao block; 1—Holocene alluvial and proluvial clay containing gravel; 2—Pleistocene elluvium-deluvial calcareous breccia; 3—Miocene and Pliocene fluvial-lacustrine glutenite and clay containing gravel; 4—4th member of the Beiya Formation; 5—3rd member of the Beiya Formation; 6—2nd member of the Beiya Formation; 7—1st member of the Beiya Formation; 8—Qingtianbao Formation; 9—Emeishan basalt; 10—monzogranite porphyry; 11—biotite monzogranite porphyry; 12—lamprophyre vein; 13—attitude; 14—angular unconformity boundary; 15—measured and inferred geological boundary; 16—measured and inferred faults; 17—location of the concealed basement fault; 18—KT52 orebody; 19—sampling location (drill hole position) and sample number

構造以SN向為主，自東而西可劃分為松桂-北衙復式向斜、向東陡傾的馬鞍山斷裂帶和向西緩傾的逆沖褶皺帶(成都地質調查中心，2015)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).。其中，馬鞍山斷裂帶自南向北控制了焦石硐、紅泥塘、萬硐山、獅子山、鋪臺山等富堿斑巖體(脈)的縱向產出。物探數據表明，區內存在兩條近EW向隱伏斷裂，影響了白沙井、紅泥塘、馬頭灣、干海子、南大坪等與成礦相關的富堿斑巖體(脈)橫向產出(蔡新平等, 1991a; 葛良勝等, 1999)。北衙礦床即位于東部松桂-北衙復式向斜南部翹起端的北衙向斜核部及其兩翼，分布在EW向隱伏斷裂與SN向弧形展布的馬鞍山次級斷裂交匯處的萬硐山、紅泥塘一帶(圖1)。其中，SN向斷裂具多期次壓扭性活動特征，局部發育鐵金角礫巖型礦體，圍巖裂隙內充填磁(-赤)鐵礦脈。在紅泥塘礦段，還發育有巖漿膠結玄武巖、砂巖、灰巖等角礫巖塊組成的隱爆角礫巖。

富堿斑巖體具有多期次、多階段侵入特征，沿SN向斷裂侵位，局部順近EW向、NE-SW向破礦斷裂成組穿插有煌斑巖、黑云正長斑巖脈等(成都地質調查中心，2015)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).。其中，萬硐山礦段最為典型，富堿斑巖可劃分為兩個階段，表現為晚階段的灰白色二長花崗斑巖(存在細粒、細脈浸染狀硫化物礦化)呈火焰狀穿插于早階段的黃褐色二長花崗斑巖內(存在粒狀、脈狀褐鐵礦及磁鐵礦化)。礦區深部鉆孔揭露及外圍也見含角閃石二長花崗斑巖(脈)體，具斑狀結構，存在較多(1%～2%)的角閃石及云母斑晶，呈團狀、囊狀包裹于二長花崗斑巖內(如干海子巖體)，或從外向內，由含角閃石二長花崗斑巖逐漸過渡為二長花崗斑巖(如鋪臺山巖體)(成都地質調查中心，2015)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).，也表現出多階段侵入特征。

2 蝕變與礦化特征

區內原生礦化及其相關蝕變總體圍繞萬硐山、紅泥塘斑巖邊部陡緩過渡處和圍巖裂隙、層間破碎帶內發育，主要產于北衙組中下部(T2b1+2)的瘤狀、豹斑狀灰巖和泥質灰巖及北衙組上部(T2b3+4)的砂屑白云巖、微晶灰巖內及其與青天堡組(T1q)砂巖夾泥巖的巖性界面處。由巖體接觸帶向外，總體具有斑巖-礦體-蝕變-圍巖的分帶特征(牛浩斌等， 2015)，主要為近端的鐵金礦化體，向外逐漸過渡為硅灰石、石榴子石矽卡巖，遠端則為沿斷裂帶及兩側圍巖發育的大量金屬硫化物礦化(體)及面型硅化、碳酸鹽化(圖2)。

原生鐵金礦化(體)可分為3類：脈(囊)狀充填型、條帶(透鏡、團塊)狀交代型或矽卡巖型以及熱液角礫巖型(圖3a)。主要礦(化)體在平面上呈南北向展布，剖面上受巖體兩側不同巖性段的層間滑脫帶控制，總體產在F1、F2、F3順層滑脫破碎帶內，呈似層狀、透鏡狀，具膨縮、分枝、尖滅特征，厚約0～70 m不等，S-N向延伸超過3 km，走向長度明顯大于傾向長度(圖2)。由主斑巖體近端至遠端，其礦物組合存在①磁鐵礦+褐鐵礦+金(Mag+Lm+Au)帶、②磁鐵礦+褐鐵礦+金+黃鐵礦+菱鐵礦+方鉛礦+黃銅礦(Mag+Lm+Au+Py+Sd+Gn+Ccp)帶、③金+黃鐵礦+菱鐵礦+方鉛礦(Au+Py+Sd+Gn)帶、④菱鐵礦+方鉛礦(Sd+Gn)帶等高溫向低溫礦物漸變分帶性(圖2)。其中，菱鐵礦化主要以菱鐵礦與方鉛礦等其他金屬硫化物共生的形式在③和④帶內產出，②帶內局部以菱鐵礦、穆磁鐵礦礦物共生形式產出，并與黃鐵礦、黃銅礦共(伴)生，但規模極為有限。宏觀上，菱鐵礦化由巖體向外依次有穆磁鐵礦-菱鐵礦組合(Sd1)、(含)黃鐵黃銅礦-穆磁鐵礦-菱鐵礦組合(Sd2)及方鉛礦-菱鐵礦組合(Sd3)3種類型，也表現出規律性的礦物(組合)分帶特征。

主要礦體中礦物(組合)共(伴)生及其脈體穿插關系(圖3)顯示，菱鐵礦及金屬硫化物礦化明顯晚于磁鐵礦礦化，硅化、碳酸鹽化晚于矽卡巖化。總體上，可劃分為兩個蝕変-礦化階段：Ⅰ階段，矽卡巖化及磁鐵礦化、磁鐵礦-赤鐵礦化階段，呈團狀、條帶狀產于斑巖、圍巖接觸帶附近；Ⅱ階段，硅化、鉀化、碳酸鹽及金屬硫化物礦化階段，多呈脈狀、囊狀產于斑巖、圍巖、鐵礦體內以及層間破碎帶及溶蝕坑洞內，并在斑巖接觸的矽卡巖邊部形成熱烘烤邊、密集石英細脈、菱鐵礦及黃鐵礦等金屬硫化物礦化現象(牛浩斌等， 2015)。根據掃描電鏡分析結果結合前人對金的賦存狀態研究(云南黃金礦業集團股份有限公司，2011)云南黃金礦業集團股份有限公司. 2011. 北衙鐵金礦區詳查報告(內部資料).，金以粒間、裂隙自然金形式賦存于黃鐵礦等主要載金礦物之中，整體黃鐵礦整體呈脈狀、囊狀集合體富集于Ⅰ階段磁-赤鐵礦體及圍巖內裂隙、孔洞內(牛浩斌等， 2015)，均與菱鐵礦同屬Ⅱ階段礦化產物，并與黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等關系密切。因此，本文選取菱鐵礦為對象進行系統的礦物化學研究，可有效示蹤成礦作用過程，有利于查明金的沉淀機制。

圖 3 北衙鐵金多金屬礦床菱鐵礦礦化特征Fig. 3 Mineral alteration and siderite characteristics of the Beiya Fe-Au-polymetallic deposita—Ⅱ階段菱鐵礦沿磁鐵礦角礫間隙充填膠結(采自56ZK7-1鉆孔356 m)； b—菱鐵礦與保留赤鐵礦假像的針狀、長柱狀穆磁鐵礦(Ⅱ階段早期)共生，其解理內具赤鐵礦殘留(采自56ZK34鉆孔207 m，反射光)； c—Ⅱ階段片狀菱鐵礦自形晶與方鉛礦、(磁)黃鐵礦、黃銅礦等共生(采自72ZK17鉆孔148 m)； d—Ⅱ階段的菱鐵礦與方鉛礦、(磁)黃鐵礦、黃銅礦等共生(采自68ZK30鉆孔440.50 m)； e—Ⅱ階段的菱鐵礦與方鉛礦等金屬硫化礦物共生(采自34ZK4鉆孔179 m，反射光)； f—Ⅱ階段含稠密團斑狀方鉛礦的菱鐵礦脈(采自55ZK19鉆孔217.5m，55ZK19鉆孔310 m，透射光); Mag—磁鐵礦； Mgh—磁-赤鐵礦； Lm—褐鐵礦； Gn—方鉛礦； Sp—閃鋅礦； Ccp—黃銅礦； Py—黃鐵礦； Po—磁黃鐵礦； Ccl—硅孔雀石； Grt—石榴子石； Ep—綠簾石； Chl—綠泥石； Qtz—石英； Sd—菱鐵礦； ηγπ1—Ⅰ階段二長花崗斑巖； ηγπ2—Ⅱ階段二長花崗斑巖； KT—礦體a—Ⅱ-stage-siderite cementing magnetite breccia (located at 356 m of 56ZK7-1); b—siderites (located at 226.4m of 56ZK34) and magnetites with the martites, and residual hematites in magnetites’ cleavages (located at 207 m of 56ZK34, reflectivity); c—Ⅱ-stage-siderites of lamellar crystal, gelenites, pyrites (pyrrhotites), chalcopyrites, etc. (located at 148 m of 72ZK17); d—paragenetic characteristics of the Ⅱ-stage siderites, gelenites, pyrites (pyrrhotites), chalcopyrites, etc. (located at 440.50 m of 68ZK30) ; e—Ⅱ-stage paragenetic siderites and the metal sulfide minerals of gelenites (located at 179 m of 34ZK4, reflectivity); f—Ⅱ-stage-siderite-veins within porphyritic gelenites (located at 217.5 m of 55ZK19 and 310 m of 55ZK19， transmissivity); Mag—magnetite; Mgh—magnetic hematite; Lm—limonite; Gn—gelenite; Sp—sphalerite; Ccp—chalcopyrite; Py—pyrite; Po—pyrrhotite; Ccl—chrysocolla; Grt—garnet; Ep—epidote; Chl—chlorite; Qtz—quartz; Sd—siderite; ηγπ1—Ⅰ-stage monzogranite porphyry; ηγπ2—Ⅱ-stage monzogranite porphyry; KT—orebody

3 菱鐵礦礦物學特征

3種類型的菱鐵礦分別具有以下的礦物學特征。

(1) 穆磁鐵礦-菱鐵礦共生類型(Sd1型)： 主要表現為乳白色、米黃色的粒狀、自形片狀菱鐵礦集合體與長柱狀、針狀穆磁鐵礦自形晶集合體緊密共生。其中，穆磁鐵礦主要呈鋼灰色、灰黑色，長柱狀、針狀、粒狀，自形-半自形晶，不規則條帶狀、團狀產出，晶徑一般為1～3 mm，含量多>60%，常先于菱鐵礦結晶沉淀；菱鐵礦一般以晶簇狀、粒狀集合體等充填于穆磁鐵礦集合體間隙內(圖3b)。

(2) (含)黃鐵黃銅礦-穆磁鐵礦-菱鐵礦共生類型(Sd2型)： 與穆磁鐵礦-菱鐵礦共生類型特征一致，僅零星伴生有(磁)黃鐵礦、黃銅礦等，自形-半自形晶，多呈浸染狀、團斑狀產出(圖3b)。

(3) 方鉛礦-菱鐵礦共生類型(Sd3型)：菱鐵礦與方鉛礦關系密切，常充填于方鉛礦晶體邊緣或間隙，呈條帶狀、不規則透鏡狀、脈狀及團狀產出(圖3f)；其中，菱鐵礦主要呈乳白色、米黃色的片狀、粒狀集合體產出，具不規則粒狀(粒徑0.006～0.03 mm)(云南黃金礦業集團股份有限公司，2011)云南黃金礦業集團股份有限公司. 2011. 北衙鐵金礦區詳查報告(內部資料).、自形片狀(大小約為3～5 mm)晶形(圖3f)，并發育晶洞、晶簇，含量一般在60%～70%之間；方鉛礦一般為鋼灰色，呈脈狀、條帶狀及團狀產出(圖3f)，含量約30%～40%。另外，菱鐵礦集合體內常發育浸染狀、團斑狀的黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等，多為自形-半自形晶，菱鐵礦則呈塊狀或不規則粒狀集合體分布在這些硫化物的邊部(圖3c～3f)。

4 樣品采集與測試結果

4.1 樣品采集

本次采集了14件菱鐵礦樣品，包括13件鉆孔巖芯樣及1件地表露頭樣，分屬萬硐山、桅桿坡、鍋蓋山等礦段。對于所采集樣品，均分離挑選高純度的菱鐵礦單礦物，采用ICP-MS法對菱鐵礦進行了單礦物的稀土和微量元素含量化學分析。其中，菱鐵礦單礦物分選工作在河北省廊坊區域地質礦產調查研究所實驗室完成，用常規方法將巖石樣品粉碎至300 μm左右，經淘洗、重選富集，再經磁選和密度分選后，在雙目鏡下進一步分離和挑選菱鐵礦單礦物，純度達到98%以上。菱鐵礦單礦物ICP-MS測試在國家地質實驗測試中心完成，分析精度達10-6。同時，對5件樣品中的菱鐵礦進行了電子探針測試，分析了52個測點的主要元素含量。電子探針測試(EMPA)在自然資源部西南礦產資源監督檢測中心完成，所用的電子探針分析儀型號為GHIMADZU EMPA1600，分析精度達0.01%，加速電壓15 kV，電流20 nA，束斑20 μm。由于Na、Si、Al、K、Ti、Cr含量多在檢出限附近，誤差較大，本次僅選取Mg、Ca、Mn、Fe含量進行分析討論。

4.2 測試結果

主量元素組成電子探針分析結果顯示，相對磁鐵礦(成都地質調查中心，2015)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).，菱鐵礦總體上具有貧Si、Ti、Al、Na、K，富Ca、Mg 、Mn特征(表1)。其中，菱鐵礦礦物內SiO2含量0～0.09%，TiO2含量為0～0.02%，Al2O3含量為0～0.05%，較磁鐵礦SiO2(0.19～4.85%)、TiO2(0.01%～0.74%)、Al2O3(0.05%～1.03%)含量平均低1個數量級；Na2O(菱鐵礦： 0～0.15%；磁鐵礦： 0～0.27%)、K2O(菱鐵礦： 0～0.03%；磁鐵礦： 0～0.11%)相對變化較小，但均接近檢測限。 從Sd1、Sd2到Sd3， MgO含量分別集中變化在1.54%～4.54%(平均2.83%)、2.94%～3.32%(平均3.04%)、1.01%～3.80%(平均2.51%)之間，CaO含量分別集中變化在0.41%～0.77%(平均0.65%)、1.10%～2.35%(平均1.80%)、1.72%～3.49%(平均2.54%)之間，MnO含量分別集中變化在4.33%～6.97%(平均5.16%)、7.38%～7.57%(平均7.51%)、6.31%～9.82%(平均8.05%)之間。除MgO含量略微降低外，CaO、MnO含量總體呈升高的趨勢，并且整體比磁鐵礦MgO(0～0.224%)、CaO(0～0.28%)、MnO(0～0.159%)含量平均高出1個數量級。

稀土元素組成上，Sd1型菱鐵礦ΣREE值變化于5.93×10-6～6.4×10-6之間(表2)，LREE/HREE值為0.35～0.60，(La/Yb)N=0.20～0.28，具輕稀土元素虧損、重稀土元素富集、總體平緩略左傾的REE配分曲線(%)；δEu=1.17～1.22，δCe=0.92～0.98，顯示弱Eu負異常，無明顯Ce異常，(La/Sm)N=0.86～0.87，(Gd/Yb)N=0.41～0.56，(Y/Ho)N=22.9～25.0，輕稀土元素分餾程度較重稀土元素略強。Sd2型菱鐵礦ΣREE值變化于24.50×10-6～61.88×10-6之間，LREE/HREE值為2.32～9.54，(La/Yb)N=2.10～12.11，略富集輕稀土元素、虧損重稀土元素、具平緩略右傾的REE配分曲線(圖4)；δEu=0.55～0.93，δCe=0.98～0.99，存在弱Eu正異常，無明顯Ce異常，(La/Sm)N=1.26～3.78，(Gd/Yb)N=1.83～2.12，(Y/Ho)N=21.2～24.1，輕、重稀土元素分餾程度總體相似。Sd3型菱鐵礦ΣREE值為5.22×10-6～119.53×10-6，集中變化于14.38×10-6～31.90×10-6之間，LREE/HREE值為2.56～35.11，集中于5.22～20.75，(La/Yb)N值為2.40～89.78，集中在10.04～27.14之間，強烈富集輕稀土元素，虧損重稀土元素，具明顯右傾的REE配分曲線(圖4)；δEu=1.26～86.10，δCe=0.68～0.99，總體存在強烈Eu正異常和弱Ce負異常，(La/Sm)N=1.38～10.41，(Gd/Yb)N=1.27～6.35，(Y/Ho)N=24.5～36.4(部分樣品Ho低于檢測限，Y/Ho或更大)，輕、重稀土元素分餾程度相似。

表 1 北衙鐵金多金屬礦床菱鐵礦EMPA主量元素組成特征表wB/%Table 1 Major element composition of siderites by EMPA ( electron microprobe analysis ) in the Beiya Fe-Au-polymetallic deposit

注： 相同樣品分析編號者表示同一樣品多點測試結果; “-”表示未檢測或低于檢測限值；其中，CO2未列于表中。

表 2 北衙鐵金多金屬礦床菱鐵礦ICP-MS微量元素組成特征表 wB/10-6Table 2 Trace elements composition of siderites by ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry ) in the Beiya Fe-Au-polymetallic deposit

注： <0.05、 <0.01以“0”計算，“-”為未檢測； 標準化數據源自Bontony(1984)。

圖 4 北衙鐵金多金屬礦床菱鐵礦稀土元素標準化圖解Fig. 4 Normalized REE patterns of siderite in the Beiya Fe-Au-polymetallic deposit標準化數據源于Boyton (1984)； 富堿斑巖、磁鐵礦配分型式引自成都地質調查中心(2015)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).，石英流體包裹體REE配分型式引自肖曉牛等(2011)Normalized data from Boynton(1984); REE patterns of the alkali-rich porphyries and magnetites after Chengdu Center of Geological Survey, 2015成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料)., REE patterns of the quartz fluid inclusions after Xiao Xiaoniu et al., 2011.

其他微量元素方面，菱鐵礦較磁鐵礦均值低1個數量級，強虧損Th、U、Zr、Hf、Nb、Ta等高場強元素(HFSE)與Rb、Ba等大離子親石元素(LILE)，并虧損Cu、Ni、Cr、W、Ag、Ti、V等過渡元素，而Co、Sr、Sc、Zn等元素含量則保持相對穩定，整體上具有相似的趨勢特征和配分型式(圖5)。從Sd1、Sd2到Sd3，菱鐵礦微量元素也存在規律性的變化(圖5)： Sc含量從3.05×10-6～5.75×10-6漸降為0.18×10-6～2.85×10-6，Yb含量自0.72×10-6～0.98×10-6減少為0.06×10-6～0.53×10-6，而Ag含量則由0～0.025×10-6增加至0.26×10-6～1.55×10-6，Ti/V值從2.33～8.82變化至0.74～>238，Ni/Co值也由1.15～13.14變化至1.13～49.39，總體上反映Ti、Ni含量增高和V、Co含量減少的趨勢特征。

5 討論

5.1 菱鐵礦的成因分析

圖 5 北衙鐵金多金屬礦床菱鐵礦微量元素標準化圖解Fig. 5 Normalized trace elements patterns of siderite in the Beiya Fe-Cu polymetallic deposit標準化數據源自Wood等(1979); 磁鐵礦數據引自成都地調中心(2015)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).normalized data from Wood et al., 1979; the data of magnetites after Chengdu Center of Geological Survey, 2015成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).

同樣，從磁鐵礦階段，經Sd1、Sd2到Sd3，ΣREE值逐漸增大(磁鐵礦ΣREE=2.81×10-6～13.92×10-6，成都地質調查中心， 2015成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).)，也顯示成礦流體與圍巖間的水巖反應在這一過程中扮演著重要的角色。3類菱鐵礦的REE特征參數及配分型式存在規律性的變化，若將Sd1、Sd3作為兩個組成端員，Sd2則具有過渡組成特點，說明各類型菱鐵礦實為同一成礦體系礦質連續沉淀的結果，這可能也是菱鐵礦微量元素具有相似的趨勢特征的原因(圖5)。而從Sd1、Sd2到Sd3，Ti、Ni含量增高和V、Co含量減少的趨勢特征，顯示早期熱液交代成礦向晚期充填成礦方式轉變過程中成分的變化，特別是Ag含量的增高，表明充填成礦方式可能更有利于礦質富集，并形成大規模的菱鐵礦化。Ti與高場強元素(HFSE)Zr、Hf、Nb、Ta在各類型菱鐵礦間變化較小(圖6)， 并呈一定函數關系(Nielsenetal., 1994; Nielsenetal., 2000)，指示不同類型菱鐵礦盡管存在多階段性的成礦過程，但同時也具有相同的物質來源和成因(Nadoll, 2009)。

5.2 成礦作用過程

5.2.1 成礦物質的示蹤

圖 6 北衙鐵金多金屬礦床菱鐵礦主量、微量元素組成特征Fig. 6 Major and trace elements diagrams of siderite in the Beiya Fe-Au-polymetallic deposit

另外，稀土元素Y-Ho及高場強元素(HFSE)Zr-Hf、Nb-Ta存在相近離子半徑和電價，在同一熱液體系中具有比較穩定的Y/Ho、Zr/Hf、Nb/Ta值，當體系發生熱液活動或水巖反應等變化時，上述元素會產生明顯的分異，相應比值也會發生較大變化(Bauetal., 1995； Yaxleyetal., 1998)。Ⅱ階段早中期的Sd1、Sd2菱鐵礦的Y/Ho值總體變化較小(Y/Ho=21.2～25.0，表2)，僅Sd3菱鐵礦的Y/Ho值變化較大(Y/Ho=24.5～36.4)，總體與Ⅰ階段的磁鐵礦(Y/Ho=22.3～28.8)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).、富堿斑巖(Y/Ho=24.4～31.3)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).較為一致，表明Ⅱ階段晚期的成礦流體組成、性質雖發生了較大變化，甚至有外來流體加入，但不同類型菱鐵礦與磁鐵礦實為同一成礦流體分階段演化的產物；同時，Ti/V、Ni/Co值及高場強元素(HFSE)Zr、Hf、Nb、Ta含量具有相似的變化，與I階段磁鐵礦(Ti/V=0.61～16.93，Ni/Co =1.05～245.3，Y/Ho=18.6～31.2)成都地質調查中心. 2015. 北衙地區三維地質調查成果報告(內部資料).基本保持一致。

5.2.2 流體性質的演變

綜上，富堿斑巖結晶分異出的富鐵質流體在縱向及橫向上運移過程中，經歷了高溫、氧化向低溫、還原性質的轉變，并依次形成了巖體邊部及圍巖裂隙內的有限矽卡巖化、磁鐵礦、磁-赤鐵礦(Ⅰ階段)和遠離巖體的碳酸鹽化、方鉛礦、菱鐵礦(Ⅱ階段)，且以穆磁鐵礦及黃鐵黃銅礦等金屬硫化物析出標志著成礦流體性質關鍵轉變，同時金以黃鐵礦為主要載金礦物發生沉淀富集；而菱鐵礦化大范圍發育，也暗示著成礦流體及金、銀、鉛等礦質規模巨大，顯然具有重要的成礦、找礦意義。

6 結論

(1) 北衙鐵金礦床發育穆磁鐵礦型(Sd1)、(含)黃鐵黃銅礦-穆磁鐵礦型(Sd2)和方鉛礦型(Sd3)3種類型的菱鐵礦，其主微量元素組成特征表明各類型菱鐵礦具有一致的成礦物質來源和成因，并與早期磁鐵礦一起均為同一源區含礦質流體分階段演化產物。

(2) 從成礦階段Ⅰ到Ⅱ，成礦環境及富鐵質流體由高溫、氧化性環境逐漸向較低溫、還原性環境過渡，并以穆磁鐵礦生成為標志，出現大量黃鐵礦、黃銅礦等載金礦物和方鉛礦、菱鐵礦，具有由內向外的礦化分帶性。

(3) 巖漿熱液為主的成礦流體沿圍巖裂隙交代，氧化還原條件的改變控制了不同類型金屬礦物(氧化物、硫化物、碳酸鹽)及金的富集沉淀，構成北衙鐵金多金屬礦床的主要成礦機制。

致謝野外期間得到了云南黃金礦業集團北衙項目部各位領導、同仁的大力支持；室內樣品測試得到了國家地質實驗測試中心馬天芳、李松老師和成都地質調查中心徐金沙、程萬華等老師的熱心幫助；另外，特別感謝兩位審稿人對本文提出的真知灼見，在此表示由衷感謝！