脉石矿物方解石的REE地球化学特征

1.样品特点与分析方法

方解石作为矿体中主要的脉石矿物，呈团块状或脉状广泛分布于不同产出类型的矿体和矿石中（图4-14）。本次测试样品全部采自长坡-铜坑矿床的井下不同类型矿体和矿石中。样品编号和采样位置见表4-9。为了便于分析、对比，同时测定了拉么矽卡岩型锌（铜）矿的脉石矿物方解石和笼箱盖花岗岩及斑状花岗岩的稀土元素组成。

所有的样品均是经过手工破碎、淘洗、晾干后，在实体显微镜下挑选出来，其稀土元素分析采用电感耦合等离子质谱（ICP-MS），Ca化学分析是采用ICP-AES，均由中国地质科学院国家地质测试中心完成，分析误差小于5%。

2.方解石的REE含量和配分模式

方解石稀土元素含量和特征见表4-10，利用球粒陨石REE含量（Taylor等，1985）进行了标准化，得到不同产状矿体中方解石稀土元素配分模式（图4-15），由表4-10和图4-15可以看出以下特征：

表4-9 长坡-铜坑矿脉石矿物方解石样品特点

*引自王登红（2005a）。

图4-14 铜坑不同产状矿体中的方解石

1）脉状矿体中，产于不同岩性层间滑脱面上的层面脉状方解石（图4-15A），其稀土元素含量及其参数变化较大，ΣREE为（5.08～342）×10-6，LREE/HREE为1.36～8.11，LaN/YbN为1.15～12.73。稀土配分曲线表现为3种形式：一是稀土总量含量较高，ΣREE为（216.4～342）×10-6，轻、重稀土分馏不明显，LREE/HREE为1.36～1.96，LaN/YbN＝1.15～2.4，中等铕负异常，δEu为0.53～0.86，铈异常极微弱，δCe为0.93～0.95（如TK455-3，TK455-8），具有轻稀土略富集右倾的稀土配分模式；二是稀土总量较低，ΣREE为（5.08～16.13）×10-6，轻、重稀土分馏不明显，LREE/HREE为1.36～1.96，LaN/YbN为1.15～2.4，无到弱的铕正异常，δEu为1.03～1.11，δCe为0.83～0.74，为相对平坦型的稀土配分模式，该类方解石含矿性较差（如TK455-17，TK405-5-1），三是富集轻稀土、显著正铕异常和弱铈异常的右倾稀土配分模式，其ΣREE为（35.5～93.14）×10-6，LREE/HREE为7.07～8.11，LaN/YbN为12.73～13.26，δEu为2.6～4.44，δCe为0.64～0.75（如TK455-13，TK483-3）。

2）矿区广泛分布的含矿裂隙脉中（包括大脉状、细脉状）方解石，其稀土配分型式也同样具有3种型式（图4-15B）：一是具有较高的稀土总量（TK455-10，TK455-27），ΣREE为（229～844.32）×10-6，轻、重稀土分馏明显，轻稀土富集，LREE/HREE为4.7～13.22，LaN/YbN为5.43～9.51，中等的铕负异常和无到弱铈异常，δEu为0.77～0.39，δCe为0.91～1.01；二是稀土总量较低，ΣREE为11.4×10-6，无或极弱的铕和铈异常，δEu为1.06和δCe为0.8，轻重稀土分馏不明显，LREE/HREE为1.48，LaN/YbN为1.13，为相对平坦型稀土配分曲线（TK455-11）；三是产于辉锑锡铅矿-方解石大脉带中的方解石（样品505-201（2），201-8），具有较高的稀土总量，ΣREE为（553.3～667.6）×10-6，LREE/HREE为9.76～25.21，LaN/YbN为29.95～125.4，轻稀土强烈富集，δEu为0.96～3.51，δCe为0.72～0.84，稀土配分曲线为轻稀土富集型右倾配分模式，具有从无至显著的铕正异常和微弱的铈负异常。

表4-10 大厂方解石的稀土元素含量（wB）及相关参数

注：样品采样位置同表4-9。①见王登红（2005），②引自秦德先等（2002）。

图4-15 大厂不同产状方解石的稀土元素配分模式

3）充填于大厂断裂190号矿体中的方解石（图4-15C），稀土总量差别较大，较晚形成的粉红色块状方解石（TK355-4）中ΣREE为112.5×10-6，高于早期白色方解石（TK405-18）的ΣREE（29.3×10-6），但它们的稀土配分模式一致，LREE/HREE为1.55～1.6，LaN/YbN为1.45～1.54；δEu为0.73～0.88，δCe为0.78～0.77，稀土配分曲线为相对平坦型，具弱铕负异常、铈负异常。该模式与拉么矽卡岩型锌铜矿石中的方解石（ΣREE为9.9×10-6，LREE/HREE为0.99，LaN/YbN为0.73；δEu为0.76，δCe为0.75）相似（图4-15G），但稀土总量较高。

4）91号和92号主矿体中的方解石（图4-15D），表现为较高的稀土总量，ΣREE为（683.9～808.3）×10-6，显示明显的轻稀土富集（LaN/YbN为4.45～7.24），强烈的铕亏损（δEu为0.35～0.39），无铈异常（δCe为0.95～1.05），稀土配分曲线模式与笼箱盖花岗岩和蚀变的赋矿地层以及裂隙脉中的455-10相似；而硅质岩的钙质结核中方解石显示出相反的稀土配分模式，ΣREE为95.71×10-6，LREE/HREE为3.16，LaN/YbN为3.68，即轻稀土富集，具有铕正异常（δEu为1.45）、铈负异常（δCe为0.66）的右倾型稀土配分模式，这种配分型式与层面脉中TK455-13和TK483-3以及含矿裂隙脉中505-202（2）以及礁灰岩100号矿体中方解石脉的配分模式相似。

5）产于礁灰岩中的100号矿体是大厂矿区主要的富矿体之一，矿石中两种不同产状的方解石显示不同的稀土配分特征（图4-15E）。块状矿石中的方解石稀土总量ΣREE为25.89×10-6，LREE/HREE为0.91，LaN/YbN为0.42，δEu为1.02，δCe为0.53，显示为重稀土弱富集、无铕异常和中等铈负异常的稀土配分模式；而呈脉状产出的方解石稀土总量低，ΣREE为6.2×10-6，LREE/HREE为8.39，LaN/YbN为18.16，δEu为2.35，δCe为0.86，为轻稀土强烈富集、具有显著正铕异常、弱的负铈异常的稀土配分模式。

对比不同产状矿体中方解石的稀土配分模式（图4-15G）可以看出，方解石ΣREE从矿床下部矽卡岩型锌（铜）矿→100号锡多金属矿体→F1断裂中190号矿体→91号、92号矿体依次增大。稀土元素配分曲线模式也显示出有规律性的变化：矽卡岩锌（铜）矿体、100号锡多金属矿体及充填交代于F1断裂中的190号矿体中方解石稀土配分曲线相似，为具有明显的铈负异常、微弱铕异常的相对平坦型；91号和92号矿体方解石的ΣREE较高，配分曲线与笼箱盖花岗岩及蚀变的赋矿围岩（图4-15F）相似，表现为轻稀土富集的右倾V型模式，具有显著的铕负异常，无到弱的铈异常；而呈脉状产出的方解石的稀土配分曲线为轻稀土富集型，具有明显的铕正异常和铈负异常。

脉石矿物一般是非金属矿物，如方解石等，也可能是某些金属矿物，如铜矿石中的黄铁矿。

最常见的脉石为矿石的原岩的成份，还有后期蚀变充填的石英、碳酸岩脉等矿物。