長春市東風硫鐵礦的礦體特征及成因

劉 麗，劉 蕾，張淑影

吉林省第一地質調查所，吉林長春 130031

?

長春市東風硫鐵礦的礦體特征及成因

劉 麗，劉 蕾，張淑影

吉林省第一地質調查所，吉林長春 130031

通過成礦地質條件分析，吉林省長春市二道區東風硫鐵礦礦體呈斜列式分布于石英閃長巖與圍巖接觸帶及圍巖外帶不同圍巖界面上，礦石自然類型：主要為含銅磁黃鐵礦，其次為黃鐵礦、黃銅礦及磁鐵礦；礦石工業類型為：高中溫熱液型、矽卡巖型。磁鐵礦和磁黃鐵礦在成礦作用上都與石英閃長巖體有關，礦床的成礦作用表現為多階段性。

礦體特征；礦體構造；礦體成因；東風硫鐵礦；吉林省

0 引言

吉林省長春市二道區東風硫鐵礦位于長春市區東25 km處，行政區劃隸屬長春市二道區勸農山鎮管轄，其地理坐標（西安80坐標）為：東經125°39′58″～125°40′28″；北緯43°47′32″～43°49′02″。距離長春市火車站（東站）27 km，長春市至吉林市公路（南線）穿過勘查區，東側約1 km處有通往雙陽區公路。

1 地質概況

東風硫鐵礦位于位于松遼平原與東南部山區過度帶的丘陵區，所處大地構造位置為吉黑褶皺系（Ⅰ）、吉林優地槽褶皺帶（Ⅱ）、吉林復向斜（Ⅲ）、雙陽—磐石褶皺束（Ⅳ）之大黑山斷隆中段。區域上多期的構造變動和巖漿活動，使區域構造復雜多樣。以斷裂構造為主，褶皺構造次之。

斷裂構造主要以北東向、北西向及近南北分布，以北東向最為發育，一般斷層傾角較陡，有的呈擠壓特征，但以顯示剪切特征較為顯著，其中北東走向的為左行，北西走向的為右行，近南北向的形成較晚，其中有的可能是繼承控制斷陷盆地或巖漿巖帶等構造。

區域上古生界下石炭系余富屯組地層分布零星，但總體看來，區域上為一以團山子韌性剪切帶為核部組成的北北西向延伸的復式背斜，區域內分布的是背斜核部的一段及南西翼部分，發育有局部次一級褶皺，軸向北東—北西，這些局部褶皺多為短軸背（向）斜（圖1）。

2 礦體地質特征

礦區內共賦存20余條礦體，已編號的礦體為22條，其中：11條磁鐵礦體，11條硫鐵礦體。磁鐵礦體均埋藏交淺，規模小，不具有工業意義。硫鐵礦體除Ⅶ號礦體外，其他礦體規模小，達不到可采厚度（0.1～0.79 m），未估算資源儲量。

圖 1 長春市東風硫鐵礦礦區地質圖Fig.1 Mining area geologic map of Dongfeng pysite in Changchun City

Ⅶ號硫鐵礦體呈似層狀或透鏡狀，傾斜沿深有膨縮、分枝復合現象。走向為北東10°～20°，傾向290°～300°，傾角0°～75°，上陡下緩，南北兩端較緩，中間陡，呈疏緩波狀，并被（F6、F7、F8）所錯斷，斷距5～40 m。礦體長200余米，北延至92—94線之間，南至84—86線之間，傾斜沿深200～300 m。礦體埋深在+100～-150 m，平均厚度6.32 m，最大厚度21.53 m。

礦體上盤以大理巖為主，次為矽卡巖，礦體分枝處有角巖；礦體下盤主要為石英閃長巖，次為矽卡巖，局部有角巖。

硫鐵礦體呈斜列式分布于石英閃長巖與圍巖接觸帶及圍巖外帶不同圍巖界面上，受接觸帶及圍巖層間構造控制，向外帶有分支復合現象和小礦體賦存，內接觸帶僅有礦化，無工業礦體，礦體埋深在100 m以下。

磁鐵礦體賦存于接觸帶鈣鐵石榴石矽卡巖中，受矽卡巖帶的控制，埋深一般在50～60 m。磁鐵礦體在上部，硫鐵礦體在下部，具有垂直分帶特征。各礦體特征、圍巖特征見表1、表2。

3 礦石質量

3.1 礦石結構、構造和類型

（1）礦石結構：礦石為塊狀結構、他形粒狀結構、交代結構、包含結構。

塊狀結構：金屬礦物集合體，其質量分數超過80%，呈致密塊狀。如：含銅磁黃鐵礦（主礦體）他形粒狀結構：有磁黃鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦。

磁黃鐵礦被黃銅礦交代，黃鐵礦及毒砂被磁黃鐵礦和黃銅礦交代。

包含結構：黃鐵礦包裹于磁黃鐵礦中，毒砂包裹于磁黃鐵礦、黃銅礦中，閃鋅礦包裹于黃銅礦中。

表 1 礦體特征一覽表Table 1 Ore body feature list

表 2 石英閃長巖及礦體與圍巖光譜定量分析Table 2 Spectral quantitative analysis of quartz diorite， ore bodies and surrounding rock

（2）礦石構造：礦石構造主要為：塊狀構造及侵染狀構造。

（3）礦石自然類型：主要為含銅磁黃鐵礦，其次為黃鐵礦、黃銅礦及磁鐵礦；礦石工業類型為：高中溫熱液型、矽卡巖型。

3.2 礦石礦物成分

（1）金屬礦物：金屬礦物主要為磁黃鐵礦、黃銅礦及黃鐵礦，次為磁鐵礦，偶有閃鋅礦和毒砂及黝銅礦。

（2）非金屬礦物：主要為碳酸鹽類礦物、石英、斜長石、鈣鋁榴石、綠簾石和透輝石，還有少許符山石、方解石、黑云母、絹云母和鋯石等。

3.3 礦石有益、有害組分

硫鐵礦體（Ⅶ號）主要以含銅磁黃鐵礦為主，礦石中硫的平均品位26.77%，最高達40.75%，低者為7.66%，均為富礦。銅的平均品位0.52%，最高達2.62%，低者為0.10%，鐵（TFe）的平均品位40.65%。

3.4 礦物特征

磁鐵礦：包裹于磁黃鐵礦中的磁鐵礦的多數為晶體，含量很少，粒度在0.1～0.5 mm之間，是生成較早的礦物。

毒砂：含量較少為細粒自形晶體，單晶包裹于黃鐵礦、黃銅礦中，粒度為0.04～0.1 mm，是高溫交代礦物。

磁黃鐵礦：礦石中質量分數最多（80%）的礦物，由粒狀集合體組成，緊密鑲嵌，在集合體中散布少量非金屬礦物的交代殘留體，粒度在0.5 mm左右，最大者1.5 mm，磁黃鐵礦包裹于黃鐵礦，本身又被黃銅礦交代。

閃鋅礦：為細粒他形晶體，包裹于黃銅礦中，比較少見，粒度0.02～0.07 mm，生成時間早于黃銅礦。

黃銅礦：在塊狀礦石中，黃銅礦密切和黃鐵礦連生，呈他形晶不規則或脈狀，星散分布于磁黃鐵礦晶粒邊緣或間隙中，連生體結合面有平直和鋸齒狀，分布不均勻，粒度在0.03～0.3 mm，生成晚于磁黃鐵礦。

黃鐵礦：在礦石中普遍存在，原生黃鐵礦自形晶，被晚結晶的磁黃鐵礦、黃銅礦交代。晶粒邊緣呈鋸齒狀，粒度0.5 mm左右。除原生外還有大量黃鐵礦，見于磁黃鐵礦、黃銅礦的裂隙中，是晚期蝕變礦化作用生成的礦物。

銀的賦存狀態：未見到銀的單礦物，銀元素以類質同相賦存與黃銅礦晶體中，黃銅礦（單礦物）中含銀0.06%。

3.5 礦物生成順序和成礦階段

根據礦石的礦物共生組合，礦石結構，構造特點，推測礦化作用全過程分為三期四個礦化階段（詳見表3）。

矽卡巖期（無水硅酸鹽階段和磁鐵礦化階段）。無水硅酸鹽階段：以無水硅酸鹽礦物石榴石、透輝石及少量符山石的生成為序幕，形成透輝石石榴石矽卡巖。

磁鐵礦化階段：矽卡巖的晚期為磁鐵礦化階段，這時大量磁鐵礦從溶液中沉淀，以交代透輝石、石榴石的方式產出，形成磁鐵礦體同時伴隨有含水硅酸鹽礦物透閃石、陽起石和綠簾石的生成。磁鐵礦具塊狀構造和環礁狀構造。

硫化物期：緊隨矽卡巖形成之礦化作用，進入硫化物期的，硫化物期分為磁黃鐵礦和黃鐵礦階段。

磁黃鐵礦階段：以大量的磁黃鐵礦沉淀為特征，一般不與矽卡巖期的磁鐵礦相迭加，而是沿圍巖層間構造充填形成似層狀含銅磁黃鐵礦礦體，在該階段的早期，有少量的黃鐵礦、毒砂的自形晶體析出，晚期則有黃銅礦、黝銅礦和閃鋅礦析出。黃銅礦往往與磁黃鐵礦連生或分布在磁黃鐵礦的晶粒間隙中，并交代磁黃鐵礦。

黃鐵礦階段：該階段所形成的黃鐵礦為磁黃鐵礦受后期熱液蝕變，在硫的濃度升高的條件下形成。在蝕變黃鐵礦中有殘留的磁黃鐵礦。黃鐵礦在磁黃鐵礦裂隙中呈不連續的脈狀或網脈狀。

碳酸鹽期：礦化作用至無礦碳酸鹽礦物的全部析出而告終，形成方解石脈，沿裂隙穿插磁黃鐵礦。

4 礦床成因

初步認為屬高中溫熱液硫鐵礦床，同時還有早期矽卡巖型鐵礦存在，但有如下一些特征：

①南泉眼單元（T3N）石英閃長巖是成礦母巖。從成巖元素及成礦元素組分的特點和差異，肯定了礦液來源于巖漿活動末期，即石英閃長巖是成礦母巖的特征。

② 磁鐵礦體在矽卡巖帶內。

③ 在磁黃鐵礦集合體中見有少量非金屬礦物交代殘留體。

④ 硫鐵礦體在下部與矽卡巖帶不一致，有切穿矽卡巖帶于圍巖中呈獨立礦體存在，不同巖性和磁鐵礦都有硫鐵礦化。

⑤ 硫鐵礦體在接觸帶及圍巖中均能呈獨立巖體，而為似層狀或透鏡狀。

成礦作用：認為磁鐵礦和磁黃鐵礦在成礦作用上都與石英閃長巖體有關，只是成礦期上的差異，造矽卡巖溶液侵入途徑和富集地點不同，屬同源派生產物。硫化物成礦期的作用時間上大大落后于矽卡巖作用期，故礦床的成礦作用表現為多階段性。

表 3 礦物生長順序表Table 3 Sequence of mineral formation

［1］ 吉林省第一地質調查所.吉林省長春市幅1/25萬區域地質調查報告［R］.長春：吉林省第一地質調查所， 1978.

［2］ 吉林省第一地質調查所.吉林省雙陽縣東風礦區硫鐵礦床中間地質勘探報告［R］. 長春：吉林省第一地質調查所，1977.

［3］ 吉林省第一地質調查所.吉林省雙陽縣蘭家金礦床勘探報告［R］. 長春：吉林省第一地質調查所， 1992.

［4］ 吉林省第一地質調查所.吉林省雙陽縣蘭家地區貴金屬資料二次開發報告［R］. 長春：吉林省第一地質調查所，1995.

［5］ 吉林省第一地質調查所.吉林省長春市二道區東風硫、多金屬礦補充詳查階段工作總結報告［R］.長春：吉林省 第一地質調查所，2014.

Ore body features and genesis of Dongfeng pyrite in Changchun City

LIU Li， LIU Lei， ZHANG Shu-ying
The First Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130031， Jilin， China

Through the analysis of the metallogenic geological conditions， Dongfeng pyrite ore body， located in Erdao District of Changchun City in Jilin Province， is echelon distribution in the contact zone between quartz diorite and surrounding rock with different rock interface， ore natural type： mainly is copper containing pyrrhotite and pyrite，chalcopyrite and magnetite is the second. Ore industry type is： high medium temperature hydrothermal type， skarn type. Magnetite and pyrrhotite are all related to the quartz diorite in the mineralization， and the mineralization of the ore deposit is a multi-stage.

ore body features； ore body structure； ore body genesis； Dongfeng pyrite； Jilin Province

P618.31

A

1001—2427（2015）03 - 62 -5

2014-12-05；

2015-08-28

劉 麗（1982—），女，山東萊州人，吉林省第一地質調查所工程師.