周雪斐 庾江華 李同鵬
(1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊;2.金屬礦山安全與健康國家重點(diǎn)實(shí)驗室)
西塢口礦區(qū)錫(鎢)多金屬礦床是安徽省內(nèi)少有的以錫、鎢礦為主的多金屬礦,通過對該礦區(qū)的普查工作,結(jié)合偏光顯微鏡下的巖礦鑒定工作,查明了錫、鎢元素的賦存狀態(tài)。本研究結(jié)合相關(guān)測試分析結(jié)果,分別從礦石礦物、脈石礦物的共生狀態(tài)以及蝕變程度等方面總結(jié)礦床礦石礦物特征,推斷礦床類型、礦床成因,為礦區(qū)后續(xù)找礦工作提供參考。
西塢口礦區(qū)錫(鎢)礦體受績溪復(fù)背斜北東段次一級西塢口倒轉(zhuǎn)背斜影響,礦體在走向及傾向上的空間分布、規(guī)模大小與NE 向斷裂礦化帶的發(fā)育程度密切相關(guān),巖石破碎程度越高則礦體發(fā)育越多,規(guī)模也越大[1-3]。礦體圍巖蝕變較發(fā)育,且具有分帶性,分為硅化、角巖化、云英巖化、絹云母化4 個蝕變帶[2],且各蝕變帶相互套合、疊加。礦體中心部位發(fā)育云英巖化、絹云母化,蝕變帶向外側(cè)過渡分別為角巖化及硅化帶。
根據(jù)大量的鉆孔資料和鏡下觀察,鎢錫礦床礦石可分為4 種自然類型:①脈狀黃玉、石英、黑鎢礦;②脈狀黃玉、石英、黑鎢礦錫石;③角礫狀黃玉、石英、黑鎢礦;④星散浸染狀云英巖化花崗斑巖錫石礦石。
鎢(錫)礦的礦石礦物為黑鎢礦、錫石,伴生礦的礦石礦物為黃銅礦、輝鉬礦、輝鉍礦、綠柱石、螢石,另外金屬礦物還有少量的磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦等。
2.2.1 黑鎢礦
黑鎢礦(鎢錳鐵礦)是鎢礦的礦石礦物。黑鎢礦黑色,氧化后棕黑色,半金屬光澤,呈粗大晶體,常呈板狀自形晶或半自形晶、不規(guī)則粒狀[3]。晶體粒度一般為0.1~2.0 cm,最大晶體長軸可達(dá)6 cm。黑鎢礦多生于黃玉石英脈狀中(圖1),少量呈細(xì)脈狀等生成于構(gòu)造角礫巖(碎裂巖)中,形成脈狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造的礦石;黑鎢礦在礦石中分布不均勻,如在含礦黃玉-石英脈中含量一般為微量至2%,局部可達(dá)8%~10%;黑鎢礦晶體在遭受應(yīng)力作用后可形成不等粒壓碎結(jié)構(gòu),包裹并交代錫石、黃玉等礦物,又常被絹云母、石英、黃玉、黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉍礦、黃銅礦等礦物或集合體包裹、半包裹或交代,構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)、交代浸蝕、交代骸晶和交代殘余結(jié)構(gòu),與輝鉬礦平行連生,呈間隙充填型、裂隙鑲嵌型嵌布。
2.2.2 錫 石
錫石是錫礦的礦石礦物。錫石褐色—深棕色,晶面金剛光澤,斷面貝殼狀,油脂光澤,高硬度,晶體為自形—半自形粒狀、短柱狀結(jié)構(gòu),常見膝狀雙晶。粒度多為0.02~2.0 mm,最大可達(dá)5.0 mm;錫石生于部分黑鎢礦、黃玉石英脈及黃玉化云英巖脈中,形成脈狀構(gòu)造的錫鎢礦礦石,亦呈稀疏浸染狀生于云英巖化花崗斑巖中。云英巖化越強(qiáng),錫石礦化也越強(qiáng),但錫石含量一般不超過巖石總量的1%~2%,形成星散浸染狀構(gòu)造的錫石礦石。錫石在礦石中分布極不均勻,可被絹云母、石英、黃玉、黑鎢礦、磁黃鐵礦等礦物或集合體包裹或交代,構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)、交代浸蝕、交代骸晶和交代殘余結(jié)構(gòu),主要呈間隙充填型嵌布。
2.2.3 黃銅礦
黃銅礦是伴生銅礦的礦石礦物。黃銅礦銅黃色,金屬光澤,硬度中等,無解理,半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu),粒度多為0.05~1 mm,最大可達(dá)4.0 mm、黃銅礦含量較少,但分布普遍,在各類礦石中均有分布;黃銅礦經(jīng)過用氨水加雙氧水浸蝕后,可顯示很好的內(nèi)部聚片雙晶結(jié)構(gòu)(圖2),可包裹及沿邊緣或裂隙交代黑鎢礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦,構(gòu)成包含結(jié)構(gòu),交代浸蝕、交代殘余結(jié)構(gòu),主要呈間隙充填型、毗連鑲嵌型、包裹型嵌布。
2.2.4 輝鉬礦
輝鉬礦是伴生鉬礦的礦石礦物。輝鉬礦鉛灰色,晶體葉片狀結(jié)構(gòu),葉片可呈彎曲狀,生于脈狀錫鎢礦石中,含量甚少。輝鉬礦與黑鎢礦平行連生,還與磁鐵礦、錫石、磁黃鐵礦、輝鉍礦、黃銅礦等共生,呈間隙充填型嵌布。
2.2.5 輝鉍礦
輝鉍礦是伴生鉍礦的礦石礦物。輝鉍礦錫白色,金屬光澤,他形晶結(jié)構(gòu),粒度多為0.05~0.2 mm;輝鉍礦生于脈狀鎢礦石和脈狀錫鎢礦石中,含量少。輝鉍礦沿邊緣或裂隙交代黑鎢礦,構(gòu)成交代浸蝕結(jié)構(gòu)(圖3),交代磁黃鐵礦,構(gòu)成交代浸蝕結(jié)構(gòu)和反應(yīng)邊結(jié)構(gòu),還與磁鐵礦、黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦等共生,主要呈裂隙鑲嵌型、鑲邊型嵌布。
2.2.6 綠柱石
綠柱石是伴生鈹?shù)V的礦石礦物。綠柱石淺綠色,玻璃光澤,粒狀、短柱狀結(jié)構(gòu),粒度為0.3~3.0 mm。綠柱石在薄片中無色,最高干涉色為一級灰至白,平行消光,負(fù)延性[4]。綠柱石生于脈狀鎢礦石中,分布極不均勻,量少,在礦脈中生于鉄鋰云母的內(nèi)側(cè),螢石的外側(cè)(螢石處于礦脈的中心或充填空洞),又可包裹并交代較小顆粒的鉄鋰云母,主要呈裂隙鑲嵌型嵌布。
2.2.7 螢 石
螢石呈無色、紫色、淺綠色,自形—半自形粒狀,正交偏光下呈均質(zhì)性,分布普遍,在各類礦石中均可見到,量少。在本礦內(nèi)Ⅳ號帶0~8 線獨(dú)立成礦,可供單獨(dú)開采,主要呈粒間充填型嵌布。
2.3.1 黃 玉
黃玉在脈狀構(gòu)造的鎢礦石、錫鎢礦石中、在星散浸染狀構(gòu)造的錫礦石中,均為重要的脈石礦物。在星散浸染狀構(gòu)造的錫礦石中,黃玉交代花崗斑巖中的鉀長石和斜長石等,云英巖化越強(qiáng),生成的黃玉越多。黃玉也交代錫石,構(gòu)成交代浸蝕、交代骸晶和交代殘余結(jié)構(gòu),黃玉為半自形—他形的細(xì)?!⒘钭兙ЫY(jié)構(gòu),粒度為0.03~0.30 mm,屬細(xì)粒—微粒級。在脈狀構(gòu)造礦石中,黃玉多生于脈壁附近,為自形—半自形—他形不等粒狀結(jié)構(gòu)(圖4),粒度多為0.03~3.00 mm,最大可達(dá)12 mm。黃玉可包裹并交代黑鎢礦,構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)、交代浸蝕、交代殘余結(jié)構(gòu),黃玉晶體多裂紋,沿裂紋被絹云母交代,形成交代網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),主要呈粒間充填型、毗連鑲嵌型、間隙充填型嵌布。
2.3.2 石 英
石英在脈狀構(gòu)造的鎢礦石、錫鎢礦石中、在星散浸染狀構(gòu)造的錫礦石中,均為主要的脈石礦物。部分石英為原巖即花崗斑巖中的石英,隨著云英巖化(伴隨錫石礦化)有部分半自形—他形的后生石英生成,且云英巖化越強(qiáng),后生的石英越多。在脈狀構(gòu)造礦石中,石英呈多期次生成,脈寬多為0.5~5.0 cm,少數(shù)在10 cm 以上,屬細(xì)脈級。早期的石英脈(屬高溫?zé)嵋好})中不僅含黃玉,還含有黑鎢礦、錫石,構(gòu)成鎢礦石或錫鎢礦石。脈中石英晶體可呈自形—半自形柱狀結(jié)構(gòu),可以脈壁為基底向脈的內(nèi)部生長,形成梳狀構(gòu)造,也可呈半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu),石英可包裹并交代黑鎢礦、錫石,形成包含結(jié)構(gòu)、交代浸蝕結(jié)構(gòu)。在應(yīng)力作用下,石英晶體裂紋發(fā)育,常見破碎,波狀消光明顯,可被晚期的石英細(xì)脈(中低溫?zé)嵋好}、不含黑鎢礦和錫石)切穿,甚至成為角礫,被晚期的脈石英膠結(jié)呈角礫狀構(gòu)造,主要呈粒間充填型、間隙充填型嵌布。
2.3.3 絹云母-白云母
絹云母-白云母在角礫狀鎢礦石中是主要的脈石礦物,在脈狀構(gòu)造的鎢礦石、錫鎢礦石中及星散浸染狀構(gòu)造的錫礦石中,是重要的脈石礦物。在星散浸染狀構(gòu)造的錫礦石中,絹云母交代花崗斑巖中的鉀長石和斜長石及石英等,云英巖化越強(qiáng),生成的絹云母越多,晶體越大,絹云母變?yōu)榘自颇浮⒃诿}狀構(gòu)造的礦石中,絹云母生于晚期的石英脈中,或晚期的微裂隙中,可局部交代石英,可沿裂紋或解理交代黃玉,構(gòu)成交代網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在角礫狀礦石中,角礫和填隙物成分為含砂、礫質(zhì)的泥巖,經(jīng)強(qiáng)度不等的硅化和云英巖化,生成大量的絹云母,主要呈毗連鑲嵌型嵌布。
經(jīng)過分析礦石中礦物組合及其相互關(guān)系,確定的主要礦物生成的先后順序如圖5所示。
(1)自形—半自形粒狀、短柱狀、板狀結(jié)構(gòu)。
(2)多見自形—半自形的粒狀、短柱狀和自形—半自形板狀的黑鎢礦。
(3)半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)。黃銅礦、輝鉬礦、輝鉍礦、綠柱石為半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)。
(4)內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)、聚片雙晶結(jié)構(gòu)。黃鐵礦、黃銅礦經(jīng)過化學(xué)試劑浸蝕后,顯示晶體內(nèi)部的環(huán)帶結(jié)構(gòu)和聚片雙晶結(jié)構(gòu)。
(5)壓碎結(jié)構(gòu)。由黃鐵礦、黑鎢礦在壓應(yīng)力作用下強(qiáng)烈破碎成不等粒棱角狀碎屑,被磁黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦等膠結(jié)構(gòu)成的。
(6)固溶體分離結(jié)構(gòu)。磁黃鐵礦和閃鋅礦,在高溫時呈固溶體狀態(tài),溫度下降后,磁黃鐵礦呈小顆粒葉片狀在閃鋅礦晶體中出溶,形成固溶體分離結(jié)構(gòu)。
(7)包含結(jié)構(gòu)。由黑鎢礦包裹或半包裹錫石、黃玉,黃玉包裹錫石、黑鎢礦,黃銅礦包裹或半包裹黑鎢礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等構(gòu)成。
(8)交代浸蝕、交代骸晶、交代殘余結(jié)構(gòu)。由黑鎢礦交代錫石,黃鐵礦、磁黃鐵礦[5]、黃銅礦及石英、黃玉、絹云母等交代黑鎢礦或錫石構(gòu)成。
(9)反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、交代網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)。由輝鉍礦交代磁黃鐵礦、絹云母交代黃玉構(gòu)成。
(10)細(xì)粒結(jié)構(gòu)。由大量的細(xì)粒狀黑云母構(gòu)成,黑云母一組極完全解理,多為自形—半自形粒狀,粒度多為0.1~0.8 mm,屬細(xì)粒級。
(1)脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。是鎢礦和錫鎢礦礦石的主要構(gòu)造類型,多為含礦黃玉-石英脈,兩者的含量通常以一種為主,另一種為輔,呈此消彼長的負(fù)相關(guān),少數(shù)基本為單一脈石礦物,如含礦石英脈巖或含礦黃玉脈巖,脈寬多在5 cm 以下,少數(shù)在10 cm 以上,屬細(xì)脈型。當(dāng)細(xì)脈密集出現(xiàn)時,呈網(wǎng)脈狀構(gòu)造,礦脈是多期次生成的。
(2)角礫狀構(gòu)造。在構(gòu)造應(yīng)力作用下,發(fā)生強(qiáng)烈破碎,較大的碎塊成為角礫,填隙物為更細(xì)小碎屑及少量的巖粉,形成角礫狀構(gòu)造(或碎裂構(gòu)造)。含黑鎢礦的黃玉石英細(xì)脈呈斷續(xù)狀或不規(guī)則狀生成于巖石角礫之間,形成角礫狀構(gòu)造礦石。早期的含礦石英脈巖或花崗(斑)巖受應(yīng)力作用,發(fā)生強(qiáng)烈破碎,并被晚期的含礦脈石英膠結(jié),局部形成角礫狀構(gòu)造(或碎裂構(gòu)造)礦石。
(3)塊狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造。云英巖化花崗(斑)巖為塊狀構(gòu)造,同時有少量錫石交代生成,錫石很不均勻的呈星散狀分布,含量不超過全巖總量的2%~3%,構(gòu)成星散浸染狀構(gòu)造的錫礦石。
(4)梳狀構(gòu)造。在含礦石英脈中,柱狀石英晶體以脈壁為基底,向脈中心生長,形成梳狀構(gòu)造。
(5)空洞(晶簇)構(gòu)造。在脈狀及角礫狀礦石中,常見空洞構(gòu)造,洞體大小多在10 mm以內(nèi),不規(guī)則狀,洞內(nèi)充填生成少量綠泥石、或螢石、或絹云母、或高嶺石、或褐鐵礦,少數(shù)洞體內(nèi)生成自形的石英晶簇,形成晶簇構(gòu)造。
通過野外觀察及偏光顯微鏡下對金屬礦物、透明礦物鑒定,對西塢口礦區(qū)錫(鎢)多金屬礦床的礦物成生關(guān)系、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組分及各組分間的相互關(guān)系進(jìn)行了分析,確定礦床成因?qū)俚湫偷膸r漿期后氣成熱液礦床,即高溫氣成熱液黃玉石英脈型鎢錫礦床,同時又伴生有銅、鉬、鉍、鈹?shù)榷嘟饘俚V床。