电子探针在矿物识别中的应用

一 确定分析方法
通过对三矿沟铁铜矿床野外产出的地质特征及矿脉间的穿插关系、矿物共生组合特征的观察,结合光学显微镜观察和电子探针分析,研究了三矿沟铁铜矿床的含金、银矿物。将矿床的成矿期次划分为矽卡岩期、石英-硫化物期和表生氧化期 3 个成矿期 5 个成矿阶段。从物理化学性质上的变化,探讨了含金、银矿物的特征。碲银矿的发现在前人研究资料中未见有报道。碲银矿是铅锌硫化物阶段中的低温热液产物,分布于石英脉中,银部分被铁和铜替代,从颗粒的核部到边缘,铁铜含量呈上升趋势,银的含量呈下降趋势。银金矿主要产于低温热液环境,呈不规则粒状赋存于黄铜矿、黄铁矿颗粒间的石英脉中。银金矿在化学组成中金银含量有明显的变化趋势,银金矿颗粒由核部向边缘,银的含量呈上升趋势,金的含量呈下降趋势。三矿沟铁铜矿床位于黑龙江省嫩江县北部,多宝山特大型铜矿田北西约 20 km 处。三矿沟铁铜矿床发现于上世纪 50 年代],是一处比较典型的矽卡岩型矿床。李之彤、王洪瑜等对三矿沟矿床地质特征及成因做了前期研究,根据三矿沟铁铜矿床野外产出的地质特征及矿脉间的穿插关系、矿物共生组合特征的观察,将成矿期次划分为矽卡岩期、石英 - 硫化物期和表生氧化期 3 个成矿期 5 个成矿阶段。本文从矿石矿物学特征、矿物共生组合及物理化学性质上对三矿沟铁铜矿床含金、银矿物进行了探讨性研究。

1.矿床地质三矿沟铁铜矿床出露的地层主要为奥陶系多宝山组砂岩、凝灰粉砂岩、安山岩、火山碎屑岩,夹大理岩透镜体。侵入岩为花岗闪长岩,还可见花岗岩、英云闪长岩、斜长花岗岩及斑状花岗岩等相变岩石构成杂岩体,分布于接触带附近。花岗闪长岩呈中粒花岗结构,主要矿物斜长石、钾钠长石、石英,部分长石发生绢云母化,暗色矿物为黑云母及角闪石。花岗闪长岩与大理岩的内、外接触带,有角岩或矽卡岩,并具有黄铜矿化及黄铁矿化。英云闪长岩呈不规则状分布在杂岩体中,主要矿物长石,大部分长石发生了蚀变,为绿泥石化、绢云母化,部分颗粒中间和边部被石英溶蚀、充填。暗色矿物为黑云母及角闪石,有时可见较大颗粒的白云母。主要构造为西北向,由褶皱,片理化带和压扭性断裂组成,向南西突出形成弧形构造带,这组构造控制着三矿沟铁铜矿床的分布。矿体主要赋存于矽卡岩中。矿床空间上划分为 3 个矿带,其形态和产状主要受大理岩形态和产状及其夹层所控制。矿体在空间分布上与矽卡岩带有密切关系,各矿体均分布在矽卡岩带中,且不同类型矿体与不同种类矽卡岩有一定依存关系,如黄铜矿矿体、黄铜矿磁铁矿矿体多分布在暗灰绿色 - 酱褐色石榴石。矽卡岩中,而含金黄铜矿斑铜矿矿体则赋存在草绿 - 绿色石榴石矽卡岩及灰白 -浅绿色透闪石石榴石矽卡岩中。主要控矿构造是马蹄形三矿沟岩体北西和西南端侵入构造接触带,主要容矿构造是平行褶皱带走向的断裂带或层间破碎带,北东向的断裂破碎带为次要容矿构造。

2.含金、银矿物特征
2.1 研究方法通过野外、手标本及光薄片的观察,确定了样品的结构代写论文构造及矿物组成,为测定矿石矿物的化学成分,用 EPMA-1600 型电子探针对三矿沟铁铜矿床主要矿石矿物进行了成分分析,同时对粒度较小的显微镜下无法观察到的矿物利用背散射电子图像进行研究。电子探针测试条件: 加速电压 15 kV,束流 2× 10- 8A,束斑直径 1 μm,ZAF 法修正。标准样品分别为: Fe、Cu( 黄铜矿) 、Ni( 镍黄铁矿) 、Te( 锑碲化物) 和 Ag、Au( 银金矿) 。
2. 2 碲银矿碲银矿为本次工作新发现的矿物,是石英 - 硫化物期的低温热液产物,与石英共生呈脉状进入早期黄铜矿中( 图 2( a,b) ) ,板柱状集合体,矿相显微镜下呈灰白色,金属光泽,解理{ 100} 不完全,硬度 2~ 3,非均质性强,双反射从浅褐色到浅红色,色散效应从深黄到深蓝色。电子探针银、碲元素面扫描图像见图 2( c,d) 。
2. 3 银金矿银金矿与碲银矿几乎同期形成,化学组成中富含银,主要产于低温热液环境,呈不规则粒状赋存于黄铜矿、黄铁矿颗粒间的石英脉中见图 2( e,f) ,金属光泽,无解理,硬度 2 ~

3 化学组成
3. 1 碲银矿表 1 碲银矿单矿物电子探针分析结果表明,银的含量为 62. 09% ~ 62. 88% ,平均为 62. 45% ; 碲的含量为 36. 06% ~ 37. 18% ,平均为 36. 52% 。铁的含量为 0. 20% ~ 0. 48% ,平均为 0. 33% ; 铜的含量为 0. 15% ~ 0. 53% ,平均为 0. 42% 。碲银矿理论化学分子式为( Ag,Cu,Fe)2Te,三矿沟铁铜矿床碲银矿 化 学 分 子 式 为: ( Ag2. 013 - 2. 038,Cu0. 008 - 0. 029,Fe0. 013 - 0. 030)2. 049 - 2. 081Te0. 988 - 1. 019,部分银被铁和铜替代,碲银矿单矿物颗粒由核部向边缘,铁铜总量呈上升趋势,银的含量呈略微下降趋势。
3. 2 银金矿银金矿在化学组成中含有银的类质同相替代。表 2 银金矿单矿物电子探针分析结果表明,金的含量为 73. 97% ~ 85. 86% ,平均为 80. 97% ; 银的含量为 13. 16% ~ 24. 61% ,平均为 17. 76% ; 铁的含量为0 ~ 0. 49% ,平均为 0. 36% ; 铜的含量为 0 ~ 0. 67% ,平均 为 0. 27% ; 碲 的 含 量 为 0 ~ 0. 09% ,平 均 为0. 03% 。从以上分析数据可见,银金矿单矿物颗粒由核部向边缘,银的含量呈上升趋势,金的含量呈下降趋势,这也与银金矿 Ag、Au 元素面扫描像反映情况相一致。

4.讨论三矿沟铁铜矿床产于华力西期花岗岩体外接触带上,在三矿沟 - 多宝山北西向构造挤压带的西北端。矿区地层主要为多宝山组砂岩、凝灰粉砂岩、安山岩、火山碎屑岩,夹大理岩透镜体。侵入岩主要为花岗闪长岩,还可见花岗岩、英云闪长岩、斜长花岗岩及斑状花岗岩等相变岩石构成杂岩体,分布于接触带附近。华力西期花岗岩体的侵入既是控矿的首要条件又是矿床形成的热动力源和物源。矿体在空间分布上与矽卡岩带有密切关系,各矿体均分布在矽卡岩带中。根据脉体穿插关系、矿物共生组合、产出状态将成矿作用划分为矽卡岩期、石英 - 硫化物期和表生氧化期 3 个成矿期。矿床形成时,上覆地层厚度至少大于3 000 m,挥发相普遍存在,同时花岗质侵入岩体位于高侵位,成矿环境相对处于开放条件,高侵位又是引发花岗质岩体分离出独立挥发相的主要控制因素。独立挥发相的形成,使花岗质岩浆具有很大的热膨胀性,产生较大的机械能,使花岗质岩体冷凝顶壳和邻近围岩产生裂隙和角砾岩,引发各种脉岩穿切并带动有用元素的迁移聚集。碲银矿为本次三矿沟铁铜矿床研究工作中新发现矿物,是铅锌硫化物阶段的低温热液产物,分布于石英脉内部,部分银被铁和铜替代,从颗粒的核部到边部,铁对银的替代升高,铜对银的替代降低,铁铜总量呈上升趋势,银的含量呈略微下降趋势。银金矿主要产于低温热液环境,呈不规则粒状赋存于黄铜矿、黄铁矿颗粒间的石英脉中。银金矿在化学组成中含有银的类质同相替代,单矿物颗粒由核部向边缘,银的含量呈上升趋势,金的含量呈下降趋势。

5.结论
三矿沟铁铜矿床产于华力西期花岗岩体外接触带上。矿区地层主要为多宝山组砂岩、凝灰粉砂岩、安山岩、火山碎屑岩,夹大理岩透镜体。侵入岩主要为花岗闪长岩,还可见英云闪长岩与其它花岗质岩石构成杂岩体,分布于接触带附近。三矿沟铁铜矿床属于典型的矽卡岩型矿床。( 2) 三矿沟铁铜矿床以硫化物和氧化物为主的金属矿物的成矿作用明显表现出多期多阶段矿化的特点。通过综合分析研究,将该矿床的成矿期次划分为矽卡岩期、石英 - 硫化物期和表生氧化期 3 个成矿期 5 个成矿阶段。( 3) 银金矿主要产于低温热液环境,呈不规则粒状赋存于黄铜矿、黄铁矿颗粒间的石英脉中。银金矿在化学组成中含有银的类质同相替代,单矿物颗粒由核部向边缘,银的含量呈上升趋势,金的含量呈下降趋势。碲银矿为铅锌硫化物阶段的低温热液产物,分布于石英脉内部,部分银被铁和铜替代,从颗粒的核部到边部,铁铜总量呈上升趋势,银的含量呈略微下降趋势。该区本次发现的碲银矿不仅对三矿沟铁铜矿床成矿作用的研究和矿区内寻找类似矿床有重要意义,同时也为同属一个成矿带内的黑龙江省黑河市争光岩金矿床的深入研究拓宽思路,对于正确认识和理解银碲化物聚集的机理和过程也具有一定的指导意义。

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