夕卡巖型鐵、銅、金礦床中黑云母的特征

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

夕卡巖型鐵、銅、金礦床中黑云母的特征

李珊校軼

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

夕卡巖型礦床是一種具重要工業(yè)意義的礦床類型，尤其是夕卡巖型金屬礦床在我國現(xiàn)階段已經(jīng)探明的金屬礦床類型中占有很大比重。夕卡巖型礦床的成礦巖體主要為中酸性的花崗巖類巖石，而黑云母是花崗質(zhì)巖石中分布最廣泛的鎂鐵礦物之一，它的化學(xué)成分明顯受巖漿冷卻時(shí)的物化條件控制，因此，黑云母可作為巖漿冷卻結(jié)晶時(shí)的一種物化條件指示劑，提供成巖的重要信息。本文通過對不同地區(qū)夕卡巖型鐵、銅、金礦床黑云母的主量元素電子探針數(shù)據(jù)的收集整理，對比發(fā)現(xiàn)，夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母主要為富鎂質(zhì)黑云母，形成溫度集中于550℃～700℃之間，并且礦床形成于FMQ+2～FMQ+3的高氧逸度熱液環(huán)境。

夕卡巖型礦床；黑云母；礦物化學(xué)

一、緒論

夕卡巖礦床是一種具重要工業(yè)意義的礦床類型,其分布遍及世界各地,但較集中地分布于環(huán)太平洋地區(qū)(趙一鳴,1991)。我國是世界上夕卡巖礦床分布最廣的國家之一。夕卡巖礦床是我國富鐵礦、富銅礦和鎢、錫、鉍礦的主要礦床類型，也是硼、金云母等非金屬礦產(chǎn)的主要來源(趙一鳴等，1990)。夕卡巖礦床因其礦床類型的重要性和巖石礦物組合的特殊性(常有一套較特殊Ca_Mg_Fe_Mn_Al硅酸鹽礦物組合)引起人們的重視，并包含從巖漿、高溫氣成熱液到中低溫?zé)嵋航淮?充填)作用的許多有用的信息，及豐富的交代分帶形式和各種地質(zhì)環(huán)境中復(fù)雜的成巖成礦作用機(jī)理而受到廣泛關(guān)注。

黑云母[結(jié)晶化學(xué)式為A2M6T8O20(OH)4，其中(A=K,Na,Ba;M=Mg，F(xiàn)e，Mn，Gr，Ti，Zn,V;T=Si，Al；OH=F,Cl,OH)，是花崗質(zhì)巖石中分布最廣泛的鎂鐵礦物，它的化學(xué)成分明顯受巖漿冷卻時(shí)的物化條件控制。因此，黑云母可作為巖漿冷卻結(jié)晶時(shí)的一種物化條件指示劑((WoneS et al.,1965)，能提供有關(guān)巖漿起源、巖石成因、成巖成礦物理化學(xué)條件、成礦元素富集的重要信息。所以，研究黑云母的礦物化學(xué)特征對于我們深入了解夕卡巖型鐵銅金礦床的成因，成礦模式以及勘探找礦具有重要意義。

二、夕卡巖型鐵、銅、金礦床的特征

(一)夕卡巖型鐵礦床的特征

夕卡巖型鐵礦床就世界范圍來說大多數(shù)產(chǎn)于大洋島弧地帶，多與中—淺成的閃長巖—輝長巖類有關(guān)，少量與花崗閃長巖和斜長花崗巖有關(guān)。對基性侵入巖來說，在中—深條件下，巖漿酸度越低，侵入巖成多個巖層侵入，因而礦體也常呈層狀產(chǎn)出。因此，與中基性侵入巖有關(guān)的礦床常產(chǎn)于夕卡巖接觸帶的內(nèi)接觸帶及正接觸帶。侵入巖普遍具有鈉化或鉀化現(xiàn)象。圍巖主要為白云巖。礦物成分上，表現(xiàn)暗色礦物一般5-10%，堿性長石一般40-60%，甚至80%以上。

(二)我國的夕卡巖型銅(金)礦床的特征

我國的夕卡巖型銅及銅多金屬礦床主要分布在長江中下游成礦帶上。同時(shí)在北部、和西南地區(qū)成礦域中也有產(chǎn)出，但絕大多數(shù)(>95%)已知的中、大型礦床都產(chǎn)在東部成礦域。與夕卡巖型銅礦床密切相關(guān)的地層主要有石炭系、二疊系和三疊系，這些地層巖性多為碳酸鹽巖，其中含同生沉積的黃鐵礦(或菱鐵礦)與石膏胚層的碳酸鹽層，或碳酸鹽巖與硅鋁質(zhì)巖層的組合地層是最有利的賦礦層位。

(三)夕卡巖型金礦床

近年來，隨著金礦勘探工作的深入，國內(nèi)外陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批大型夕卡巖型金礦，從而引起人們的關(guān)注。夕卡巖型金礦床經(jīng)常伴生與夕卡巖型銅礦床、鐵礦床及鉛鋅礦床。我國夕卡巖型金礦床主要形成于燕山晚期，其蝕變礦化可粗略地分為三期若干階段(陳衍景等，1996)。I期主要為堿質(zhì)交代,表現(xiàn)為長石化、黑云母化等。II期主要為多金屬硫化物一黃鐵絹英巖化。III期主要為碳酸鹽化，主要呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)于巖體與圍巖的接觸帶中，少部分產(chǎn)于圍巖中。

三、夕卡巖型鐵、銅、金礦床中黑云母的特征

(一)黑云母的化學(xué)成分分類

Nachit 等(2005)提出了用黑云母的TiO2-FeO*-MgO(FeO*=FeO+MnO)成分來判別原巖成因，再平衡原生和次生的黑云母。通過數(shù)據(jù)投圖對比發(fā)現(xiàn)，夕卡巖型銅、金礦床黑云母大部分投在原生黑云母及再平衡原生黑云母影區(qū)，表明大部分夕卡巖型銅金礦床為巖漿成因。在Mg-(AlVI+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)圖解中，黑云母的成分投點(diǎn)主要落在富鎂黑云母的投圖范圍內(nèi)，說明大部分的夕卡巖型鐵、銅、金礦床的黑云母屬于富鎂黑云母。

(二)成礦巖體物理化學(xué)條件

1.溫度

根據(jù)黑云母中的AlⅥ來區(qū)分I型花崗巖和S型花崗巖I型花崗巖中的黑云母具有較低AlⅥ(0.144～0.224)，而S型花崗巖中的黑云母具有較高的AlⅥ(0.353～0.561)。巖體富AlⅥ(0.194～0.223)貧Ti(0.019～0.026)，表明成巖溫度低；巖體富Ti(0.158～0.229)貧AlⅥ(0～0.056)，則表明成巖溫度高。

李勝榮等認(rèn)為巖體中黑云母的Ti-Mg/(Mg+Fe)溫度計(jì)算結(jié)果比角閃石黑云母礦物對的計(jì)算結(jié)果要合理些。角閃石黑云母礦物對方法得到的溫度低于花崗巖固相線溫度，可能反映固結(jié)降溫過程中黑云母與角閃石之間發(fā)生過鐵鎂交換，導(dǎo)致估算溫度偏低。分析知，該類礦床黑云母的形成溫度主要集中在550℃到700℃。黑云母中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于12.71%～14.74%，TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于2.64%～4.89%，以22個氧原子為單位計(jì)算的陽離子數(shù)中AlⅥ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～0.46。黑云母的高鈦和結(jié)構(gòu)式中低AlⅥ指示其形成于相對高溫和較高氧逸度的介質(zhì)環(huán)境。經(jīng)研究該類礦床黑云母的形成溫度主要集中在550℃到700℃之間，650℃居多。

2.氧逸度

前人研究(Wones,D.P.,1965)表明，利用與磁鐵礦和鉀長石共生的黑云母的Fe3+，F(xiàn)e2+和Mg2+的原子百分含量可以估算黑云母結(jié)晶時(shí)的氧逸度。我們觀察到黑云母數(shù)據(jù)點(diǎn)落在Ni-NiO與Fe2O3-Fe3O4兩條緩沖線之間的區(qū)域，說明該類礦床黑云母是在較高氧逸度條件下結(jié)晶形成的夕卡巖型鐵礦床的數(shù)據(jù)點(diǎn)相對與銅、金礦靠下，說明其形成于其形成于更高的氧逸度。大部分黑云母的數(shù)據(jù)點(diǎn)位于磁鐵礦系列區(qū)域內(nèi)，數(shù)值在ΔFMQ+2～ΔFMQ+3之間，說明這些礦床形成于高氧逸度條件。

四、結(jié)論

(一)夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母總體上主要為富鎂質(zhì)黑云母，部分為鐵質(zhì)黑云母，其Ti平均含量為0.20，Mg/(Mg+Fe)平均值為0.59，與巖漿成因的黑云母類似。

(二)夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母主要集中分布于殼幔混源區(qū)域，部分來自于殼源，說明礦床巖體的形成于與幔源巖漿作用有關(guān)。

(三)夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母形成溫度集中于550℃～700℃之間，并且礦床形成于ΔFMQ+2～ΔFMQ+3的高氧逸度熱液環(huán)境。

[1]趙一鳴.環(huán)太平洋地區(qū)的矽卡巖礦床[J].礦床地質(zhì),1991,10(1).

[2]趙一鳴,林文蔚,畢承思,等.中國矽卡巖礦床基本地質(zhì)特征[J].中國地質(zhì)科學(xué)院院報(bào).1986,14.

[3]WoneS D Ralld Eugster H P Stability of biotite experiment theory and application[J].American Mineralogist,1965,50:1228-1272.

[4]Nachit H ,Ibhi A ,Abia E H,et al.Discrimination between primary magmatic biotites,reequilibrated biotites and neoformed biotites.Comptes Rendus Geoscience,2005,337:1415～1420.

李珊(1991-)，女，漢族，四川遂寧人，地質(zhì)學(xué)碩士，成都理工大學(xué)，研究方向礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)。