金屬礦床礦相學(xué)特征及成因分析

張興 沙志軍

摘要：本文將舉例，有江西、內(nèi)蒙古、新疆為例認(rèn)證。 以礦物學(xué)理論為指導(dǎo)，分析了新疆哈密大紅山銅金多金屬礦床的礦物學(xué)特征，包括巖石組合、礦石物質(zhì)組成、礦石結(jié)構(gòu)和礦物序。 構(gòu)造條件初步分析表明，該礦床為斑巖型銅礦床。

關(guān)鍵詞：銅（金）多金屬礦床礦相學(xué)特征斑巖型銅.

引言

礦物學(xué)的任務(wù)是在礦相顯微鏡下研究礦石礦物的光學(xué)、物理和化學(xué)性質(zhì)、礦石的結(jié)構(gòu)和礦石在時(shí)空上的發(fā)育規(guī)律。 礦物學(xué)在礦床學(xué)科、資源勘探、選礦冶煉等學(xué)科發(fā)展中占有重要地位，因此地質(zhì)、礦冶等部門更加重視礦物相學(xué)科的發(fā)展。 本文介紹了新疆哈密市大紅山銅（金）多金屬礦床的礦物學(xué)特征，初步探討了該礦床的成因。

一、地質(zhì)背景

大紅山銅金多金屬礦床屬于成礦帶中北山鐵、銅、鎳、金、磷、釩、鈾、錳、鈷成礦帶東段。 位于紅六河大斷裂以南的北山古生代裂谷盆地，受紅六河斷裂控制。 礦區(qū)外圍地層主要由新古-古元古代天湖A群巖群、長城系白沙溝巖群、薊縣系平頭山組、第四系沖積及沖積沖積沉積物組成。新太古—古元古代天湖巖群A巖群分布于礦區(qū)西北部和紅流河大斷裂北側(cè)。 巖性主要有斜長片麻巖、石英片巖和斜長角閃巖片巖。 長城系白沙溝組主要出露于大紅山地區(qū)，分布于紅柳河大斷裂以南。 巖性以泥質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖和變質(zhì)砂巖為主，與薊縣系統(tǒng)平頭山組斷層接觸。 薊縣系統(tǒng)平頭山組分布于礦區(qū)東南部。 巖性較簡(jiǎn)單，以灰?guī)r為主，少量砂礫巖、長石石英砂巖。

二、礦相學(xué)特征

2.1 礦石物質(zhì)組成

通過詳細(xì)的野外觀察和室內(nèi)巖石礦石鑒定和礦石中選：硫化物為黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦，斑銅礦、輝銅礦、輝鉬礦、金屬氧化物與磁鐵礦、二次氧化物與針鐵礦和纖鐵礦、黑銅、藍(lán)銅礦、孔雀石、絹云母的脈石礦物 白云石、斜長石、石英、碳酸鹽、鐵等。根據(jù)電子探針測(cè)試，該礦的閃鋅礦為高溫閃鋅礦，含鐵量略高，與巖礦鑒定結(jié)果一致。 對(duì)比不同成因的閃鋅礦元素分布規(guī)律，大紅山銅礦床閃鋅礦Fe含量為6.995，與巖漿熱液閃鋅礦Fe含量基本相同，但與沉積再加工型Fe含量相差甚遠(yuǎn)。 大紅山銅礦床閃鋅礦Cd含量為0.386，也接近巖漿熱液型。 ?Ln元素的含量為0.019，與沉積改造型的0.0004相差甚遠(yuǎn)。 通過比較Zn/Fe和Zn/Cd的比值，它們與巖漿熱液型接近。大紅山銅礦區(qū)閃鋅礦Zn/Fe為8.42<10，In含量為0.019，范圍為0.015～0.05。 在顯微鏡下，閃鋅礦是紅色的——沒有內(nèi)反射。 通過研究不同成因溫度下閃鋅礦的化學(xué)和光形特征，可以看出閃鋅礦是在中高溫環(huán)境中形成的。 礦化溫度在250℃到300℃之間。

三、拜仁達(dá)壩銀多

3.1礦床地質(zhì)特征

秦杭成礦帶位于華南板塊，是新元古代聯(lián)合的揚(yáng)子古陸和華夏古陸，大部分礦床形成于侏羅紀(jì)中晚期至白堊紀(jì)。 節(jié)理帶及其側(cè)邊是華南地區(qū)最重要的庫勞-鉛-鋅-銀多金屬成礦帶，分布有大量超大型Cu-Au Pb-Zn-Ta鈾礦床。 江西省永平銅礦位于秦杭中成礦帶南部、武夷山隆起帶北部和江韶?cái)嗔褞喜俊?礦區(qū)出露地層包括原巖下震旦統(tǒng)周灘群; 淺海相泥質(zhì)巖與中酸性火山巖互層。地層經(jīng)歷了不同程度的區(qū)域變質(zhì)作用，構(gòu)成了該區(qū)的基底。 有中石炭統(tǒng)葉家灣組頁巖-淺岸碎屑巖地層，石炭統(tǒng)船山組和下二疊統(tǒng)茅口組石灰質(zhì)大理巖，二疊統(tǒng)粉質(zhì)頁巖和粉砂巖。 礦區(qū)主要構(gòu)造為侯家—豪山倒背斜和背斜東翼發(fā)育的構(gòu)造。 系列近軸向斷裂。礦區(qū)北部斷層和褶皺軸向走向?yàn)镹NW，礦體南部為NNE軸向走向，礦體中部為近SN軸向走向。 總體上形成SN走向略東凸的弧形構(gòu)造。

3.2鑒定與分析測(cè)試

在這項(xiàng)工作中，共研磨了 44 個(gè)探針板，其中 9 個(gè)用于 SEM 和 EDS 分析。 將巖石礦石樣品研磨成探針板，用于偏光和反射顯微鏡下的觀察和鑒定。 探針板噴碳進(jìn)行掃描電子顯微鏡和電子顯微鏡能譜分析，然后用LEO-435VP掃描電子顯微鏡觀察樣品并拍攝代表性圖像。典型像的成分通過Link-ISIS X射線光譜儀進(jìn)行分析。 測(cè)試條件：20 kV，100 Pa。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：（SY/T51621997）巖石樣品掃描電鏡分析法。 試驗(yàn)單位為中國石油勘探開發(fā)研究院石油地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究中心。 掃描電子顯微鏡圖像和電子顯微鏡能譜分析光譜。 微量元素采用 DZ/T 0223-2001 電感耦合等離子體質(zhì)譜法 （ICP-MS） 進(jìn)行分析。

四、巖體相學(xué)特征

4.1巖體

細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖位于火崗壁東南方向外，以細(xì)小巖系或脈狀侵入震旦系—寒武系和中石炭統(tǒng)葉家灣組。 巖石呈灰白色、塊狀結(jié)構(gòu)，具有明顯的斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶成分以石英、鉀長石為主，其次為斜長石，少量黑云母，占巖石總量的25%～30%。 石英斑晶為自形粒狀，?？梢娗治g現(xiàn)象; 鉀長石為具有顯微條帶的自形板狀結(jié)構(gòu)，碳巖雙晶斜長石為自形板狀結(jié)構(gòu)，帶狀結(jié)構(gòu)較弱。少量的自形葉黑云母也以表晶形式出現(xiàn)。 斑點(diǎn)狀晶粒尺寸一般為2～5mm。 基質(zhì)礦物粒度細(xì)，一般為0.3～1mm，具有花崗質(zhì)細(xì)粒結(jié)構(gòu)。 花崗斑巖位于細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖邊緣2～3 m處，呈堤狀侵入震旦系—寒武系和中石炭統(tǒng)葉家灣組。 巖石呈淺肉紅色、塊狀和斑狀。 斑晶的主要成分是石英、鉀長石和斜長石。

4.2礦區(qū)主要圍巖

永平銅多金屬礦火崗采場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的主要圍巖有蝕變安山玄武巖、鈣鐵石榴石矽卡巖、鈣質(zhì)硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)大理巖和蝕變黑云母片巖。 變質(zhì)安第斯玄武巖是本工作在火崗采場(chǎng)首次發(fā)現(xiàn)的火山巖，根據(jù)剩余巖石的構(gòu)造特征命名為安第斯玄武巖。 由于熔巖厚度的變化直接影響巖石的結(jié)晶特征和氧化程度，巖石的外觀特征往往差異很大，因此很難識(shí)別這組巖石。

五、 成巖成礦條件與階段

5.1成巖成礦條件

有學(xué)者對(duì)典型硅質(zhì)巖中8Si值的變化規(guī)律進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，得出不同沉積環(huán)境下硅質(zhì)巖中30Si值的分布規(guī)律為：深?！肷詈－h(huán)境，830Si值 從0.16%→0.4%O-→1.3%O逐漸增加。永平銅礦區(qū)硅質(zhì)巖的89Si值在0.6%～0.8%[0之間變化，平均值為0.7%，表明 永平銅礦區(qū)成礦以海相噴射熱液沉積為主，主要發(fā)生在半深海至淺海環(huán)。

5.2 成礦階段

永平銅多金屬礦床的成礦作用與成巖作用密切相關(guān)，是一個(gè)變化多端的統(tǒng)一整體，但由于基本物質(zhì)組成、巖性、巖相和金屬成礦元素的不同，其礦化形態(tài)也有所不同。 因此，將成巖成礦與構(gòu)造事件一起考慮，大致可分為三個(gè)成礦階段。1）火山噴發(fā)熱液沉積階段：形成中基性海底火山熔巖，膠體金屬硫化物礦體熱液沉積，海水中TE富集。 膠體黃鐵礦的普遍存在可視為這一階段的代表。 根據(jù)地層的露頭關(guān)系，它應(yīng)該發(fā)生在石炭-二疊紀(jì)封印。2）變質(zhì)改造活化階段：鈣鐵榴石矽卡巖是主要的容礦圍巖，不否認(rèn)海底火山噴發(fā)帶來大量的熱能源、硅質(zhì)和鐵質(zhì)會(huì)對(duì)灰?guī)r發(fā)生雙交代作用形成矽卡巖，但是在本次工作中始終沒有發(fā)現(xiàn)這種雙交代的現(xiàn)象，因此，鈣鐵榴石矽卡巖可能不是海底火山熔巖矽卡巖化的產(chǎn)物。鈣鐵榴石矽卡巖在巖層中呈均勻。

結(jié)束語

在野外工作期間，得到省地礦局贛東北大從總工羅平高級(jí)工程師與王永慶高級(jí)工程師的大力協(xié)助，得到江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地質(zhì)礦產(chǎn)處黃水保處長、唐維新副處長的大力幫助，得到江西銅業(yè)集團(tuán)永平銅礦王訓(xùn)軍工程師和施蘭義工程師的大力支持。薄片磨制與樣品碎樣工作由廊坊科大巖石礦物分選技術(shù)服務(wù)有限公司完成，掃描電鏡與電鏡能譜的工作由魏寶和高級(jí)工程師與朱德升工程師完成，微量元素的測(cè)試工作由張彥輝同志完成。

參考文獻(xiàn)：

1.周永章，曾長育，李紅中，等。欽州灣一杭州灣構(gòu)造結(jié)合帶（南段）地質(zhì)演化和找礦方向[J].地質(zhì)通報(bào)，2012.31（2/3）：486-491.