吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (5): 1525-1548.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240056

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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1,黄颖兴1,刘云华1,王硕1,李志谦1,杨选江2,李伟良2   

  1. 1.长安大学地球科学与资源学院,西安 710054

    2.西北有色工程有限责任公司,西安710038

  • 出版日期:2025-09-26 发布日期:2025-11-15
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(41872219)


Rock Geochemistry of Granite Porphyry and Its Mineralization in Xingyuan Fluorite Deposit, Fengning, Hebei Province, China

Wang Qingxuan1, Huang Yingxing1, Liu Yunhua1, Wang Shuo1, Li Zhiqian1,Yang Xuanjiang2, Li Weiliang2   

  1. 1. School of Earth Sciences and Resource, Chang’an University, Xi’an 710054, China

    2. Northwest Nonferrous Engineering Co., Ltd., Xi’an 710038, China

  • Online:2025-09-26 Published:2025-11-15
  • Supported by:
    Supported by the National Natural Science Foundation of China (41872219)

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。

关键词: 矿床成因, 花岗斑岩, 成矿时代, 地球化学, Sr-Nd同位素, 丰宁兴源萤石矿床

Abstract:

The Fengning Xingyuan superlarge fluorite deposit in Hebei Province is located in the western section of the north Hebei-west Liaoning fluorite metallogenic belt. While previous studies have established fundamental geological characteristics of the deposit, but the formation age, metallogenic dynamics background, material sources and genetic classification of the deposit are still unclear. This study integrates zircon U-Pb dating, rock geochemical analysis and Sr-Nd isotope studies of the mineralised granite porphyry, building upon comprehensive field investigations. The results show that fluorite mineralization occurs within granite porphyry veins and their hanging wall/footwall of fracture zones, exhibiting vein, reticulate-vein, breccia, and banded structures, and accompanied by pervasive silicification and sericitization of surrounding rocks. Zircon U-Pb dating yields an Early Cretaceous age ((137.9±3.4) Ma) for the granite porphyry, which displays distinctive geochemical features of high silica (w(Si2O)=72.48%-75.70%), high alkalinity (w(Na2O+K2O)=5.28%-10.23%), calcium-poor (w(CaO)=0.35%-2.52%), magnesium (w(MgO)=0.10%-1.47%), belonging to the peraluminous, calcium alkali-potassium basalt series. The trace element spider diagrams show enrichment in Rb, Th and Zr but depletion in Sr, Ba, Nb and Ta, and the relative enrichment of light rare earth elements and the strong Eu-negative anomalies, toghther indicating A-type granite characteristics. Integrated with regional tectonic evolution, these features suggest the granite formed during large-scale extension and thinning of the North China craton. The Sr-Nd isotopes show that the granite porphyry likely originated through partial melting of crustal source materials. The geological and geochemical characteristics of the deposit suggest that the Ca in the mineralizing fluids originates from the hydro-rock interaction between the hydrothermal fluid and the volcanic host rocks/Ca-rich strata, while the F derives principally from the magma, and the deposit constitutes a medium-low-temperature magmatic-hydrothermal fluorite deposit genetically related to the granite porphyry.

Key words: deposit genesis, granite porphyry, age of mineralisation, geochemistry, Sr-Nd isotopes, Xingyuan fluorite deposit, Fengning

中图分类号: 

  • P619.21
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