铜灰色锂天然云母是什么东西片的成分?

岩石是由一种或几种矿物和天然玻璃组成的,具有稳定外形的固态集合体。由一种矿物组成的岩石称作单矿岩,如大理岩由方解石组成,石英岩由石英组成等;有数种矿物组成的岩石称作复矿岩,如花岗岩由石英、长石和云母等矿物组成,辉长岩由基性斜长石和辉石组成等等。没有一定外形的液体如石油、气体如天然气以及松散的沙、泥等,都不是岩石。[1]

岩石是组成地壳的物质之一,是构成地球岩石圈的主要成分。其中,长石是地壳中最重要的造岩成分,比例达到60%[2],石英则是数量第二多的矿石。

岩石根据其成因、构造和化学成分分类,大多数岩石含有二氧化硅(SiO2),而74.3%的地壳成分都是后者。岩石中硅的含量是决定岩石属性的重要因素之一[3]。

岩石是人类早期工具的重要来源,在人类进化中具有重要意义。因此,人类的第一个文明时期被称为石器时代。岩石一直是人类生活和生产的重要材料和工具。

岩石的种类很多,岩浆岩是一种与岩浆活动有关的岩石,玄武岩含有丰富的橄榄石矿物,花岗岩是一种分布最广的侵入岩,页岩是一种类似于书页的岩石,石灰岩是一种由方解石组成的沉积岩。

地壳总体积的7.9%为沉积岩。这类岩石最容易识别,因为它们是由风化、剥蚀、搬运、沉积和固结成岩等作用形成的,通常沉积在水平或近水平的地层中,往往具有十分明显的层理。此外,沉积岩中常常含有化石,这也是识别沉积岩的重要标志之一。

固态矿物或矿物的混合物

注音:ㄧㄢˊ ㄕㄧˊ [1]

[rock]由一种或通常由两种以上矿物所组成的固结或不固结的集合体,其一部分生物成因的(如煤),在自然界大量存在,构成地壳的很大一部分。 [1]

1、高大的石块;大石块。

《史记·高祖本纪》:“高祖即自疑,亡匿,隐于芒砀山泽岩石之间。”

南朝梁江淹《诣建平王上书》:“其上则隐于篇肆之间,卧于岩石之下。”

清陈康祺《郎潜纪闻》卷三:“﹝苏州沧浪亭﹞岩石玲珑,水木清美,遂为城中名胜之冠。”

杨沫《青春之歌》第一部第三章:“第二天大早,她就被海浪拍打着岩石的声音催醒了。”

语出《诗·小雅·节南山》:“节彼南山,维石岩岩。赫赫师尹,民具尔瞻。”

宋曾巩《与北京韩侍中启》:“自避远于烦机,久淹回于外服,宜从严石之望,趣正衮衣之归。”

宋苏舜钦《闻京尹范希文等谪官》诗:“大议摇岩石,危言犯采旒。苍黄出京府,憔悴谪南州。”

3、指构成地壳的矿物 [2] 的集合体。分沉积岩、火成岩(岩浆岩)和变质岩三大类。 [1]

岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体,按照一定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中,岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石,也称火成岩[3] 。喷出地表的岩浆岩称喷出岩或火山岩,在地下冷凝的则称侵入岩。沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石;变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩,由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。

地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩大约占95%,沉积岩只有不足5%,变质岩最少,不足1%。地壳表面以沉积岩为主,它们约占大陆面积的75%,洋底几乎全部为沉积物所覆盖。岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。

岩石为矿物的集合体,是组成地壳的主要物质。岩石可以由一种矿物所组成,如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成;也可由多种矿物所组成,如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物集合而成。组成岩石的物质大部分都是无机物质。岩石可以按照其成因分为三大类,但由于自然界是连续体,很难真正依据我们的分类分成三种岩性,因此会存在一些过渡性的岩石,好比说凝灰岩(火山灰尘与岩块落入地表或水中堆积胶结而成)就可能被归于沉积岩或火成岩,但大抵我们还是可以分为主要的三大类:沉积岩占地表的66%,为地表的主要岩类。由原来已形成的岩石,受到风化作用后变为碎屑,或由生物的遗迹等,再经过侵蚀、沉积、及石化等作用而造成的岩石。这类岩石都成层状,最先沉积者在下部,时代较老,层次愈上者,则时代愈新,这叫做叠置层法则。当岩石沉积的时候往往含有生物的遗骸埋没后常可以完好保存历久就变成化石;在火成岩中则多无化石存在。

岩石按其成因主要分为火成岩(岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。整个地壳中,火成岩大约占95%,沉积岩只有不足5%,变质岩最少。不过在不同的圈层,三种岩石的分布比例相差很大。地表的岩石中有75%是沉积岩,火成岩只有25%。距地表越深,则火成岩和变质岩越多。地壳深部和上地幔,主要由火成岩和变质岩构成。火成岩占整个地壳体积的64.7%,变质岩占27.4%,沉积岩占7.9%。其中玄武岩和辉长岩又占全部火成岩的65.7%,花岗岩和其他浅色岩约占34%。

这三种岩石之间的区别不是绝对的。随着构成矿物的变化,它们的性质也会发生变化。随着时间和环境的变迁,它们会转变为另外一种性质的岩石。因而有人认为这种分类法较为武断。

火成岩是由熔岩或岩浆冷却后凝固而成的岩石。火成岩按成因分为两类:一类是岩浆出露地表凝却而形成的火山岩(喷出岩);另一类是岩浆侵入地壳内部,在地表以下缓慢凝却而形成的侵入岩。喷出岩形成过程中,由于温度和压力迅速降低,可能来不及结晶或结晶较差,代表有浮岩和玄武岩;浅成岩是岩浆侵入到距离地表3千米之内,结晶较细小;而深成岩则是岩浆侵入到距离地表大于3千米的地壳深处,由于温度、压力高,结晶良好。典型的侵入岩如脉岩、花岗岩等。

目前已发现约700种的火成岩,大部分都在地壳表面以下形成,依其化学成分,形成时的温度及压力,其性质也有所不同。鲍氏反应系列描述了不同化学成分的火成岩在不同的温度及压力下结晶的情形。

火成岩是一种硅酸盐岩石,依二氧化硅比例,分为酸性岩、中性岩、基性岩及超基性岩。若中性岩的氧化钠及氧化钾成分偏高,称为碱性岩。

地壳体积的64.7%都是火成岩,可分为橄榄岩、玄武岩、安山岩、花岗岩、粗面岩、响岩、脉岩及火山碎屑岩八大类。其中16%为花岗岩、17%为花岗闪长岩及闪长岩,只有0.6%是正长岩,0.3%是橄榄岩及纯橄榄岩。海底的地壳99%是玄武岩,是铁镁质的火成岩。花岗岩和类似的岩石(称为元花岗岩)形成许多大陆的地壳。

也称火成岩。来自地球内部的熔融物质,在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石,称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩,按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩。根据化学组分又可将火成岩分为超基性岩(SiO2,小于45%)、基性岩(SiO2,45%~52%)、中性岩(SiO2,52%~65%)、酸性岩(SiO2,大于65%)和碱性岩 [4] (含有特殊碱性矿物,SiO2,52%~66%)。火成岩占地壳体积的64.7%。

地球内部的温度和压力都很高,所有组成物质(指矿物质)都呈现熔融状态的流体,名为岩浆岩。火成岩即由于岩浆侵入地壳内部,或流出地表面造成熔岩,再经冷却凝固而造成,如玄武岩及花岗岩等都是。火成岩是所有岩石中最原始的岩石。变质岩原来的火成岩或沉积岩,再经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响,可以改变其原来岩石的结构或组织,或使部分矿物消失,而产生他种新的矿物,因而成为另外一种与原岩不同的岩石,称为变质岩,如大理岩变自石灰岩;板岩变自页岩;石英岩变自砂岩等。典型的变质岩存在于前寒武纪或造山带区域,常有区域构造相关之劈理,或矿物的变化。岩石的种类很多,但并不是每一种岩石都可以使用,这里除了审美的观点之外,更重要的是石头中的化学成分是否会影响水质,从而带来负面影响。

也称水成岩。在地表常温、常压条件下,由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。沉积岩由颗粒物质和胶结物质组成。颗粒物质是指不同形状及大小的岩屑及某些矿物,胶结物质的主要成分为碳酸钙、氧化硅、氧化铁及粘土质等。按成因可分为碎屑岩、粘土岩和化学岩(包括生物化学岩)。常见的沉积岩有砂岩、凝灰质砂岩、砾岩、粘土岩、页岩、石灰岩、白云岩、硅质岩、铁质岩、磷质岩等。沉积岩占地壳体积的7.9%,但在地壳表层分布则甚广,约占陆地面积的75%,而海底几乎全部为沉积物所覆盖。

沉积岩有两个突出特征:一是具有层次,称为层理构造。层与层的界面叫层面,通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老。二是许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存、活动的痕迹——化石,它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料,被称作是纪录地球历史的“书页”和“文字”。

原有岩石经变质作用而形成的岩石。根据变质作用类型的不同,可将变质岩分为5类:动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有糜棱岩、碎裂岩、角岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、混合岩等。变质岩占地壳体积的27.4%。

火成岩、沉积岩、变质岩三者可以互相转化。火成岩经沉积作用成为沉积岩,经变质作用成为变质岩。变质岩也可再次成为新的沉积岩,沉积岩经变质作用成为变质岩,沉积岩、变质岩可被熔化,再次成为火成岩。 [5]

岩石具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质,是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素,也是各种矿产资源赋存的载体,不同种类的岩石含有不同的矿产。以火成岩为例,基性超基性岩与亲铁元素,如铬、镍、铂族元素、钛、钒、铁等有关;酸性岩与亲石原素如钨、锡、钼、铍、锂、铌、钽、铀有关;金刚石仅产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中;铬铁矿多产于纯橄榄岩中;中国华南燕山早期花岗岩中盛产钨锡矿床;燕山晚期花岗岩中常形成独立的锡矿及铌、钽、铍矿床。石油和煤只生于沉积岩中。前寒武纪变质岩石中的铁矿具有世界性。许多岩石本身也是重要的工业原料,如北京的汉白玉(一种白色大理岩)是闻名中外建筑装饰材料,南京的雨花石、福建的寿山石、浙江的青田石是良好的工艺美术石材,即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建筑材料。许多岩石还是重要的中药用原料,如麦饭石(一种中酸性脉岩)就是十分流行的药用岩石。岩石还是构成旅游资源的重要因素,世界上的名山、大川、奇峰异洞都与岩石有关。我们祖先从石器时代起就开始利用岩石,在科学技术高度发展的今天,人们的衣、食、住、行、游、医……无一能离开岩石。研究岩石、利用岩石、藏石、玩石、爱石已不再是科学家的专利,而逐渐变成广大群众生活的组成部分。

又称软水紫晶,软水绿晶,萤石。石色为黄、绿、蓝、紫等。具有玻璃光泽,加热时有萤光吊现,破碎后的石渣可作为过滤器中的滤材。在工业生产中常用作冶炼金属辅料和制造氟化物,也可以加工成低档玉石。产地为浙江金华、江西德安、河北隆化。

实际为铜矿的尾矿石,色泽碧绿且具有光泽,石面上有如孔雀尾状的圆形图案,故而得名。其中的铜离子会缓慢溶于水中,有助于补充水草对铜的需要,但不可摆放过多或过大,以防止铜的过剩。

别称样南玉、蔷薇石英。有玫瑰色、浅红色和白色。主要成分为二氧化硅。产于内蒙古、山西。

又称硅化石、树化石.1.5亿午前侏罗纪的树木经地壳运动及火山灰的埋没,演变成的化石。有灰色、黄褐色、褐色和黑色等。木化石在水族箱中更可以淋漓尽致地表现出历史的沧桑,木化石本身原是有机物,经过亿万年的演变而成为无机物,其外形仍保留着树木的轮廓,甚至可以从断面处清晰地看出年轮,是任何别的岩石所不能比拟的。在水族箱中,碧绿的水草可以代表,枯死的沉木可以代表,木化石可以代表古代,这一悠久历史的进程,完全用一种夸张的手法展现在一泓小小的水族箱中。从审美的观点来看,水草、沉木、木化石属于同性的但又不同质的材料,即表现统一的成分,又含有变化的特点,即和谐又有跳跃。木化石在水族箱是一种不可多得的珍贵石料,产于我国辽宁和浙江。

是云母的矿石,黑色具有丝光。主要成分为黑云母,同黏土岩、粉砂岩或中、酸性火山岩组成。结构致密、细腻。全国各地均有分布。

由酸性火山岩和凝灰岩组成,质地似玉,有黄色、浅黄色和白色。我国江南地区均有分布。

又称虎皮石、松皮石。色泽为青灰、青绿、黄红以及多色相杂,带布白色斑点和洞眼。产于浙江长兴。由石灰岩组成,不宜在水族箱中使用。

灰黑至黑色,内有白色或灰色条纹。因产于广东英德而得名,亦称英德石。

在白色、灰色或暗紫色的石面上有菊花形的花纹。产于湖南浏阳。

褐色,石形古怪为石玩珍品.产于陕西户县。

又名风化石。由各种碎石聚合而成,色彩相杂,沟纹纵横。主要由石炭岩组成,其中的钙会慢慢涂人水中,使水质变硬。因此不宜在水族箱中使用。但可用于非洲水草造景中。产于四川重庆歌乐山、涂山。

又称罄石。冈石质坚硬,敲击进声音清脆悦耳而得名。有黑、白、绿、褐等色,属大理石类。产于安徽灵璧县磐石山。

石质呼硬,具有沟纹和小孔。有黄、白两种颜色。产于江苏昆山县马鞍山。

白色有光泽。石质坚硬有沟纹。产于安徽宣城。

又称砂积石。石色为灰、黄、绿等色。石质坚硬,能吸水有沟纹洞孔,呈条状或片状。产地少,主要产于四川西部。

青黑色与白色片状岩石相间重叠,石质坚硬。产于江苏太湖。

具有各种颜色。产于全国大大小小的河道中,可用于非洲式水草造景。

岩石工程性质无怪乎就是物质成分(颗粒本身的性质)、结构(颗粒之间的联结)、构造(成生环境及改造、建造)、现今赋存环境(应力、温度、水)这几个方面的因素。如果是岩体,则取决于结构面和岩块两个方面,在大多数情况下,结构面起着控制性作用。

地球形成之初,地核的引力把宇宙中的尘埃吸过来,凝聚的尘埃就变成了山石。山石经过风化,变成了岩石。接着就变成陨石,在没有落入地球大气层时,是游离于外太空的石质的、铁质的或是石铁混合的物质;若是落入大气层,在没有被大气烧毁而落到地面就成了我们平时见到的陨石。简单的说,所谓陨石,就是微缩版的小行星“撞击了地球”而留下的残骸。

地球形成之初,成了山石,经过风化,变成了岩石。接着就变成陨石,在没有落入地球大气层时,是游离于外太空的石质的,铁质的或是石铁混合的物质,若是落入大气层,在没有被大气烧毁而落到地面就成了我们平时见到的陨石,简单的说,所谓陨石,就是微缩版的小行星“撞击了地球”而留下的残骸。几亿年过去了,世界上就有了无数岩石。正在向定量方向发展。

古老岩石都出现在大陆内部的结晶基底之中。代表性的岩石属基性和超基性的火成岩。这些岩石由于受到强烈的变质作用已转变为富含绿泥石和角闪石的变质岩,通常我们称为绿岩。如1973年在西格陵兰发现了同位素年龄约38亿年的花岗片麻岩。1979年,巴屯等测定南非波波林带中部的片麻岩年龄约39亿年左右。

加拿大北部的变质岩—阿卡斯卡片麻岩是保存完好的古老地球表面的一部分。放射性年代测定表明阿卡斯卡片麻岩有将近40亿年的年龄,从而说明某些大陆物质在地球形成之后几亿年就已经存在了。

根据其中所含的锆石矿物晶体的同位素分析结果,表明它们的“年龄”约为43亿至44亿岁,是迄今发现的地球上最古老的岩石样本,根据这一发现可以推论,这些岩石形成时,地球上已经有了大陆和海洋。在地球诞生2亿至3亿年后,可能并不像人们所认为的那样由炽热的岩浆所覆盖,而是已经冷却到了足以形成固体地表和海洋的温度。地球的圈层分异在距今44亿年前可能就已经完成了。

目前在中国发现的最古老岩石是冀东地区的花岗片麻岩,其中包体的岩石年龄约为35亿年。

澳大利亚西部Warrawoona群中的微化石在形态结构上比较完整。早期叠层石是蓝藻建造的,叠层石是蓝藻存在的指示。如果35亿年前就已经出现蓝藻,则说明释氧的光合作用早就开始了,这便引出一个问题:为什么直到20亿年前大气圈才积累自由氧呢?从35亿年前到20亿年前中间相隔15亿年之久,为什么氧的积累如此缓慢?对此当然有不同的解释。

最古老生命存在的间接证据中较重要的是格陵兰西部条带状铁建造(BIF)和轻碳同位素。如果证据成立,则由此可推断在38亿年前的地球上已经出现进行释氧光合作用的微生物,即类似蓝藻的生物。根据Cloud的解释,BIF是由光和微生物周期性地释氧而引起亚铁氧化为高价铁沉积下来的。轻碳同位素也是光合作用的间接证据。但反对的意见认为,BIF形成所需的氧可以通过大气中的水分子的光分解来提供,而轻碳同位素可能来自碳酸盐的热分解。

十八世纪末岩石学从矿物学中脱胎出来而发展成一门独立的学科。在岩石学发展的初期,主要研究的是火成岩,到了十九世纪中叶才开始系统地研究变质岩,而沉积岩直到二十世纪初才引起人们的注意。

科一种岩石都有其生成以及后期保存,变化的特定环境。以下分别进行讨论。

1、花岗岩经天文地质学的研究,在地球以外的星球上还未发现有花岗岩。所以说,花岗岩是地球上物理、化学及生物作用的独特产物。地球形成约60亿年;在42.5亿前后,形成了大气圈和水圈;在40亿年前后,出现了生命,进而形成了生物圈。

1.1、在40公里左右的深度,巨大的压力和高温使得岩石发生塑性变形及塑性状态下的矿物重结晶,在这种状态下,重结晶不充分,所以晶体较小并且混浊。矿物及晶体在巨大的垂直填压力下,定向排列,形成片麻理,这种岩石叫做片麻岩。由沉积岩直接变质而成,属负变质岩。

1.2、当片麻岩在地下深处遭受水平方向的挤压时,在层理和片麻理间产生揉皱构造成并由此产生虚脱构造(即在层间发生由于扭动而产生的弯曲的凸镜体空间)。

1.3、如果硅铝质的沉积岩继续下沉达60公里左右的深度,压力和温度已使岩石熔化为花岗岩浆,花岗岩浆比重较小(2.7左右),浮在地幔中较重的铁浆如果快速的上升冷却,来不及充分的结晶及聚晶,则形成:石英为独立的细到中晶体,外形近圆形;长石为微到细晶。叫做细晶岩,一般为浅色。

1.4、花岗岩浆如果缓慢上升、冷却,矿物则可以从容的结晶、聚晶,也就是,相同矿物单晶体在液态里有往一起聚合的趋势。这样就形成中到大斑晶的花岗岩。我国和外国的花岗岩品种大多属此类。

1.5、花岗岩浆在上升冷却过程中,已经结晶,但还未固化。这时受到挤压,晶体被压扁、拉长,晶体定向排列,形成花岗片麻岩,如广东海浪花,福建越南白、新疆冰川白等。

1.6、花岗岩浆上升、冷却过程中,已形成一些晶体,这时又复下沉、被加热,在已形成的晶体(或叫晶核)周围再次结晶,形成围绕晶核黄素的结晶环,也叫晶体增生,并与初始晶核黄素有着明显的界线,如:芬兰的啡钻,山东莱州珍珠红等。晶体较大,近圆瑚,具有特色。

2、岩石的蚀变作用当岩浆上升、冷却成岩后,上升至地表以下10公里左右的深度时,地下水可以通过岩石周围的裂隙以及晶体颗粒的孔隙对岩石进行蚀变作用。蚀变作用可使长石向高岭石转化,辉石和角闪石向缘泥石转化,降低石材物理性能,使得吸水率提高,光泽度降低。但,轻微的蚀变作用,对岩石的物性影响不大,但却改变了岩石的颜色,成就了一些美丽的石材品种。

2.1、细晶岩遭受蚀变后,长石转化为高岭石,其物性受到影响,如:新疆的天山兰、江西的白珍珠。

2.2、辉长岩脉遭蚀变后,辉石和角闪石转化为绿泥石,将黑色的岩石转变为绿色的岩石,如河北灵寿的万年青、河南淇县森林绿等。虽然岩石物性受到影响,但是美丽的颜色却受人喜爱,不失为高档石材。

2.3、正长岩遭受蚀变后,原来灰色、兰色、绿色的晶体由于铁的电子价降低,颜色变浅为棕色、黄色,晶体的边缘转变为高岭石,略浅于晶体中部,使得板面的花色具立体感,如:河北承德金珍珠,国外的巴西啡麻,巴西啡珍珠等,均为石材中的上品。

3、岩石的风化作用当岩石倮圳在地表后,即遭受到水、汽、温度的风化作用,其作用深度1-15米不等。风化作用使得大部分石材矿床受到破坏,磨光板面上可以看到鸡爪纹、锈玟王、砂眼,而且不易磨光,但是,风化作用也造就了一些独特的品种,如:福建锈石,用于北京人民大会堂外墙山东锈石,以及江西、广东、广西所产的黄麻等,这类矿床属于地表风化型矿床,一般顺东势厚度10米左右。较易开采,而且价值较高。国外的黄麻系列多属此类型,其特点是:影响岩石变色的物质(铁)来源于地表,由地表水淋滤造成的。

1.大理岩:大理岩的岩面质感细致,常用来作为壁面或地板。由于大理岩是由石灰岩变质而成,主要成分为碳酸钙,因此也是制造水泥的原料。大理岩材质软而细致,是很好的雕塑石材,许多有名的雕像都是由大理岩作成的,如著名的维纳斯像。其他如墙面或摆饰,也常是由大理石加工琢磨而成,如花瓶、烟灰缸、桌子等家用品。

2.花岗岩:本土的花岗岩只有在金门才看得到,因此金门的老房子几乎都是用花岗岩做成的。台湾的寺庙所用的花岗岩,是来自福建,多用于寺庙里的龙柱、地砖、石狮。

3.板岩:因其容易裂成薄板状,且在山区极易取得,故原住民至今仍使用板岩作为建材,筑成石板屋或围墙。

4.砾岩:有些砾岩含有鹅卵石及砂,而且胶结不良,容易将它们分散开来,例如:台湾西部第四纪的头嵙山层中就是这种砾岩,其中卵石和砂都是建材。

5.石灰岩:台湾最常见的石灰岩是由珊瑚形成的,通称为珊瑚礁石灰岩。在澎湖,珊瑚礁石俗称「石」,居民用以作为围墙建材,以遮蔽强烈的东北季风,保护农作物。

6.泥岩:由于其主要成分是黏土,自古就被作为砖瓦、陶器的原料。

7.安山岩:由于材质坚硬,亦常用来作庙宇的龙柱、墙壁的石雕、墓碑、地砖等。

矿物若具有坚硬、稀有、耐久、透明且颜色美丽的特点,即常被用来作为装饰品,一般称为宝石,以下是常见的宝石简介:

1.钻石:即俗称的金刚石,有许多种颜色,如淡黄、褐、白、蓝、绿、红等,其中以无色透明的价值最高。

2.刚玉:刚玉也有许多不同的颜色,如:红色的刚玉俗名红宝石,蓝色的刚玉叫做蓝宝石。其化学成分为三氧化二铝。

3.蛋白石:一般为无色或白色,有些具有特殊的晕彩。

4.水晶:纯石英单晶称为水晶,水晶内因含不同杂质而呈现不同颜色,如:黄水晶、紫水晶等。石英的纤维状显微晶聚合体称为玉髓;石英的粒状显微晶聚合体称为燧石,这两种矿物是台东县重要的玉石。

1.金矿:含金的岩石经过风化和侵蚀作用,金会被分离出来而成自然金,因为金比泥沙重得多,容易沉积下来,经过淘洗,就成为黄金。

2.黄铜矿:黄铜矿是提炼铜最主要的矿物。

3.方铅矿:方铅矿呈现铅灰色,有立方体的解理,是最重要的含铅矿物。

4.赤铁矿:赤铁矿外观颜色呈现铁灰色或红褐色,是最重要的含铁矿物。

5.磁铁矿:磁铁矿属含铁矿物,具有磁性,吸附含铁物质。

有些矿物具有特别的颜色,可用来作成颜料,如蓝色的蓝铜矿,绿色的孔雀石,红色的辰砂。

1.石英:石英是制造玻璃及半导体的主要原料,如:苗栗县汶水溪的上福基砂岩中的石英砂即为制造玻璃的主要材料。

2.方解石:方解石存在于大理岩及石灰岩中,是制造水泥的主要原料。

3.白云母:白云母因不导电、不导热且具有高熔点的特性,因此经常被用来作为电热器中绝缘体的材料。

4.石墨:硬度低,且具有油脂光泽,条痕为黑色,常用于制造铅笔芯,此外石墨还可以做成润滑剂、电极、坩埚等。

5.硫磺:火山地区的温泉中即含有黄色的硫磺。

6.石膏:石膏一般用于固定骨折受伤处,或做成塑像,也用于建筑工业。

7.磷灰石:用于制造农业用磷肥。

8.蛇纹石:含有镁的成分,可用于炼钢工业上。

9.滑石:硬度低,有滑腻感;通常被研磨成粉末,以制造颜料、爽身粉、去污粉、化妆品等。

指岩石中含量多并在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。

例如花岗岩类,主要矿物是石英和钾长石,石英含量小于75%,钾长石含量大于25%时,则岩石为正长岩类,石英含量大于95%时,则归为石英岩类,所以对于花岗岩来说,石英、长石为主要矿物。

指岩石中含量次于主要矿物的矿物,对划分岩石大类不起主要作用,但对确定岩石种属起一定作用,含量一般小于15%。

如闪长岩类,石英是次要矿物,闪长岩中含有石英(含量达5%)称石英闪长岩,无石英或石英小于5%,则称闪长岩,但二者均属闪长岩大类,所以对闪长岩来说石英石次要矿物。

岩石中含量很少,通常不到1%,它们通常不参与岩石命名,只有对岩石成因或成矿方面有特殊意义时,有选择地用作岩石名称前的点缀,如独居石花岗岩,独居石以副矿物存在,但指示该花岗岩富稀土元素。

岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。分为:①物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。②化学风化作用。包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。③生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。

大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀。

地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。

虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。

气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非。

地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。

剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件。

岩石在日光、水分、生物和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。

岩石的疏松、剥落、裂缝这些都是岩石的风化现象。

二、岩石的产生风化的原因。

坦桑尼亚那两块大宝石是怎么形成的?我们国家有吗?

昨天(6月24日)坦桑尼亚一名矿工因发现两颗呈深紫蓝色特大坦桑宝石,重量分别为9.27千克和5.103千克,获得77.4亿人政府奖金,消息轰动了整个世界。那么这两颗宝石是怎么形成的呢?

坦桑尼亚是靠近赤道地区的一个非洲国家,这个国家比较特殊,西部相邻东非大裂谷,虽然北部地貌相对西部好些,但地壳活动也是非常剧烈,形成了千沟万壑的地表,断陷湖泊众多,所以坦桑尼亚全境到处是地壳活动留下的”伤痕“,其中以东非大裂谷最为有名,称之为”地球上最大的伤疤“。

无论是什么宝石,都是稀有结晶矿物,在形成过程中必须有结晶这个过程,什么是结晶呢?食盐就是结晶产物,海边晒盐场,不断让盐池里海水蒸发,浓缩,食盐就会从海水中结晶出来,开始是小颗粒,随着水分蒸发减少,由小颗粒变成大颗粒,最后完全结晶出来。

这个例子中,是盐从水中结晶出来,如果是地壳下的岩浆,也是一种融浆流体,也会有像盐一样矿物从岩浆中结晶出来,地壳中含有常见的二氧化硅矿物,结晶出来就是石英,纯度较高的就是水晶,如果岩浆之中有钙、铁、镁、硼和铝,结晶在一起,就形成的各种颜色的矿物晶体。

如果所有结晶出来矿物就是宝石,恐怕遍地都是,也就一文不值了,那么怎么结晶才能形成宝石呢?这需要苛刻的条件,适宜的温度、压力、空间、化学成分和充足的时间。

每一种矿物熔点不一样,温度高了成为气态,温度低成为固态,适宜的温度,让矿物处于熔融状态,才会有迁移的机会聚集在一起,所以合适的温度非常重要。其次还要有充足时间,5天晒出来的盐成细小的颗粒,50天晒出来的盐颗粒要变得很大,而这次坦桑尼亚结晶出这么大的结晶体,得需要长时间的结晶,实属罕见,这得需要充足结晶时间做为保证。

宝石当中颜色、折光性差别很大,结晶中矿物成份非常重要,如果结晶矿物中有锰、铁、镁、硼和铝参与进来,形成的宝石就会呈现出各种颜色。当然需必要的生长空间,让晶体长大,钟乳石没有溶洞的空间,无论如何你也看不到这种喀斯特地貌景观,这就是空间的作用。

压力会让岩石接受变质作用,矿物内部结构发生改变,石墨是一种特别软的矿物,用指甲就可以刻动它,但是在压力达到一定程度时,就变成了世界上最硬的金刚石,压力对于形成的宝石同样不可少的条件。

多种条件碰在一起,机会非常难得,这颗宝石就形成了,对于坦桑尼亚所处的地质环境,就有 有了这5种条件,大约3000万年以前,非洲板块和印度洋板块位伸张裂,使得同阿拉伯古陆块相分离的大陆漂移运动而形成这个裂谷,之后地壳断裂不断产生,地下熔岩不断的涌出,矿物在迁移过程中,温度、压力较为适宜,矿物结晶条件比较充分 ,矿物不断往地表迁移,最后温度缓慢降低,结晶出来的宝石就埋藏在地层中,就是我们昨天见到的这两颗大宝石。

没有东非大裂谷的产生,地壳就不会那么活跃,矿物结晶就失去了条件,也就不会有宝石的形成,所以地壳活动的区域,宝石就容易形成,我们国家也有象东非大裂谷一样的郯庐断裂带,这里也曾经多次发现宝石。1977年,山东临沂姑娘捡到一个价值几十亿的钻石,重达158.7869克拉,是迄今为止中国最大的钻石,尔后又发现了多颗钻石,临沂成为了钻石之乡。下图,其次还有云南盛产宝石,这些都是地壳活跃的地方。

赵超, 宋国学, 秦克章, 李光明, 李真真, 金露英, 孟昭君, 张夏楠. 2017. 大兴安岭北段富林矽卡岩铜矿床成因:印支期含矿岩浆源区特征、蚀变矿物学及勘查意义. 岩石学报, 33(2): 455-475  

大兴安岭北段富林矽卡岩铜矿床成因:印支期含矿岩浆源区特征、蚀变矿物学及勘查意义

1. 中国科学院矿产资源研究重点实验室, 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029;
3. 黑龙江有色地质七〇六队, 齐齐哈尔 161006

基金项目: 本文受国家自然科学基金重大项目和面上项目(、)资助

新近发现的印支期富林矽卡岩铜矿床位于大兴安岭北段新林区新林镇东约90km。矿区发育与成矿直接相关的花岗岩和侵入花岗岩中的花岗斑岩,矿体主要赋存于花岗岩与古元古代兴安桥组大理岩和早奥陶世黄斑脊山组钙质粉砂岩接触带内。富林矿床矿化与矽卡岩密切相关,整个矿化过程可分为两期:矽卡岩期和石英-硫化物期,5个阶段:早期矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、氧化物阶段、早期硫化物阶段和晚期硫化物阶段,其中铜矿化主要发生在早期硫化物阶段。硫化物主要包括黄铜矿和黄铁矿,并含少量闪锌矿、方铅矿、斑铜矿等。蚀变类型包括石榴子石-透辉石矽卡岩化、阳起石-透闪石矽卡岩化、绿帘石矽卡岩化、绿泥石化、绢云母-粘土化、钾长石化和局部角岩化。电子探针分析(EMPA)结果表明:矿区内的石榴子石属钙铝-钙铁榴石系列,主要为钙铁榴石,辉石为透辉石-钙铁辉石系列,以透辉石为主,闪石主要为透闪石、阳起石以及少量镁绿钙闪石和铁浅闪石,帘石为黝帘石-绿帘石系列。黑云母以镁铁黑云母和铁叶云母为主,绿泥石主要为密绿泥石和铁叶绿泥石,长石以正长石和钠长石为主。石榴子石成分剖面显示从核部到边部,石榴子石呈现出钙铝榴石和钙铁榴石交替变化的环带特征,且Fe3+含量的逐渐升高暗示后期成矿流体氧逸度升高,结合黑云母Mg-Fe3+-Fe2+图解,说明富林矽卡岩型铜矿床形成于较强的氧化环境。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果显示花岗岩形成于~253Ma,花岗斑岩形成于~244Ma,为大兴安岭地区一期新的成矿事件。锆石原位Hf同位素测试结果表明,花岗岩εHft)介于-1.60~2.23,花岗斑岩εHft)介于-3.53~1.90,二者均具有古老的两阶段模式年龄,结合前人对区域构造背景的研究,认为富林花岗质岩石可能来自于松辽地块和兴安地块后碰撞背景下俯冲板片断离软溜圈上涌导致古老下地壳的部分熔融并卷入少量地幔物质而形成的岩浆。花岗斑岩及与斑岩有关的脉状矿化和蚀变的出现暗示富林地区可能存在印支期的斑岩型矿床,此外结合石榴子石、辉石成分特征以及辉石Mn/Fe比值与世界矽卡岩矿床对比,指出富林矿区外围找矿应综合考虑铜、钼、铁、金、铅、锌等矿化组合。

大兴安岭北段新近发现的富林矽卡岩铜矿床位于新林区新林镇东约90km处,距岔路口巨型斑岩钼矿北东约120km,距多宝山斑岩铜钼矿床北约165km,大地构造位置位于中亚造山带东缘兴安地块北东侧 (),属中国14个重要矽卡岩成矿带之一的内蒙-大兴安岭铁锡多金属成矿带 (),该条带内已发现的矽卡岩矿床自北向南主要有谢尔塔拉 (Fe、Zn)、梨子山 (Fe、Mo、Zn)、巴洛哈达 (Cu、Fe)、浩布高 (Sn、Pb、Zn)、白音诺 (Pb、Zn) 和黄冈 (Fe、Mo) 等 ()。富林区域发育三条次级成矿带:富西里-瓦拉里Au-Ag成矿带、陡岸山-凤凰山Au-Cu成矿带和十里长岭西Cu多金属成矿带 ()。其成岩成矿时代主要集中在中生代中晚期 (; ),而关于印支期成矿报导较少,近年来只在大兴安岭中南段发现早三叠世与斑岩相关的钼-铅锌矿床 ()。印支期富林矽卡岩铜矿床是黑龙江有色金属勘查七〇六队在大兴安岭地区找矿战略实施过程中2011年新近发现的重要矿床之一 (黑龙江有色金属地质勘查七〇六队, 2012),其发现不仅丰富了大兴安岭地区矿床类型,更表明大兴安岭地区存在印支期的成矿作用。有关大兴安岭地区中生代成岩成矿地质特征以及构造背景方面前人做了大量的研究 (, 2016; ; , ; ; ; ),由于印支期矿床在中国东北地区发育较少,所以有关印支期的成岩成矿特征以及构造背景研究资料较少,因此富林矿床的地质特征、成矿岩浆属性以及成矿背景等基础研究工作对于进一步认识大兴安岭地区成岩成矿特征至关重要。

图 1 富林矿区大地构造位置图 (a, 据)、矿区地质平面图 (b) 及20号勘探线地质剖面图 (c,

①  黑龙江有色金属地质勘查七〇六队. 2012.黑龙江省大兴安岭新林区富林林场铜多金属矿普查报告

矽卡岩型矿床是世界上钨的最主要来源以及锡、铜、钼、铁、锌、铅的重要来源,因此具有十分重要的经济价值 (; ; ; ; ; )。矽卡岩型矿床是在时间和空间上与矽卡岩密切相关的一类矿床 (),而矽卡岩是在区域变质作用和岩浆侵位过程中形成的岩浆热液 (通常可能有海水或天水的加入) 和少量变质流体与围岩通过接触交代或渗透交代反应形成的一类岩石 (; ; )。在我国,矽卡岩铜矿占铜矿比例约为9.99%()。作为矽卡岩型矿床最重要的含矿岩石,矽卡岩中不同矿物的种属、组合、分布及成因等对于理解矽卡岩型矿床的成因及其形成环境具有重要的意义 (; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ),从岩体侵位到金属沉淀成矿的各个阶段,物理化学条件的差异决定了蚀变矿物组合和矿化类型的不同 (; ),因此,通过对矿床中矽卡岩矿物及蚀变特征的研究,可反演岩体侵位、成矿流体运移以及金属沉淀环境的变化 ()。本次工作在野外钻孔的详细观察、岩芯编录基础上,对矿区侵入岩进行锆石年代学和Hf同位素研究,并对蚀变矿物进行镜下观察和电子探针分析 (EMPA) 研究,试图从成岩成矿年代学、Hf同位素地球化学以及矿物学角度阐明该矿床的成因,为该矿床及该地区找矿工作提供科学依据。

矿区出露元古界兴华渡口群兴安桥组 (Pt1x) 片岩、片麻岩、大理岩和奥陶系下统黄斑脊山组 (O1h) 钙质粉砂岩、板岩地层。兴安桥组 (Pt1x) 岩性主要为黑云母石英片岩、二云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩,该群呈东西向展布,其片理方向与展布方向基本一致。下奥陶统黄斑脊山组 (O1h) 为灰褐色钙质粉砂岩,偶夹片理化凝灰岩。矿区内侵入岩为晚二叠世花岗岩 (P3γ) 及早三叠世花岗斑岩 (T1γ)(仅在钻孔ZKm处见约1m宽岩脉),晚二叠世花岗岩 (P3γ) 呈条带状分布在矿区中部 ()。富林花岗岩呈浅肉红色,等粒状结构,块状构造,主要组成矿物为石英、钾长石、黑云母以及少量斜长石,平均粒径约1.5mm,钾长石发育中等粘土化、弱绢云母化蚀变,黑云母呈片状,局部发育绿泥石化蚀变 ();花岗斑岩与花岗岩呈侵入接触关系,在钻孔ZKm发育,斑状结构,斑晶主要由钾长石、石英、黑云母组成,大小约1.5~2mm,基质主要由石英和钾长石组成。斑晶石英边部发育弱熔蚀结构,斑晶钾长石和基质中钾长石均发育粘土化蚀变,基质整体硅化较强 ()。

富林铜矿床包含三条矿化带 (),Ⅰ号矿带位于晚二叠世花岗岩体 (P3γ) 北侧,主要由两条近东西走向的矿体组成,一条矿体平面延伸约150m,另一条延伸约250m,矿体平面宽度10~20m。Ⅱ、Ⅲ号矿带位于晚二叠世花岗岩体 (P3γ) 南部,Ⅱ号矿带矿体平面形态呈长条形,由两条近平行、走向NEE-SWW的矿体组成,平面上均延伸约150m,矿体平面宽约10m;Ⅲ号矿带由两条走向NW-SE的矿体组成,其中一条平面延伸约100m,宽约20m,另一条平面延伸50m左右,宽10m左右。垂向上,从20线剖面 () 可以看出,矿体以薄层状为主,主要发育在晚二叠世花岗岩 (P3γ) 与古元古界兴安桥组大理岩、下奥陶统黄斑脊山组钙质粉砂岩接触部位,矿体倾向NW。

3 矽卡岩特征、热液蚀变及其成矿阶段

富林矽卡岩主要为外矽卡岩,产在花岗岩体外侧与围岩接触带内,靠近岩体一侧主要发育高温的石榴子石、辉石矽卡岩,远离接触带,主要发育中低温含水矽卡岩组合,包括石榴子石矽卡岩 ()、透辉石-透闪石-阳起石矽卡岩 ()、透辉石-透闪石矽卡岩 ()、石榴子石-绿帘石矽卡岩 () 等。除发育矽卡岩化外,富林矿区还发育绿泥石化、绢云母化、粘土化、钾硅化以及少量的角岩化等热液蚀变 ()。富林铜矿床矿化类型主要为矽卡岩型 (),铜矿化呈脉状或稀疏浸染状产于矽卡岩中。硫化物主要由黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、赤铁矿等组成 ()。

图 3 矽卡岩手标本及显微镜下矿物照片 (a1-3) 石榴子石矽卡岩;(b1-3) 透辉石-透闪石-阳起石矽卡岩;(c1-3) 透辉石-透闪石矽卡岩;(d1-3)

图 4 富林矿区蚀变花岗岩、矽卡岩、角岩化典型手标本及显微照片 (a-c) 硅化、钾化花岗岩,其中钾化形式为细粒黑云母或黑云母蚀变晕;(d) 绢云母化、透辉石矽卡岩;(e) 绢云母化、硅化、晚期碳酸盐化的花岗岩;(f) 钾长石粘土化、绢云母化的花岗岩;(g) 晚期绿泥石化、碳酸盐化的矽卡岩;(i、j) 黑云母绿泥石化的黑云母石英片岩;(k) 黑云母角岩手标本照片;(l、m) 黑云母角岩镜下照片.矿物缩写:Gt-石榴子石;Cc-方解石;Qz-石英;Bi-黑云母;Ser-绢云母;Di-透辉石;Chl-绿泥石 Fig. 4 Typical

图 5 富林矿区典型矿石照片 (a) 石榴子石矽卡岩中浸染状黄铜矿;(b) 阳起石-透闪石矽卡岩铜矿石;(c) 石榴子石-绿帘石矽卡岩脉状铜矿石;(d) 石榴子石-阳起石-透闪石矽卡岩铜矿石;(e) 透闪石-透辉石矽卡岩铜矿石;(f) 阳起石-绿帘石矽卡岩中石英-钾长石-萤石-黄铜矿脉状矿石.矿物缩写:Gt-石榴子石;Ep-绿帘石;Act-阳起石;Tr-透闪石;Di-透辉石;Cpy-黄铜矿;Py-黄铁矿;Q-石英;Flu-萤石;Kfs-钾长石;Cc-方解石;Chl-绿泥石 Fig. 5 Photographs of

图 6 富林矿区金属矿物显微照片 (a) 黄铜矿氧化形成的斑铜矿;(b) 黄铁矿裂隙中充填黄铜矿;(c) 黄铁矿中包裹的闪锌矿颗粒;(d) 赤铁矿交代磁铁矿;(e) 黄铜矿中包裹的斑铜矿;(f) 半自形的方铅矿;(g) 黄铜矿中出溶的斑铜矿;(h)

镜下见石榴子石被晚期的透辉石、方解石、石英等矿物交代,而透辉石又被后生成的其他含水矽卡岩矿物交代,说明石榴子石和透辉石为早期矽卡岩矿物,并受到晚期含水矽卡岩矿物的交代。镜下见透闪石、绿帘石、阳起石等被石英、碳酸盐矿物交代,说明透闪石、阳起石、绿帘石等形成在石英、方解石之前。同时,还可见黄铁矿、闪锌矿表面被石英、绢云母等矿物交代形成的“交代穿孔”现象,说明石英、绢云母、方解石等矿物在氧化物和硫化物阶段均有形成。

在硫化物形成阶段内,观察可发现闪锌矿中出溶有“乳滴状”的黄铜矿颗粒 (),说明闪锌矿与黄铜矿为同期共生矿物;镜下普遍见黄铜矿小细脉穿插黄铁矿的情况 () 说明黄铜矿形成在黄铁矿之后;镜下见黄铁矿包裹闪锌矿的情况 (),也可见闪锌矿交代早期形成的黄铁矿的情况 (),这种情况可能是因为黄铁矿为贯生矿物,在硫化物形成的整个过程中不同时期均有黄铁矿生成。黄铜矿中出溶有斑铜矿 (),说明黄铜矿和斑铜矿为同期共生矿物。这些硫化物形成时间均晚于矽卡岩矿物的形成而早于石英、碳酸盐等矿物的形成。

综上,富林矿区的矿物生成可分为两期 (),即矽卡岩期和石英-硫化物期。其中矽卡岩期又可分为早矽卡岩阶段、退化蚀变阶段和氧化物阶段;石英-硫化物期可分为早期硫化物阶段和晚期硫化物阶段。早期矽卡岩阶段主要形成石榴子石、透辉石等不含水的硅酸盐矿物;晚期矽卡岩阶段主要形成阳起石、透闪石、角闪石、绿帘石等含水矿物,退化蚀变阶段形成的矿物主要以交代早期矽卡岩阶段形成的石榴子石、透辉石为主;氧化物阶段主要形成长石和云母等矿物,此外还有少量的石英、磁铁矿及赤铁矿的形成;早期硫化物阶段主要形成黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿等铁铜硫化物,还形成绿泥石、绢云母、碳酸盐等脉石矿物;晚期硫化物阶段主要交代早期硫化物阶段形成的绿泥石、黑云母等还形成闪锌矿、方铅矿等铅锌硫化物。

本文通过对富林矽卡岩铜矿床20号勘探线6个典型钻孔的岩芯样品进行详细的观察、描述以及室内岩相学、矿相学研究,选取矿区中部与矿化直接相关的花岗岩和钻孔ZK2006出露的宽约1m的花岗斑岩 () 进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和原位Hf同位素测试。并对矿区发育的矽卡岩化、绿泥石化、绢云母化、粘土化、钾硅酸盐化及角岩化蚀变中典型的蚀变矿物代进行电子探针分析 (EMPA) 实验。

单颗粒锆石挑选在河北省廊坊市宇能矿物分选综合实验室完成,锆石制靶在中国科学院地质与地球物理研究所岩矿制样与分析实验室完成,锆石CL图相和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及锆石原位Hf同位素在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化重点实验室完成,实验室采用的ICP-MS为美国Agilent公司生产的Agilent 7500a,激光剥蚀系统为德国Lambda 与MicroLas公司的光学系统组成。采样方式为单点剥蚀,数据采集选用一个质量峰一点的跳峰方式,在本次研究中激光剥蚀半径为40μm,激光频率为8Hz,激光剥蚀时间为26s,180Hf的信号强度为3.5V。锆石原位Hf同位素及176Lu/177Hf比值精确测定流程参见。锆石年龄测定采用国际标准91500锆石作为外标,元素含量采用美国国家标样技术研究院的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST 610为外标,29Si作为内标。91500锆石年龄值、人工合成硅酸盐玻璃NIST 610和29Si含量分别见参考文献和。数据处理采用ISOPLOT 3.0程序 ()。电子探针分析 (EMPA) 在中国科学院地质与地球物理研究所电子探针室JEOL JXA-8100型电子探针仪上完成,加速电压为15kV,加速电流20nA,束斑直径5μm。

花岗岩中锆石多为自形-半自形柱状 (),少部分为短柱状或他形粒状,粒径介于50~150μm,本次实验选取自形程度较好、环带清晰可见的锆石,在尽可能避开锆石裂隙和包裹体的情况下对24颗锆石进行测试,测试结果显示:花岗岩 (ZK) 中锆石Th/U比值为0.24~0.71(1颗锆石为1.16),具有岩浆锆石的Th/U比值特征 (),除过9个锆石颗粒谐和度较低外,其他15颗锆石数据点都分布在谐和线上或附近,15个测试点的206Pb/238U年龄变化于244~261Ma之间,加权平均年龄为253.3±2.8Ma,MSWD=1.5(),可以代表花岗岩的形成年龄 ()。


()。本次实验选取自形程度较好、环带清晰可见的锆石,在尽可能避开锆石裂隙和包裹体的情况下对24颗锆石进行测试,除8个锆石颗粒谐和度较低外,其他16颗锆石数据点都分布在谐和线上或附近,年龄较为集中,16个测试点的206Pb/238U年龄变化于239~248Ma之间,加权平均年龄为244.3±2.5Ma,MSWD=0.18(),可以代表花岗斑岩的形成年龄。

锆石原位Hf同位素的测试点均选自已进行过年龄测试的锆石之上,并尽量与年龄测试点保持重合 ()。测试结果 () 显示,富林花岗岩


5.3 蚀变特征与蚀变矿物地球化学 5.3.1 矽卡岩矿物

矽卡岩化是富林矿区内最主要的蚀变类型,以出现各类矽卡岩矿物 (石榴子石、透辉石、阳起石、透闪石、绿帘石、绿泥石等) 为主要特征。根据富林矿区矽卡岩中不同矿物组合特征将矽卡岩化分为石榴子石-透辉石矽卡岩化、阳起石-透闪石矽卡岩化和绿帘石矽卡岩化 ()。矽卡岩化主要发育在晚二叠世花岗岩体 (P3γ) 南北两侧与围岩的接触部位,矽卡岩化主要发育在钻孔ZK2006、ZK2003以及ZK2005三个钻孔,并且可见明显的阳起石-透闪石矽卡岩化叠加在早期的石榴子石-透辉石矽卡岩化之上的现象。

石榴子石是富林矿区内最重要的矽卡岩矿物之一,通常呈褐色、褐红色,主要为菱形或四角三八面体的自形-半自形粒状结构,粒径通常小于3mm,个别可达5mm,镜下观察发现,粒径较大的石榴子石常具有明显的环带结构。石榴子石主要分布在矽卡岩带中靠近岩体位置,对区内具有代表性的石榴子石进行电子探针分析 (EMPA),数据显示 显示,富林矿区石榴子石多为钙铁-钙铝榴石系列,且以钙铁榴石为主。同一钻孔不同深度石榴子石含量也显示出一定的变化特征 (),随着深度增加,石榴子石成分逐渐由钙铝榴石为主转变为钙铁榴石为主,说明深部更靠近岩体。


辉石是富林矿区另一种重要的矽卡岩矿物,手表本呈灰黑色,半自形-他形粒状结构,横截面具有近乎垂直的两组完全解理,常与石榴子石共生。对区内具有代表性的辉石进行电子探针分析 (EMPA),测试数据显示 () 显示,区内辉石主要为透辉石-钙铁辉石系列,并且随着深度增加,辉石成分逐渐由透辉石向钙铁辉石过渡。

闪石类是富林矿区一类重要的含水硅酸盐矿物,常具短柱状、针状形态,集合体常呈放射状或块状,常产在石榴子石和辉石矿物的边部和裂隙中,对矿区内代表性闪石进行电子探针分析 (EMPA),数据显示 显示,区内闪石有四种,包括透闪石、阳起石、镁绿钙闪石和铁浅闪石,并以透闪石和阳起石为主。绿钙闪石和铁浅闪石的出现可能与围岩中高铝组分有关。


帘石是富林矿区一种重要的含水矽卡岩矿物,手标本为青草绿色,粒状集合体,晚于石榴子石、透辉石形成,与闪石、石英等一同交代早期形成的石榴子石、透辉石无水硅酸盐矿物,形成石榴子石-绿帘石矽卡岩。区内近地表的钻孔中常发育帘石化蚀变。对帘石进行电子探针分析 (EMPA),数据显示

区内局部发育黑云母角岩化蚀变 (),黑云母为细小片状、鳞片状,含量大于80%,黑云母角岩的形成与花岗岩侵入烘烤钙质粉砂岩有关。电子探针分析 (EMPA) 数据显示 (见电子版),黑云母角岩样品 (ZK) (ZK) 中的黑云母成分图解 () 显示,黑云母石英片岩中黑云母成分主要为镁铁黑云母,有一个点为铁黑云母,而黑云母角岩中黑云母主要为铁叶云母。根据Mg-Fe3+-Fe2+图解,可估计黑云母形成时的氧逸度状态 ()。富林矿区黑云母石英片岩中黑云母和黑云母角岩中黑云母均处于NNO与HM缓冲线之间 (),说明黑云母形成时热液的氧逸度较高,是在高氧化性条件下形成的。


富林矿区绿泥石化主要发育在晚期矽卡岩及黑云母石英片岩围岩中,矽卡岩中绿泥石表现为绿泥石交代早期矽卡岩阶段所形成的矿物 (),黑云母石英片岩中绿泥石主要为角闪石、黑云母等暗色矿物退变质产物 ()。区内绿泥石电子探针分析 (EMPA) 数据显示 显示,富林矿区不同产状绿泥石成分不同,ZK、ZK绿泥石来自透闪石-阳起石化矽卡岩样品中,其成分主要为铁叶绿泥石,但ZK样品中绿泥石铁值更高一些;来自黑云母石英片岩样品 (ZK) 中的绿泥石则主要为密绿泥石。根据Al、Fe、Mg在四面体和八面体中原子数与形成温度的关系方程,可计算绿泥石的形成温度 (),结果表明富林矿区存在两种成因绿泥石,一种为形成于较高温度286.5~436.5℃之间的绿泥石,可能是由黑云母、角闪石等矿物退变质形成的,另一种绿泥石形成温度较低,约为82.5~179.4℃之间,主要在热液蚀变晚期低温条件下形成。


5.3.4 绢云母化和粘土化

富林矿区内绢云母化发育较为普遍,主要分布在元古界兴华渡口群兴安桥组 (Pt1x) 黑云母石英片岩及花岗岩中。发育位置主要在矿床中上部 (200m标高以上)。手表本及显微镜观察显示,区内绢云母化表现为弥散状和脉状两种形式。弥散状的绢云母表现为完全或部分交代长石类矿物 (、),脉状绢云母化主要产出形式为各种矿物脉的蚀变晕,区内常见碳酸盐脉两侧的绢云母蚀变晕 ()。区内绢云母电子探针分析 (EMPA) 数据显示 (见电子版),其SiO2含量在45.06%~51.37%之间,Al2O3含量在24.00%~35.20%之间,MgO含量在0.58%~3.95%;矿区内粘土化主要发育钻孔ZK2001、ZK2002花岗岩中,多为长石类矿物蚀变产物 (、),且易与绢云母化、碳酸盐化叠加。

钻孔ZK2001和ZK2002中发育有典型的弥散状和脉状 (石英-钾长石脉) 钾长石化蚀变,钾长石化主要为热液蚀变阶段的产物,可能与斑岩岩枝有关。区内长石电子探针分析 (EMPA) 数据显示 (见电子版),区内长石包括碱性长石和斜长石两个系列,并以碱性长石为主,主要为富钾的正长石和富钠的钠长石 ()。其中样品ZK中石英-钾长石-黄铜矿脉中的钾长石为正长石,有两个点为更长石。

6 讨论 6.1 矽卡岩形成的氧化还原条件

矽卡岩形成过程中的氧化还原环境、成矿流体的酸碱度变化对于矽卡岩型矿床及矿化类型具有重要作用 ()。较高的氧逸度环境有利于矽卡岩型铜矿床的形成,其最常见的矿物组合为钙铁榴石、少量透辉石、硅灰石、阳起石和绿帘石;而相对还原的环境利于矽卡岩Mo矿和还原型矽卡岩Au矿的形成,其矿物组成以钙铁辉石为主,伴随少量钙铝榴石、硅灰石、角闪石和萤石 (; )。氧化环境有利于石榴子石的形成,且相比钙铝榴石,氧化环境更易形成钙铁榴石,而钙铝榴石和钙铁辉石则更易形成于还原环境中 (; )。富林铜矿床中石榴子石为钙铝-钙铁榴石系列,且主要为钙铁榴石,辉石为透辉石-钙铁辉石系列,以透辉石为主,说明富林矽卡岩形成于相对氧化的环境。此外,富林矿床黑云母Mg-Fe3+-Fe2+图解显示黑云母形成环境介于NNO与HM缓冲线之间 (),说明其形成于较高氧逸度环境 ()。

6.2 石榴子石环带对成矿流体的指示意义

矽卡岩矿床中石榴子石通常具有环带结构特征,这是由于不同成分石榴子石的晶体结构不同从而导致的光性差异所表现出来的。各个环带之间化学成分的明显变化能够指示石榴子石形成过程中热流体的演化过程 (; ; )。富林矿区内部分石榴子石矽卡岩样品中的石榴子石具有良好的环带特征,对ZK和ZK这两块样品中两颗具有明显环带的石榴子石进行电子探针 (EMPA) 剖面成分测试结果 () 显示,石榴子石不同环带之间成分具有明显差异,具体表现为从石榴子石核部到边部,钙铁榴石和钙铝榴石呈此消彼长的变化关系 (),引起石榴子石成分幕式变化特征的原因可能是石榴子石形成过程中流体程中流体脉冲式变化从而引起流体通量周期性变化导致的生长速率变化造成的 (; ),也有可能是石榴子石缓慢结晶过程中流体化学成分再平衡引起的 ()。从石榴子石核部到边部钙铁榴石含量整体呈现微弱上升趋势,而钙铝榴石含量则明显整体下降 (),这种变化趋势从石榴子石中的FeOt和Al2O3含量变化趋势中也得到很好的反应,这说明石榴子石早期以钙铝榴石为主,晚期以钙铁榴石为主。从核部到边部,样品ZK的FeOt含量似乎先出现微弱的下降,然后再上升,FeOt的降低是一种反环带特征,表明早期石榴子石在受到后期流体核热的作用下内部元素发生了扩散作用 () 可以看出,从核部到边部,Fe3+含量整体表现出上升趋势,Fe2+含量下降,说明矽卡岩形成过程中氧逸度逐渐升高,环境逐渐由还原转变为氧化。MnO和MgO含量变化相对较小,这可能与石榴子石中锰铝榴石和镁铝榴石含量较少有关。

6.3 矽卡岩与矿化关系

矽卡岩矿物成分对于指示矽卡岩形成环境及矽卡岩矿床类型具有重要的意义 (; ; )。大量研究表明,石榴子石和辉石等矽卡岩矿物的成分特征与金属矿化之间存在一定的对应关系 (; ; ; ; ),通过对我国河北、辽宁等地的矽卡岩铜、铜钼、铁铜等矿床中石榴子石研究发现:与钼、铜钼矿化有关的石榴子石主要为钙铝榴石,钙铁榴石含量仅为13%~26%;与铜、铁铜矿化有关的石榴子石为钙铁-钙铝榴石过渡成分,钙铁榴石含量介于30.64%~60.31%之间;与铁矿化有关的石榴子石成分主要为钙铁榴石,钙铁榴石含量高达77.50%~92.60%。和通过对全球大型矽卡岩矿床中石榴子石成分统计研究发现:铜矽卡岩中石榴子石属钙铝-钙铁榴石系列,且钙铁榴石含量略高于钙铝榴石,, 对伊朗地区一些矽卡岩铜矿中石榴子石成分的研究得到了相同的规律,即钙铁榴石占主体的矽卡岩中Cu元素的含量往往高于以钙铝榴石为主的矽卡岩,因此指出可根据石榴子石的成分变化作为寻找矽卡岩铜矿的标志。对湖南柿竹园矿区石榴子石的研究发现,随着矽卡岩与岩体距离的增加,石榴子石成分具有从钙铁榴石相钙铝榴石变化的趋势。通过对日本46个矽卡岩矿床辉石中Mn/Fe比值和Zn含量的研究指出:辉石中Mn/Fe比值和Zn含量可作为矽卡岩分类和形成环境的额外判别标志,且Mn/Fe比值与金属矿化类型具有一定的对应关系,即矽卡岩Cu-Fe矿床中辉石具有低的Mn/Fe比 (< 0.1) 和低的Zn含量 (< 500×10-6)。矽卡岩中石榴子石和辉石等矽卡岩矿物的分布具有一定的空间规律,一般情况下,从接触带向围岩方向依次出现石榴子石、辉石、硅辉石等矿物,并且随着与接触带距离的增加,辉石中Fe、Mn元素的含量也逐渐增加 (; )。

富林矽卡岩铜矿床石榴子石属钙铝-钙铁榴石系列,且钙铁榴石含量高于钙铝榴石,其成分变化与世界其它矽卡岩铜矿石榴子石成分变化一致,与世界钼、铁、金以及锌矽卡岩矿床石榴子石成分部分重叠 ()。富林辉石主要为透辉石-钙铁辉石系列,且以透辉石为主,其成分变化与世界上矽卡岩铜矿辉石成分变化一致,与世界铁、金、钨矽卡岩有部分重叠 ()。但富林辉石中Mn/Fe比值介于0.14~0.34之间,平均值为0.20,根据对日本多个矽卡岩矿床辉石Mn/Fe比与矿化类之间的关系规律,富林辉石Mn/Fe比部分表现出与矽卡岩Pb-Zn矿和矽卡岩W矿的比值特征。因此,综合考虑石榴子石、辉石成分特征,富林矿区外围找矿应综合考虑铜、钼、铁、金、铅、锌等矿化组合产出的可能性。

图 14 富林矽卡岩铜矿床与世界不同类型矽卡岩矿床中石榴子石 (a) 和辉石 (b) 成分对比 (底图据)

矽卡岩自发现以来,随着全球学者对其研究的不断深入,使得矽卡岩产出的构造环境、成因类型不断扩展 (; ; ; ; ; ; ; ; ),然而“中酸性侵入体与碳酸盐岩地层接触带附近”这一环境仍是矽卡岩形成的最有利位置。将矽卡岩划分为交代型和变质型两类,富林矿床矽卡岩产于花岗岩体与兴安桥组大理岩和黄斑脊山组粉砂岩、板岩接触带上,根据矿体的产状、形态以及硫化物的产状 (浸染状、脉状) 及它们与矽卡岩空间上的紧密关系判断富林矿床形成于花岗岩体侵位时出溶流体对围岩交代的过程中。

根据矽卡岩矿床产出的空间深度和与与之有关的侵入体之间的空间关系将矽卡岩矿床分为三种类型:①远离浅成斑岩,与灰岩或大理岩伴生的脉状铜或多金属矿床;②产在斑岩岩株与围岩接触带的矽卡岩铜或多金属矿化,其深部可能存在斑岩型铜矿:如安徽铜官山、日本Kamioka Pb-Zn-Cu矿、Nakatatsu Pb-Zn-Cu矿床;③与等粒或似斑状花岗岩岩株或岩基相伴的接触交代矽卡岩铜或多金属矿化。富林矿床矽卡岩产出于等粒花岗岩与大理岩和钙质粉砂岩的接触部位,应属第三类。在ZK2002钻孔186m处发现一段长约1m的花岗斑岩岩脉,该花岗斑岩岩脉 (~244Ma) 形成略晚于花岗岩体 (253Ma),与花岗岩呈侵入接触关系。手标本及镜下观察到富林矿床除发育典型的矽卡岩化蚀变特征外,还发育与斑岩有关的热液脉和蚀变,例如叠加在矽卡岩上的石英-钾长石-萤石-黄铜矿脉、花岗岩中钾长石化、绿泥石化以及碳酸盐化等蚀变,这些蚀变的出现,可能是由于富林矿床周边或侧下方存在花岗斑岩,来自花岗斑岩的出溶流体导致蚀变的形成,由于野外勘探工作没有进一步往深部验证斑岩体是否存在,因此关于富林斑岩型矿化的存在只是初步推论,有待野外验证。

6.5 印支期岩浆活动及岩浆源区

尽管对中亚造山带东段古亚洲洋的闭合时限尚未形成统一认识,但越来越多的观点认为晚二叠世是中亚造山带东段古亚洲洋最终沿索伦-西拉木伦-长春缝合带的闭合时限 (),以及兴安地块与松辽地块沿贺根山-黑河缝合带的碰撞时限 (; ; ; ; )。中亚造山带二叠纪发育从新疆东准噶尔-中蒙-大兴安岭地区的巨型A型花岗岩带,大兴安岭地区A型花岗岩沿索伦山-贺根山缝合带分布,其成因认为与俯冲的大洋板片断离 (break-off) 有关 (, )。晚二叠世-早三叠世富林地区处于陆内碰撞挤压向后碰撞伸展转变的特殊构造背景,锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示富林矿区花岗岩和花岗斑岩形成时代分别为253.3±2.8Ma (晚二叠世) 和243.8±2.9Ma (早三叠世),锆石原位Hf同位素结果表明,富林花岗岩εHf(t) 介于-1.60~2.23,花岗斑岩介于-3.53~1.90之间,二者均具有古老的两阶段模式年龄 (花岗岩1.51~1.86Ga,花岗斑岩1.53~2.03Ga),结合前人对中国东北地区构造演化的认识 (),初步认为,富林花岗岩和花岗斑岩可能源于兴安地块与松辽地块碰撞后俯冲板片断离,软溜圈物质上涌加热古老下地壳发生部分熔融并混入少量地幔物质形成的花岗质岩浆。此外,也有可能与蒙古-鄂霍次克洋南东向闭合有关。

东北地区近年来已勘探出大量与斑岩侵入体有关的铜、铜钼、金铜和铜多金属矿床,典型的矿床包括多宝山铜矿、铜山铜矿、乌奴格吐山铜钼矿、莲花山铜矿、闹牛山铜矿、太平川钼铜矿、岔路口钼矿、鹿鸣钼矿、霍吉河钼铜矿等,它们的形成时代主要集中在奥陶纪、三叠纪、侏罗纪 (早、中、晚侏罗世) 和白垩纪 (; ; , ; ; )。大兴安岭地区大规模岩浆活动集中发生在中生代 (),发育早古生代奥陶纪和中生代晚侏罗世-早白垩世两期成矿事件,近期少量研究表明改地区同样发育印支期成矿事件 发育有白音诺尔、车户沟、奥尤特、查干德尔斯、大井、查干花、敖尔盖矿床等,其成矿类型主要为与斑岩相关的钼-铅锌矿床。位于大兴安岭北段的富林矽卡岩铜矿成矿岩体时代为晚二叠世并发育早三叠世花岗斑岩,因此我们认为富林地区甚至整个东北地区可能存在印支期古亚洲洋体系向蒙古-鄂霍次克洋转换时期的斑岩型矽卡岩铜-钼成矿作用 ()。指出氧化环境有利于形成与斑岩有关的大型矽卡岩矿床,同时大量研究 (; , ; ; ; 表明,氧化环境有利于大型斑岩矿床的形成,富林矿床石榴子石、辉石以及黑云母均指示较高的氧化环境,钻孔ZKm处宽约1m斑岩的出现以及与斑岩型矿床类似的脉状矿化、钾硅化、绿泥石化等热液蚀变的发育,说明富林地区可能同时存在印支期斑岩型铜-钼矿化。

通过对大兴安岭北段新近发现的富林矽卡岩矿床地质特征、成岩年代学和蚀变矿物学研究,得出以下结论:

(1) 富林矽卡岩矿床花岗岩、花岗斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为253.3±2.8Ma、244.3±2.5Ma,为大兴安岭地区一期新的成矿事件,暗示该地区存在印支期成矿作用;在印支期松辽地块和兴安地块后碰撞背景下,古老下地壳的部分熔融及少量地幔物质的加入形成含矿母岩浆。

富林矽卡岩型铜矿床发育主要蚀变类型包括石榴子石-透辉石矽卡岩化、透闪石-阳起石矽卡岩化、绢云母-粘土化、碳酸盐化、绿帘石-粘土化、硅化、钾化以及黑云母化和局部角岩化。矿化类型为矽卡岩型,其矿化过程主要经历两期5个阶段,即早期矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、氧化物阶段、早期硫化物阶段、晚期硫化物阶段,其中铜矿化主要发生在早期硫化物阶段。早期矽卡岩阶段形成石榴子石、透辉石无水硅酸盐矿物;退化蚀变阶段以形成透闪石、阳起石、绿帘石等含水硅酸盐矿物为主,并普遍发育晚期矽卡岩矿物交代早期无水矽卡岩矿物的现象;氧化物阶段形成正长石、钠长石和云母类矿物;早期硫化物阶段主要形成的硫化物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿及磁铁矿等,同时形成大量的石英和绿泥石、方解石等矿物;晚期硫化物阶段主要形成方铅矿和闪锌矿,同时伴随大量石英和方解石的形成。

(3) 富林矽卡岩矿床矽卡岩矿物主要由石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石、绿帘石等组成,其中石榴子石属钙铝-钙铁榴石系列,且以钙铁榴石为主;辉石属透辉石-钙铁辉石系列,且以透辉石为主;角闪石以透闪石和阳起石为主,绿钙闪石和铁浅闪石的出现可能与围岩中高铝组分有关;帘石属黝帘石-绿帘石固溶体系列。

综合研究表明:富林矽卡岩矿床属于与高侵位岩体相伴的接触交代式矽卡岩矿床,且石榴子石环带的成分变化及黑云母Mg-Fe3+-Fe2+图解均指示了一个较高的氧化环境,说明富林矽卡岩型铜矿床形成于较强的氧化环境。石榴子石、辉石的成分特征与世界矽卡岩铜矿成分一致,与矽卡岩铁、金、钨部分相似,结合辉石Mn/Fe比值,矿区外围找矿应综合考虑铜、钼、铁、金、铅、锌等矿化组合产出的可能性。近同期花岗斑岩的发现暗示该地区具有寻找斑岩型矿床的可能性。

致谢 野外工作得到黑龙江省有色金属地质勘查706队阚学胜院长、王建平总工程师、韩龙工程师、吕克鹏工程师等大力支持和帮助;承蒙李晓峰研究员、谢桂青研究员悉心审阅稿件,提出宝贵修改意见,使文章得以提高;在此一并致以衷心感谢!

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