礦石中礦物生成順序的確定

侯青亞

（中國冶金地質總局第三地質勘查院，山西 太原030002）

同一礦化階段內，能形成一組礦物，這些礦物不是都在同一時間內形成的，各種礦物形成的時間關系稱為礦物的生成順序，如先后生成、同時生成和超覆生成關系，反映了礦物的生成順序。礦物生成順序決定于礦物形成時的物理化學條件等特點，因此通過礦物生成順序的研究，可以了解礦物形成時的溫度、壓力、含礦介質變化、氧化還原情況、主要造礦礦物的富集規律和形成方式等，從而給礦化演變提供一定的實際資料，便于對礦化特點進行分析。

1 礦物生成順序的確定

搞清礦石中各礦物的沉淀時間順序，是了解礦物之間相互關系和礦石形成方式的基礎，最終利用對于成礦過程的了解，分析礦體內礦石富集的趨勢和變化規律。

同一個成礦階段或成礦期內，沉淀一系列的礦物，由于各種原因，礦物沉淀時間表現為相對的先后順序，這可以從礦石結構的研究確定。礦物生成順序的確定必須是在成礦階段或成礦期已經劃分的基礎上進行的。同一個成礦階段內各礦物的生成順序有先后，主要原因是某種礦物未沉淀之前在礦液內所呈的溶解化合物當時的穩定性順序決定的，最不穩定的最先沉淀。通常沉淀的礦物與當時礦液中它所呈的化合物，成分上是不一致的，例如黃銅礦當時并不是呈可溶的液相的CuFeS2。礦液中化合物不穩定的原因不外乎是：熔點高，溫度下降時先沉淀，化合物溶解度小，復雜化合物的分解，與固相反應，氣體逸失或壓力降低使某些化合物溶解度降低，某些成份過飽和，成分不同的溶液的中和與反應，氧化-還原電位的急劇變化，溶液pH值的改變、溫度下降等等，必須指出，同樣幾種礦物，在不同的礦床形成環境中，生成順序并不是一樣的，這與礦液中元素的相對濃度、其他物理化學因素有關，不是一成不變到處適用的，一定要根據實際觀察確定。根據若干礦床的實際觀察得出的可靠經驗，某些礦物之間的生成順序確是相對固定的，但是也只能供參考，不能作為根據。不同成礦期或成礦階段的礦物伴生，當然生成順序照例應該是明顯的，但是如果期和階段的劃分不清楚，單憑小范圍內礦物晶粒之間的伴生關系也不一定能正確判別。

2 礦物生成順序的判別

礦物的生成順序如何判別，下面著重說明礦物生成順序的幾種表現形式：先后沉淀、同時沉淀、超覆沉淀。

1）先后相繼沉淀。甲礦物領先沉淀表現出比乙礦物早，例如甲被乙溶蝕、交代，而從未見到相反的情況。甲礦物沉淀早，結束也早，乙礦物沉淀發生在甲全部沉淀之后。

2）同時沉淀。包括兩種情況：兩種礦物幾乎同時從礦液中沉淀，分別結晶；既成固相的礦物，在沉淀后不久或很久，分解成兩種或更多的礦物相，從甲中分解出乙，或甲分解為乙和丙，是同時發生的。分別結晶的礦物往往形成共生邊界，兩種礦物以平整的界面或晶面毗鄰。共結（或共熔）是溶液中兩種化合物在一定溫度時按一定的量比共溶，冷卻到一定溫度時也開始按一定的量比同時沉淀，按共結比同時結晶出兩種礦物，直到完全結晶完畢或其中的一個組份共結比結晶完畢為止。礦石結構往往成緊密的交生，如蠕蟲狀、文象狀。但是應注意與交代、固溶體分解等結構區別。固溶體分解，凝膠混合物的分別凝結析出、變質時的重結晶、復雜成分的礦物分解，都是礦物連晶同時生成的證據。膠體沉積的顆粒環帶結構、鮞粒內赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、鮞綠泥石的環帶，雖然化學條件和礦物組成明顯改變，也不妨說是“同時”生成的特殊表現。

3）超覆沉淀。兩種礦物的關系，既有明顯的先后，也有同時沉淀的證據。具體情況可能有：甲乙同時開始沉淀，但結束有先后；甲先沉淀，乙后沉淀，但甲乙沉淀幾乎同時結束；甲先沉淀先結束，在甲沉淀的過程中乙隨后沉淀，但乙結束晚；也有甲沉淀早于乙，但結束晚于乙。證據都可靠，說明兩者的沉淀時間有一段重合，也有一段超前或落后。另一類情況是由于礦物多世代，甲的第一個世代沉淀完畢，乙沉淀，乙沉淀完畢，甲的第二個世代開始沉淀，中間并沒有時間重合。例如晶粒內部的環帶結構，不同組份的環帶反復交替。同一個成礦階段沉淀的累層帶狀構造中礦物先后重復出現也是如此。超覆沉淀在熱液礦床和化學沉積礦床中很常見。

3 礦物生成順序在顯微鏡下的判別

判斷礦物的生成順序應結合手標本和礦石磨光片的觀察，主要在反光顯微鏡下觀察礦石光片，查明礦物之間的相互接觸關系。

礦物形成時間的早晚不同，某些礦物形成以后另一種礦物才開始形成。其確定標志有：

3.1 穿插關系及有關的礦石結構

一種礦物呈細脈穿插另一種礦物的顆粒，被穿插的礦物生成的早。交叉結構和網狀結構可以確定礦物的先后順序，以及充填礦脈中礦物由脈壁向中心依次沉淀也反映了由早到晚的生成順序，這種標志可信且便于掌握。

3.2 交代關系及其典型結構

礦石中交代關系一般比較普遍，眾所周知，被交代的礦物是早形成的。確定交代關系需注意以下交代現象：

1）交代礦物常以尖角狀插入被交代礦物中。如交代礦物呈各種不規則的多角形、星形或十字形，系沿著各種微細裂隙交代早形成的礦物。

2）被交代礦物常呈港灣-孤島狀。由于交代作用的結果，被交代礦物視為大陸呈港灣狀，使受交代而分割出的部分呈比較渾圓的孤島狀分布在交代礦物中。

3）被交代礦物晶粒或集合體內部或邊緣具明顯的溶蝕邊。

此外，由交代作用形成的格狀結構、殘余結構、骸晶結構、鑲邊結構和假象結構以及各種代晶結構等，其中顯然被交代的礦物形成較早，因此均能確定礦物生成的先后順序。交代現象比較復雜，不易確定，必須仔細和廣泛地觀察，綜合多種現象才能取得符合實際的結論。

3.3 填隙關系及某些結晶結構

晚形成的礦物沿早期礦物的顆粒間隙或其他空隙充填交代，以及結晶作用形成的自形粒狀結構（早形成的礦物顆粒一般呈自形晶）、他形粒狀結構（晚形成的礦物顆粒多呈他形晶）、海綿隕鐵結構（金屬礦物形成晚于硅酸鹽礦物）、斑狀結構（斑晶形成早于基質礦物）以及包含結構（被包含的礦物顆粒形成早）等等，均能作為礦物先后順序的標志。

4 礦物同時生成的標志

1）固溶體分解結構。固溶體分解而成的主客晶兩種礦物屬同時形成的，其接觸邊緣平滑。如乳濁狀、葉片狀、格狀及結狀等結構能作為礦物同時形成的可靠標志。

2）礦物顆粒呈共結邊接觸。礦物的接觸邊界較平整，或呈舒緩波狀，無相互插入或溶蝕現象，二者為同時形成。常見于由結晶或重結晶作用形成的某些礦物顆粒。

3）重結晶作用形成的各種變晶。變晶代表同時形成的，如花崗狀變晶及放射狀變晶等。

5 礦物超覆生成的標志

兩種礦物顆粒形成時間有重疊的稱為超覆。如某些礦物形成尚未結束，另一種礦物已開始形成，或兩種礦物同時形成不同時結束，或先后形成而同時結束均為超覆關系。自然界的礦物其形成呈超覆關系的是比較常見的。其識別依據是，既有兩種礦物先后形成的標志也有同時形成的標志。

6 結語

根據礦物組合、礦物空間分布、礦石結構、成礦階段和礦物生成順序，可以了解成礦主要過程的發展歷史，例如礦石沉淀的物理化學環境、主要金屬從礦液析出的順序，礦石形成的方式。對照礦床中礦物組合空間分布的編錄材料，初步知道沿走向、傾向、深度的變化，研究礦石貧富、礦石類型與構造、巖性及蝕變，成礦過程本身存在什么聯系。這樣，就有了事實根據和理論指導去分析和理解礦體中已揭露的情況，進而推斷礦床內礦石富集的變化趨勢。