福建省內(nèi)普硫鐵銅礦的發(fā)現(xiàn)及成因分析

鐘穎先

（福建省197地質(zhì)大隊，福建 泉州 362011）

高才坂銀多金屬礦是福建省內(nèi)首次在三疊系文賓山組（T3w）中發(fā)現(xiàn)的中型以上銀多金屬礦山，不僅具有重大的經(jīng)濟(jì)效益，而且也是該區(qū)域近年來在找金屬礦方面取得的重大突破。

在對該礦床開展實驗室選礦流程試驗時發(fā)現(xiàn)，在該礦的幾種不同的礦石內(nèi)，甚至在構(gòu)造剪切的石英砂巖中，均見到色澤特殊，有別于黃銅色的黃銅礦的硫化物礦物，在反光鏡下亦定名為黃銅礦。

經(jīng)疊次觀察、測定、再觀察，對該色澤特殊的礦物有所認(rèn)識，確定為福建省內(nèi)的新礦物，根據(jù)有關(guān)資料，該礦物名為普硫鐵銅礦（Putoranite）。該礦物的發(fā)現(xiàn)，其實際意義和成礦作用的研究上均有重大價值。

1 地質(zhì)背景

高才坂銀多金屬礦床位于閩西南沉降帶，屏南—梅林?jǐn)嘞輲П辈浚瑓^(qū)域出露地層主要有二疊系上統(tǒng)、三疊系、侏羅系上統(tǒng)，區(qū)域內(nèi)褶皺和構(gòu)造均發(fā)育，其中NNE向貫穿全區(qū)的高才—太平橋斷裂，沿火山噴發(fā)帶邊緣發(fā)育，是政和—大埔深大斷裂的組成部分，也是本區(qū)的主要控礦構(gòu)造。另外，NW方向和EW方向斷裂構(gòu)造亦發(fā)育。

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，局部見少量石英斑巖脈等出露（圖1）。

礦床Ⅶ-1銀多金屬主礦體賦存于三疊系文賓山組，嚴(yán)格受礦區(qū)NEE向斷裂構(gòu)造和次級斷裂裂隙控制，平面上呈條帶狀或耦節(jié)狀，圍巖蝕變強(qiáng)烈，具多期疊加、多成因和較明顯分帶的特點，礦石類型以銀銅鉛鋅礦石為主。礦床共生礦產(chǎn)為銅、鉛、鋅、銀，伴生礦產(chǎn)主要為硫、鎘。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡圖

2 礦物特征

根據(jù)粉末晶體X衍射晶體結(jié)構(gòu)測定結(jié)果表明，礦石中銅礦物有黃銅礦和普硫鐵銅礦。普硫鐵銅礦的化學(xué)式（實驗式）為CuFeS2，化學(xué)組成同黃銅礦，含Cu34.56%、S34.92%、Fe30.52%。等 軸 晶 系，空 間 群Pn3m，軸率a0=b0=c0=5.3A°晶胞體積V=148.87A°3。α=β=γ90°。而常見的黃銅礦屬于四方晶系，空間群I-42d。軸率a0=b0=5.289A°，C0=10.42A°，晶胞體積291.48A°3。α=β=γ90°。它與普硫鐵銅礦的晶體結(jié)構(gòu)差別明顯可以推斷兩者比重亦會有一定差異。據(jù)有關(guān)資料所述，黃銅礦具三種同質(zhì)多象變體，包括形成溫度為550℃的高溫等軸晶系變體，溫度213℃～550℃下的四方晶系變體以及溫度低于213℃形成的低溫斜方晶系變體。由此看來，普硫鐵銅礦系高溫的同質(zhì)多象變體。

礦石中銅礦物與其他金屬礦物緊密共生，相互包裹，尤其是閃鋅礦包裹大量銅礦礦物，共（伴）生礦物組合有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、普硫鐵銅礦、黃鐵礦與石英、綠泥石等。

反光鏡下觀察黃銅礦（包括普硫鐵銅礦）呈它形粒狀結(jié)構(gòu)，它形晶，礦物粒徑在0.02mm～5mm之間，以0.1mm～1mm微細(xì)粒為主，黃銅礦呈黃色，等軸晶系的普硫鐵銅礦主要呈銅紅色及藍(lán)綠色。熔蝕交代閃鋅礦、黃鐵礦礦物（沿裂隙充填交代，圖1）或被方鉛礦溶蝕呈港灣狀（圖2）。晶體中包裹有黃鐵礦和脈石礦物。大部分呈等軸粒狀或不規(guī)則狀外形嵌布在其它礦物晶粒間（部分聚集在一起）,部分呈乳滴狀或不規(guī)則狀外形嵌布在閃鋅礦礦物晶體中。

3 賦存狀況

就本礦區(qū)礦石標(biāo)本觀察，該礦物的肉眼所見特征均大同小異。顏色變化較大，偶見的新剝露出來的裂面上，自色為銀灰色略帶綠色的淺色調(diào)，遭受氧化者的假色，主要呈銅紅色及蘭綠色，金屬光澤，條痕暗深綠色，形態(tài)為不規(guī)則，解理清晰，形態(tài)呈不規(guī)則的粉狀，未發(fā)現(xiàn)單晶體。

已知的兩類礦石，即熱液硅化的石英質(zhì)礦石（即少量含銀鉛鋅銅礦、銀鉛鋅銅礦兩種）與微密塊狀硫化物礦石（僅有銀鉛鋅銅礦一種），以及構(gòu)造剪切變質(zhì)的石英砂中均見有含量不等的該礦物。

（1）石英質(zhì)含少量銀鉛鋅銅礦的礦石中，色澤淺灰白色者偶見該礦物與黃銅礦粒狀集合體。灰色者較常見主要呈單獨產(chǎn)出的細(xì)粒狀，次為與黃銅色的黃銅礦共生的粒狀集合體存在。

（2）石英質(zhì)銀鉛鋅銅礦石呈深灰?guī)ЬG色，普遍見該礦物，它們一是為細(xì)粒狀于閃鋅礦和方鉛礦內(nèi)，二是與黃銅礦積聚成粒狀集合體，三是單獨存在于石英中。

（3）微密塊狀銀鉛鋅銅礦石內(nèi)，該礦物主要見于中一粗粒與大斑團(tuán)狀黃銅礦的邊緣，呈粒狀、半環(huán)帶狀；次為粗粒方鉛礦、閃鋅礦內(nèi)，多為細(xì)粒與微細(xì)粒狀。在石英內(nèi)亦為細(xì)小粒狀者出現(xiàn)。

（4）構(gòu)造剪切變質(zhì)的石英砂中的斜切早期主構(gòu)造線的剪切裂隙內(nèi)，有線狀普硫鐵銅礦膜狀脈，此類脈稀疏分布。新鮮的裂隙面上該礦物未受氧化，顯示其白色，受氧化物者為銅紅色及錆色（蘭綠色），分布不均勻，局部若膜狀，或不規(guī)則條帶狀及斑點狀。

圖2 鏡下觀察黃銅礦（包括普硫鐵銅礦）

圖3 礦體新鮮面及手標(biāo)本

4 賦存狀態(tài)同構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境變化的關(guān)系

該礦圍巖中脆性剪切結(jié)構(gòu)面上的構(gòu)造片理與線理，表明該礦主要礦體的形成和定位受壓扭性斷裂控制。淺灰白色礦石中弱礦化的石英質(zhì)銀鉛鋅銅礦石呈張性角礫狀并被有小晶洞的石英細(xì)脈膠結(jié)，則顯示礦體形成中有應(yīng)力釋放而有間歇性拉張環(huán)境。

這些都表明高才坂銀多金屬礦的形成是經(jīng)歷了多期次的斷裂活動，不僅引起斷裂帶兩側(cè)溫壓條件的改變，給各種礦物質(zhì)的活化、遷移等成礦作用提供了能量，而且經(jīng)歷了多次韌-脆、剪切-拉張的復(fù)雜變形過程，形成了寬大的構(gòu)造巖帶，既是成礦熱液遷移的通道，也為富集成礦提供了極為有利的空間。在這樣的成礦構(gòu)造背景下，探索普硫鐵銅礦的產(chǎn)出同構(gòu)造的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)以下幾種跡象。

（1）圍巖中扭性而未見明顯位移的剪切面內(nèi)以熱液充填方式產(chǎn)出。

（2）早期石英質(zhì)單礦巖受壓兼扭性應(yīng)力形成構(gòu)造透鏡體之后，在該類透鏡體外緣形成閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦化過程中，該礦物也出現(xiàn)。

（3）早期石英質(zhì)單礦巖中隱性剪切錯動部位，見方鉛礦、閃鋅礦及黃銅礦亦沿此類裂隙礦化，該礦物在此類構(gòu)造環(huán)境中也出現(xiàn)。

（4）后期形成的微密塊狀鉛鋅銅礦石內(nèi)的方鉛礦中的剪切裂縫內(nèi)，也可見到普硫鐵銅礦。

由上可見，扭性、壓扭性等性質(zhì)的構(gòu)造裂隙是該礦物充填定位的有利的部位，而此類構(gòu)造裂隙則是主構(gòu)造期之后形成的。

5 成因分析

高才坂銀多金屬礦礦石中所見蝕變與熱液作用，主要是硅化及綠泥石化，有的熱液石英脈中尚有小晶洞保存下來；共伴生的硫化物方鉛礦，閃鋅礦與黃銅礦的大量存在；未見方解石類礦物。以上多種現(xiàn)象可見，普硫鐵銅礦是典型的熱液作而形成的一種硫化物礦物。同時，黃銅礦與普硫鐵銅礦同體共生，二者轉(zhuǎn)變溫度是550℃，它或者單獨產(chǎn)出或者產(chǎn)于黃銅礦邊緣，也許是其形成溫度高的一個佐證。

6 一點新的認(rèn)識

高才坂礦區(qū)的成礦溫度過去一直認(rèn)為是中低溫?zé)嵋簵l件下形成的，本次筆者僅通過野外觀察和礦物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，礦石中不僅普遍見到形成溫度達(dá)550℃的普硫鐵銅礦，在閃鋅礦中也發(fā)現(xiàn)鐵閃鋅礦等高溫礦物，推斷礦山成礦早期應(yīng)是存在中高溫成礦期，中后期以中低溫為主，經(jīng)多期次不同溫度熱液作用形成。