滇中楚雄盆地老街子鉛-銀礦床鏡鐵礦特征及地質(zhì)意義*

吳鵬 楊航 韓潤生 姜龍燕 江小均 王蝶 管申進(jìn)

昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，昆明 650093

古特提斯洋消減閉合到印亞大陸碰撞造就了西南“三江”地區(qū)復(fù)雜而特殊的大地構(gòu)造格架，孕育了金沙江-哀牢山縫合帶(圖1)。在此背景下，區(qū)域性左行走滑斷裂系統(tǒng)誘發(fā)加厚下地殼或殼幔過渡層發(fā)生減壓部分熔融，促使鉀質(zhì)-超鉀質(zhì)富堿巖漿沿構(gòu)造有利部位上侵，并伴隨大規(guī)模銅(金)多金屬成礦作用(涂光熾等，1984；謝應(yīng)雯等，1984；張玉泉等，1987；Tapponnieretal.，1990；鄧萬明等，1998；莫宣學(xué)等，2007；李勇等，2011；Luetal.，2012，2013；Dengetal.，2014a，b，2015a；鄧軍等，2012, 2014; Deng and Wang，2016)。與富堿侵入巖有關(guān)的多金屬礦床常含有大量磁鐵礦、赤鐵礦，該類鐵氧化物與金礦化具成因聯(lián)系。其中，北衙金礦化可能與鐵質(zhì)熱液或鐵礦漿有關(guān)，磁鐵礦的形成與礦區(qū)中酸性富堿巖漿密切相關(guān)(徐興旺等，2007；李俊等，2016)；白馬苴金(銅)礦床中發(fā)育大量鏡鐵礦，與金礦化關(guān)系密切(譚喜生，1988；畢獻(xiàn)武等，2000，2001；錢祥貴和李志偉，2000；張準(zhǔn)等，2002；Bietal.，2004；Zhouetal.，2017a，2018)；Zhouetal.(2017a)通過LA-ICP-MS方法，成功獲得姚安白馬苴金(銅)礦床中赤鐵礦U-Pb年齡(30.2±3.8Ma)，與區(qū)域上富堿斑巖-巖漿熱液型多金屬礦床成礦年齡(30～40Ma)具一致性。

圖1 青藏高原東南緣大地構(gòu)造及新生代富堿巖體分布圖(據(jù)任紀(jì)舜等，1999，2013；侯增謙等,2006；李文昌等, 2009；江小均等，2018修改)縫合帶及主要斷裂：①雅魯藏布江縫合帶；②班公-怒江-高黎貢山縫合帶；③瀾滄江縫合帶；④金沙江-哀牢山縫合帶；⑤甘孜-理塘縫合帶；⑥金沙江-紅河韌性剪切斷裂帶；⑦綠汁江斷裂；⑧小江斷裂；⑨南盤江-右江斷裂；⑩龍門山斷裂. “黑框”為研究區(qū)范圍Fig.1 The distribution map of the Cenozoic alkali-rich porphyry and its tectonic division in the southeastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau (modified after Ren et al., 1999, 2013; Hou et al., 2006; Li et al., 2009; Jiang et al., 2018)The suture belts and main faults: ①Yarlung Zangbo suture belt; ②Bangong-Nujiang-Gaoligongshan suture belt; ③Lancangjiang suture belt; ④Jinshajiang-Ailaoshan suture belt; ⑤Ganzi-Litang suture belt; ⑥Jinshajiang-Red River ductile shear fractured belt; ⑦Lvzhijiang fault; ⑧Xiaojiang fault; ⑨Nanpanjiang-Youjiang fault; ⑩Longmenshan fault. The “Black Box” is the study area

前人關(guān)于鏡鐵礦對銅(金)多金屬找礦指示意義的研究很多，代表性成果有：在熱液成礦系統(tǒng)中，成礦后期常出現(xiàn)鏡鐵礦(翟裕生，1999；孫衛(wèi)東等，2015)；石英-鏡鐵礦脈型是與富堿斑巖相關(guān)的金多金屬礦床中的重要礦石類型(曹志敏和萬運(yùn)明，1992；鄧軍等，2010)；鏡鐵礦是某些銅、金、銀、鉬等礦化的重要找礦標(biāo)志(陳大經(jīng)，1988)；石英-鏡鐵礦化強(qiáng)烈部位指示了低溫-強(qiáng)氧化環(huán)境，一般銅、金和銀較為富集(方維萱，2012)。

姚安富堿斑巖區(qū)位于滇西新生代富堿斑巖帶南段，區(qū)內(nèi)分布有老街子鉛-銀礦床和白馬苴金(銅)礦床，二者相距約2km(圖2)。近年來，隨著探礦工程向深部實(shí)施，在老街子鉛-銀礦床深部2073m中段揭露出亮黑色鐵氧化物(2073m以淺未揭露)，該成果在該礦床研究中尚無報(bào)道。金屬硫化物礦床深部鐵氧化物的出現(xiàn)改變了該礦床的傳統(tǒng)認(rèn)識，其特征及地質(zhì)意義有待探索。因此，本文通過大比例尺坑道剖面精細(xì)測量、巖石薄片顯微鏡鑒定、X射線微區(qū)衍射、電子探針及微量元素分析，并與白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦對比研究，探討老街子鉛-銀礦床深部鐵氧化物特征及地質(zhì)意義，為該礦床深部找礦預(yù)測提供依據(jù)，為“三江”地區(qū)同類礦床成礦系統(tǒng)研究、找礦勘查實(shí)踐提供參考。

圖2 姚安鉛多金屬礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)Sun et al.，2017修改)1-第四紀(jì)沉積層(Q)；2-新近系(N)；3-上白堊統(tǒng)江底河組(K2j)；4-上白堊統(tǒng)馬頭山組(K2ml)；5-下白堊統(tǒng)高峰寺組(K1gw)；6-下白堊統(tǒng)普昌河組(K1p)；7-石英正長斑巖；8-火山角礫巖；9-粗面巖；10-假白榴石斑巖；11-煌斑巖；12-正長斑巖；13-正長細(xì)晶巖；14-地層分界線；15-斷裂；16-行政村；17-礦床Fig.2 The geological map of Yao’an lead polymetallic mine district (modified after Sun et al., 2017)1-Quaternary sediments (Q); 2-Tertiary sediments (N); 3-Jiangdihe Fm. of the Late Cretaceous (K2j); 4-Matoushan Fm. of the Late Cretaceous (K2ml); 5-Gaofengsi Fm. of the Early Cretaceous (K1gw); 6-Puchanghe Fm. of the Early Cretaceous (K1p); 7-quartz syenite porphyry; 8-volcanic breccia; 9-trachyte; 10-pseudoleucite porphyry; 11-lamprophyre; 12-syenite porphyry; 13-syenite-aplite; 14-stratigraphic boundary; 15-fault; 16-administrative village; 17-deposit

1 成礦地質(zhì)背景

三江特提斯位于古特提斯構(gòu)造域東段，是全球地殼結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、包含造山帶類型最多的一個(gè)構(gòu)造成礦域(鄧軍等，2012，2014)。金沙江-紅河斷裂帶位于青藏高原東南緣，主體展布于云南省境內(nèi)，自西藏東南部向南延伸超過1500km。斷裂帶及鄰區(qū)廣泛分布新生代鉀質(zhì)富堿斑巖(圖1)，蘊(yùn)藏著大量與富堿斑巖有關(guān)的Cu-Au-Mo礦床(Houetal.，2007；Dengetal.，2014a，b，2015b)。哀牢山金礦帶是“三江”特提斯成礦域中最重要的金礦帶，分布著長安、大坪等與富堿斑巖有關(guān)的大型金礦床(Zhangetal.，2014，2017)。滇中楚雄盆地老街子鉛-銀礦床和白馬苴金(銅)礦床位于金沙江-哀牢山富堿斑巖成礦帶的中段，找礦潛力巨大。

研究區(qū)出露下白堊統(tǒng)高峰寺組(K1gw)、普昌河組(K1p)，上白堊統(tǒng)馬頭山組(K2ml)、江底河組(K2j)，新近系(N)及第四系(Q)，以紫紅色礫巖、砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為主的河流-淺湖相碎屑沉積巖組合(嚴(yán)清高等，2017)。巖漿巖主要為一套以正長斑巖、粗面巖、火山角礫巖等為主的富堿火山-巖漿雜巖體(圖2)。研究認(rèn)為富堿火山-侵入巖是具有殼?；旌咸卣鞯腅MⅡ型富集地幔部分熔融的產(chǎn)物，成礦物質(zhì)可能主要來源于殼幔相互作用而成的巖漿(畢獻(xiàn)武等，2005；江小均等，2018)。

老街子鉛-銀礦床由三個(gè)礦體群組成，受NE向(F1)和NW向(F3、F4)斷裂控制。礦(化)體主要分布于正長斑巖體與圍巖的內(nèi)、外接觸帶以及近EW向的黑云母正長斑巖脈上盤。其中，Ⅰ號礦體群主要產(chǎn)于F3、F4夾持的“凹兜”中，剖面上呈“V”字型漏斗狀(圖3)；Ⅱ號礦體群位于北部粗面巖與普昌河組砂巖接觸帶裂隙內(nèi)；Ⅲ號礦體群受北西部蝕變砂巖接觸帶裂隙控制。礦體形態(tài)及產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷裂控制，在構(gòu)造蝕變強(qiáng)烈地段變富加厚。單礦體呈脈狀、豆莢狀、筒狀，局部透鏡狀產(chǎn)出；礦石具細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，局部角礫狀構(gòu)造；金屬礦物主要為方鉛礦、白鉛礦、黃鐵礦，呈自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)。與鉛銀礦化關(guān)系密切的圍巖蝕變包括高嶺土化、重晶石化。

圖3 老街子鉛-銀礦床3號橫剖面圖(a，據(jù)李光斗等，2010)和典型礦體(石)特征(b)1-下白堊統(tǒng)普昌河組砂泥巖；2-白榴石斑巖；3-白榴石火成角礫巖；4-石英正長斑巖；5-黑云粗面巖；6-粗面質(zhì)火成角礫巖；7-正長細(xì)晶巖；8-斷裂；9-鉛的貧礦體；10-鉛的富礦體. Py-黃鐵礦；Gn-方鉛礦Fig.3 The No.3 geological section of the Laojiezi Pb-Ag deposit (a, after Li et al.，2010) and typical ore body characteristics(b)1-Puchanghe Fm. sand mudstone of the Early Cretaceous (K1p); 2-leucite porphyry; 3-leucite volcanic breccia; 4-quartz syenite porphyry; 5-trachyte; 6-rough volcanic breccia; 7-syenite-aplite; 8-fault; 9-lean ore bodies of lead; 10-ore shoot of lead. Py-pyrite; Gn-galena

近年來，在Ⅰ號礦體群北東側(cè)的2073m中段新發(fā)現(xiàn)鐵氧化物，產(chǎn)于黑云母正長斑巖脈內(nèi)及其南東側(cè)正長斑巖中。鐵氧化物產(chǎn)出位置附近的正長斑巖表面淋濾出藍(lán)綠色銅氧化物。另外，在2073m中段3號穿脈揭露出一條寬5～8cm的輝鉬礦-黃鐵礦脈(圖4)。前期研究中，2073m以淺未見鐵氧化物和輝鉬礦，深部鐵、銅、鉬礦物的出現(xiàn)指示Pb-Ag礦體的深部存在Cu-Mo礦化。

圖4 老街子鉛-銀礦床銅鉬異常(礦化)照片(a)黃鐵礦-輝鉬礦脈(2073中段3#穿脈)；(b)蝕變正長斑巖發(fā)育銅氧化物(2073中段北沿)Fig.4 Photos of chalcopyrite and molybdenite anomalies (mineralization) from Laojiezi Pb-Ag deposit (a) pyrite- molybdenite veins (the 3# pulse of 2073m level); (b) copper oxide is developed in alteration porphyry (north of 2073m level)

2 鐵氧化物空間分布及產(chǎn)狀

礦床深部的鐵氧化物，主要分布于黑云母正長斑巖脈內(nèi)及其南東側(cè)，礦化帶出露寬度約60m(圖5)。以近EW向巖脈為界，兩側(cè)的金屬礦物組合及圍巖顏色差異顯著。北西側(cè)為淺灰-灰白正長斑巖，主要金屬礦物組合：方鉛礦+黃鐵礦+銅氧化物；南東側(cè)為淺-肉紅色斑晶密集的正長斑巖，主要金屬礦物組合：黃鐵礦+銅氧化物+鐵氧化物；巖脈內(nèi)礦物組合為：鐵氧化物+黑云母+石英。

圖5 老街子鉛-銀礦床2073中段北沿蝕變、礦化實(shí)測剖面圖(a)淺灰-灰白色正長斑巖，見再生環(huán)帶長石；(b)細(xì)脈狀方鉛礦平行黑云母正長斑巖脈產(chǎn)出；(c)灰紫色黑云母正長斑巖脈發(fā)育亮黑色鐵氧化物及石英；(d)肉紅色正長斑巖裂隙發(fā)育亮黑色鐵氧化物，斑晶密集. 1-正長斑巖；2-斑晶比較密集的正長斑巖；3-黑云母正長斑巖脈；4-斷層泥；5-斷裂；6-礦化脈；7-采樣點(diǎn)及編號；8-黃鐵礦化；9-方鉛礦化；10-銅氧化物；11-鐵氧化物Fig.5 Cross-section of alteration and mineralization at north of 2073m level in the Laojiezi Pb-Ag deposit(a) light-flesh red syenite porphyry，regenerative feldspar band; (b) thin veined galena parallel with the biotite syenite porphyry dike; (c) bright black iron oxide and quartz were developed in the amaranthine biotite syenite porphyry dike; (d) bright black iron oxides was developed in the fractures of the flesh red syenite porphyry, with densely feldspar phenocryst. 1-syenite porphyry; 2-syenite porphyry with densely feldspar phenocryst; 3-biotite syenite porphyry dike; 4-fault gouge; 5-fault; 6-mineralized veins; 7-sample location and number; 8-pyrite; 9-galena; 10-copper oxide; 11-iron oxide

鐵氧化物主要呈兩種狀態(tài)產(chǎn)出：一種呈密集星點(diǎn)狀充填于灰紫-紫紅色黑云母正長斑巖脈內(nèi)長石溶蝕孔洞中，平行巖脈產(chǎn)出，具定向排列，總體走向NE-EW，傾向NW，指示氧化性流體沿黑云母正長斑巖脈運(yùn)移；另一種為斑點(diǎn)狀產(chǎn)于淺-肉紅色斑晶密集的正長斑巖中，在巖石裂隙中鐵氧化物礦化增強(qiáng)。

通過大比例尺坑道剖面解析，總結(jié)鐵氧化物與鉛銀礦(化)體空間關(guān)系為：垂向上，鉛銀硫化物主要分布于礦床上部(2108m以淺)，鐵氧化物在下部(2108m以深)，呈現(xiàn)“上部鉛銀，下部鐵氧化物”的特點(diǎn)。總體表現(xiàn)為鉛銀礦化強(qiáng)度往深部漸弱，鐵氧化物富集程度往深部漸強(qiáng)。橫向上，鉛銀在靠近巖體中心一側(cè)(西側(cè))礦化較強(qiáng)，往巖體邊緣一側(cè)(東側(cè))漸弱。鐵氧化物分布在靠近巖體邊緣一側(cè)。呈現(xiàn)“西側(cè)鉛銀，東側(cè)鐵氧化物”的特點(diǎn)(圖5)?？傮w上，鉛銀礦體內(nèi)未見鐵氧化物，鐵氧化物富集帶內(nèi)未見鉛銀礦化，二者在空間上相分離。

3 鐵氧化物特征及圍巖Cu、Mo、Au含量

為了研究鐵氧化物成分、晶體結(jié)構(gòu)及地質(zhì)意義，采集老街子礦床2073m中段(圖5)、白馬苴礦床不同產(chǎn)出狀態(tài)的鐵氧化物樣品，開展了顯微鏡鑒定、X射線微區(qū)衍射、電子探針分析，并測定了圍巖的Cu、Mo、Au含量。

3.1 測試方法

X射線微區(qū)衍射及電子探針分析在中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院完成。X衍射儀型號為Rigaku Rapid Ⅱ微區(qū)衍射儀，測試條件：電壓40kV、電流250mA，測試范圍100μm，出射角22°，測試時(shí)間20min。電子探針儀器型號為EPMA-1720型(日本島津公司)，測試條件為：加速電壓15kV、電流20nA，電子束斑直徑5μm，ZAF3校正，檢出限為0.01%。微量元素采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測試，在有色金屬西北礦產(chǎn)地質(zhì)測試中心完成。

3.2 組構(gòu)特征

通過宏觀、微觀分析，總結(jié)老街子礦床中鐵氧化物組構(gòu)特征如下(圖6)：

圖6 姚安鉛銀金多金屬礦床鐵氧化物手標(biāo)本及顯微結(jié)構(gòu)照片(a) L01號樣品，紫紅色黑云母正長斑巖脈長石溶蝕孔洞內(nèi)見密集星點(diǎn)狀鐵氧化物；(b、c)亮白色針狀、放射狀鐵氧化物；(d) L03號樣品，肉紅色正長斑巖裂隙中鐵氧化物集合體；(e、f)亮白色、灰?guī){(lán)色，板狀、片狀鐵氧化物；(g) B2-1號樣品，強(qiáng)黃鐵礦化、鏡鐵礦化Cu-Au礦石+石英正長斑巖透鏡體；(h)鏡鐵礦揉皺結(jié)構(gòu)；(i)針狀、放射狀鏡鐵礦交代黃銅礦、黃鐵礦；(j) B3-1號樣品，錆色多金屬塊狀礦石+稠密浸染狀鏡鐵礦；(k)葉片狀鏡鐵礦；(l)輝鉍礦交代鏡鐵礦、黃銅礦；(m) B5-1號樣品，網(wǎng)脈狀鏡鐵礦；(n)葉片狀、鱗片狀鏡鐵礦; (o)葉片狀鏡鐵礦交代黃鐵礦. ξD-黑云母正長斑巖; ξπ-正長斑巖；ξoπ-石英正長斑巖；hs-角巖；Bg-輝鉍礦；Ccp-黃銅礦；Spe-鏡鐵礦Fig.6 Photos of hand specimens and microphotographs of the iron oxide from the Yao’an lead-silver-gold polymetallic deposits(a) Sample L01, densely star-shaped iron oxide filling in the corrosion holes of the feldspar in the gray amaranthine biotite syenite porphyry dike; (b, c) bright white acicular, radial iron oxide; (d) Sample L03, iron oxide complexes developed in the fractures of the flesh red syenite porphyry; (e, f) bright white, gray-blue tabular iron oxide; (g) Sample B2-1, massive pyrite, specularite Cu-Au ore and quartz syenite porphyry lens; (h) the crumpled texture of specularite; (i) chalcopyrite and pyrite replaced by specularite (acicular, radial); (j) Sample B3-1, tarnish polymetallic massive ore and dense disseminated specularite; (k) bladed specularite; (l) chalcopyrite and specularite replaced by bismuthinite; (m) Sample B5-1, stockwork specularite; (n) bladed, squamose specularite; (o) pyrite replaced by specularite (bladed). ξD-biotite syenite porphyry; ξπ-syenite porphyry; ξoπ-quartz syenite porphyry; hs-hornstone; Bg-bismuthinite; Ccp-chalcopyrite; Spe-specularite

(1)灰紫-紫紅色黑云母正長斑巖脈內(nèi)鐵氧化物(圖6a-c)：多賦存于長石溶蝕孔洞，主要呈密集星點(diǎn)狀，具定向排列，延伸方向與巖脈走向一致。單偏光鏡下呈強(qiáng)金屬光澤，亮白色，呈針狀、放射狀，自然晶形，晶形細(xì)小，大小不一，一般在0.03～0.16mm間，與圍巖界限截然。

(2)肉紅色斑晶密集的正長斑巖內(nèi)鐵氧化物(圖6d-f)：主要呈斑點(diǎn)狀、片狀集合體，一般0.04mm×0.12mm，單偏光鏡下呈金屬光澤，亮白色、灰?guī){(lán)色，板狀、片狀，半自形-他形，晶體較小，呈溶蝕結(jié)構(gòu)，交代早期溶蝕狀黃鐵礦。

白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦主要有兩種產(chǎn)出狀態(tài)：一種呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，脈內(nèi)見鏡鐵礦包裹黃鐵礦；另一種呈密集星點(diǎn)狀、稠密浸染狀產(chǎn)出。二者顯微組構(gòu)相似，單偏光鏡下呈強(qiáng)金屬光澤，灰白微帶藍(lán)色、白色、灰褐色，針狀、葉片狀、板狀、放射狀，大多呈自形晶，晶體大小不均，大者可達(dá)1～2mm，小者0.03mm左右，長寬比可達(dá)10以上。常見鏡鐵礦受力后呈揉皺結(jié)構(gòu)，鏡鐵礦呈針狀、葉片狀、板狀交代黃銅礦、黃鐵礦，并發(fā)現(xiàn)后期輝鉍礦交代鏡鐵礦(圖6g-o)。

3.3 晶體結(jié)構(gòu)

X射線微區(qū)衍射分析結(jié)果(圖7、圖8)顯示，老街子鉛-銀礦床中紫紅色黑云母正長斑巖脈內(nèi)鐵氧化物(L01)主要成分為Fe2O3，屬三方晶系，晶胞參數(shù)a=5.024，c=13.712?，具有{012}、{104}、{110}、{024}、{116}晶形，特征衍射峰d值為3.6827、2.6960、2.5138、1.8382、1.6914。X射線微區(qū)分析時(shí)受黑云母正長斑巖基質(zhì)中石英影響，X射線微區(qū)分析圖譜中含石英圖譜(晶胞參數(shù)a=4.911，c=5.393?，特征衍射峰d值為4.2544、3.3453、2.1261、1.5418)；肉紅色正長斑巖內(nèi)板狀鐵氧化物(L03)主要成分為Fe2O3，屬三方晶系，晶胞參數(shù)a=5.031，c=13.724?，具有{012}、{104}、{110}、{113}、{300}、{1010}晶形，特征衍射峰d值為3.6867、2.7020、2.5194、2.2085、1.4528、1.3090。白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦主要成分為Fe2O3。B2-1號樣品晶胞參數(shù)a=5.032，c=13.716?，具有{104}、{110}、{113}、{214}、{300}晶形；葉片狀鏡鐵礦(B3-1號樣品)晶胞參數(shù)a=5.030，c=13.737?，具有{012}、{104}、{024}、{116}、{300}晶形，其余樣品晶體結(jié)構(gòu)均相似。

3.4 化學(xué)成分

利用電子探針對鐵氧化物中Fe、Al、Si、Mn等18種元素的氧化物進(jìn)行測試(表1)。結(jié)果表明，姚安礦區(qū)鐵氧化物中Fe、Al、As、Cu、Pb、Co和Zn元素的氧化物均高于檢測限，可以直接討論，S、Sb、Se、Ag、Ni、Au、Mn和Cr元素的氧化物絕大部分或全部低于檢測限，其余的位于檢測限附近。

表1 姚安礦鐵氧化物探針分析結(jié)果(wt%)

Table 1 Electron microprobe analyses of iron oxide from the Yao’an mine district (wt%)

樣品號L01L02L03L04B1-1B2-1B2-2B3-1B3-2B5-1B5-2產(chǎn)狀巖脈內(nèi)斑點(diǎn)狀脈狀星點(diǎn)狀網(wǎng)脈狀礦床老街子鉛-銀礦床白馬苴金(銅)礦床Al2O31.3911.6000.0720.0540.0200.2520.4850.0860.1320.6180.014SiO20.6370.5770.0360.0590.0880.0260.0390.0120.1190.0480.051SO30.0060.1000.0290.0150.0140.0080.0040.0110.0040.0120.000FeOT89.1188.9490.6790.1590.2990.1790.3890.9590.8090.9190.56As2O30.0760.0940.0920.0810.0820.0910.0930.1210.1080.0540.079Sb2O50.0060.0350.0000.0470.0120.0180.0090.0140.0320.0050.000CuO0.0360.0620.0450.0470.0070.0490.0210.0140.0100.1110.028SeO30.0400.0020.0290.0170.0510.0370.0080.0040.0030.0050.009Ag2O0.0110.0110.0020.0120.0030.0020.0090.0060.0090.0010.002CoO0.1250.1130.1080.0980.0960.1150.1170.1090.1090.1050.081PbO0.0280.0150.0240.0260.0230.0220.0230.0100.0190.0100.009NiO0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000Au2O0.0090.0020.0100.0250.0190.0070.0110.0000.0140.0000.026TiO20.3110.3140.0450.1250.5310.0280.0350.0040.0030.3521.094V2O50.2370.3030.0560.0350.1480.0240.0260.0210.0020.1210.129ZnO0.0400.0170.0230.0440.0100.0140.0330.0330.0240.0200.013MnO0.0020.0060.0470.0690.0020.0030.0010.0100.0020.0120.007Cr2O30.0080.0210.0070.0020.0180.0080.0080.0010.0060.0160.008Total92.0892.2191.3090.9091.4190.8791.3091.4091.4092.4092.10

注: FeOT為全鐵含量；砷的含量校正：As真=As測-0.0156Sb-0.0044Fe

表2 老街子鉛-銀礦床2073中段北沿Cu-Mo-Au含量表(×10-6)

Table 2 The Cu-Mo-Au contents of the wall rocks at north of the 2073m level tunnel in the Laojiezi Pb-Ag deposit (×10-6)

老街子鉛-銀礦床中鐵氧化物全鐵含量(FeOT)變化于88.939%～90.671%，其他成分含量：Al2O3為0.054%～1.600%、SiO2為0.036%～0.637%、As2O3為0.076%～0.094%、CuO為0.036%～0.062%、PbO為0.015%～0.028%、CoO為0.098%～0.125%、ZnO為0.017%～0.044%、TiO2為0.045%～0.314%、V2O5為0.035%～0.303%。白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦全鐵含量(FeOT)變化于90.169%～90.947%，其他成分含量： Al2O3為0.014%～0.618%、SiO2為0～0.119%、As2O3為0.054%～0.121%、CuO為0.007%～0.111%、PbO為0.009%～0.023%、CoO為0.081%～0.117%、ZnO為0.010%～0.033%、TiO2為0.003%～1.094%、V2O5為0.002%～0.148%。

圖7 老街子鉛-銀礦床中紫紅色黑云母正長斑巖脈內(nèi)鐵氧化物X射線微區(qū)分析圖譜(樣品L01)Fig.7 XRD spectrum of iron oxide in amaranthine biotite syenite porphyry dike from the Laojiezi Pb-Ag deposit (Sample L01)

圖8 老街子鉛-銀礦床中肉紅色正長斑巖內(nèi)鐵氧化物X射線微區(qū)分析圖譜(樣品L03號)Fig.8 XRD spectrum of iron oxide in syenite porphyry from the Laojiezi Pb-Ag deposit (Sample L03)

3.5 圍巖Cu-Mo-Au含量

對老街子礦床深部鐵氧化物圍巖的Cu、Mo含量進(jìn)行了測試(2015～2016年)，在此基礎(chǔ)上對部分樣品加測了Au含量(2019年)，測試結(jié)果見表2。Cu平均含量2537×10-6，最高達(dá)2.05%；Mo平均含量130×10-6，最高達(dá)0.11%；Au平均含量0.155×10-6，最高達(dá)0.585×10-6，均呈現(xiàn)出強(qiáng)異常-礦化特征。

4 討論

4.1 鏡鐵礦的確定

由X射線微區(qū)衍射分析，老街子鉛-銀礦床深部鐵氧化物主要成分為Fe2O3，屬三方晶系，結(jié)合手標(biāo)本及鏡下特征，確認(rèn)老街子礦床深部鐵氧化物為鏡鐵礦。

4.2 鏡鐵礦與鉛銀礦化的關(guān)系

礦床深部近EW向黑云母正長斑巖脈，其北西側(cè)斑巖呈淺灰-灰白色，賦存鉛銀礦化，具還原帶特征；巖脈內(nèi)及其南東側(cè)斑巖呈淺-肉紅色，賦存鏡鐵礦，具氧化帶特征。顯微鏡下可見鏡鐵礦形成晚于黃鐵礦等金屬硫化物(圖6)，由此認(rèn)為鏡鐵礦生成晚于鉛銀等金屬硫化物。這與白馬苴金(銅)礦床成礦階段分為早期硫化物階段、晚期硫化物+氧化物階段的認(rèn)識一致(畢獻(xiàn)武等，2000，2001；Bietal.，2004)。鏡鐵礦的出現(xiàn)、正長斑巖顏色發(fā)生變化、金屬礦物組合差異、還原-氧化帶的形成，與該巖脈的侵位密切相關(guān)，是構(gòu)造-巖漿(流體)-蝕變耦合作用的結(jié)果。反映晚期氧化性流體沿深部近EW向構(gòu)造運(yùn)移，在巖脈及其南東側(cè)形成鏡鐵礦。礦床深部及南東側(cè)鏡鐵礦化增強(qiáng)，淺部及北西側(cè)鉛銀礦化增強(qiáng)。鏡鐵礦的形成，在時(shí)間上晚于、空間上深于鉛銀礦化。

表3 姚安礦區(qū)富堿火山-巖漿雜巖及金屬礦物同位素年代學(xué)統(tǒng)計(jì)表

Table 3 The data of isotopic ages of the alkali-rich volcano-magmatic complex and metallic mineral in Yao’an mine district

礦床測試樣品測試對象測試方法年齡(Ma)資料來源老街子礦床堿性花崗斑巖正長巖假白榴石斑巖粗面質(zhì)凝灰?guī)r正長斑巖白榴石斑巖輝鉬礦鉀長石鋯石鋯石鋯石K-ArLA-ICP-MS U-PbSHRIMPLA-ICP-MS U-PbSHRIMPLA-ICP-MS U-PbRe-Os33.1±2.634.9±2.234.1±0.333.63±0.5033.52±0.32、33.60±0.27、33.24±0.3133.82±0.4234.15±0.59、32.47±0.3933.71±0.29程錦等,2007Sun et al.,2017嚴(yán)清高等,2017;Yan et al.,2018羅晨皓,2018江小均等,2018白馬苴礦床正長斑巖黑云母石英二長斑巖正長斑巖赤鐵礦與載金赤鐵礦共生的熱液獨(dú)居石鉀長石鋯石鋯石K-ArSHRIMPLA-ICP-MS U-PbLA-ICP-MS U-PbSIMS U-Th-Pb34.7±1.9、34.0±2.033.4±0.332.8±0.330.2±3.831.7±0.7程錦等,2007Lu et al.,2012Zhou et al.,2017a

4.3 與白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦的對比

4.3.1 組構(gòu)特征對比

老街子礦床與白馬苴礦床中鏡鐵礦同屬三方晶系，晶胞參數(shù)相近，但是產(chǎn)出狀態(tài)存在差異：白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦主要呈脈狀、網(wǎng)脈狀，礦物顆粒大于1mm；老街子鉛-銀礦床深部鏡鐵礦主要呈密集星點(diǎn)狀、斑點(diǎn)狀，礦物顆粒小于0.16mm。從組構(gòu)特征來看，老街子礦床目前已揭露的鏡鐵礦化發(fā)育程度相比白馬苴礦床較弱。

4.3.2 成分對比

電子探針分析結(jié)果顯示，老街子鉛-銀礦床和白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦元素組成及含量大體一致。根據(jù)全鐵(FeOT)含量計(jì)算鐵元素含量，老街子鉛-銀礦床和白馬苴金礦中鏡鐵礦的鐵元素含量分別為69.106%～70.451%、70.061%～70.666%，與Fe的理論值(69.94%)接近(王濮，1982)。由表1可知，Al、Co、V、Ti含量高于其他元素。

鏡鐵礦中微量元素的研究鮮有報(bào)道。與磁鐵礦相似，其微量元素的變化受環(huán)境因素的制約(Nadolletal.，2014；蘇恒樂，2016)。磁鐵礦中Co、Ni等元素受共生礦物沉淀影響很大，在熱液成礦系統(tǒng)中優(yōu)先進(jìn)入到硫化物中，導(dǎo)致其含量降低(Zhao and Zhou，2015)。Huangetal.(2014)提出，相比Ni，磁鐵礦中的Co對于共生硫化物的影響更為敏感。本次所測試的鏡鐵礦樣品中NiO的含量均低于檢測限，但具有相對較高的CoO(～0.1%)，顯示Co可能比Ni更容易進(jìn)入鏡鐵礦中，鏡鐵礦形成過程可能伴隨了硫化物的沉淀。

V和Ti為親鐵元素。V主要以V3+存在，常取代磁鐵礦中的部分Fe3+；Ti以類質(zhì)同像代替磁鐵礦中的Fe，或以鈦鐵礦、鈦鐵晶石的細(xì)小包裹體呈定向連生形式存在，系由固溶體出溶而成。V和Ti的地球化學(xué)行為在磁鐵礦中的研究程度較高，被認(rèn)為是指示成礦溫度的最佳元素(Toplis and Corgne，2002；Dareetal.，2012；Liuetal.，2015；Nadolletal.，2015)，磁鐵礦中V2O5含量受溫度和氧逸度的影響，總體隨溫度升高而增加(Toplis and Corgne，2002)。相對于星點(diǎn)狀、斑點(diǎn)狀鏡鐵礦，呈脈狀、網(wǎng)脈狀及巖脈內(nèi)鏡鐵礦的V2O5、TiO2含量更高，反映后者的形成溫度和氧逸度相對前者較高，指示老街子礦床2073m以深可能存在更具規(guī)模的脈狀鏡鐵礦。

4.3.3 成因聯(lián)系

赤鐵礦(鏡鐵礦)、磁鐵礦等礦物組構(gòu)及地球化學(xué)特征可以提供礦床成因信息(Belperioetal.，2007；Ciobanuetal.，2013；Cabraletal.，2015；Courtney-Daviesetal.，2016；Zhouetal.，2017a，b)。X射線微區(qū)衍射分析和電子探針結(jié)果表明，老街子鉛-銀礦床和白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分基本一致。前期研究成果顯示，白馬苴礦床中鏡鐵礦來源于巖漿流體和大氣降水形成的混合流體(畢獻(xiàn)武等，2001；Bietal.，2004)。兩礦床成礦時(shí)代與富堿火山-侵入巖年齡(～33Ma)一致(表3)，與區(qū)域上富堿斑巖-巖漿熱液型多金屬礦床成礦年齡(30～40Ma)大體一致。白馬苴礦床中載金鏡鐵礦主要分布于巖體邊部及接觸帶角巖中，老街子礦床深部揭露出的鏡鐵礦也位于巖體邊緣，兩礦床中鏡鐵礦空間分布有相似規(guī)律。綜合以上分析，認(rèn)為老街子礦床中鏡鐵礦的形成與巖漿流體和大氣降水形成的混合流體有密切關(guān)系。

4.4 找礦指示意義

北衙、白馬苴等典型金礦床中，金礦化與赤鐵礦(鏡鐵礦)均有密切的空間及成因聯(lián)系。北衙超大型金多金屬礦床中產(chǎn)出大量赤鐵礦體，該類鐵礦含金較好，品位0.05～208g/t，是目前北衙金礦主要采金對象之一(徐興旺等，2007)。白馬苴礦床中金礦石自然類型多為鏡鐵礦-黃鐵礦型，裂隙金呈片狀、不規(guī)則粒狀嵌布于鏡鐵礦片理間；自然金呈細(xì)粒、微粒、分散浸染狀賦存于鏡鐵礦中(中國人民武裝警察部隊(duì)黃金第十三支隊(duì), 2000[注]中國人民武裝警察部隊(duì)黃金第十三支隊(duì). 2000. 云南省姚安縣白馬苴礦區(qū)金礦普查報(bào)告)。老街子礦床與北衙、白馬苴礦床位于同一富堿斑巖帶內(nèi)，其深部鏡鐵礦對金礦化具有重要指示意義。通過老街子礦床中鏡鐵礦特征研究，并與白馬苴礦床中鏡鐵礦組構(gòu)特征、化學(xué)成分、成礦地質(zhì)背景及時(shí)空結(jié)構(gòu)等方面的對比分析，推測老街子礦床深部鏡鐵礦化更具規(guī)模。

目前已經(jīng)廣泛認(rèn)同斑巖型銅-金(-鉬)礦床是在相對較高的氧化性含礦流體作用下形成的(徐文剛和范宏瑞，2011)，這些礦床常發(fā)育表征高氧逸度的原生磁鐵礦、鏡鐵礦。高氧逸度是斑巖型銅金成礦的關(guān)鍵，有利于提高巖漿中的Cu、Au含量(Sunetal.，2013；孫衛(wèi)東等，2015)。當(dāng)巖漿演化到磁鐵礦結(jié)晶時(shí)，氧逸度趨于下降，成礦流體中的硫酸鹽被還原，使流體中的Cu、Au等以硫化物形式卸載。隨著溫度的下降和體系中還原態(tài)S含量的增加，逐漸形成輝鉬礦沉淀，與Cu和Au一同形成典型的斑巖型礦床(化)(徐文剛和范宏瑞，2011；Jiangetal.，2014)，成礦后期往往出現(xiàn)鏡鐵礦礦化(孫衛(wèi)東等，2015)。姚安巖體具有高氧逸度(畢獻(xiàn)武等，2005)，老街子礦床深部出現(xiàn)鏡鐵礦，這些特征反映出礦床深部具備有利的Cu、Au、Mo成礦條件。

老街子礦床深部鏡鐵礦出露位置附近Cu-Mo-Au異常顯著(表2)，局部已達(dá)礦化。垂向上具有“鉛銀礦體→Cu-Mo-Au地球化學(xué)異常→銅鉬礦化”的分帶規(guī)律，呈現(xiàn)出淺部Pb-Ag礦化和深部Au-Cu-Mo礦化的結(jié)構(gòu)特征，指示老街子礦床深部可能存在“白馬苴式”的金銅礦(化)體，具有Cu、Au、Mo找礦潛力，有待通過深部工程的進(jìn)一步揭露，在2073m中段以深尋找更具規(guī)模的鏡鐵礦化及銅-金-鉬礦(化)體。

5 結(jié)論

(1)老街子鉛-銀礦床深部鐵氧化物與白馬苴金(銅)礦床中鏡鐵礦產(chǎn)狀不同，但主要成分均為Fe2O3，同屬三方晶系，晶胞參數(shù)相近，結(jié)合宏觀、微觀分析，確認(rèn)其為鏡鐵礦。

(2)老街子鉛-銀礦床深部鏡鐵礦主要呈兩種狀態(tài)產(chǎn)出：一種呈密集星點(diǎn)狀充填于灰紫色黑云母正長斑巖脈內(nèi)，平行巖脈產(chǎn)出，具定向排列，總體走向NE-EW，傾向NW，指示氧化性流體沿黑云母正長斑巖脈運(yùn)移；另一種為斑點(diǎn)狀產(chǎn)于淺-肉紅色斑晶密集的正長斑巖中，在巖石裂隙中鏡鐵礦礦化增強(qiáng)。

(3)老街子鉛-銀礦床深部及南東側(cè)鏡鐵礦化增強(qiáng)，淺部及北西側(cè)鉛銀礦化增強(qiáng)。鏡鐵礦的形成，在時(shí)間上晚于、空間上深于鉛銀礦化。

(4)相對于星點(diǎn)狀、斑點(diǎn)狀鏡鐵礦，呈脈狀、網(wǎng)脈狀及巖脈內(nèi)鏡鐵礦的V2O5、TiO2含量更高，反映后者的形成溫度和氧逸度相對前者較高，指示老街子鉛-銀礦床2073m以深可能存在更具規(guī)模的脈狀鏡鐵礦。

(5)老街子鉛-銀礦床呈現(xiàn)出淺部Pb-Ag礦化和深部Au-Cu-Mo礦化的結(jié)構(gòu)特征。出現(xiàn)鏡鐵礦和顯著Cu-Mo-Au異常，指示深部可能存在“白馬苴式”的金銅礦床(體)，具有Cu、Au、Mo找礦潛力。

致謝 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)鄧軍教授、張靜教授及審稿專家對本文提出了寶貴的修改意見，實(shí)驗(yàn)過程中得到了中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院谷湘平教授、沈燦博士的悉心指導(dǎo)與幫助，在此深表感謝！

喜逢著名礦床學(xué)家翟裕生院士90華誕，拙文以表祝賀！