云南羊拉铜矿床磁黄铁矿标型矿物学特征及成矿意义

摘要

羊拉铜矿床是三江成矿带中段重要的大型铜矿床之一,其矿床成因一直没有明确界定.里农矿段是羊拉铜矿床最主要的组成部分,该矿段矿石中黄铜矿、磁黄铁矿和黄铁矿发育,其中,磁黄铁矿矿石是矿床中含量最高的硫化物矿石.本文选取里农矿段的磁黄铁矿矿石样品,利用矿相学、电子探针和X射线衍射对磁黄铁矿形态、成分和结构标型特征进行分析,探讨其形成环境和沉淀机制,为揭示矿床成因提供有效约束.研究结果表明:羊拉铜矿床矿体具有典型的矽卡岩型矿床特征,多呈层状、似层状产出,且与花岗闪长岩岩体关系密切,受花岗闪长岩岩体和大理岩、变质石英砂岩等地层以及断裂构造的共同控制;磁黄铁矿矿石呈铁黑色、古铜色、铜褐色,块状和浸染状构造;镜下为黄白色、黄褐色,无内反射色,非均质性不明显,他形-半自形粒状结构.局部可见磁黄铁矿被石英±黄铜矿±黄铁矿±方解石脉切断,也见闪锌矿中有乳滴状、叶片状黄铜矿发育.磁黄铁矿中Fe元素含量为59.25％ ～ 60.25％,平均为59.71％,S元素为39.10％～39.97％,平均39.52％,化学分子式为Fe6S7～Fe8S9;晶胞参数平均值为(a)0=11.912(A),b0=6.859(A),(c)0=12.813(A),磁黄铁矿的粉晶X射线衍射曲线呈强度大致相等的双峰,表明羊拉铜矿床的磁黄铁矿以单斜磁黄铁矿为主.据此判断该区成矿作用过程中富硫、并经历快速降温变化,非均匀应力作用使六方磁黄铁矿转化成了单斜磁黄铁矿;磁黄铁矿中的硫是以S2-的形式存在,在六方磁黄铁矿向单斜磁黄铁矿的转化过程中,磁黄铁矿晶格中的Fe离子略有减少,Fe1-xS的电负性稍有增加,还原性增强;在Fe-S相图中,磁黄铁矿位于单斜磁黄铁矿和黄铁矿共生相区,表明成矿温度在250℃左右.即羊拉铜矿床的磁黄铁矿主体是形成于富硫、非均匀应力、中温的还原环境.该区磁黄铁矿富Co贫Ni,Co/Ni值范围较大,分布于矽卡岩型铜矿床范围附近,与典型矽卡岩型铜矿有相似的矿床地质和矿物学特征,表明羊拉铜矿床属于矽卡岩型矿床.据此综合羊拉铜矿床的构造背景和地球化学特征,推断了其可能的成矿作用过程:晚三叠世早期,该区由挤压环境逐步转换为伸展环境,使得之前的一些逆断层叠加张性特点.含矿岩浆沿这些断裂裂隙上侵,与低温围岩(主要为里农组大理岩)接触并有大气降水的加入,使得岩浆及成矿热液快速降温.冷凝的岩浆和热液堵塞了围岩的裂隙,原本开放的环境逐渐变得封闭、高压和还原.后续岩浆在此封闭的环境中降低了冷凝速度,而在还原性条件下,流体中铜元素的溶解度比在氧化性流体中低,更有益于铜元素的沉淀成矿,从而形成羊拉铜矿.