雷國蓉

（四川省地質(zhì)勘查開發(fā)局川西北地質(zhì)隊，四川 綿陽 621000）

反光顯微鏡主要是用于鑒定不透明礦物或半透明礦物的一種精密儀器，是將不透明礦物磨成光片置于反光顯微鏡下，根據(jù)礦物的晶形、反射色、反射率、內(nèi)反射、雙反射、硬度、偏光性和偏光圖等進行鑒定礦物，為此“礦相學”逐漸被人們重視起來了?；诖耍疚囊阅炽~礦的礦石光片為研究對象，講述了礦相學的發(fā)展歷程及應用。

1 礦相學的興起歷程

礦相學是一門新興的地質(zhì)科學。1932年，德國施奈德洪和藍姆多爾合著的礦相學教科書開始問世，使礦相學從鑒定金屬礦物的方法發(fā)展成為系統(tǒng)的描述金屬礦物學。教科書中描述了181種礦物，為礦相學奠定了基礎。后來藍姆多爾寫成《金屬礦物及其交生》一書，把描述的礦物增加到了301種[1]。

五十年代至今，我國礦相學科的發(fā)展密切聯(lián)系生產(chǎn)、教學和科研的需要，在礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造和標型特征研究、新礦物發(fā)現(xiàn)、更新儀器設備、人才培養(yǎng)等方面，取得了可喜的成果。在光性礦物學方面，陳正等將礦物反射色研究由定性導入定量。金屬礦物鑒定方面，據(jù)教學與生產(chǎn)的要求，各學者先后出版了內(nèi)容豐富的《礦相學》教材。如包相臣主編的《礦相學教程》[2]，以及其他院校編寫的礦相學教材，使鑒定礦相學更加完善。礦相學作為一門獨立學科在在地質(zhì)找礦中受到普遍重視。定量解釋偏光圖的形成機理及旋轉(zhuǎn)性定量測定已進入實踐工作中[3]。

2 礦相學的研究內(nèi)容及研究方法

礦相學中涉及的礦物反射光譜曲線、礦物反射率、礦物反射色顏色指數(shù)測定與計算和顯微硬度的精確測定等，使礦相學深入研究和應用成為可能，為金屬礦物鑒定、礦石組構(gòu)和工藝性質(zhì)研究提供了依據(jù)。礦相學在我國的礦床學科發(fā)展、資源勘查、選礦與冶煉中發(fā)揮了重要作用，因此地質(zhì)與礦冶部門更加注重礦相學科的發(fā)展。

2.1 礦相學研究研究方法

現(xiàn)在礦相學已成為礦床學研究的基礎?；陔娮犹结樂治黾夹g(shù)、X射線衍射技術(shù)、激光剝蝕電子探針技術(shù)、紅外顯微分析等定量化技術(shù)的不斷完善，現(xiàn)代礦床學研究都以礦物結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物標型特征為基礎，再利用先進測試技術(shù)研究礦床，取得有用物理化學參數(shù)，從而分析成礦作用過程并對找礦勘探作出重要指示。

2.2 礦相學研究內(nèi)容

通過礦相學的研究，弄清礦物標型特征、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和化學組分，推測含礦溶液性質(zhì)、成礦溫度、成礦深度、成礦方式以及成礦過程，之后進一步確定礦床成因。其次在測試方法和手段上都有很大的發(fā)展。其研究方法分野外研究階段和室內(nèi)研究工作階段。

野外工作階段，選擇礦化露頭點、探槽、坑道壁和巖芯樣進行地質(zhì)編錄工作，用肉眼或簡易放大鏡鑒定礦石及近礦圍巖的礦物成分、礦石的組構(gòu)，礦石類型可依據(jù)成分及組構(gòu)進行劃分、分出礦化階段和各階段產(chǎn)物在空間上的分布特征；室內(nèi)研究階段，主要利用顯微鏡進行鑒定和研究，并且進行其它相關(guān)性研究(如單礦物化學分析、電子探針分析、紅外線吸收光譜分析、掃描電子顯微鏡等)，還有對以下方面進行細致研究，主要包括礦石的礦物成分和礦石類型、化學成分、礦物共伴生組合和礦石的工藝特征。

根據(jù)研究目的和方法的不同，將所采集到的標本制成光片或者薄片，進一步進行鏡下研究工作。精確地鑒定出礦石中的礦物種類；查明礦石的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)，確定礦物生成順序與礦化階段；進行結(jié)構(gòu)浸蝕及用偏光法觀察礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；測定礦物顆粒大小及含量；在偏光顯微鏡下研究光片與薄片，查明礦石礦物和脈石礦物之間的關(guān)系，為找礦提供重要依據(jù)。

3 某銅礦礦相學研究應用

3.1 礦石礦物組成及其光性特征

礦石圍巖為絹云千枚巖，礦石多產(chǎn)于石英、白云石脈中，礦石礦物由主要黃銅礦組成，含少量孔雀石，共伴生硫化礦物可見黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、毒砂等組成，表生礦物可見少量針鐵礦、孔雀石、赤鐵礦。各礦物成分特征如下：

黃銅礦(CuFeS2)：銅黃色，他形粒狀，粒徑為0.02mm～3mm，以≥0.2mm～2mm的顆粒居多，弱非均性，充填于裂隙中呈團塊狀、脈狀富集，少量呈星散狀充填于脈石礦物間黃鐵礦間，顯示其形成時間晚于其他礦物。含量約2%～30%。

磁黃鐵礦(Fe1-xS)：淡玫瑰棕色，他形粒狀，粒徑為0.1mm～0.5mm，具強非均性，可見藍灰-棕紅偏光色，多充填于裂隙中呈脈狀富集，常見鳥眼結(jié)構(gòu)，可見黃銅礦充填于其間或交代黃鐵礦[4]，局部可見其被針鐵礦由中心向邊緣交代，使巖石局部顯示骸晶結(jié)構(gòu)。含量10%～15%。

黃鐵礦(FeS)：黃白色，半自形粒狀，粒徑為0.05mm～0.25mm，以0.1mm左右的顆粒居多，表面多麻點，均質(zhì)。被黃銅礦包裹或顆粒間被黃銅礦充填膠結(jié)，部分充填于脈石礦物間，偶見其被針鐵礦由中心向邊緣交代，顯示其形成時間晚于脈石礦物，早于黃銅礦。含量1%～10%。

閃鋅礦(ZnS)：灰色帶棕色調(diào)，他形或半自形-自形粒狀，粒徑為0.02mm～0.25mm,多為0.1mm～0.25mm，均質(zhì)，可見棕褐色內(nèi)反射,他形者交代黃鐵礦，半自形-自形者星散狀分布于脈石礦物間等，顯示其形成具2期次。少量與黃銅礦邊界平直，形成共生關(guān)系。含量≤1%。

毒砂((Co,Fe)AsS)：乳白色帶黃色調(diào)，自形狀，可見菱形切面，粒徑為0.03mm左右，很少見，具非均性，可見淡藍綠-淡玫瑰色偏光色，很少見，交代脈石礦物。含量＜1%。

赤鐵礦（Fe2O3）：少量呈灰白色帶藍色調(diào)，板條狀，分布于脈石礦物間，粒徑為0.01×0.08mm左右，定向排列，為早期赤鐵礦；多因受內(nèi)反射影響而顯紅色，粉末狀，呈微細條紋狀富集，局部富集于脈石礦物間，可見鮮明的紅色內(nèi)反射，為晚期赤鐵礦。含量≤2%。

孔雀石（Cu2(OH)2CO3）：暗灰色帶紫色調(diào)，隱晶-放射纖維狀，粒徑≤0.02×0.1mm左右，可見鮮明的翠綠色內(nèi)反射，交代黃銅礦。含量≤1%。

針鐵礦(α-FeO(OH))：灰色帶藍色調(diào)，隱晶-放射針狀，呈團塊狀富集交代磁黃鐵礦，可見鮮明的棕褐色內(nèi)反射。

銳鈦礦(TiO2)：板狀-他形狀，灰色，粒徑為0.03mm～0.07mm，星散狀分布于脈石礦物間，可見藍紫色內(nèi)反射，長軸定向。含量≤1%。

脈石礦物由石英、絹云母、綠泥石、白云石等組成。其中絹云母呈呈顯微鱗片狀，定向排列；綠泥石呈顯微鱗片狀，與絹云母共生；石英部分分布于顯微狀絹云母間，部分呈脈狀富集，與部分黃銅礦、磁黃鐵礦等伴生；白云石呈脈狀富集，與晚期閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等伴生。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石具多具他形粒狀結(jié)構(gòu)，少量具自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，部分可見交代浸蝕結(jié)構(gòu)、鳥眼結(jié)構(gòu)、偶見可見骸晶結(jié)構(gòu)及固溶體分離結(jié)構(gòu)，斑雜狀-脈狀構(gòu)造。

他形粒狀結(jié)構(gòu)：礦石中黃銅礦、磁黃鐵礦等呈他形粒狀，形成他形粒狀結(jié)構(gòu)。

自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)：可見早期黃鐵礦、閃鋅礦呈半自形-自形狀，形成自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，見圖1b。

鳥眼結(jié)構(gòu)：他形粒狀磁黃鐵礦顆粒被隱晶針鐵礦及他形微粒狀-隱晶狀白鐵礦組成的呈串珠狀或腸狀、同心紋層狀集合體所交代形成的結(jié)構(gòu)，見圖1a。

交代浸蝕結(jié)構(gòu)：由隱晶、纖維狀針鐵礦、孔雀石等沿黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等邊緣交代，形成交代浸蝕結(jié)構(gòu)，見圖1b。

固溶體分離結(jié)構(gòu)：乳濁狀或微細短脈狀磁黃鐵礦分布于黃銅礦顆粒中，顯示固溶體分離特征。

斑雜狀-脈狀構(gòu)造：黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫化物呈團塊或脈狀富集分布于脈石礦物間，顯示斑雜狀-脈狀構(gòu)造。

3.3 礦化階段和礦物生成順序

通過地質(zhì)觀察及對礦石的研究，本礦床經(jīng)歷了多期多階段形成過程。

3.3.1 變質(zhì)期

板條狀赤鐵礦、板狀銳鈦礦。呈星散狀分布于脈石礦物間，定向排列，與絹云母等排列方向一致，顯示其成因為變質(zhì)成因。

3.3.2 熱液期

礦床熱液期并有以下礦化階段：

石英-閃鋅礦-黃鐵礦階段：由于構(gòu)造活動，導致較自形的黃鐵礦及閃鋅礦呈脈狀或星散狀分布于礦石中，礦化較弱，形成半自形、自形狀黃鐵礦、閃鋅礦，與石英共伴生，顯示半自形粒狀結(jié)構(gòu)，斑雜狀構(gòu)造，本礦化階段范圍廣，礦化弱。

磁黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦階段：本階段礦化較強，形成他形粒狀黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦，以黃銅礦、磁黃鐵礦居多，充填于裂隙中呈脈狀富集，使礦石顯示斑雜狀、脈狀構(gòu)造。少量磁黃鐵礦呈乳濁狀或微細短脈狀分布于黃銅礦顆粒中，形成固溶體分離結(jié)構(gòu)，少量呈星散狀充填于脈石礦物間或黃鐵礦間，顯示其形成時間晚于脈石及黃鐵礦。

毒砂-白云石階段：本階段礦化很弱，形成零星的自形狀毒砂、他形狀黃鐵礦、閃鋅礦，產(chǎn)于白云石脈中。

表1 礦物生成順序

3.3.3 表生期

圖1 某銅礦礦石反光顯微鏡照片

近地表裂隙發(fā)育的局部地段，有少量孔雀石、針鐵礦、白鐵礦、粉末狀赤鐵礦等呈網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，說明礦床經(jīng)歷過表生變化，但未形成富厚的氧化帶，說明礦床的表生氧化作用不發(fā)育。

4 結(jié)論

通過對某地銅礦床巖石和礦石顯微鏡下鑒定可知：該銅礦床礦石礦物組合較為簡單，礦石礦物以黃銅礦為主、孔雀石次之，伴生黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、針鐵礦，脈石礦物伴生石英、白云石，這些礦物的出現(xiàn)表明該礦床的成礦溫度為中低溫，同時由鏡下觀察可知，圍巖發(fā)生絹云母化、硅化、白云石化現(xiàn)象，這也可進一步說明該礦床是在中低溫情況下形成的。

礦石結(jié)構(gòu)有隱晶—他形粒狀結(jié)構(gòu)、鳥眼結(jié)構(gòu)、交代浸蝕結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)、交代浸蝕結(jié)、固溶體分離結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為斑雜狀—脈狀構(gòu)造、脈狀—塊狀構(gòu)造。

從鏡下黃銅礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦之間的充填關(guān)系及交代關(guān)系可以判斷該礦床中黃鐵礦的形成經(jīng)歷了兩期次，加之閃鋅礦與黃鐵礦的充填關(guān)系，可以認為該礦床的成礦過程為兩期成礦作用形成，經(jīng)較弱表生氧化作用。

由此可見，利用反光顯微鏡對礦石中礦物種類、礦物間相互關(guān)系、礦物的賦存狀態(tài)、生成順序等的判定石一種經(jīng)濟而有效的鑒定方法。