黑龍江省三礦溝鐵銅礦床礦物學(xué)研究

楊海濤，尹京武，邵興坤，劉春花，邊 飛，王淑利

（1.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安 710054；2.中國地質(zhì)大學(xué) 科學(xué)研究院，北京 100083；3.原中國人民武裝警察部隊(duì)黃金第一支隊(duì)，黑龍江 牡丹江 157021；4.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所/國土資源部成礦作用與礦產(chǎn)資源評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037）

三礦溝鐵銅礦床產(chǎn)于三礦溝巖體與奧陶系多寶山組大理巖及粉砂巖的接觸帶上[1，5，6，9]。距多寶山特大型銅礦床約20公里。前人分別對三礦溝金銀礦物、成礦流體特征、成礦巖體年齡、地球化學(xué)特征等進(jìn)行了研究[2，3，7，8]，對礦物學(xué)特征方面的研究較少，本文對三礦溝鐵銅礦床主要礦石的礦物學(xué)特征進(jìn)行了探討性研究。

1 區(qū)域及礦床地質(zhì)

三礦溝礦床屬大興安嶺早古生代陸源增生構(gòu)造帶多寶山奧陶紀(jì)島弧型活動帶。區(qū)內(nèi)出露地層主要為奧陶系多寶山組，區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂呈北西向展布，侵入巖主要為花崗閃長巖（圖1）。主要富礦巖性為鈣鐵榴石夕卡巖，礦體規(guī)模一般，形狀復(fù)雜，但含銅品位較高。

2 礦石特征

前期通過對野外樣品進(jìn)行手標(biāo)本觀察和光薄片鑒定，結(jié)合背散射電子圖像對微細(xì)粒礦物進(jìn)行掃描，基本確定礦石礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

2.1 黃銅礦 （Cp）

黃銅礦是該礦床的主要金屬硫化物，夕卡巖期黃銅礦含量不高，包裹于晚期磁鐵礦中（圖2-c），大量黃銅礦形成于鐵-銅硫化物階段，呈它形-半自形、細(xì)粒狀（粒度0.01mm～0.05mm）與黃鐵礦等礦物共生，分布于磁鐵礦或鈣鐵榴石顆粒之間（圖2-a）；晚期黃銅礦形成于晚期硫化物階段，與閃鋅礦、方鉛礦共生，交代穿插早期的各種礦物（圖2-b，c，d）。

圖2. 三礦溝鐵銅礦床礦石礦物組成

2.2 黃鐵礦 （Py）

黃鐵礦作為鐵礦石的主要金屬硫化物，早期黃鐵礦多為中粒（0.1mm～0.3mm），呈自形、半自形晶分布于鈣鐵榴石夕卡巖中，多數(shù)被黃銅礦和石英包裹（圖2-c），鐵-銅硫化物階段黃鐵礦與黃銅礦共生，或溶蝕交代夕卡巖期黃銅礦（圖2-g），部分黃鐵礦碎裂被石英溶蝕交代呈港灣狀、孤島狀（圖2-g）。

鉛鋅硫化物階段黃鐵礦（它形—半自形）沿石英和磁鐵礦的間隙分布，或在后期石英脈中與黃銅礦共生形成黃鐵礦脈，呈中細(xì)粒狀（粒度大于1mm的較少，多數(shù)在0.1mm～0.25mm之間）或它形集合體（圖2-d，e）。

2.3 磁鐵礦 （Mt）

磁鐵礦是該礦床的主要鐵金屬氧化物，多呈半自形～它形或以集合體形式(粒度0.05mm～0.5mm)和細(xì)脈狀沿石榴石（多數(shù)為鈣鐵榴石）裂隙產(chǎn)出；或分布在黃鐵礦和石英中（圖2-a，g，f），極少數(shù)分布在黑云母中；有些與黃鐵礦、黃銅礦共生呈半自形粒狀分布在石英中；晚期夕卡巖階段形成的磁鐵礦常交代石榴石、透輝石等早夕卡巖礦物。

2.4 閃鋅礦 （Sp）

閃鋅礦呈半自形～它形細(xì)粒狀集合體，與黃銅礦互相包裹，在電子探針背散射電子圖像下可見：閃鋅礦呈半自形-它形分布于黃銅礦中并與之緊密共生（圖2-a）；包裹黃銅礦呈同心環(huán)帶狀分布（圖2-i）；與銀金礦緊密共生并包裹于黃鐵礦中（圖2-e）。

2.5 斑銅礦 （Bn）

斑銅礦與黃銅礦共生，但含量遠(yuǎn)小于黃銅礦，黃銅礦中可見低溫時發(fā)生固溶體離溶的斑銅礦出熔葉片（圖2-i），有些分布于閃鋅礦中，與其緊密共生（圖2-a）。表生氧化期斑銅礦部分轉(zhuǎn)變成孔雀石、藍(lán)銅礦。

2.6 方鉛礦 （Gn）

方鉛礦是該礦床的微量金屬礦物，鉛灰色，強(qiáng)金屬光澤，呈半自形粒狀，粒徑在0.01mm～0.04mm之間。分布于黃銅礦中，或與其它金屬硫化物共生（圖2-a）。

2.7 碲銀礦 （Hes）

為本次研究在區(qū)內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)的新礦物，形成于鉛鋅硫化物階段，呈脈狀產(chǎn)出于早期黃銅礦中，多與石英共生，顏色灰白，金屬光澤。

3 討論

利用中國地質(zhì)大學(xué)（北京）電子探針實(shí)驗(yàn)室日本島津公司生產(chǎn)，型號為EPMA-1600的電子探針儀對三礦溝鐵銅礦床主要礦石礦物進(jìn)行化學(xué)成分分析。與不同礦物硫的理論值相比，三礦溝鐵銅礦床硫化物普遍虧硫，黃鐵礦、黃銅礦虧硫現(xiàn)象在鉛-鋅硫化物初期階段最為明顯，且與閃鋅礦中的硫含量呈反消長關(guān)系，表明礦物的生成與熱液成因有關(guān)。與黃鐵礦中硫的含量類似，黃銅礦中鐵元素含量也呈先升后降趨勢，并在鐵銅硫化物階段最為富集，Co、Ni元素對Fe元素的替代，隨著鐵元素含量升高，鈷替代升高，鎳替代降低。

三礦溝鐵銅礦床形成于相對開放的高侵位巖體環(huán)境，揮發(fā)相普遍存在，巖體分離出的獨(dú)立揮發(fā)相使花崗質(zhì)巖漿具有很大的熱膨脹性[4]，致使巖體上殼及外接觸帶圍巖形成裂隙和角礫巖，有利于成礦元素的遷移聚集。

4 結(jié)論

（1）本區(qū)首次發(fā)現(xiàn)的碲銀礦不僅對三礦溝鐵銅礦床成礦作用的研究有一定的指導(dǎo)意義，同時對與之相鄰的爭光金礦金銀礦物的賦存狀態(tài)等相關(guān)研究工作也有一定的借鑒意義。

（2）與硫的理論值相比，三礦溝鐵銅礦床硫化物普遍虧硫，表明與熱液成因有關(guān)。鉛-鋅硫化物階段初期，黃鐵礦、黃銅礦虧硫現(xiàn)象最為明顯，該階段閃鋅礦中的硫元素與黃鐵礦、黃銅礦中硫元素含量呈反消長關(guān)系。

（3）黃鐵礦中硫的含量并不是主導(dǎo)砷和硒對硫替代能力的重要因素。黃銅礦中鐵元素含量呈先升后降趨勢，并在鐵銅硫化物階段達(dá)到峰值，Co、Ni元素對Fe元素的替代，隨著鐵元素含量升高，鈷替代升高，鎳替代降低。