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本文作者：李志軍1黃勇1,2唐菊興3張麗4郎興海1,2作者單位：1成都理工大學(xué)2西藏天圓礦業(yè)資源開發(fā)有限公司3中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所4成都地質(zhì)調(diào)查中心

礦區(qū)地質(zhì)

雄村銅金礦礦集區(qū)出露的地層為中-下侏羅統(tǒng)雄村組，巖性為安山質(zhì)凝灰?guī)r、粉砂巖夾玄武質(zhì)凝灰?guī)r。中-下侏羅統(tǒng)雄村組安山質(zhì)凝灰?guī)r是雄村礦床主要的含礦圍巖，蝕變強(qiáng)烈，其鋯石U-Pb年齡為176±5.0Ma［6-7］。礦區(qū)內(nèi)出露的主要侵入巖為早-中侏羅世角閃石英閃長(zhǎng)玢巖、中侏羅世含眼球狀石英斑晶的石英閃長(zhǎng)玢巖，始新世黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、始新世斜長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖(圖1)。具眼球狀石英斑晶的石英閃長(zhǎng)玢巖是礦區(qū)內(nèi)主要的賦礦斑巖體。石英斑晶具熔蝕狀，大小一般0.1～0.8cm，最大可達(dá)1.5cm，含量為5%～15%。這些侵入巖具強(qiáng)烈的鉀化蝕變，可見鉀長(zhǎng)石及(或)黑云母，伴有含量不等的磁鐵礦、呈細(xì)脈浸染狀的黃銅礦和黃鐵礦。原巖遭受強(qiáng)烈的硅化、黑云母、白云母化、紅柱石化，致使原始結(jié)構(gòu)僅僅依稀可辨，其鋯石U-Pb年齡為164.3±1.9Ma。

礦物的生成順序

雄村銅金礦主要的礦石類型有原生硫化物礦石:黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦、磁鐵礦、方鉛礦和閃鋅礦;次生硫化物礦石:輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán);和氧化礦石:褐鐵礦、孔雀石、藍(lán)銅礦、藍(lán)銅礦。依據(jù)野外觀察和鏡下鑒定，金屬礦物成礦期可劃分為熱液成礦期和表生成礦期，熱液成礦期進(jìn)一步劃分成3個(gè)成礦階段，分別為早期硫化物階段，石英+紅柱石硫化物階段，石英多金屬硫化物階段，主要的金屬礦物形成順序見表1。

磁黃鐵礦的物理特征與化學(xué)組成

磁黃鐵礦的產(chǎn)出和分布與黃鐵礦顯著不同，在各種礦石中大多呈團(tuán)塊狀、海綿隕鐵狀，自形晶甚少。與黃鐵礦的區(qū)別在于其具淺玫瑰色調(diào)，并可用馬蹄磁鐵確定其有明顯的磁性(被吸引感)。磁黃鐵礦經(jīng)常以六方和單斜結(jié)構(gòu)共生，F(xiàn)e與S屬于非化學(xué)計(jì)量法配比(non-stoichiometry)，F(xiàn)e原子占位經(jīng)常處于虧損狀態(tài)，其化學(xué)式為Fe1-xS。磁黃鐵礦除主元素外，常含有一定量的Co、Ni、Cu，甚至還可能有一些鉑族元素(PGE)的混入。磁黃鐵礦是火山巖和變質(zhì)巖中常見的硫化礦物，其Fe/S原子數(shù)比介于7/8至1。對(duì)照Ni、As原子結(jié)構(gòu)(a=0.345nm，c=0.575nm)，自然界中的磁黃鐵礦(Fe1-xS)存在多種超結(jié)構(gòu)同質(zhì)多型體。如:2C型(FeS，六方晶系P62c，也叫隕鐵礦);4C型(Fe7S8，單斜晶系F2/d);5C，6C，nC型(Fe9S10至Fe11S12，斜方或單斜晶系)［8］。其中以4C型單斜磁黃鐵礦最為普遍［9］。

1磁黃鐵礦的物理特征

雄村銅金礦中的磁黃鐵礦主要呈細(xì)粒至中粒稀疏浸染狀分布于礦體中部，產(chǎn)出狀態(tài)有:①包含于黃鐵礦中;②與黃銅礦+黃鐵礦等共生;③半自形-它形晶產(chǎn)出;④包含于磁鐵礦中;⑤有時(shí)與黃鐵礦形成嵌晶結(jié)構(gòu);在礦石中含量從0～8%不等。其中生成于主成礦期石英-硫化物階段的磁黃鐵礦產(chǎn)出量較大，含量一般在5%以上，單顆粒磁黃鐵礦多呈它形，共生礦物有黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦等。晚期生成的磁黃鐵礦較少，多與黃鐵礦構(gòu)成黃鐵礦-磁黃鐵礦脈，分布在石英-黃鐵礦-絹云母化帶中。通過(guò)鏡下鑒定，雄村銅金礦Ⅰ號(hào)礦體中磁黃鐵礦的粒度變化較大，最大可達(dá)0.4mm×0.3mm，最小0.02mm×0.02mm左右，一般0.08mm×0.03mm。鏡下磁黃鐵礦常呈粉紫色，有的較暗，有的較明亮，推測(cè)與礦物內(nèi)顯微包體以及微量元素含量有關(guān)。磁黃鐵礦常呈半自形至它形晶不規(guī)則細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)，與黃銅礦共生者粒度較大，有包裹黃銅礦現(xiàn)象，有的磁黃鐵礦被黃鐵礦和方鉛礦交代呈骸晶結(jié)構(gòu)、浸蝕結(jié)構(gòu)等。常見黃鐵礦-磁黃鐵礦-黃銅礦、閃鋅礦-磁黃鐵礦-黃銅礦組合(圖2)。

2磁黃鐵礦的成分特征

磁黃鐵礦電子探針測(cè)試由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合研究所完成，分析結(jié)果列于表2。磁黃鐵礦中主量元素Fe的原子百分?jǐn)?shù)x(Fe)介于45.05%～47.48%之間，標(biāo)準(zhǔn)差0.73，除1-339.4號(hào)樣品中Ni含量較高外，其余磁黃鐵礦的x(Fe)可明顯劃分為2組，分別為46.47%～46.69%和47.18%～47.48%。通常磁黃鐵礦的晶型與其成分之間存在較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，斜方隕硫鐵的x(Fe)為48.0%～50.0%，六方磁黃鐵礦的x(Fe)為47.0%～47.8%，單斜磁黃鐵礦為46.5%～47.0%［10］。分析結(jié)果表明，Ⅰ號(hào)礦體中31-357、38-319.6、40-274.7和82-66.6樣品x(Fe)大于47.0%，屬于六方磁黃鐵礦，形成溫度較高;樣品1-236.9、1-339.4、18-18.7和31-357的Fe原子質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于47.0，屬于單斜磁黃鐵礦，形成溫度較低。本礦區(qū)磁黃鐵礦普遍含金量較高，w(Au)最高可達(dá)0.29%。此外鈷和鎳含量也較高，普遍高于夕卡巖礦床和淺成低溫?zé)嵋盒偷V床［11］，表明該礦床的成因與巖漿熱液有關(guān)，這與年代學(xué)研究結(jié)果一致［1，7，12］。w(Co)/w(Ni)比值變化介于0.11～3，變化率較高，與礦化關(guān)系不大。

磁黃鐵礦的成因探討及意義

巖漿熱液成因觀點(diǎn)認(rèn)為磁黃鐵礦主要形成于石英-硫化物階段，其成礦溫度在300～400℃之間［13-14］。通常認(rèn)為磁黃鐵礦的成分及晶型特征與形成溫度有關(guān)，六方磁黃鐵礦從低溫到高溫均很穩(wěn)定，單斜磁黃鐵礦只有在溫度小于304℃條件下才穩(wěn)定［15］。Kissin和Scott［16］研究認(rèn)為，高溫形成的六方磁黃鐵礦在緩慢冷卻過(guò)程中應(yīng)該首先出溶出黃鐵礦，繼續(xù)降溫可出溶出單斜磁黃鐵礦，但若體系發(fā)育初期遭遇突然降溫，則很難形成單斜磁黃鐵礦。本礦區(qū)磁黃鐵礦中鐵的原子百分?jǐn)?shù)x(Fe)為45.05%～47.48%之間，兩類磁黃鐵礦均含有銅和金元素，因此可判斷成礦熱液系統(tǒng)未早期的六方磁黃鐵礦x(Fe)為47.18%～47.48%，平均為47.31%，據(jù)Kissin的Fe-S體系相圖(圖3)，六方磁黃鐵礦的形成溫度為310～360℃之間。依據(jù)主要礦物組合關(guān)系，主要硫化物生成順序?yàn)?cp+py+mag→cp+py+pyr→py+sph+gal，因此主成礦溫度應(yīng)始于360℃左右。光片中見黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦密切共生，在閃鋅礦中有黃銅礦出溶，呈乳滴狀-葉片狀，進(jìn)一步說(shuō)明礦床成礦溫度下降慢，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

結(jié)論

雄村銅金礦Ⅰ號(hào)礦體礦石中產(chǎn)出的磁黃鐵礦其含量?jī)H次于黃銅礦和黃鐵礦的金屬礦物，磁黃鐵礦與黃銅礦共生或伴生，顯微結(jié)構(gòu)研究表明礦物生成順序?yàn)閏p+py+mag→cp+py+pyr→py+sph+gal。磁黃鐵礦的Fe/S比表明礦區(qū)內(nèi)存在六方磁黃鐵礦和單斜磁黃鐵礦，磁黃鐵礦具有巖漿熱液成因特點(diǎn)，鈷和鎳含量較高，但與礦化關(guān)系不清。六方磁黃鐵礦形成溫度約為310～360℃，磁黃鐵礦的成分分析結(jié)果及礦物結(jié)構(gòu)關(guān)系表明礦體的成礦溫度下降緩慢，系統(tǒng)未發(fā)生突變，成礦時(shí)間較長(zhǎng)。