河北丰宁兴源萤石矿床花岗斑岩岩石地球化学特征及其成矿作用

王清璇; 黄颖兴; 刘云华; 王硕; 李志谦; 杨选江; 李伟良

doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20240056

吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (05) : 1525 -1548. DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240056

河北丰宁兴源萤石矿床花岗斑岩岩石地球化学特征及其成矿作用

王清璇, 黄颖兴, 刘云华, 王硕, 李志谦, 杨选江, 李伟良

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摘要

河北丰宁兴源超大型萤石矿床位于冀北—辽西萤石成矿带西段，前人对该矿床的基础地质特征开展了一定程度的研究，但该矿床的形成时代、成矿动力学背景和物质来源等问题仍不清楚，矿床成因类型也亟待查明。本文在详尽的野外调研基础上，开展了成矿花岗斑岩锆石U-Pb测年、岩石地球化学测试和Sr-Nd同位素研究。结果表明：萤石矿体产于花岗斑岩脉内部及岩脉上下盘断裂破碎带中，矿石以脉状、网脉状、角砾状、条带状构造为主，围岩发育硅化、绢云母化等蚀变；花岗斑岩锆石U-Pb年龄为（137.9±3.4）Ma,形成于早白垩世，高硅(w（Si₂O）=72.48%～75.70%)、高碱(w（Na₂O+K₂O）=5.28%～10.23%)、贫钙(w（CaO）=0.35%～2.52%)、贫镁(w（MgO）=0.10%～1.47%),属于过铝质、钙碱性-钾玄岩系列；微量元素蛛网图中显示其相对富集Rb、Th、Zr,亏损Sr、Ba、Nb和Ta,轻稀土元素相对富集，以及强烈的Eu负异常特征，显示其具有A型花岗岩的地球化学特征。结合成岩时代及区域地质背景，本文认为其为华北克拉通北缘及相邻地区的大规模伸展减薄背景下的产物，Sr-Nd同位素显示花岗斑岩应为壳源物质部分熔融演化而来。综合矿床地质及地球化学特征认为，该矿床成矿流体中的Ca应来自流体与火山围岩发生的水岩反应，以及富Ca地层，而F主要来源于岩浆，矿床成因类型为与花岗斑岩有关的中低温岩浆热液型萤石矿床。