吉林省蛟河市新安屯銅鉬礦礦石礦物特征及成礦階段劃分

高 英，張?，?，徐海軍，孫 銳，李建華

吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所,吉林 長春 130022

0 引言

新安屯銅鉬礦位于小興安嶺—張廣才嶺俯沖型巖漿巖帶，蛟河斷陷盆地亞帶內(nèi)，福安堡—馬鹿溝多金屬成礦帶南部，成礦地質(zhì)條件及成礦地質(zhì)背景較好(1)周曉東，等.吉林省蛟河市新安屯銅鉬礦勘探報告[R]. 2018.。該礦床是近年來探明的一處小型銅鉬礦床，開啟了該區(qū)找礦工作的突破口。本文以礦區(qū)中地表露頭、探槽、坑道及鉆孔中的礦石礦物為研究對象，重點對礦石類型、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、主要礦石礦物特征及成礦期次進(jìn)行研究，為礦床類型的確定及將來找礦工作提供信息。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬東北疊加造山-裂谷系(Ⅰ)，小興安嶺—張廣才嶺疊加巖漿弧(Ⅱ)，張廣才嶺—哈達(dá)嶺火山盆地區(qū)(Ⅲ)，南樓山—遼源火山盆地群(Ⅳ)。

敦化—密山深大斷裂在礦區(qū)南東部通過，區(qū)內(nèi)4條斷裂構(gòu)造受敦化—密山斷裂帶影響，均為北北東向平行展布。斷裂帶為富含Cu、Mo的含礦熱液運移提供了較好的構(gòu)造通道，含礦熱液在構(gòu)造破碎帶及其他有利地段發(fā)生交代充填作用，并在構(gòu)造復(fù)合地段沉積富集，從而形成該礦床。

圖1 新安屯礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch of Xin’antun mining area

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層不發(fā)育，主要為第四系上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)沉積物，沿溝谷出露，分布在區(qū)內(nèi)東南部及西北部，主要為現(xiàn)代沖溝形成的沖積砂、礫石、坡積物及黏土等。

1.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，以大面積呈巖基狀產(chǎn)出的似斑狀花崗閃長巖(J1γδ)為主，次為呈巖株狀出露的二長花崗巖(J1ηγ)。似斑狀花崗閃長巖(J1γδ)與礦化關(guān)系較為密切，該套侵入巖既是近礦圍巖，也是含礦熱液有益組分主要來源之一。

區(qū)內(nèi)脈巖較發(fā)育，所見脈巖主要為花崗斑巖脈、閃長玢巖脈和石英脈。其中石英脈與礦體關(guān)系十分密切，是主要含礦載體。石英脈呈灰黑色—灰白色，油脂光澤，致密塊狀構(gòu)造，局部較破碎，脈內(nèi)微裂隙發(fā)育。該石英脈所見蝕變類型主要為高嶺土化、鉀化、硅化、綠簾石化和綠泥石化；礦化類型主要為黃鐵礦化、黃銅礦化、輝鉬礦化。

1.3 構(gòu)造

該區(qū)構(gòu)造較為簡單，主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造，呈北北東向平行展布。

F1斷裂：走向20°～30°，傾向北西，沿北北東走向延至民主屯，長約20 km，力學(xué)性質(zhì)以壓性為主，為逆沖斷層。具左旋走滑特征，為敦—密斷裂西側(cè)平行次級斷裂，該斷裂控制區(qū)域礦產(chǎn)分布。

F2斷裂、F3斷裂、F4斷裂為F1斷裂的次一級斷裂，主要由含礦石英脈充填，斷裂呈舒緩波狀，蝕變礦化較發(fā)育，沿斷裂帶所見蝕變類型為：高嶺土化、鉀化、硅化、綠簾石化和綠泥石化；所見礦化類型為：黃鐵礦化、黃銅礦化和輝鉬礦化。該組構(gòu)造既是導(dǎo)礦構(gòu)造又是容礦構(gòu)造。

1.4 礦體特征

本礦床共圈定礦體17條，其中銅鉬礦體14條，鉬礦體3條。主礦體為Ⅰ號礦體、Ⅱ號礦體、Ⅲ號礦體，均為銅鉬礦體，呈北北東向帶狀展布，礦體間距一般為6～90 m。礦體形態(tài)在平面上呈舒緩波狀，在剖面上呈脈狀。

Ⅰ號礦體，賦存標(biāo)高436～55 m，埋藏深度29～395 m。礦體形態(tài)呈脈狀，走向28°，傾向298°，傾角43°～65°。走向延長812 m，傾斜最大延深318 m，最小延深199 m，平均257 m；礦體平均厚度0.82 m。礦體Cu平均品位1.08%，Mo平均品位0.46%。

Ⅱ號礦體，賦存標(biāo)高381～36 m，埋藏深度23～440 m。礦體形態(tài)呈脈狀，走向28°，傾向298°，傾角40°～56°。走向延長544 m，控制傾斜最大延深352 m，最小延深190 m，平均305 m；礦體平均厚度0.69 m；礦體Cu平均品位0.88%，Mo平均品位0.45%。

Ⅲ號礦體，賦存標(biāo)高431～10 m，埋藏深度53～432 m。礦體形態(tài)呈脈狀，走向28°，傾向298°，傾角47°。走向長826 m，傾斜最大延深329 m，最小延深91 m，平均312 m；礦體平均厚度0.90 m；礦體Cu平均品位0.43%，Mo平均品位0.32% 。

2 礦石的礦物特征

礦石中主要的礦石礦物為黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦及少量黝錫礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、黑鎢礦、自然鉍、方鉛礦、毒砂等。脈石礦物以石英、長石為主及少量絹云母、黑云母、綠泥石等。

2.1 主要礦石礦物特征

黃銅礦：礦石中較為常見，分布不均勻，他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.01～0.20 mm，呈銅黃色、弱非均質(zhì)性，易磨光、硬度中等。多以粒狀集合體或呈不規(guī)則粒狀、細(xì)脈狀分布于脈石礦物中，一般與黃鐵礦、輝鉬礦等相伴生。地表易氧化形成孔雀石化。

輝鉬礦: 在礦石中較常見，葉片狀或鱗片狀、團(tuán)塊狀，金屬光澤，鉛灰色，硬度為1～1.5，薄片易彎曲，具油膩感，粒度大小不等，一般與黃鐵礦、黃銅礦等礦物伴生，分布于石英脈中。地表氧化形成鉬華。

黃鐵礦：在礦石中較為常見，分布不均勻，多呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，也見自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度0.01～0.25 mm；在礦石中主要以兩種狀態(tài)分布，一是呈團(tuán)塊狀分布的黃鐵礦，該類黃鐵礦顆粒粗大密集分布于礦石中，顆粒表面裂隙發(fā)育，均具不同程度的碎裂或碎?；?，主要分布于脈石粒間；二是以脈狀、網(wǎng)脈狀分布的黃鐵礦，這類黃鐵礦多呈脈狀或網(wǎng)脈狀充填于脈石裂隙中。地表氧化形成褐鐵礦。

黝錫礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦、黑鎢礦、自然鉍、方鉛礦、毒砂等，在礦石中分布極少，總質(zhì)量分?jǐn)?shù)<1%。

2.2 主要脈石礦物特征

石英：是組成脈石礦物的主要礦物，石英在礦石中主要以脈狀分布，石英脈多為單一巖脈，以中寬以上的巖脈為主。石英脈內(nèi)部多裂隙發(fā)育，其裂隙中常見有輝鉬礦分布其中，黃銅礦主要分布于石英脈內(nèi)側(cè)邊部，石英脈是黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦富集的主要場所。

長石：是組成脈石礦物的主要礦物，斜長石呈半自形板狀，堿性長石呈不規(guī)則狀、粒狀。

絹云母：是本區(qū)分布最廣泛的蝕變礦物之一，與成礦有關(guān)的熱液期絹云母往往伴隨巖石碎裂，在碎裂的微裂隙和網(wǎng)紋狀微裂隙中進(jìn)行充填交代,多與石英和硫化物伴生。

綠泥石：是區(qū)內(nèi)廣泛分布的蝕變礦物，往往與絹云母伴生。其含量多于絹云母。

3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征

3.1 礦石結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)野外和鏡下觀察，共主要有以下幾種：

(1)他形不規(guī)則粒狀或他形粒狀結(jié)構(gòu)(圖2A、C、D)：為礦石的主要結(jié)構(gòu)類型，主要以黃銅礦、閃鋅礦、黝錫礦、自然鉍、方鉛礦等礦石礦物呈他形不規(guī)則粒狀或他形粒狀結(jié)構(gòu)。

(2)自形—半自形結(jié)構(gòu)(圖2A)：主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂呈自形—半自形結(jié)構(gòu)。

(3)片狀、板狀結(jié)構(gòu)：主要為輝鉬礦呈片狀、板狀結(jié)構(gòu)，集合體呈束狀或片狀集合體結(jié)構(gòu)。

(4)交代結(jié)構(gòu)(圖2B)：黃鐵礦被黃銅礦交代呈交代殘余結(jié)構(gòu)。

(5)固溶體分離結(jié)構(gòu)：閃鋅礦中黃銅礦呈乳滴狀的固溶體分離結(jié)構(gòu)。

(6)碎裂結(jié)構(gòu)：礦石中的黃鐵礦、毒砂等礦物受力破碎，裂紋發(fā)育，表現(xiàn)為大小不等的棱角狀、不規(guī)則狀礦物顆粒構(gòu)成碎裂結(jié)構(gòu)。

3.2 礦石構(gòu)造特征

礦石的構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

(1)浸染狀構(gòu)造：黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦等礦石礦物呈浸染狀不均勻分布于石英脈中，構(gòu)成浸染狀構(gòu)造。

(2)細(xì)脈狀構(gòu)造(圖2C)：黃銅礦、黃鐵礦等礦石礦物聚集成脈狀或沿石英脈裂隙充填構(gòu)成網(wǎng)脈狀及細(xì)脈狀構(gòu)造。

(3)團(tuán)塊狀構(gòu)造；黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦等礦石礦物呈致密團(tuán)塊狀集合體不均勻分布于石英脈碎裂空隙中。

(4)角礫狀構(gòu)造(圖2D)：黃銅礦、黃鐵礦等礦石礦物和熱液硅化形成的石英膠結(jié)脈石礦物角礫形成角礫狀構(gòu)造。

圖2 新安屯銅鉬礦床礦石礦物特征Fig.2 Ore mineral characteristics of Xin’antun copper-molybdenum depositA.他形粒狀集合體形態(tài)的的黃銅礦包裹細(xì)粒自形—半自形黃鐵礦25×；B.自形半自形粒狀的黃鐵礦被黃銅礦交代25×；C.他形不規(guī)則粒狀黃銅礦集合體呈脈狀分布50×；D.顆粒細(xì)小的他形不規(guī)則粒狀黃銅礦作為膠結(jié)物膠結(jié)脈石礦物角礫25×。(Sp:閃鋅礦；Ccp：黃銅礦；Po：磁黃鐵礦；Py：黃鐵礦)

4 成礦期次及成礦階段的劃分

按照地質(zhì)特征、礦石礦物共生組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變特征及相互關(guān)系，把成礦過程劃分為三期、四個階段(表1)。一期，高—中溫?zé)嵋撼傻V期(Ⅰ、Ⅱ階段)；二期，中—低溫?zé)嵋撼傻V期(Ⅲ階段)；三期，表生期(Ⅳ階段)。其中高—中溫?zé)嵋撼傻V期為主要成礦時期。

4.1 高—中溫?zé)嵋撼傻V期

第Ⅰ階段：石英-黃鐵礦-輝鉬礦階段

含礦熱液沿著斷裂帶上侵，上侵過程伴隨著圍巖的活化和交代作用，使含礦熱液更加富集。銅鉬等成礦物質(zhì)在構(gòu)造復(fù)合部位聚集成礦，該期巖漿溫度較高造成圍巖鉀化，形成石英脈主體，伴隨有少量含高溫礦物(黃鐵礦、黑鎢礦、黝錫礦、自然鉍)的熱液進(jìn)入斷裂構(gòu)造中成礦，該階段為鉬礦化期。

第Ⅱ階段：石英-黃鐵礦-黃銅礦-輝鉬礦階段

隨著含礦熱液上侵，溫度、壓力逐漸下降,揮發(fā)分大量溢出，富含銅鉬的有用組分逐漸富集，當(dāng)達(dá)到卸載臨界點時，在適宜卸載的空間逐漸析出黃銅礦、輝鉬礦，該階段為銅、鉬共生礦化期，為主成礦期間。

4.2 中—低溫?zé)嵋撼傻V期

第Ⅲ階段：石英-黃鐵礦-黃銅礦-輝鉬礦-閃鋅礦-方鉛礦階段

隨著溫度、壓力繼續(xù)降低，含礦熱液中的銅、鉛、鋅等低溫元素相繼富集，當(dāng)含礦熱液濃度達(dá)到卸載臨界點時，銅、鉛、鋅元素逐漸富集，并在有利于卸載的空間逐漸析出黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、閃鋅礦、方鉛礦等礦石礦物。該階段為銅礦化較強期。

4.3 表生期

Ⅳ階段：氧化淋漓階段

熱液停止上侵，隨著溫度、壓力降低，礦液內(nèi)有用、有害組分已基本耗盡，早期在地表所形成的黃鐵礦和輝鉬礦被氧化，形成褐鐵礦和鉬華。

表1 新安屯銅鉬礦床礦物生成順序圖表Table 1 Mineral formation sequence chart of Xin’antun copper-molybdenum deposit

5 結(jié)論

(1)礦石自然類型為石英脈型銅鉬礦石。銅、鉬與黃鐵礦密切共生，形成浸染狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀及角礫狀礦石。

(2)按照地質(zhì)特征、礦石礦物共生組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變特征及相互關(guān)系，把成礦過程劃分為三期，即高—中溫?zé)嵋撼傻V期、中—低溫?zé)嵋撼傻V期和表生期。其中高—中溫?zé)嵋撼傻V期第二階段為主要成礦期，即石英-黃鐵礦-黃銅礦-輝鉬礦階段，該階段為銅鉬共生礦化期。

(3)該礦床成礦階段劃分依據(jù)充分，成礦期次完整，結(jié)合其它地質(zhì)礦產(chǎn)特征，推測其礦床類型為斷裂構(gòu)造控制的巖漿熱液型銅鉬礦床。