南京大学地科院-成岩成矿矿物学-第十一讲 花岗岩中副矿物的研究

Ta/(Nb+Ta)
1.00
重铌铁矿
不混溶区
钽铁矿
0.50
铌铁矿
钽锰矿 铌锰矿
0.00
0.00
0.50
1.00
Mn/(Fe+Mn)
三、副矿物的热液再平衡作用
碱性花岗岩中的原生锆石在富流 体环境中会发生原地溶解而形成 次生热液锆石 (Zr,Th)SiO4 → ZrSiO4 + ThSiO4
细脉状的边缘是流 体参与的典型特征
Qtz Kf
白钨矿 Ab
Ab Kf
Ab 白钨矿
位于在造岩矿物晶间，与造岩矿物接触界限平直， 且造岩矿物没有明显的蚀变
Ab
Ab
黑钨矿
黑钨矿
Kf
Kf
与副矿物紧密共生
黑钨矿
锰铝榴石
Ab
Qtz
Kf 白钨矿 Mus
褐钇铌矿
（四）彭公庙加里东期花岗岩中岩浆白 钨矿的发现
徐克勤等（1963）：
华南加里东期花岗岩与钨、锡、稀 有金属矿床的形成无关，在已证实 的加里东期花岗岩岩体本身及其外 围均无钨锡矿的存在。
如：氧化物（磁铁矿、钛铁矿、金红石、晶质铀矿等） 磷酸盐（磷灰石、独居石、磷钇矿等） 硅酸盐（锆石、钍石、褐帘石、榍石、石榴子石等） 氟化物（萤石）
一、花岗岩中副矿物的岩相学特征 二、花岗岩演化的副矿物标志 三、副矿物的热液再平衡作用 四、骑田岭含锡花岗岩成岩过程的副矿物记录
一、花岗岩中副矿物的岩相学特征
Ca[WO4]
（二）花岗岩中钨矿物的岩相学特征
钨矿物形成
四川平武雪宝顶 晶洞白钨矿
黑钨矿石英脉 夕卡岩型白钨矿 云英岩型黑钨矿、白钨矿 晶洞白钨矿
西华山花岗岩 热液白钨矿
矿物没有明显的蚀变
Kf Ab
黑钨矿
Ab Kf
Qtz 铌黑钨矿
包裹造岩矿物
成岩成矿矿物学
花岗岩中副矿物的研究： 成岩过程的微区记录
岩造石岩中矿物的与矿副物矿分物 类
1、造岩矿物 (rock-forming minerals)：组成岩石的 主要矿物
花岗岩中的造岩矿物： 石 英、长石、云母、角闪石……
2、副矿物 (accessory minerals)
副矿物的概念
占全岩含量 < 1%的矿物 包含了60％以上的高场强元素 主要为稀有、稀土矿物
岩浆早期结晶副矿物 副矿物一般结晶较早， 可包裹于其它矿物中
苏州花岗岩中锆石(Z)、铌铁矿(C)包 裹在黑云母(B)中。比例尺：10 m
副矿物相互之间甚至也可以 存在包裹关系
锆石 锡石
锡石
锆石
法国Beauvoir花岗岩中的副矿物
岩浆晚期结晶副矿物
副矿物以晶间矿物形式 存在，它形者居多
黑钨矿 白云母
萤石 钠长石
黑钨矿 钾长石
石英
二、花岗岩演化的副矿物标志
锆石中的Zr-Hf分馏 岩浆演化导致锆石
Hf
出现富铪边
青岛崂山A型花岗岩中的锆石
稀有金属花岗岩中锆石 的富铪边更明显
新疆阿尔泰三号伟 晶岩脉中的锆石
江西西华山花岗岩中的锆石
HfO2~9% HfO2=20%
HfO2~9%
HfO2 =35%
锆石的Zr/Hf分馏特征
Zr/Hf
200 150
花岗岩
100
法国Beauvoir花岗岩
50
稀有金属花岗岩/花岗伟晶岩
0
0
10
20
30
Hf (wt%)
含铌钽矿物中的Nb-Ta分馏 铌钽矿物随岩浆结晶会表现出越来越富钽、锰
铌铁矿 (Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6的环带构造：外部富钽
新疆阿尔泰三号伟晶岩脉中的铌铁矿
无论是铌铁矿族矿物， 还是含Nb-Ta矿物（如 锡石、金红石），都会 随着岩浆演化而逐渐富 Mn、富Ta。
Sn deposit W deposit
主体花岗岩： 中粗粒斑状黑云母花岗岩
细晶岩脉：穿插在主体花岗岩中
细晶岩脉中的白钨矿
风化的主体 花岗岩
新鲜主体花 岗岩
彭公庙岩体的锆石U-Pb定年
细晶岩
初步认识
（1）彭公庙岩体是多阶段岩浆侵入活动的产物； （2）细晶岩脉中发现的岩浆成因白钨矿说明，在彭 公庙岩体演化至晚期阶段出现了钨的高度富集； （3）南岭地区确实存在加里东期含钨花岗岩，这对 于深入研究前燕山期花岗岩的成矿潜力以及燕山期大 规模成矿作用具有较重要的指示意义。
西华山花岗岩中的原生钇萤石
钇萤石热液蚀变形成萤石和氟碳钇矿
Ca1-aYaF2+a + aCa2+ + 2CO32- = CaF2 + aYCa(CO3)2F
钇萤石
热液流体
萤石
氟碳钙钇矿
钇萤石 Y2O3=15 wt%
Fluorite
氟碳钙 钇矿
萤石
氟碳钙钇矿
副矿物的热液再平衡作用 在花岗质岩浆—热液体系 中并不罕见
绿柱石的热液蚀变 阿尔泰花岗伟晶岩
四、岩浆体系中含钨矿物的结晶问题： 含钨花岗岩研究的关键问题
含钨花岗岩的标型特征？ 含钨花岗岩的成矿能力？ 钨在花岗岩熔体/流体间的转换？
（一）常见钨矿物
氧化物： 黑钨矿 铌黑钨矿 含钨铌铁矿 含钨金红石 钨酸盐： 白钨矿
(Fe, Mn)WO4 (W, Nb, Ta, Fe, Mn)16O32 (Fe, Mn)(Nb, Ta, W)2O6 (Ti, W, Fe, Mn)2O4