夕卡岩型铁、铜、金矿床中黑云母的特征

(成都理工大学 四川 成都 610059)

夕卡岩型铁、铜、金矿床中黑云母的特征

李珊校轶

(成都理工大学 四川 成都 610059)

夕卡岩型矿床是一种具重要工业意义的矿床类型，尤其是夕卡岩型金属矿床在我国现阶段已经探明的金属矿床类型中占有很大比重。夕卡岩型矿床的成矿岩体主要为中酸性的花岗岩类岩石，而黑云母是花岗质岩石中分布最广泛的镁铁矿物之一，它的化学成分明显受岩浆冷却时的物化条件控制，因此，黑云母可作为岩浆冷却结晶时的一种物化条件指示剂，提供成岩的重要信息。本文通过对不同地区夕卡岩型铁、铜、金矿床黑云母的主量元素电子探针数据的收集整理，对比发现，夕卡岩型铁、铜、金矿床中的黑云母主要为富镁质黑云母，形成温度集中于550℃～700℃之间，并且矿床形成于FMQ+2～FMQ+3的高氧逸度热液环境。

夕卡岩型矿床；黑云母；矿物化学

一、绪论

夕卡岩矿床是一种具重要工业意义的矿床类型,其分布遍及世界各地,但较集中地分布于环太平洋地区(赵一鸣,1991)。我国是世界上夕卡岩矿床分布最广的国家之一。夕卡岩矿床是我国富铁矿、富铜矿和钨、锡、铋矿的主要矿床类型，也是硼、金云母等非金属矿产的主要来源(赵一鸣等，1990)。夕卡岩矿床因其矿床类型的重要性和岩石矿物组合的特殊性(常有一套较特殊Ca_Mg_Fe_Mn_Al硅酸盐矿物组合)引起人们的重视，并包含从岩浆、高温气成热液到中低温热液交代(充填)作用的许多有用的信息，及丰富的交代分带形式和各种地质环境中复杂的成岩成矿作用机理而受到广泛关注。

黑云母[结晶化学式为A2M6T8O20(OH)4，其中(A=K,Na,Ba;M=Mg，Fe，Mn，Gr，Ti，Zn,V;T=Si，Al；OH=F,Cl,OH)，是花岗质岩石中分布最广泛的镁铁矿物，它的化学成分明显受岩浆冷却时的物化条件控制。因此，黑云母可作为岩浆冷却结晶时的一种物化条件指示剂((WoneS et al.,1965)，能提供有关岩浆起源、岩石成因、成岩成矿物理化学条件、成矿元素富集的重要信息。所以，研究黑云母的矿物化学特征对于我们深入了解夕卡岩型铁铜金矿床的成因，成矿模式以及勘探找矿具有重要意义。

二、夕卡岩型铁、铜、金矿床的特征

(一)夕卡岩型铁矿床的特征

夕卡岩型铁矿床就世界范围来说大多数产于大洋岛弧地带，多与中—浅成的闪长岩—辉长岩类有关，少量与花岗闪长岩和斜长花岗岩有关。对基性侵入岩来说，在中—深条件下，岩浆酸度越低，侵入岩成多个岩层侵入，因而矿体也常呈层状产出。因此，与中基性侵入岩有关的矿床常产于夕卡岩接触带的内接触带及正接触带。侵入岩普遍具有钠化或钾化现象。围岩主要为白云岩。矿物成分上，表现暗色矿物一般5-10%，碱性长石一般40-60%，甚至80%以上。

(二)我国的夕卡岩型铜(金)矿床的特征

我国的夕卡岩型铜及铜多金属矿床主要分布在长江中下游成矿带上。同时在北部、和西南地区成矿域中也有产出，但绝大多数(>95%)已知的中、大型矿床都产在东部成矿域。与夕卡岩型铜矿床密切相关的地层主要有石炭系、二叠系和三叠系，这些地层岩性多为碳酸盐岩，其中含同生沉积的黄铁矿(或菱铁矿)与石膏胚层的碳酸盐层，或碳酸盐岩与硅鋁质岩层的组合地层是最有利的赋矿层位。

(三)夕卡岩型金矿床

近年来，随着金矿勘探工作的深入，国内外陆续发现了一批大型夕卡岩型金矿，从而引起人们的关注。夕卡岩型金矿床经常伴生与夕卡岩型铜矿床、铁矿床及铅锌矿床。我国夕卡岩型金矿床主要形成于燕山晚期，其蚀变矿化可粗略地分为三期若干阶段(陈衍景等，1996)。I期主要为碱质交代,表现为长石化、黑云母化等。II期主要为多金属硫化物一黄铁绢英岩化。III期主要为碳酸盐化，主要呈似层状、透镜状产于岩体与围岩的接触带中，少部分产于围岩中。

三、夕卡岩型铁、铜、金矿床中黑云母的特征

(一)黑云母的化学成分分类

Nachit 等(2005)提出了用黑云母的TiO2-FeO*-MgO(FeO*=FeO+MnO)成分来判别原岩成因，再平衡原生和次生的黑云母。通过数据投图对比发现，夕卡岩型铜、金矿床黑云母大部分投在原生黑云母及再平衡原生黑云母影区，表明大部分夕卡岩型铜金矿床为岩浆成因。在Mg-(AlVI+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)图解中，黑云母的成分投点主要落在富镁黑云母的投图范围内，说明大部分的夕卡岩型铁、铜、金矿床的黑云母属于富镁黑云母。

(二)成矿岩体物理化学条件

1.温度

根据黑云母中的AlⅥ来区分I型花岗岩和S型花岗岩I型花岗岩中的黑云母具有较低AlⅥ(0.144～0.224)，而S型花岗岩中的黑云母具有较高的AlⅥ(0.353～0.561)。岩体富AlⅥ(0.194～0.223)贫Ti(0.019～0.026)，表明成岩温度低；岩体富Ti(0.158～0.229)贫AlⅥ(0～0.056)，则表明成岩温度高。

李胜荣等认为岩体中黑云母的Ti-Mg/(Mg+Fe)温度计算结果比角闪石黑云母矿物对的计算结果要合理些。角闪石黑云母矿物对方法得到的温度低于花岗岩固相线温度，可能反映固结降温过程中黑云母与角闪石之间发生过铁镁交换，导致估算温度偏低。分析知，该类矿床黑云母的形成温度主要集中在550℃到700℃。黑云母中Al2O3的质量分数介于12.71%～14.74%，TiO2的质量分数介于2.64%～4.89%，以22个氧原子为单位计算的阳离子数中AlⅥ的质量分数为0～0.46。黑云母的高钛和结构式中低AlⅥ指示其形成于相对高温和较高氧逸度的介质环境。经研究该类矿床黑云母的形成温度主要集中在550℃到700℃之间，650℃居多。

2.氧逸度

前人研究(Wones,D.P.,1965)表明，利用与磁铁矿和钾长石共生的黑云母的Fe3+，Fe2+和Mg2+的原子百分含量可以估算黑云母结晶时的氧逸度。我们观察到黑云母数据点落在Ni-NiO与Fe2O3-Fe3O4两条缓冲线之间的区域，说明该类矿床黑云母是在较高氧逸度条件下结晶形成的夕卡岩型铁矿床的数据点相对与铜、金矿靠下，说明其形成于其形成于更高的氧逸度。大部分黑云母的数据点位于磁铁矿系列区域内，数值在ΔFMQ+2～ΔFMQ+3之间，说明这些矿床形成于高氧逸度条件。

四、结论

(一)夕卡岩型铁、铜、金矿床中的黑云母总体上主要为富镁质黑云母，部分为铁质黑云母，其Ti平均含量为0.20，Mg/(Mg+Fe)平均值为0.59，与岩浆成因的黑云母类似。

(二)夕卡岩型铁、铜、金矿床中的黑云母主要集中分布于壳幔混源区域，部分来自于壳源，说明矿床岩体的形成于与幔源岩浆作用有关。

(三)夕卡岩型铁、铜、金矿床中的黑云母形成温度集中于550℃～700℃之间，并且矿床形成于ΔFMQ+2～ΔFMQ+3的高氧逸度热液环境。

[1]赵一鸣.环太平洋地区的矽卡岩矿床[J].矿床地质,1991,10(1).

[2]赵一鸣,林文蔚,毕承思,等.中国矽卡岩矿床基本地质特征[J].中国地质科学院院报.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，汉族，四川遂宁人，地质学硕士，成都理工大学，研究方向矿物学、岩石学、矿床学。