滇西北衙铁金多金属矿床的成矿作用过程<br/>——来自菱铁矿元素地球化学特征的约束

滇西北衙铁金多金属矿床的成矿作用过程
——来自菱铁矿元素地球化学特征的约束

2019-08-01牛浩斌宁括步孙建成

岩石矿物学杂志 2019年4期

牛浩斌，丁俊，李俊，宁括步，王鹏，任飞，孙建成

(1.中国地质调查局成都地质调查中心，四川成都 610081； 2. 中国科学院大学，北京 100039； 3. 中国科学院广州地球化学研究所，广东广州 510640)

野外调查发现，北衙矿床矿石中存在大量与磁铁矿及黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等紧密共生的菱铁矿集合体。菱铁矿和磁铁矿分别作为还原与氧化环境的端员指示矿物，可以反映成矿流体的氧化还原环境的变化，而成为深入揭示成矿过程的理想对象。因此，本文利用矿物化学示踪手段，深入查明了菱铁矿与磁铁矿及一系列金属硫化物之间的共(伴)生关系，并与早期的磁铁矿对比，进而探讨其成矿过程中金属沉淀机制。

1 地质概况

北衙矿床是西南“三江”褶皱带江达-鹤庆-大理含矿富碱斑岩带的代表性矿床之一，位于扬子陆块丽江-盐源台缘坳陷内(图1，李文昌等, 2001; 潘桂棠等, 2003; 侯增谦等, 2004)。

区内出露地层主要为一套平行不整合于晚二叠世峨眉山玄武岩(P3e)之上的三叠纪地层，包括中窝组(T3z)、北衙组(T2b)碳酸盐岩及松桂组(T3sg)、青天堡组(T1q)碎屑岩，其上覆有宝相寺组(E2b)磨拉石与三营组(N2s)河湖相含砂砾粘土、砂砾岩以及更新世残坡积相灰质角砾岩(Q1-2p)。其中，北衙组及其与青天堡组分界处为主要的蚀变和容矿地层；在三营组河湖相沉积局部地段，尚发育残坡积型铁金矿体(和中华等, 2013)。

图 1 区域地质及北衙金多金属矿床地质简图[据潘桂棠等(2003)、云南黄金矿业集团股份有限公司(2014)云南黄金矿业集团股份有限公司. 2014. 云南省鹤庆县北衙铁金矿资源储量核实报告(五期)(内部资料).、成都地质调查中心(2015)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).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云南黄金矿业集团股份有限公司. 2014. 云南省鹤庆县北衙铁金矿资源储量核实报告(五期)(内部资料). and Chengdu Center of Geological Survey, 2015成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).)Ⅰ—扬子陆块； Ⅱ—德格-中咱陆块； Ⅲ—芒康-思茅陆块； 1—全新世冲洪积相含砂砾粘土； 2—更新世残坡积相灰质角砾岩； 3—中、上新世河湖相含砂砾粘土、砂砾岩； 4—北衙组四段； 5—北衙组三段； 6—北衙组二段； 7—北衙组一段； 8—青天堡组； 9—峨眉山玄武岩； 10—二长花岗斑岩； 11—黑云母二长花岗斑岩； 12—煌斑岩； 13—产状； 14—角度不整合界线； 15—实测及推测界线； 16—实测及推测断层； 17—隐伏基底断裂大致位置； 18—KT52矿体； 19—样品位置/钻孔位置和样品编号：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

构造以SN向为主，自东而西可划分为松桂-北衙复式向斜、向东陡倾的马鞍山断裂带和向西缓倾的逆冲褶皱带(成都地质调查中心，2015)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).。其中，马鞍山断裂带自南向北控制了焦石硐、红泥塘、万硐山、狮子山、铺台山等富碱斑岩体(脉)的纵向产出。物探数据表明，区内存在两条近EW向隐伏断裂，影响了白沙井、红泥塘、马头湾、干海子、南大坪等与成矿相关的富碱斑岩体(脉)横向产出(蔡新平等, 1991a; 葛良胜等, 1999)。北衙矿床即位于东部松桂-北衙复式向斜南部翘起端的北衙向斜核部及其两翼，分布在EW向隐伏断裂与SN向弧形展布的马鞍山次级断裂交汇处的万硐山、红泥塘一带(图1)。其中，SN向断裂具多期次压扭性活动特征，局部发育铁金角砾岩型矿体，围岩裂隙内充填磁(-赤)铁矿脉。在红泥塘矿段，还发育有岩浆胶结玄武岩、砂岩、灰岩等角砾岩块组成的隐爆角砾岩。

富碱斑岩体具有多期次、多阶段侵入特征，沿SN向断裂侵位，局部顺近EW向、NE-SW向破矿断裂成组穿插有煌斑岩、黑云正长斑岩脉等(成都地质调查中心，2015)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).。其中，万硐山矿段最为典型，富碱斑岩可划分为两个阶段，表现为晚阶段的灰白色二长花岗斑岩(存在细粒、细脉浸染状硫化物矿化)呈火焰状穿插于早阶段的黄褐色二长花岗斑岩内(存在粒状、脉状褐铁矿及磁铁矿化)。矿区深部钻孔揭露及外围也见含角闪石二长花岗斑岩(脉)体，具斑状结构，存在较多(1%～2%)的角闪石及云母斑晶，呈团状、囊状包裹于二长花岗斑岩内(如干海子岩体)，或从外向内，由含角闪石二长花岗斑岩逐渐过渡为二长花岗斑岩(如铺台山岩体)(成都地质调查中心，2015)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).，也表现出多阶段侵入特征。

2 蚀变与矿化特征

区内原生矿化及其相关蚀变总体围绕万硐山、红泥塘斑岩边部陡缓过渡处和围岩裂隙、层间破碎带内发育，主要产于北衙组中下部(T2b1+2)的瘤状、豹斑状灰岩和泥质灰岩及北衙组上部(T2b3+4)的砂屑白云岩、微晶灰岩内及其与青天堡组(T1q)砂岩夹泥岩的岩性界面处。由岩体接触带向外，总体具有斑岩-矿体-蚀变-围岩的分带特征(牛浩斌等， 2015)，主要为近端的铁金矿化体，向外逐渐过渡为硅灰石、石榴子石矽卡岩，远端则为沿断裂带及两侧围岩发育的大量金属硫化物矿化(体)及面型硅化、碳酸盐化(图2)。

原生铁金矿化(体)可分为3类：脉(囊)状充填型、条带(透镜、团块)状交代型或矽卡岩型以及热液角砾岩型(图3a)。主要矿(化)体在平面上呈南北向展布，剖面上受岩体两侧不同岩性段的层间滑脱带控制，总体产在F1、F2、F3顺层滑脱破碎带内，呈似层状、透镜状，具膨缩、分枝、尖灭特征，厚约0～70 m不等，S-N向延伸超过3 km，走向长度明显大于倾向长度(图2)。由主斑岩体近端至远端，其矿物组合存在①磁铁矿+褐铁矿+金(Mag+Lm+Au)带、②磁铁矿+褐铁矿+金+黄铁矿+菱铁矿+方铅矿+黄铜矿(Mag+Lm+Au+Py+Sd+Gn+Ccp)带、③金+黄铁矿+菱铁矿+方铅矿(Au+Py+Sd+Gn)带、④菱铁矿+方铅矿(Sd+Gn)带等高温向低温矿物渐变分带性(图2)。其中，菱铁矿化主要以菱铁矿与方铅矿等其他金属硫化物共生的形式在③和④带内产出，②带内局部以菱铁矿、穆磁铁矿矿物共生形式产出，并与黄铁矿、黄铜矿共(伴)生，但规模极为有限。宏观上，菱铁矿化由岩体向外依次有穆磁铁矿-菱铁矿组合(Sd1)、(含)黄铁黄铜矿-穆磁铁矿-菱铁矿组合(Sd2)及方铅矿-菱铁矿组合(Sd3)3种类型，也表现出规律性的矿物(组合)分带特征。

主要矿体中矿物(组合)共(伴)生及其脉体穿插关系(图3)显示，菱铁矿及金属硫化物矿化明显晚于磁铁矿矿化，硅化、碳酸盐化晚于矽卡岩化。总体上，可划分为两个蚀変-矿化阶段：Ⅰ阶段，矽卡岩化及磁铁矿化、磁铁矿-赤铁矿化阶段，呈团状、条带状产于斑岩、围岩接触带附近；Ⅱ阶段，硅化、钾化、碳酸盐及金属硫化物矿化阶段，多呈脉状、囊状产于斑岩、围岩、铁矿体内以及层间破碎带及溶蚀坑洞内，并在斑岩接触的矽卡岩边部形成热烘烤边、密集石英细脉、菱铁矿及黄铁矿等金属硫化物矿化现象(牛浩斌等， 2015)。根据扫描电镜分析结果结合前人对金的赋存状态研究(云南黄金矿业集团股份有限公司，2011)云南黄金矿业集团股份有限公司. 2011. 北衙铁金矿区详查报告(内部资料).，金以粒间、裂隙自然金形式赋存于黄铁矿等主要载金矿物之中，整体黄铁矿整体呈脉状、囊状集合体富集于Ⅰ阶段磁-赤铁矿体及围岩内裂隙、孔洞内(牛浩斌等， 2015)，均与菱铁矿同属Ⅱ阶段矿化产物，并与黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等关系密切。因此，本文选取菱铁矿为对象进行系统的矿物化学研究，可有效示踪成矿作用过程，有利于查明金的沉淀机制。

图 3 北衙铁金多金属矿床菱铁矿矿化特征Fig. 3 Mineral alteration and siderite characteristics of the Beiya Fe-Au-polymetallic deposita—Ⅱ阶段菱铁矿沿磁铁矿角砾间隙充填胶结(采自56ZK7-1钻孔356 m)； b—菱铁矿与保留赤铁矿假像的针状、长柱状穆磁铁矿(Ⅱ阶段早期)共生，其解理内具赤铁矿残留(采自56ZK34钻孔207 m，反射光)； c—Ⅱ阶段片状菱铁矿自形晶与方铅矿、(磁)黄铁矿、黄铜矿等共生(采自72ZK17钻孔148 m)； d—Ⅱ阶段的菱铁矿与方铅矿、(磁)黄铁矿、黄铜矿等共生(采自68ZK30钻孔440.50 m)； e—Ⅱ阶段的菱铁矿与方铅矿等金属硫化矿物共生(采自34ZK4钻孔179 m，反射光)； f—Ⅱ阶段含稠密团斑状方铅矿的菱铁矿脉(采自55ZK19钻孔217.5m，55ZK19钻孔310 m，透射光); Mag—磁铁矿； Mgh—磁-赤铁矿； Lm—褐铁矿； Gn—方铅矿； Sp—闪锌矿； Ccp—黄铜矿； Py—黄铁矿； Po—磁黄铁矿； Ccl—硅孔雀石； Grt—石榴子石； Ep—绿帘石； Chl—绿泥石； Qtz—石英； Sd—菱铁矿； ηγπ1—Ⅰ阶段二长花岗斑岩； ηγπ2—Ⅱ阶段二长花岗斑岩； KT—矿体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 菱铁矿矿物学特征

3种类型的菱铁矿分别具有以下的矿物学特征。

(1) 穆磁铁矿-菱铁矿共生类型(Sd1型)：主要表现为乳白色、米黄色的粒状、自形片状菱铁矿集合体与长柱状、针状穆磁铁矿自形晶集合体紧密共生。其中，穆磁铁矿主要呈钢灰色、灰黑色，长柱状、针状、粒状，自形-半自形晶，不规则条带状、团状产出，晶径一般为1～3 mm，含量多>60%，常先于菱铁矿结晶沉淀；菱铁矿一般以晶簇状、粒状集合体等充填于穆磁铁矿集合体间隙内(图3b)。

(2) (含)黄铁黄铜矿-穆磁铁矿-菱铁矿共生类型(Sd2型)：与穆磁铁矿-菱铁矿共生类型特征一致，仅零星伴生有(磁)黄铁矿、黄铜矿等，自形-半自形晶，多呈浸染状、团斑状产出(图3b)。

(3) 方铅矿-菱铁矿共生类型(Sd3型)：菱铁矿与方铅矿关系密切，常充填于方铅矿晶体边缘或间隙，呈条带状、不规则透镜状、脉状及团状产出(图3f)；其中，菱铁矿主要呈乳白色、米黄色的片状、粒状集合体产出，具不规则粒状(粒径0.006～0.03 mm)(云南黄金矿业集团股份有限公司，2011)云南黄金矿业集团股份有限公司. 2011. 北衙铁金矿区详查报告(内部资料).、自形片状(大小约为3～5 mm)晶形(图3f)，并发育晶洞、晶簇，含量一般在60%～70%之间；方铅矿一般为钢灰色，呈脉状、条带状及团状产出(图3f)，含量约30%～40%。另外，菱铁矿集合体内常发育浸染状、团斑状的黄铁矿、黄铜矿、毒砂等，多为自形-半自形晶，菱铁矿则呈块状或不规则粒状集合体分布在这些硫化物的边部(图3c～3f)。

4 样品采集与测试结果

4.1 样品采集

本次采集了14件菱铁矿样品，包括13件钻孔岩芯样及1件地表露头样，分属万硐山、桅杆坡、锅盖山等矿段。对于所采集样品，均分离挑选高纯度的菱铁矿单矿物，采用ICP-MS法对菱铁矿进行了单矿物的稀土和微量元素含量化学分析。其中，菱铁矿单矿物分选工作在河北省廊坊区域地质矿产调查研究所实验室完成，用常规方法将岩石样品粉碎至300 μm左右，经淘洗、重选富集，再经磁选和密度分选后，在双目镜下进一步分离和挑选菱铁矿单矿物，纯度达到98%以上。菱铁矿单矿物ICP-MS测试在国家地质实验测试中心完成，分析精度达10-6。同时，对5件样品中的菱铁矿进行了电子探针测试，分析了52个测点的主要元素含量。电子探针测试(EMPA)在自然资源部西南矿产资源监督检测中心完成，所用的电子探针分析仪型号为GHIMADZU EMPA1600，分析精度达0.01%，加速电压15 kV，电流20 nA，束斑20 μm。由于Na、Si、Al、K、Ti、Cr含量多在检出限附近，误差较大，本次仅选取Mg、Ca、Mn、Fe含量进行分析讨论。

4.2 测试结果

主量元素组成电子探针分析结果显示，相对磁铁矿(成都地质调查中心，2015)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).，菱铁矿总体上具有贫Si、Ti、Al、Na、K，富Ca、Mg 、Mn特征(表1)。其中，菱铁矿矿物内SiO2含量0～0.09%，TiO2含量为0～0.02%，Al2O3含量为0～0.05%，较磁铁矿SiO2(0.19～4.85%)、TiO2(0.01%～0.74%)、Al2O3(0.05%～1.03%)含量平均低1个数量级；Na2O(菱铁矿： 0～0.15%；磁铁矿： 0～0.27%)、K2O(菱铁矿： 0～0.03%；磁铁矿： 0～0.11%)相对变化较小，但均接近检测限。从Sd1、Sd2到Sd3， MgO含量分别集中变化在1.54%～4.54%(平均2.83%)、2.94%～3.32%(平均3.04%)、1.01%～3.80%(平均2.51%)之间，CaO含量分别集中变化在0.41%～0.77%(平均0.65%)、1.10%～2.35%(平均1.80%)、1.72%～3.49%(平均2.54%)之间，MnO含量分别集中变化在4.33%～6.97%(平均5.16%)、7.38%～7.57%(平均7.51%)、6.31%～9.82%(平均8.05%)之间。除MgO含量略微降低外，CaO、MnO含量总体呈升高的趋势，并且整体比磁铁矿MgO(0～0.224%)、CaO(0～0.28%)、MnO(0～0.159%)含量平均高出1个数量级。

稀土元素组成上，Sd1型菱铁矿ΣREE值变化于5.93×10-6～6.4×10-6之间(表2)，LREE/HREE值为0.35～0.60，(La/Yb)N=0.20～0.28，具轻稀土元素亏损、重稀土元素富集、总体平缓略左倾的REE配分曲线(%)；δEu=1.17～1.22，δCe=0.92～0.98，显示弱Eu负异常，无明显Ce异常，(La/Sm)N=0.86～0.87，(Gd/Yb)N=0.41～0.56，(Y/Ho)N=22.9～25.0，轻稀土元素分馏程度较重稀土元素略强。Sd2型菱铁矿ΣREE值变化于24.50×10-6～61.88×10-6之间，LREE/HREE值为2.32～9.54，(La/Yb)N=2.10～12.11，略富集轻稀土元素、亏损重稀土元素、具平缓略右倾的REE配分曲线(图4)；δEu=0.55～0.93，δCe=0.98～0.99，存在弱Eu正异常，无明显Ce异常，(La/Sm)N=1.26～3.78，(Gd/Yb)N=1.83～2.12，(Y/Ho)N=21.2～24.1，轻、重稀土元素分馏程度总体相似。Sd3型菱铁矿ΣREE值为5.22×10-6～119.53×10-6，集中变化于14.38×10-6～31.90×10-6之间，LREE/HREE值为2.56～35.11，集中于5.22～20.75，(La/Yb)N值为2.40～89.78，集中在10.04～27.14之间，强烈富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，具明显右倾的REE配分曲线(图4)；δEu=1.26～86.10，δCe=0.68～0.99，总体存在强烈Eu正异常和弱Ce负异常，(La/Sm)N=1.38～10.41，(Gd/Yb)N=1.27～6.35，(Y/Ho)N=24.5～36.4(部分样品Ho低于检测限，Y/Ho或更大)，轻、重稀土元素分馏程度相似。

表 1 北衙铁金多金属矿床菱铁矿EMPA主量元素组成特征表wB/%Table 1 Major element composition of siderites by EMPA ( electron microprobe analysis ) in the Beiya Fe-Au-polymetallic deposit

注：相同样品分析编号者表示同一样品多点测试结果; “-”表示未检测或低于检测限值；其中，CO2未列于表中。

表 2 北衙铁金多金属矿床菱铁矿ICP-MS微量元素组成特征表 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”计算，“-”为未检测；标准化数据源自Bontony(1984)。

图 4 北衙铁金多金属矿床菱铁矿稀土元素标准化图解Fig. 4 Normalized REE patterns of siderite in the Beiya Fe-Au-polymetallic deposit标准化数据源于Boyton (1984)；富碱斑岩、磁铁矿配分型式引自成都地质调查中心(2015)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).，石英流体包裹体REE配分型式引自肖晓牛等(2011)Normalized data from Boynton(1984); REE patterns of the alkali-rich porphyries and magnetites after Chengdu Center of Geological Survey, 2015成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料)., REE patterns of the quartz fluid inclusions after Xiao Xiaoniu et al., 2011.

其他微量元素方面，菱铁矿较磁铁矿均值低1个数量级，强亏损Th、U、Zr、Hf、Nb、Ta等高场强元素(HFSE)与Rb、Ba等大离子亲石元素(LILE)，并亏损Cu、Ni、Cr、W、Ag、Ti、V等过渡元素，而Co、Sr、Sc、Zn等元素含量则保持相对稳定，整体上具有相似的趋势特征和配分型式(图5)。从Sd1、Sd2到Sd3，菱铁矿微量元素也存在规律性的变化(图5)： Sc含量从3.05×10-6～5.75×10-6渐降为0.18×10-6～2.85×10-6，Yb含量自0.72×10-6～0.98×10-6减少为0.06×10-6～0.53×10-6，而Ag含量则由0～0.025×10-6增加至0.26×10-6～1.55×10-6，Ti/V值从2.33～8.82变化至0.74～>238，Ni/Co值也由1.15～13.14变化至1.13～49.39，总体上反映Ti、Ni含量增高和V、Co含量减少的趋势特征。

5 讨论

5.1 菱铁矿的成因分析

图 5 北衙铁金多金属矿床菱铁矿微量元素标准化图解Fig. 5 Normalized trace elements patterns of siderite in the Beiya Fe-Cu polymetallic deposit标准化数据源自Wood等(1979); 磁铁矿数据引自成都地调中心(2015)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).normalized data from Wood et al., 1979; the data of magnetites after Chengdu Center of Geological Survey, 2015成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).

同样，从磁铁矿阶段，经Sd1、Sd2到Sd3，ΣREE值逐渐增大(磁铁矿ΣREE=2.81×10-6～13.92×10-6，成都地质调查中心， 2015成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).)，也显示成矿流体与围岩间的水岩反应在这一过程中扮演着重要的角色。3类菱铁矿的REE特征参数及配分型式存在规律性的变化，若将Sd1、Sd3作为两个组成端员，Sd2则具有过渡组成特点，说明各类型菱铁矿实为同一成矿体系矿质连续沉淀的结果，这可能也是菱铁矿微量元素具有相似的趋势特征的原因(图5)。而从Sd1、Sd2到Sd3，Ti、Ni含量增高和V、Co含量减少的趋势特征，显示早期热液交代成矿向晚期充填成矿方式转变过程中成分的变化，特别是Ag含量的增高，表明充填成矿方式可能更有利于矿质富集，并形成大规模的菱铁矿化。Ti与高场强元素(HFSE)Zr、Hf、Nb、Ta在各类型菱铁矿间变化较小(图6)，并呈一定函数关系(Nielsenetal., 1994; Nielsenetal., 2000)，指示不同类型菱铁矿尽管存在多阶段性的成矿过程，但同时也具有相同的物质来源和成因(Nadoll, 2009)。

5.2 成矿作用过程

5.2.1 成矿物质的示踪

图 6 北衙铁金多金属矿床菱铁矿主量、微量元素组成特征Fig. 6 Major and trace elements diagrams of siderite in the Beiya Fe-Au-polymetallic deposit

另外，稀土元素Y-Ho及高场强元素(HFSE)Zr-Hf、Nb-Ta存在相近离子半径和电价，在同一热液体系中具有比较稳定的Y/Ho、Zr/Hf、Nb/Ta值，当体系发生热液活动或水岩反应等变化时，上述元素会产生明显的分异，相应比值也会发生较大变化(Bauetal., 1995； Yaxleyetal., 1998)。Ⅱ阶段早中期的Sd1、Sd2菱铁矿的Y/Ho值总体变化较小(Y/Ho=21.2～25.0，表2)，仅Sd3菱铁矿的Y/Ho值变化较大(Y/Ho=24.5～36.4)，总体与Ⅰ阶段的磁铁矿(Y/Ho=22.3～28.8)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).、富碱斑岩(Y/Ho=24.4～31.3)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).较为一致，表明Ⅱ阶段晚期的成矿流体组成、性质虽发生了较大变化，甚至有外来流体加入，但不同类型菱铁矿与磁铁矿实为同一成矿流体分阶段演化的产物；同时，Ti/V、Ni/Co值及高场强元素(HFSE)Zr、Hf、Nb、Ta含量具有相似的变化，与I阶段磁铁矿(Ti/V=0.61～16.93，Ni/Co =1.05～245.3，Y/Ho=18.6～31.2)成都地质调查中心. 2015. 北衙地区三维地质调查成果报告(内部资料).基本保持一致。

5.2.2 流体性质的演变

综上，富碱斑岩结晶分异出的富铁质流体在纵向及横向上运移过程中，经历了高温、氧化向低温、还原性质的转变，并依次形成了岩体边部及围岩裂隙内的有限矽卡岩化、磁铁矿、磁-赤铁矿(Ⅰ阶段)和远离岩体的碳酸盐化、方铅矿、菱铁矿(Ⅱ阶段)，且以穆磁铁矿及黄铁黄铜矿等金属硫化物析出标志着成矿流体性质关键转变，同时金以黄铁矿为主要载金矿物发生沉淀富集；而菱铁矿化大范围发育，也暗示着成矿流体及金、银、铅等矿质规模巨大，显然具有重要的成矿、找矿意义。