广东宝山矽卡岩铁矿中黑柱石的特征及成因

摘要

黑柱石是一种罕见的钙铁硅酸盐矿物,多产于与接触交代作用有关的铁矿床中,以及夕卡岩型铅锌、钨、钼、金多金属矿床中。尽管在部分矿区出现,其含量也是很低的,因此,国内外有关黑柱石的专门研究和讨论并不多见,本文所研究的黑柱石产于广东宝山矽卡岩铁矿中。本研究在前人研究的基础上,以成因矿物学理论为指导,根据矿床地质特征并结合显微镜下薄片观察、红外光谱、XRD粉晶衍射等室内测试手段,对黑柱石产出地质环境、矿物共生组合、吸收谱学特征、光学性质等进行了研究,并分析探讨其成因。在此基础上,取得了如下认识：
　　 ⑴广东宝山铁矿为接触交代-热液型(即矽卡岩型)铁矿床,铁矿体赋存于燕山早期花岗岩体的外接触带。该花岗岩体侵入于石炭系、上三叠统、侏罗系及石英闪长岩体中,与石炭系碳酸盐岩接触交代形成矽卡岩及矽卡岩型磁铁矿床。黑柱石产于矿区Ⅲ号磁铁矿矿体边部与夕卡岩接触部位。
　　 ⑵根据矿物组合特征,矿区中的矽卡岩主要为钙矽卡岩,在空间上由石英闪长岩的接触带向碳酸盐方向显示带状分带,依次为石榴石矽卡岩、石榴石-透辉石矽卡岩、透辉石矽卡岩。根据对矿区矿石结钩、构造及矿物共生组合特征,黑柱石的产出可分为两个世代,石榴石-透辉石矽卡岩带中产出的黑柱石为第一世代,透辉石矽卡岩带中产出的黑柱石为第二世代。
　　 ⑶第一世代的黑柱石主要与透辉石共生,产于晶洞的内壁,以圈层状产出。第二世代的黑柱石主要与石英共生,也见萤石、方解石等后期热液产物。红外吸收谱在1200—800cm-1范围内为黑柱石的指纹区,主要由黑柱石中Si-O、Si-O-Si伸缩振动,Fe3+-O的振动等吸收引起的；在官能团区2971cm-1出现了一个吸收峰,系羟基的振动吸收。X射线衍射的图谱与数据同标准图谱与数据非常吻合,两个世代的黑柱石晶胞参数也基本相同。
　　 ⑷根据矿区中矿石的结构、构造、矿物共生组合及围岩蚀变来看,黑柱石的生成需要有特定的地质环境和物理化学条件。在矿区Ⅲ号磁铁矿矿体边部与夕卡岩接触部位裂隙较发育,热液活动持续时间长而缓慢。在矽卡岩晚期形成了磁铁矿,多余的Fe在热液作用下于晶洞内形成第一世代的黑柱石；其余在过渡带的裂隙中形成第二世代的黑柱石,与后期的热液作用产物共生。