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方形黄铜矿(黄铜矿性质)

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表面有金黄色正方形结晶体的矿是什么矿?

金黄色晶体:黄铁矿能性金矿能看金黄色相富矿能性

用硫酸溶解点试试黄铁矿溶金溶解于硫酸用水银试试金溶于水银黄铁矿溶

条痕区:金矿条痕金黄色黄铁矿条痕绿黑色

黄铁矿:浅黄铜颜色明亮金属光泽误认黄金故称愚金

黄铜矿:黄铜色表面斑驳蓝、紫、褐色锖色膜条痕绿黑色金属光泽

条痕:用矿物划瓷片看留白瓷板粉末颜色

陨石,奇石记忆

不是陨石。陨石(meteorite)是地球以外未燃尽的宇宙流星脱离原有运行轨道或尘碎块飞快散落到地球或其它行星表面的石质的、铁质的或是石铁混合物质,也称“陨星”。大多数陨石来自于火星和木星间的小行星带,小部分来自月球和火星。陨石大体可分为;石质陨石,铁质陨石,石铁混合陨石。月球陨石可分为火山岩和沉积岩两大类,月球玄武岩是构成月球的主要岩石之一,颜色为黑色,白色,暗紫色,紫红色,绿色,墨绿色(俗称黑宝绿),灰绿色,黄色,棕黄色,混合色等。成斑状结构的构造和杏仁构造并存在黑云母。月球陨石中常见的硫化物有陨硫铁,黄铁矿,黄铜矿,方黄铜矿,硫镍铁矿,及尚不清楚的矿物。属火山岩的月球陨石表面呈现的透明状熔壳,是月岩中的透明物质经高温熔融后形成的。其它熔融现象如:熔壳,熔流纹,熔流线,槽沟,熔蚀坑,和定向坠落形成的棱角都十分明显。月球陨石的透明状熔壳特征,是判断月球陨石标志。因坠落地球时间太久,遭严重风蚀的月球火成岩陨石,失去透明状熔壳的可能性会大增,通常这种现象不会影响对月球陨石的最终确认。月球陨石中常见成粒状,块状的聚片双晶集合体斜长岩及微班熔融角砾岩。颜色为,无色,白色,暗灰色,肉红色,粉红色,黄色,浅黄色,绿色,显玻璃光泽透明至半透明。板状或扁柱状的单晶常为白色,板状单晶内可见针状橄榄石存在。月球陨石中具有角砾斜长岩的特征,是确认月球陨石的重要科学依据。陨石在以前被认为是一种超自然现象。

模型十五 拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床找矿模型

一、概 述

拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床是指来自拉斑玄武岩岩浆分异,并经受了不同程度地壳混染的镁铁质侵入体中所产出的铜镍硫化物矿床 ( D. M. Hoatson 等,2006) 。汤中立等 ( 1995) 将此类矿床称为元古宙以后与大陆裂谷小型侵入体有关的矿床,并将我国金川铜镍硫化物矿床归入此类。本文为论述方便,以下统称为拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床。

拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床是镍、铜、钴、铂族金属的重要来源。据统计,其所含镍的总资源量为2075. 3 ×104t,约占世界陆地上镍硫化物资源总量的 20. 1% 。从全球来看,该类矿床主要分布在加拿大、俄罗斯、中国、南非、芬兰等国。主要的大型矿床有: 加拿大的沃伊塞湾 ( Voisey's Bay) ,镍总资源量 217. 4 ×104t,Ni 品位 1. 59% ; 中国的金川,镍总资源量 545. 9 × 104t,Ni 品位 1. 06% ;俄罗斯的 贝 辰 加 ( Pechenga) ,镍 总 资 源 量 400 × 104t, Ni 品 位 1. 18% ; 南 非 的 普 拉 特 里 夫( Platreef) ,镍总资源量 654. 8 ×104t,Ni 品位 0. 41% 。此外,该类型矿床在澳大利亚也有分布,但以中小型矿床为主,如拉迪奥山 ( Radio Hill) 、绍尔山 ( Mt. Sholl) 、沙利马 ( Sally Malay) 等 ( 见“模型十八”图 1) 。

值得注意的是,上述某些矿床还显示出与科马提岩岩浆系统相类似的特征,如俄罗斯的贝辰加矿床。该矿床具有更原始的铁苦橄岩质的母岩浆 ( MgO 为17%) ,显示出从拉斑玄武岩浆到科马提岩浆的过渡特征,但该矿床的镍矿化却与基岩的岩性成分和变质程度之间没有明显的联系。

二、地 质 特 征

1. 区域地质特征

拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床主要产在太古宙克拉通或元古宙造山带中,与沿陆内裂谷带或大陆边缘裂谷带侵位的小型镁铁质 - 超镁铁质侵入体有关 ( 汤中立等,2007) 。该类矿床成矿时代范围比较广,最古老的澳大利亚皮尔巴拉克拉通中的拉迪奥山镍矿床为 2925Ma,中朝克拉通上的中国金川镍矿为 1501Ma。虽然许多以超镁铁质为主的侵入体也被矿化了,但含镍侵入体总体成分多是镁铁质的。母岩浆通常与演化的玄武质岩浆有亲缘关系,其成分从高镁玄武岩质 ( MgO 为15%) 、镁玄武岩质 ( MgO 为 12%) 、拉斑玄武岩质 ( MgO 为 7%) ,直至更富 SiO2的变种,如玻古安山岩和硅质高镁玄武岩。

在拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床中,块状和浸染状矿化往往沿镁铁质或镁铁质 - 超镁铁质侵入体底部接触带分布的岩浆补给通道和/或洼地中产出 ( 图 1) 。矿化形态与岩浆补给通道的几何形态及岩浆通过补给通道时流体动力学的变化有关。

2. 矿床地质特征

加拿大沃伊塞湾镍铜钴矿床是拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床的一个典型代表,该矿床的矿化年龄为 1333Ma 左右。这里以沃伊塞湾镍铜钴矿床为例阐述该类型矿床的地质特征。

图 1 与镁铁质 - 超镁铁质侵入体有关的正岩浆的铜镍硫化物矿床的分布图解( 引自 D. M. Hoatson 等,2006)

( 1) 矿段分布及其特征

在大多数著作中,沃伊塞湾矿床被划分成地质环境不同但又密切相关的 3 个矿段,从西往东依次为西延矿段 ( Western Subchamber) 、卵形矿段 ( Ovoid ore body) 和东深矿段 ( Eastern Deeps) ( 图2) 。

图 2 加拿大沃伊塞湾镍铜钴矿床的西延矿段、卵形矿段和东深矿段位置图( 引自 A. J. 纳尔德雷特等,1997)

1) 西延矿段: 出现在矿田 800W—1250E ( 图 2) 。含矿的橄长岩岩席沿地表延伸 3km,厚 30 ~100m。该岩席西部 ( 800W ~ 1000E) ,倾角为 45° ~ 50° N。岩席东部 ( 1000E ~ 1250E) ,倾角变为20°N。在 1050E 以西,该岩席含有硫化物浸染体,在 1050E 与 1250E 之间,岩席含有块状硫化物透镜体。橄长岩岩席分层良好,在块状硫化物透镜体的上部是含有 25% ~ 35% 硫化物的豹斑橄长岩,再往上是含少量硫化物的橄长岩。这两层橄长岩合称上部层序橄长岩。在块状硫化物透镜体之下为底部角砾岩层序。在底部角砾岩层序内,紧靠上部层序橄长岩或块状硫化物下面,硫化物最丰富( 图 3) 。

图 3 加拿大沃伊塞湾西延矿段中矿化与地质关系的示意性再造图( 引自 A. J. 纳尔德雷特等,1997)

2) 卵形矿段: 出现在 1250E 以东到 1600E ( 图 2) ,由上部很厚的块状硫化物带和下部厚度不一的含浸染状硫化物的底部角砾岩层序组成。在某些不存在底部角砾岩层序的地段内,块状硫化物产在与下伏片麻岩的接触带内 ( 图 4) 。

图 4 加拿大沃伊塞湾矿床 1350E 剖面 ( 西视图)( 引自 A. J. 纳尔德雷特等,1997)示出卵形矿段容矿岩石地质及钻孔中的矿化强度

3) 东深矿段: 作为被二长岩侵入的橄长岩体出露于地表。该橄长岩的底接触带从卵形矿段开始一致向南东倾斜,倾角 25°。位于或靠近底接触带的底部角砾岩层序之上是结构从伟晶状到中粒的橄长岩,即结构变化的橄长岩。伟晶岩通常作为不规则区产出,宽约 10m,普遍与硫化物伴生。结构变化的橄长岩之上是中粒的、结构均匀的橄长岩,即正常橄长岩。

如图 5 所示,大量硫化物出现在卵形矿段东南大约 1km 处的橄长岩底面附近。硫化物在下部40 ~ 100m 范围内增到 10% ~ 15% ,有些地方高达 25% 。在这里,结构变化的橄长岩与含块状硫化物透镜体的底部角砾岩层序相接触。往北和往东,块状硫化物见于只含少数零星出现的底部角砾岩层序透镜体的橄长岩内。再往北和往东,块状矿石占据了侵入体补给通道的、厚 30m 的橄长岩岩席的大部分。

图 5 加拿大沃伊塞湾矿床从 1700E 到 3100E 穿过东深矿段的南东东 - 北西西剖面( 引自 A. J. 纳尔德雷特等,1997)

( 2) 矿化类型

A. J. Naldrett 等 ( 2000a) 将沃伊塞湾矿床的矿化分成 4 种类型: 块状硫化物、豹斑结构硫化物、底部角砾岩层中的硫化物和结构变化的橄长岩中的浸染状硫化物。

1) 块状硫化物: 块状硫化物由磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿和磁铁矿的块状堆积体组成 ( 硫化物含量 >85%) 。磁黄铁矿呈粗晶产出,有的样品晶体直径超过 10cm。陨硫铁在东深矿段未见到,但在卵形矿段却十分丰富,它在六方磁黄铁矿中呈细粒出溶片晶形式出现。方黄铜矿在黄铜矿中呈分离颗粒和出溶片晶形式出现。镍黄铁矿在卵形矿段等一些矿带的块状硫化物中也呈十分粗的颗粒 ( 1 ~2cm) ,少数呈磁黄铁矿的边缘或在磁黄铁矿中呈片晶形式出现。在东深矿段的块状硫化物中粗粒镍黄铁矿很少出现,大多数镍黄铁矿呈磁黄铁矿晶体的环边或磁黄铁矿中的片晶出现。磁铁矿在卵形矿段边缘大约占硫化物总量的 5%,在中央占 1%,而在东深矿段的块状硫化物中则十分稀少。

2) 豹斑结构硫化物: 豹斑结构是指在黄色基质中出现黑色斑块 ( 直径为 0. 5cm 左右的普通辉石和橄榄石主晶) 。基质由硫化物 ( 主要是磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿) 组成,硫化物相对于主要的堆积硅酸盐 ( 斜长石和橄榄石) 来说呈填隙形式出现。硫化物所占比例由 20% 到 50%,在有些样品中甚至超过 50%。黑色斑块是由于普通辉石和橄榄石主晶发育而成。豹斑结构硫化物的矿物与邻近块状硫化物的矿物相类似。

3) 底部角砾岩中的硫化物: 这类矿化比前两类矿化变化大得多。其中,一部分是由块状硫化物的小透镜体组成,还有一部分是由豹斑结构硫化物脉组成,但大部分矿化是由填隙在片麻岩捕虏体、橄长岩、暗色橄长岩和超镁铁质岩之间的硫化物斑块组成。

4) 结构变化的橄长岩中的浸染状硫化物: 在结构变化的橄长岩的下部硫化物丰富 ( 约占 25% ) ,向上硫化物逐渐减少。硫化物呈两种形式出现,最常见的是直径 10 ~30cm 的不规则斑块,硫化物与粗粒硅酸盐连生。这些斑块中的硅酸盐矿物由斜长石和橄榄石组成,它们比围岩中的这些矿物要粗得多; 另一种形式是由不规则的浸染硫化物斑块组成,浸染硫化物的数量通常少于 20%,它们存在于结构变化的橄长岩中。

( 3) 容矿岩石

矿区橄长岩一般由 75%等粒状斜长石 ( 实际矿物成分) 、20%橄榄石 ( 作为等粒状和在斜长石颗粒之间延伸的细支脉产出) ,以及 5%的普通辉石、黑云母 ( 特别是在硫化物附近) 和磁铁矿 + 钛铁矿组成。在某些地方,橄榄石与斜长石的比例达到 1∶ 1,而在其他地方,岩石为只含少量填隙斜长石的橄榄岩。

( 4) 矿石矿物组成

沃伊塞湾矿床的各个矿段,无论是块状矿石,还是浸染状矿石,组成的金属矿物大致相似,主要有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿、钛铁矿,以及四方硫铁镍矿。

组成卵形矿段块状硫化物的平均矿物成分为 75% 的磁黄铁矿 ( 主要为六方形) 、12% 的镍黄铁矿、8%的黄铜矿 + 方黄铜矿和 5%的磁铁矿。磁黄铁矿作为宽 2 ~5cm 的等粒状晶体产出,镍黄铁矿主要作为 1 ~2cm 的 “眼球”产出。沿磁黄铁矿底部分离面,焰状镍黄铁矿纹层少见,因为镍黄铁矿构成包裹磁黄铁矿的边。黄铜矿和方黄铜矿出溶交生在磁黄铁矿颗粒之间,构成宽 1 ~2cm 的不规则区。磁铁矿作为 1 ~2cm 的浑圆颗粒散布在整个磁黄铁矿内,尽管在某些地方它在磁黄铁矿内形成八面体 ( 宽 0. 5 ~1cm) 。

构成西延矿段浸染状矿石的硫化物的产出比例基本上与卵形矿段块状矿石中的比例相同,只是铜矿物丰度略高些。大小为 1 ~3mm 的填隙硫化物说明单个矿物的粒度要小得多。在东深矿段块状矿石中硫化物矿物的比例与卵形矿段基本相同,尽管磁黄铁矿直径一般为 4 ~7cm,而且镍黄铁矿主要作为磁黄铁矿周围厚 1 ~2mm 的边而不是呈 “眼球”产出。

三、矿床成因和找矿标志

1. 矿床成因

拉斑玄武岩型铜镍硫化物矿床的成因总体来说是经岩浆贯入 - 熔离作用形成的,这里以加拿大沃伊塞湾矿床为例说明它们的形成过程。

A. J. 纳尔德雷特等 ( 1997) 提出的沃伊塞湾矿床两阶段成矿模式很好地解释了该矿床的形成过程。深源橄长质岩浆沿深大断裂贯入于该区片麻岩中,形成一个深部岩浆房。岩浆发生结晶分离作用,在岩浆房底部形成超基性堆积杂岩,在与片麻岩相互作用时岩浆中硫化物达到饱和发生熔离,岩浆沿着补给通道上升到上部岩浆房,形成了东深矿段处的橄长岩体。同时,深源岩浆继续涌入深部岩浆房,打乱了底部堆积杂岩,并与残余岩浆、片麻岩包体以及所含硫化物混合,使得新岩浆的金属品位大幅提高。之后,新岩浆沿着岩浆通道进入上部岩浆房,由于空间忽然变大,岩浆流速突然减慢,从急流突然变为缓流会导致大多数所含的硫化物和片麻岩碎片在靠近入口处沉淀。因为认识到矿化与东深矿段补给通道进入线路有关,加之该岩席与形成西延矿段的岩席明显相似,所以可以为整个矿床建立一个示意模型 ( 图 6) 。东深矿段代表侵入体本身,矿化靠近侵入体底面的补给通道进入点。卵形矿段因出露于地表而相当于补给通道进入侵入体的点,侵入体本身被剥蚀掉。“小卵形矿段”( 1100E—1250E 线) 代表十分靠近进入侵入体的点的补给通道,而西部延伸体 ( 600E—700E 线) 则代表穿过补给通道较深层位的剥蚀剖面。

2. 找矿标志

( 1) 区域地质找矿标志

1) 太古宙克拉通和元古宙造山带中的陆内裂谷带或大陆边缘裂谷带是找矿有利地区。

2) 分异较好的硫饱和的镁铁质拉斑玄武岩侵入体是含矿的有利岩体。

3) 分异的镁铁质 ± 超镁铁质侵入体通常为中、小规模 ( 厚度小于 3km) ,矿床一般不产在长期和被动演化的厚大侵入体中。

4) 含 Ni 岩浆在地壳环境中需与含硫地层 ( 如膏盐层等) 同化混染和 / 或湍流混合,使岩浆快速达到硫饱和。

( 2) 局部地质找矿标志

1) 块状硫化物限于在最厚的堆积岩底部接触带的构造凹入处和洼地中,或限于在岩浆补给通道中。

2) 岩浆的流体动力学 ( 速度、湍流等) 及通道几何特征 ( 狭窄垂直的通道变为广阔的岩浆房、物理圈闭等) 是块状硫化物沉淀和捕获的重要因素。

图 6 加拿大沃伊塞湾矿床的概念模式,示出该矿床不同部分的剥蚀层位( 引自 A. J. 纳尔德雷特等,1997)

3) 大型硫饱和的镁铁质岩浆系统显示出经受过广泛的地壳污染和岩浆混合作用,这些作用对开始的硫饱和及后来的矿化来说是很重要的。

( 3) 地球物理找矿标志

1) 块状硫化物矿体是磁性的,容易引起磁异常,但并不是强磁性异常。

2) 硫化物矿石为良电导体,在矿体上方出现电磁异常。

3) 进行区域航磁和重力调查,以确定侵入体的范围、变形前的几何特征和侵入体的分馏方向,并确定有利的矿化环境 ( 底部接触带、岩浆补给通道) 。通过地面磁测确定岩性接触带和小型矿化构造 ( 构造凹入处) 。利用航空和地面电磁法圈出导电的硫化物矿体。

( 4) 地球化学找矿标志

1) 常有 Cu、Ni 含量高的铁帽,可借助重合的 Ni、Cu、PGE 的高含量异常查明块状硫化物的铁帽。

2) 在岩层下部存在块状、基质状和浸染状 Fe - Ni - Cu - Co 块状硫化物,在围岩中存在活化的和分馏的富含 Cu - Pd - Pt - Au - Ag 的硫化物。

3) 查明由岩浆结晶的橄榄石的成分,其 Ni 含量是岩浆镍是否亏损的有用指示物。

( 项仁杰 杨宗喜)

 河北承德寿王坟铜矿床

一、大地构造单元

寿王坟铜矿床处于华北陆块北缘燕辽沉降带中的兴隆-朝阳坳陷区。寿王坟的北侧有黄土窑-赤城-大庙-老虎山-哈尔套深断裂带,由西向东,由EW向转为NW向;寿王坟东侧有NNE向老哈河-平泉-蓟县深断裂带。区内成矿背景总的为中生代构造岩浆活化带(芮宗瑶等,1994)。

二、矿区地质

(一)地层

矿区地层主要有蓟县系雾迷山组和中侏罗统后城组一段(表2-59)。雾迷山组岩性单一主要为暗灰色、浅灰色厚层-中厚层白云岩、含燧石条带或结核灰质白云岩,分布在寿王坟岩体西南侧,呈NW转近EW向展布。后城组一段岩性主要为紫色凝灰质粉砂岩、粗砂岩及角砾岩,近东西向展布,与雾迷山组呈断层接触。

(二)构造

矿区位于兴隆台凹寿王坟断折凹陷之西南部。寿王坟复式倒转背斜奠定了矿区构造的总体轮廓。背斜轴向近于东西,轴面北倾,倾角60°~70°,背斜轴部出露有大红峪组石英岩,南北两翼分布有高于庄组下部的硅质白云岩和泥质白云岩,向斜内展布有洪水庄组、铁岭组及寒武系。复背斜之南翼,在寿王坟、三岔口等地则出露有雾迷山组白云岩。

区内断裂甚为发育,其走向多为东西或北东东,矿区东北部李家店-六道沟一带,断层呈北西向延伸。在寿王坟本区的复式倒转背斜轴部断裂往往成群出现,规模较大,逆断层尤为发育,断层面均向北倾,倾角多在30°~60°,断层中段被寿王坟侵入杂岩所破坏,此组断裂对本区的成岩成矿具有重要意义。

图2-103 中国接触交代型铜矿床分布图 Fig.2-103 Distribution plan of contact metasomatic copper deposits in China

表2-59 寿王坟矿区地层表 Table 2-59 Stratigraphic scale in Shouwangfen ore district

图2-104 寿王坟矿区地质略图 Fig.2-104 Geological sketch map of Shouwangfen ore district(据冶金工业部514队1965年资料缩编)(after 514 Team,Ministry of Metallurgic Industry,simplified)

1—燧石白云岩;2—页岩;3—石英岩;4—角岩;5—侏罗纪火山岩;6—闪长岩;7—石英闪长岩;8—石英二长闪长岩;9—二长闪长岩;10—花岗闪长岩;11—花岗岩;12—石英粗面岩、粗面岩;Chg—长城系高于庄组;Chd—长城系大红峪组;Jxw—蓟县系雾迷山组

表2-60 寿王坟复式岩体岩石化学成分(wB/%)及其特征值 Table 2-60 Petrochemical composition(wB/%)and eigenvalue of Shouwangfen multi-phase intrusion

(据张德全、孙桂英,1988)

表2-61 寿王坟复式岩体岩石稀土元素含量(wB/10-6)及其特征值 Table 2-61 REE content(wB/10-6)and eigenvalue of Shouwangfen multi-phase intrusion

(据张德全、孙桂英,1988)

(三)侵入岩

寿王坟岩体是由后帮沟石英闪长岩、窝哨沟二长岩和寿王坟(或上窝铺)花岗闪长岩等三个岩体三幕侵入组成的复式岩体。岩体长轴长约11km,呈南北向延伸,短轴长4~9km,出露面积约72km2,呈岩株状产出。该侵入杂岩侵入到上侏罗统的安山集块岩中,形成时代应为侏罗世末-白垩世初。依据各岩体的接触关系,可以判明其侵入顺序为闪长岩→二长闪长岩、石英二长闪长岩→花岗闪长岩。这三类岩石依其产出地质条件、结构构造特征可分别划分出内部相及边缘相,各岩相的空间分布见图2-104。

应当说明,二长闪长岩、石英二长闪长岩原名为二长岩,但按岩石中碱性长石含量在国际岩石分类命名Q-A-P图解中,它位于二长闪长岩及石英二长闪长岩区,故改名为二长闪长岩等。

寿王坟杂岩体在岩石化学上突出地反映出相对富碱特点,尤其是早、中期侵入的闪长岩体和石英二长闪长岩体如此。由早期岩体至晚期岩体岩石酸度依次增高。

近年来,通过一系列同位素年代学研究已较为准确地确定后帮沟、窝哨沟和寿王坟三个岩体形成的先后顺序(张德全等,1988)。后帮沟岩体的黑云母K-Ar年龄为132.61Ma,全岩K-Ar年龄为133Ma。寿王坟岩体的黑云母K-Ar年龄为128.48~131.69Ma,Rb/Sr等时线年龄为129.9Ma。从二者同位素年龄值来看,后帮沟闪长岩形成略早。但窝哨沟岩体的黑云母K/Ar年龄为129.89Ma,与寿王坟岩体的年龄较接近。窝哨沟二长岩与后帮沟岩体的接触关系尚未弄清。

寿王坟复式岩体的副矿物组成为典型的锆石、榍石、磷灰石、磁铁矿和金红石等。

寿王坟复式岩岩石化学成分及其特征值如表2-60;稀土元素含量及其特征值如表2-61;几种微量元素含量如表2-62。

表2-62 寿王坟复式岩体岩石几种微量元素含量(wB/×10-6) Table 2-62 Content of trace element in Shouwangfen multi-phase intrusion(wB/×10-6)

(据张德全、孙桂英,1988)

三、矿床地质

寿王坟铜矿床虽然储量不大,但作为镁夕卡岩铜矿床全国驰名。在112km2范围内,围绕燕山期寿王坟中-酸性侵入杂岩体分布有不同类型的铁、铜、钼、铅、锌矿化。矿化主要分布于北湾子-小北沟、三岔口、朝梁子、碾盘沟-小店子、富将沟等地,构成寿王坟矿田。其中位于侵入杂岩西南部之北湾子-小北沟地段,产于镁夕卡岩中的铁、铜矿化尤为主要。它由西向东包括北湾子、火神庙、半截沟、龙潭沟、古洞沟及小北沟等矿段,全长3.5km,称为寿王坟矿区(图2-104)。

(一)矿体

寿王坟矿区主要为隐伏矿体,赋存于花岗闪长岩与白云岩接触带。大小矿体40多个,都集中于寿王坟杂岩体西南部花岗闪长岩的凹入部位。在此凹部还有更小的凸凹现象。凹部位往往具有强烈的夕卡岩化,赋存有较大的矿体。在岩体凸部及平直接触面部位夕卡岩化轻微,矿化规模亦小。单一矿体走向延长约300~500m,垂直延伸100~500m,厚5~10m,最大厚度可达40m。此外尚有规模更小长仅30~50m的矿体,此类矿体数目众多,但储量甚微。矿体多呈不规则透镜状、扁豆状。产状与接触面产状基本一致,走向250°~300°,倾斜南西,倾角60°~70°(图2-105)。矿体主要由磁铁矿矿体及黄铜矿矿体构成。黄铜矿矿体常呈不完整的外壳包围于磁铁矿体外部,尤其在矿体两端更为富集;或以大小不同的扁豆状赋存于磁铁矿矿体内部或切穿磁铁矿矿体(赵一鸣、林文蔚等1990)。

图2-105 寿王坟矿床46线地质剖面图 Fig.2-105 Geological profile of line 46 in Shouwangfen deposit(据514地质队资料简缩)(after 514 Team,Ministry of Metallurgic Industry,simplified)

1—白云质大理岩;2—角岩;3—花岗闪长岩;4—细晶闪长岩;5—透辉石夕卡岩;6—石榴子石绿帘石夕卡岩;7—铁矿体;8—铜矿体;9—钴矿体

(二)矿石矿物成分

矿石中金属矿物为黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿。非金属矿物为透辉石、镁橄榄石、粒硅镁石、金云母、透闪石-阳起石、绢云母、绿泥石、石英、蛇纹石、方解石、石榴子石、绿帘石等。黄铜矿常呈条带状、浸染状、脉状产于磁铁矿矿体及夕卡岩中,并交代磁铁矿、黄铁矿和磁黄铁矿。辉钼矿主要以星点状分布于蚀变花岗闪长岩、透辉石夕卡岩中,或沿白云岩层面展布。磁铁矿是分布广泛的矿物,常呈致密块状、条带状、脉状、斑点状产出,与黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿相伴生。与磁铁矿伴生的脉石矿物为粒硅镁石、透闪石-阳起石、透辉石、镁橄榄石、蛇纹石。

(三)矿石结构构造

矿石发育有自形—他形粒状结构、骸晶结构、乳滴状、胶状及碎裂结构等,而以交代结构最为发育。夕卡岩中常见白云岩残留,晚期夕卡岩矿物普遍交代早期夕卡岩矿物。金属矿物除交代夕卡岩矿物外,金属矿物彼此之间也广泛存在各种交代现象,由此佐证了交代作用对金属矿物的形成具有重要意义。

矿石中多见块状、浸染状、斑点状构造。块状构造发育于磁铁矿矿石、磁铁矿-黄铜矿矿石、黄铁矿-黄铜矿矿石中。夕卡岩及夕卡岩化白云岩中的磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿呈浸染状产出。脉状构造系指铜矿、磁铁矿在夕卡岩化白云岩中呈脉状产出,在磁铁矿矿体中有黄铜矿矿脉。

依据脉体大小和空间关系分为细脉及网脉。在粒硅镁石磁铁矿矿体中,磁铁矿与粒硅镁石相间排列组成特征的条带构造。这种条带构造还见于黄铁矿黄铜矿矿石和黄铜矿磁铁矿矿石中。

依据矿石矿物的不同组合和矿石的结构构造特征,将本区原生矿石划分为磁铁矿矿石、含铜黄铁矿石、含黄铁矿铜矿石、脉状铜矿石等。

(四)矿石化学成分

寿王坟矿石以铜为主,中型规模,矿石Cu品位0.64%;次为铁,Fe品位29.82;伴生Mo平均品位0.125%。

(五)近矿围岩蚀变

矿区内沿燕山期侵入杂岩的周边部有强烈的蚀变和矿化现象。蚀变种类主要有夕卡岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、滑石化、蛇纹石化,而以夕卡岩化最为发育,并伴有Fe、Cu、Mo等金属矿化。夕卡岩中以镁夕卡岩矿物镁橄榄石、透辉石、粒硅镁石广泛发育为特征。镁夕卡岩的形成经历了岩浆期镁夕卡岩阶段和岩浆期后镁夕卡岩阶段,前者形成镁橄榄石、尖晶石等;后者镁橄榄石多蚀变为粒硅镁石生成金云母和磁铁矿,构成粒硅镁石磁铁矿矿体。在内接触带的花岗闪长岩及部分外接触带中形成方柱石、透辉石、石榴子石、符山石、绿帘石等钙夕卡岩矿物组合。在热液阶段透辉石广泛被阳起石、透闪石等矿物交代,嗣后叠加有绿泥石化、绢云母化,并伴有大规模金属硫化物沉积。它们多形成于磁铁矿体的边缘,组成绿泥石化、绢云母化含磁铁矿、黄铜矿的透闪石-阳起石透辉石夕卡岩和含磁铁矿、黄铜矿的粒硅镁石、镁橄榄石夕卡岩(赵一鸣、林文蔚等,1990)。从内接触带的花岗闪长岩至外接触带的白云岩夕卡岩具明显的分带现象。由于夕卡岩产出部位和地质环境不同,其分带也不尽相同。其综合分带为:

1.花岗闪长岩

(1)碱性长石化、方柱石化花岗闪长岩。

(2)透辉石夕卡岩,宽2~15m,主要由透辉石组成,叠加有透闪-阳起石化、绢云母化、绿泥石化、滑石化、硅化及金属矿化。

(3)透辉石镁橄榄石夕卡岩,宽5~20m,镁橄榄石大部蚀变为粒硅镁石、金云母。并有透闪石-阳起石化、绿泥石化、蛇纹石化、滑石化叠加。此带中往往出现粒硅镁石磁铁矿含铜矿带,蛇纹石磁铁矿带和含铜透闪石阳起石粒硅镁石带。

(4)粒硅镁石镁橄榄石白云质大理岩带,宽2~7m,此带中蛇纹石化强烈。

2.白云质大理岩带

中低温热液蚀变有绿泥石化、绢云母化、硅化、蛇纹石化、碳酸盐化。绿泥石化、绢云母化主要发生于外接触带,多交代透辉石。蛇纹石化主要交代粒硅镁石和金云母。硅化则主要见于外接触带之大理岩中。

岩浆期镁夕卡岩叠加岩浆期后镁夕卡岩热液蚀变的强度和广度是本区铁和铜矿化直接找矿标志(赵一鸣、林文蔚等,1990)。

四、成矿条件及矿床成因讨论

(一)稳定同位素

寿王坟铜矿地质勘探时期较早,当时未作实验测试研究,目前只能收集到零星资料。

矿石中磁铁矿的δ18O‰。变化范围为3.5‰~4.0‰的侵入体(γδ)的初始锶值变化于0.7033~0.7057之间(张德全等,1988;王季亮,1983)。这些数据均有利于证明成矿物质来自较深地带(地幔)。

(二)矿床成因讨论

赵一鸣等(1990)的研究,认为寿王坟铜矿床属于典型的镁夕卡岩型矿床。矿床产于花岗闪长岩与白云岩接触带,矿体受接触构造的控制,绝大多数矿体赋存于夕卡岩中。成矿作用经历了岩浆期镁夕卡岩阶段→岩浆期后镁夕卡岩阶段、钙夕卡岩阶段→金属硫化物阶段→碳酸盐阶段。夕卡岩化与矿化具循序演化特点,磁铁矿开始形成于岩浆期镁夕卡岩阶段,都分布于透辉石镁橄榄石夕卡岩中。磁铁矿的大量沉积发生于岩浆期后镁夕卡岩阶段中,具有稳定的硅镁石磁铁矿组合。黄铜矿等金属硫化物形成于中低温热液阶段,它们广泛交代磁铁矿和夕卡岩矿物,特别是透辉石夕卡岩。矿床内各类交代结构非常发育,具有镁夕卡岩矿床典型共生组合和各交代建造的时空演化关系,交代分带明显。

张德全等(1988)研究了寿王坟成矿岩体与白家店的房山非成矿岩体后认为:岩体虽同属于燕山期,但寿王坟岩体形成时代略晚,且岩体中角闪石和黑云母约MF值高(即Mg高),包体中黑云母平均铜含量高。如果将闪长质包体看成为未熔的源岩残留体,那就很自然地认为寿王坟岩体的岩浆富含铜,且在岩浆结晶阶段并未分散于造岩矿物中而大量地被“消耗”掉,而是富集于高温气液流体中,与碳酸盐围岩发生交代作用时才富集成矿。

从黑云母和角闪石中分离出来的铜进入热液,与白云质灰岩或白云岩交代形成夕卡岩型铜铁矿床。铁与铜的富集具有垂直分带现象,即随着深度增加,铁的品位上升,铜的品位相对降低。

仔细考察一下寿王坟岩体及其周围铜的分布情况,会愈加相信铜主要来自深源岩浆及其源岩。离寿王坟南接触带愈近,无论是包体还是花岗闪长岩,其铜含量都有增加趋势,主岩体中Cu由25×10-6增至34×10-6,包体中由26×10-6增至28×10-6;从蚀变花岗闪长岩中Cu由56×10-6增至透辉石夕卡岩中Cu的885×10-6。总之,寿王坟岩体南接触带铜含量增高,不仅代表原始岩体铜丰度值高,而且后期还经过的迁移富集,最终方形成铜铁矿工业矿床。

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