夕卡巖型鐵、銅、金礦床中黑云母的特征

(成都理工大學 四川 成都 610059)

夕卡巖型鐵、銅、金礦床中黑云母的特征

李珊校軼

(成都理工大學 四川 成都 610059)

夕卡巖型礦床是一種具重要工業意義的礦床類型，尤其是夕卡巖型金屬礦床在我國現階段已經探明的金屬礦床類型中占有很大比重。夕卡巖型礦床的成礦巖體主要為中酸性的花崗巖類巖石，而黑云母是花崗質巖石中分布最廣泛的鎂鐵礦物之一，它的化學成分明顯受巖漿冷卻時的物化條件控制，因此，黑云母可作為巖漿冷卻結晶時的一種物化條件指示劑，提供成巖的重要信息。本文通過對不同地區夕卡巖型鐵、銅、金礦床黑云母的主量元素電子探針數據的收集整理，對比發現，夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母主要為富鎂質黑云母，形成溫度集中于550℃～700℃之間，并且礦床形成于FMQ+2～FMQ+3的高氧逸度熱液環境。

夕卡巖型礦床；黑云母；礦物化學

一、緒論

夕卡巖礦床是一種具重要工業意義的礦床類型,其分布遍及世界各地,但較集中地分布于環太平洋地區(趙一鳴,1991)。我國是世界上夕卡巖礦床分布最廣的國家之一。夕卡巖礦床是我國富鐵礦、富銅礦和鎢、錫、鉍礦的主要礦床類型，也是硼、金云母等非金屬礦產的主要來源(趙一鳴等，1990)。夕卡巖礦床因其礦床類型的重要性和巖石礦物組合的特殊性(常有一套較特殊Ca_Mg_Fe_Mn_Al硅酸鹽礦物組合)引起人們的重視，并包含從巖漿、高溫氣成熱液到中低溫熱液交代(充填)作用的許多有用的信息，及豐富的交代分帶形式和各種地質環境中復雜的成巖成礦作用機理而受到廣泛關注。

黑云母[結晶化學式為A2M6T8O20(OH)4，其中(A=K,Na,Ba;M=Mg，Fe，Mn，Gr，Ti，Zn,V;T=Si，Al；OH=F,Cl,OH)，是花崗質巖石中分布最廣泛的鎂鐵礦物，它的化學成分明顯受巖漿冷卻時的物化條件控制。因此，黑云母可作為巖漿冷卻結晶時的一種物化條件指示劑((WoneS et al.,1965)，能提供有關巖漿起源、巖石成因、成巖成礦物理化學條件、成礦元素富集的重要信息。所以，研究黑云母的礦物化學特征對于我們深入了解夕卡巖型鐵銅金礦床的成因，成礦模式以及勘探找礦具有重要意義。

二、夕卡巖型鐵、銅、金礦床的特征

(一)夕卡巖型鐵礦床的特征

夕卡巖型鐵礦床就世界范圍來說大多數產于大洋島弧地帶，多與中—淺成的閃長巖—輝長巖類有關，少量與花崗閃長巖和斜長花崗巖有關。對基性侵入巖來說，在中—深條件下，巖漿酸度越低，侵入巖成多個巖層侵入，因而礦體也常呈層狀產出。因此，與中基性侵入巖有關的礦床常產于夕卡巖接觸帶的內接觸帶及正接觸帶。侵入巖普遍具有鈉化或鉀化現象。圍巖主要為白云巖。礦物成分上，表現暗色礦物一般5-10%，堿性長石一般40-60%，甚至80%以上。

(二)我國的夕卡巖型銅(金)礦床的特征

我國的夕卡巖型銅及銅多金屬礦床主要分布在長江中下游成礦帶上。同時在北部、和西南地區成礦域中也有產出，但絕大多數(>95%)已知的中、大型礦床都產在東部成礦域。與夕卡巖型銅礦床密切相關的地層主要有石炭系、二疊系和三疊系，這些地層巖性多為碳酸鹽巖，其中含同生沉積的黃鐵礦(或菱鐵礦)與石膏胚層的碳酸鹽層，或碳酸鹽巖與硅鋁質巖層的組合地層是最有利的賦礦層位。

(三)夕卡巖型金礦床

近年來，隨著金礦勘探工作的深入，國內外陸續發現了一批大型夕卡巖型金礦，從而引起人們的關注。夕卡巖型金礦床經常伴生與夕卡巖型銅礦床、鐵礦床及鉛鋅礦床。我國夕卡巖型金礦床主要形成于燕山晚期，其蝕變礦化可粗略地分為三期若干階段(陳衍景等，1996)。I期主要為堿質交代,表現為長石化、黑云母化等。II期主要為多金屬硫化物一黃鐵絹英巖化。III期主要為碳酸鹽化，主要呈似層狀、透鏡狀產于巖體與圍巖的接觸帶中，少部分產于圍巖中。

三、夕卡巖型鐵、銅、金礦床中黑云母的特征

(一)黑云母的化學成分分類

Nachit 等(2005)提出了用黑云母的TiO2-FeO*-MgO(FeO*=FeO+MnO)成分來判別原巖成因，再平衡原生和次生的黑云母。通過數據投圖對比發現，夕卡巖型銅、金礦床黑云母大部分投在原生黑云母及再平衡原生黑云母影區，表明大部分夕卡巖型銅金礦床為巖漿成因。在Mg-(AlVI+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)圖解中，黑云母的成分投點主要落在富鎂黑云母的投圖范圍內，說明大部分的夕卡巖型鐵、銅、金礦床的黑云母屬于富鎂黑云母。

(二)成礦巖體物理化學條件

1.溫度

根據黑云母中的AlⅥ來區分I型花崗巖和S型花崗巖I型花崗巖中的黑云母具有較低AlⅥ(0.144～0.224)，而S型花崗巖中的黑云母具有較高的AlⅥ(0.353～0.561)。巖體富AlⅥ(0.194～0.223)貧Ti(0.019～0.026)，表明成巖溫度低；巖體富Ti(0.158～0.229)貧AlⅥ(0～0.056)，則表明成巖溫度高。

李勝榮等認為巖體中黑云母的Ti-Mg/(Mg+Fe)溫度計算結果比角閃石黑云母礦物對的計算結果要合理些。角閃石黑云母礦物對方法得到的溫度低于花崗巖固相線溫度，可能反映固結降溫過程中黑云母與角閃石之間發生過鐵鎂交換，導致估算溫度偏低。分析知，該類礦床黑云母的形成溫度主要集中在550℃到700℃。黑云母中Al2O3的質量分數介于12.71%～14.74%，TiO2的質量分數介于2.64%～4.89%，以22個氧原子為單位計算的陽離子數中AlⅥ的質量分數為0～0.46。黑云母的高鈦和結構式中低AlⅥ指示其形成于相對高溫和較高氧逸度的介質環境。經研究該類礦床黑云母的形成溫度主要集中在550℃到700℃之間，650℃居多。

2.氧逸度

前人研究(Wones,D.P.,1965)表明，利用與磁鐵礦和鉀長石共生的黑云母的Fe3+，Fe2+和Mg2+的原子百分含量可以估算黑云母結晶時的氧逸度。我們觀察到黑云母數據點落在Ni-NiO與Fe2O3-Fe3O4兩條緩沖線之間的區域，說明該類礦床黑云母是在較高氧逸度條件下結晶形成的夕卡巖型鐵礦床的數據點相對與銅、金礦靠下，說明其形成于其形成于更高的氧逸度。大部分黑云母的數據點位于磁鐵礦系列區域內，數值在ΔFMQ+2～ΔFMQ+3之間，說明這些礦床形成于高氧逸度條件。

四、結論

(一)夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母總體上主要為富鎂質黑云母，部分為鐵質黑云母，其Ti平均含量為0.20，Mg/(Mg+Fe)平均值為0.59，與巖漿成因的黑云母類似。

(二)夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母主要集中分布于殼幔混源區域，部分來自于殼源，說明礦床巖體的形成于與幔源巖漿作用有關。

(三)夕卡巖型鐵、銅、金礦床中的黑云母形成溫度集中于550℃～700℃之間，并且礦床形成于ΔFMQ+2～ΔFMQ+3的高氧逸度熱液環境。

[1]趙一鳴.環太平洋地區的矽卡巖礦床[J].礦床地質,1991,10(1).

[2]趙一鳴,林文蔚,畢承思,等.中國矽卡巖礦床基本地質特征[J].中國地質科學院院報.1986,14.

[3]WoneS D Ralld Eugster H P Stability of biotite experiment theory and application[J].American Mineralogist,1965,50:1228-1272.

[4]Nachit H ,Ibhi A ,Abia E H,et al.Discrimination between primary magmatic biotites,reequilibrated biotites and neoformed biotites.Comptes Rendus Geoscience,2005,337:1415～1420.

李珊(1991-)，女，漢族，四川遂寧人，地質學碩士，成都理工大學，研究方向礦物學、巖石學、礦床學。