河北內(nèi)丘桃園銅礦成礦期次的研究

趙 曉 魏 巍 陳 龍 張永熙 張 旭

（石家莊經(jīng)濟學院，河北 石家莊 050031）

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

桃園銅礦床位于內(nèi)丘縣與臨城縣交界處，東距內(nèi)邱縣城43 km。屬內(nèi)丘縣白鹿角鄉(xiāng)與臨城縣雙石鋪鄉(xiāng)管轄，是區(qū)內(nèi)最大的銅礦床；大地構(gòu)造位置屬中朝準地臺的山西斷隆東部，太行山拱斷束贊皇穹斷束西側(cè)。

本區(qū)巖漿巖較發(fā)育，主要為五臺期和呂梁期巖漿活動的產(chǎn)物。巖石類型包括侵入巖、火山巖、次火山巖、脈巖等。五臺期侵入巖主要為片麻狀花崗巖、二長巖。呂梁期侵入巖：基性巖為輝長輝綠巖、輝綠巖，酸性巖主要為石英奧長斑巖?；鹕綆r為玄武巖、玄武質(zhì)角礫巖、集塊巖、凝灰?guī)r等。次火山與火山巖同源，主要巖性為次玄武巖。脈巖為輝綠脈巖、閃長巖脈、石英奧長斑巖脈。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為晚元古界甘陶河群南寺掌組和第四系地層。

晚元古界甘陶河群南寺掌組（Ptn）分為一、二兩個巖性段：

一段：以變質(zhì)砂巖為主，夾薄層云母片巖，頂部為黃鐵礦化板巖。二段：下部以變質(zhì)砂巖，板巖為主，伴隨有規(guī)模不大的火山噴發(fā)活動，有少量集塊巖。上部為大規(guī)模的海底火山噴發(fā)活動，以變質(zhì)玄武巖、集塊巖為主，夾有少量薄層砂巖與板巖。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，成礦前斷裂主要受蒿亭-樓底向斜軸面劈理控制，表現(xiàn)為次玄武巖與片理及含銅石英脈，它們的產(chǎn)狀多為90～100°∠60～70°，其走向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，。成礦后斷裂規(guī)模一般不大，對礦體影響較小，除F1 規(guī)模較大外，其余均為小斷層。F1長1000 余米，多為逆斷層，最大斷距32 m，產(chǎn)狀：310～320°∠62～74°。

2 礦石類型及礦物組合

礦石類型為硫化礦石，分黃銅礦礦石和黃銅礦—閃鋅礦礦石兩種。

通過對桃園銅礦原生礦石36 個光片進行仔細的觀察分析，該區(qū)原生礦石主要為脈狀、細脈狀，如黃銅礦細脈充填在石英脈邊部及孔隙中或沿片理，劈理充填。次為浸染狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造。氧化礦石主要為放射狀構(gòu)造（多指孔雀石）。

礦石結(jié)構(gòu)：主要為他形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)，金屬礦物呈集合體充填于脈石礦物石英、方解石顆粒間，次為包含結(jié)構(gòu)。黃銅礦包裹溶蝕黃鐵礦或磁黃鐵礦，閃鋅礦包裹溶蝕黃銅礦，常見乳滴狀結(jié)構(gòu)。

3 主要硫化物鏡下特征

3.1 黃銅礦（Chalcopyrite）

礦物手標本上呈銅黃色，多為半自形-他形粒狀集合體。黃銅礦在銅礦石中主要呈細脈狀、塊狀、浸染狀等產(chǎn)出，手標本上，黃銅礦多與黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦等共生。

通過礦相顯微鏡的仔細觀察，黃銅礦為黃銅色-淡黃色，呈半自形-他形結(jié)構(gòu)，粒度一般在0.05-2.3mm 之間。鏡下黃銅礦多呈他形粒狀結(jié)構(gòu)分布于透明礦物中，偶見呈立方體的黃銅礦，這說明黃銅礦晶體在生長的過程有足夠的空間和時間形成立方體。

3.2 黃鐵礦（Pyrite）

礦物手標本上觀察黃鐵礦呈淡黃色、暗古黃銅色，分布較廣，且不均勻，多呈致密塊狀、團塊狀、浸染狀產(chǎn)出，結(jié)晶程度較好，一般呈立方體或呈五角十二面體形式產(chǎn)出。黃鐵礦多與黃銅礦、磁黃鐵礦共生。

礦相顯微鏡下，黃鐵礦呈黃白色，自形-半自形結(jié)構(gòu)，以立方體、三角形和五角十二面體形式出現(xiàn)，也見呈他形的黃鐵礦，粒度在0.02-5mm 之間。由于受到構(gòu)造擠壓作用，黃鐵礦局部碎裂結(jié)構(gòu)發(fā)育。

3.3 閃鋅礦（Sphalertie）

閃鋅礦手標本上呈棕黑色，多呈半自形-他形集合體。閃鋅礦在礦石中主要呈致密塊狀、團塊狀、浸染狀產(chǎn)出。手標本上，閃鋅礦主要與黃銅礦共生。

礦相顯微鏡下，閃鋅礦為灰色-灰黑色，主要呈自形-半自形-他形粒狀，粒度一般在0.05-0.3mm 之間。閃鋅礦主要與黃銅礦和磁黃鐵礦交生，鏡下可見閃鋅礦與黃銅礦、磁黃鐵礦共生邊結(jié)構(gòu)，閃鋅礦中可見黃銅礦、磁黃鐵礦的固溶體出溶物，也可見閃鋅礦呈十字星狀、雪花狀分出溶于黃銅礦中。

4 成礦期次研究

根據(jù)桃園銅礦床的礦區(qū)地質(zhì)特征、礦石物質(zhì)組成、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面的資料，將桃園銅礦成礦過程分為兩個成礦期，即為熱液成礦期和表生期，其中熱液成礦期又可分為以下四個成礦階段：

4.1 石英-黑云母-鈉長石-金屬氧化物階段

該階段礦物共生組合為石英、石榴子石、鈉長石，少量的綠泥石、角閃石、倍長石、磁鐵礦，礦石具浸染狀、塊狀構(gòu)造。磁鐵礦多為它形粒狀結(jié)構(gòu)，局部可見磁鐵礦為碳酸鹽溶蝕交代呈交代，或可見磁鐵礦為黃鐵礦包裹。

4.2 石英-金屬硫化物階段

該階段為主要的成礦階段之一，礦物共生組合為石英、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦，少量綠泥石、方鉛礦。礦石具細脈狀、塊狀構(gòu)造。黃鐵礦呈自形-半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)，可見黃鐵礦包含磁黃鐵礦，也可見黃鐵礦呈骸晶結(jié)構(gòu)；黃鐵礦呈浸染狀分布于透明礦物中或充填于礦物顆粒之間。黃銅礦多為他形粒狀，黃銅礦主要呈浸染狀分布于透明礦物中，少量的呈細脈狀穿插于透明礦物中，可見黃銅礦與磁黃鐵礦、閃鋅礦共生邊結(jié)構(gòu)。

4.3 碳酸鹽-金屬硫化物階段

該階段為主要的成礦階段之一，礦物共生組合為方解石、黃銅礦，少量的黃鐵礦。礦石呈浸染狀或團塊狀。黃銅礦多為他形粒狀結(jié)構(gòu)分散于透明礦物中，局部可見黃銅礦呈脈狀穿插方解石。黃鐵礦多為自形的立方體，呈浸染狀或星散狀分布于透明礦物中。

4.4 碳酸鹽-黃鐵礦階段

該階段為成礦期的最后一個階段，礦物共生組合為方解石、黃鐵礦。該階段黃銅礦消失，黃鐵礦較少，礦石呈浸染狀、團塊狀或脈狀。黃鐵礦呈自形-半自形-他形粒狀分散于透明礦物中，由于受構(gòu)造擠壓作用強烈，黃鐵礦碎裂結(jié)構(gòu)發(fā)育。

表生期

表生期形成的礦物有赤鐵礦、斑銅礦、孔雀石，主要為金屬硫化物被氧化成次生礦物。

5 結(jié)論

（1）桃園銅礦床主要金屬礦物為黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦，礦石結(jié)構(gòu)包括細脈結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、共生邊結(jié)構(gòu)、溶蝕交代結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造礦石構(gòu)造的主要類型有脈狀、浸染狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造。

（2）根據(jù)桃園銅礦床的礦區(qū)地質(zhì)特征、礦物組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面的資料，將桃園銅礦床的成礦過程分為兩個成礦期，即熱液成礦期和表生期，其中熱液成礦期又可以分為四個成礦階段：①石英+黑云母+鈉長石+金屬硫化物階段；②石英+金屬硫化物階段；③碳酸鹽+金屬硫化物階段；④碳酸鹽+黃鐵礦階段。

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