矿床围岩蚀变特征

如题所述

3.5.1 蚀变类型

矿床围岩蚀变种类较多,主要为绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化,还有黄铁矿化、磁铁矿化、白云母化,表生期的风化作用有褐铁矿化。

3.5.1.1 绢云母化

在矿床中广泛发育,主要分布在含矿花岗斑岩体内外接触带,为面型蚀变。绢云母主要选择交代斑岩中的斜长石斑晶或火山碎屑岩中的斜长石晶屑,斜长石斑晶被交代后仍保留斑晶外形(图3.54)。而钾长石斑晶或晶屑的绢云母化甚弱。在强绢云母化地段,绢云母还交代斑岩基质中的微晶状长石(图3.55),或沿火山碎屑岩玻屑边缘交代,形成较清晰的镶边结。交代充填成因的绢云母多呈不规则脉状沿构造破碎带、隐蔽爆破相岩石或斑岩及火山碎屑岩微裂隙分布。蚀变而成的绢云母为浅黄—浅黄绿色,呈细片状、板条状,集合体多呈鳞片状,粒度细小,粒径 0.03~0.05mm。总体上,矿田绢云母蚀变延续时间长,从成矿早期到晚期均有绢云母化。

图3.54 含矿花岗斑岩中斜长石斑晶绢云母(Ser)化

图3.55 花岗斑岩中基质绢云母(Ser)化

3.5.1.2 绿泥石化

绿泥石化在矿田十分发育,主要分布于花岗斑岩体中心部位,岩体边部和靠近岩体的围岩局部可见。表现为长石斑晶完全或不完全被绿泥石交代,但仍保留完好的斑晶外形(912队,2005)。在强绿泥石化地段绿泥石还交代基质中的长石(图3.56,图3.57),绿泥石主要呈灰绿色。另外,在构造裂隙及层间破碎带中也见有较强的绿泥石化,其主要呈脉状、不规则脉状(图3.57)或网脉状产出(912队,2006)。

图3.56 含矿花岗斑岩中晶形完整的绿泥石(Chl)

图3.57 含矿花岗斑岩中团块状绿泥石化(Chl)

不同产状和不同阶段形成的绿泥石,其颜色有一定的差异:早期形成的绿泥石为黄绿色,多呈细小纤维状、扇形放射状、束状集合体;晚期绿泥石为暗绿色,以脉状充填为主(图3.58),呈线型分布;网脉状绿泥石为黄绿色、绿色;灰绿色绿泥石与石英和铁锰碳酸盐矿脉一起产出(图3.59)。绿泥石的主要成分为含铁绿泥石、蠕绿泥石(孟祥金,2008)。

3.5.1.3 碳酸盐化

碳酸盐化蚀变分布较为普遍,形成时间稍晚于绢云母化及绿泥石化,发育在含矿花岗斑岩、流纹斑岩及火山碎屑岩中。蚀变矿物主要有铁锰碳酸盐及方解石等(912队,2006)。

铁锰碳酸盐以MnCO3-FeCO3系列广泛发育,其碳酸盐的亚种有:富锰菱铁矿、锰菱铁矿、富铁菱锰矿、富镁菱铁矿、镁菱铁矿、菱铁矿。本次对铁锰碳酸盐进行了较详细的矿床矿物学研究,详见本书第4章4.2节。铁锰碳酸盐化主要表现为沿长石斑晶、晶屑的裂隙边缘交代(图3.60),呈不规则环带状;少量的呈粒状集合体不均匀分布于早期绿泥石、绢云母等蚀变矿物中,呈交代残余结构(图3.61)、镶边结构。交代充填成因的铁锰碳酸盐,呈集合体沿岩石裂隙交代充填,常与其他蚀变矿物(绿泥石、石英等)共生(图3.62)。

图3.58 暗绿色绿泥石(Chl)呈网脉状填充在钾长石(Kfs)颗粒间

图3.59 含矿花岗斑岩中绿泥石(Chl)呈脉状与铁锰碳酸盐(Fer)脉共生

图3.60 铁锰碳酸盐(Fer)交代钾长石斑晶(Kfs)边缘,钾长石斑晶边缘呈锯齿状

图3.61 铁锰碳酸盐(Fer)交代绢云母化斜长石(Pl)(注意照片标注呈交代残余结构)

图3.62 铁锰碳酸盐(Fer)-石英(Qtz)-绿泥石(Chl)脉沿岩石裂隙交代充填

图3.63 花岗斑岩裂隙中的方解石(Cal)细脉

(据孟祥金,2008)

方解石多呈粒状集合体充填于岩石裂隙中(图3.63),呈细脉稀疏状分布,脉宽5~15mm,脉体一般发育在含矿斑岩体的外带晶屑凝灰岩中,距赋矿斑岩体数百米仍能见到方解石脉。方解石为白色,半自形—他形粒状,粒径0.2~0.5mm,属矿田蚀变最晚阶段的产物。

3.5.1.4 硅化

硅化或单独产出,或与其他蚀变矿物紧密共生。主要产于花岗斑岩、流纹斑岩或火山岩中,呈致密状或细脉状产在断裂、裂隙中(图3.64),硅化后使岩石变得坚硬(912队,2006)。在蚀变斜长石中,硅化形成他形粒状石英,粒径0.05~0.15mm,结晶程度较低。在蚀变钾长石中硅化石英呈他形粒状集合体不均匀分布(图3.65),或沿蚀变斑晶、晶屑边缘分布,呈镶边结构或完全交代原来斑晶矿物形成聚斑晶,有时硅化石英细网脉可切割斑晶或晶屑,有时沿裂隙充填,其脉幅可达10~25mm。硅化多与铁锰碳酸盐、绢云母、绿泥石等蚀变矿物共生(孟祥金,2008)。

图3.64 矿石中硅化石英(Qtz)呈他形细脉沿铁锰碳酸盐(Fer)裂隙充填交代

图3.65 花岗斑岩中硅化石英(Qtz)呈他形粒状集合体沿钾长石(Kfs)边缘及裂隙交代

3.5.1.5 黄铁矿化

黄铁矿化具有矿化与蚀变双重意义,主要分布于断裂破碎带中及附近,呈中细粒—微细粒状(图3.66)自形状产出,亦有呈(微)细脉状及细脉浸染状产出(图3.67)。

图3.66 含矿花岗斑岩中呈中细粒—微细粒状自形—半自形黄铁矿(Py)

图3.67 含矿花岗斑岩中呈细脉浸染状产出的黄铁矿(Py)

3.5.1.6 磁铁矿化

主要分布于斑岩体与火山岩中层状铁锰碳酸盐岩的接触带,远离接触带则磁铁矿化明显变弱直至消失,在下鲍矿区铁锰碳酸盐含矿层中较发育(图3.68)。交代成因的磁铁矿核部主要成分为锰菱铁矿,说明蚀变磁铁矿系交代层状铁锰碳酸盐中的锰菱铁矿而成。

图3.68 银铅锌矿石中半自形粒状结构的磁铁矿(Mag)分布在铁锰碳酸盐(Fer)中

3.5.1.7 白云母化

较为常见,但规模小。斑岩中的黑云母斑晶或微晶都被白云母部分交代,沿解理有铁矿物析出(图3.69)。此外还交代绢云母化斜长石,此种白云母为细鳞片状绢云母重结晶而成,具花瓣状外形。

图3.69 花岗斑岩中黑云母斑晶白云母(Ms)化

3.5.1.8 赤铁矿化

呈网脉状、脉状、角砾状,充填于岩石裂隙带中。赤铁矿为紫红色、赤红色的粉末状集合体,主要分布于银路岭岩体下接触带及外带晶屑凝灰岩中(孟祥金,2008)。

3.5.2 蚀变作用期次

根据矿田内蚀变矿物组合在空间上的分布规律、蚀变矿物相互关系及蚀变脉体相互穿切关系,大致将矿田的蚀变作用划分为早晚两期(孟祥金,2008)。

3.5.2.1 早期蚀变

以绢云母、绿泥石化蚀变发育为主,以及少量硅化。发生在矿田爆发较大规模的隐蔽爆破作用,形成隐爆角砾岩时期。这一时期发生广泛的水解作用(氢交代)形成了岩体内缺乏分带的绢云母化、绿泥石化以及少量硅化,主要表现为黑云母、钾长石、斜长石的分解,形成一系列的含(OH)的片状矿物,如绿泥石、绢云母以及石英等,同时可有部分碳酸盐出现,伴生弥漫状均匀分布的黄铁矿化。同时,在斑岩体侵入火山岩地层中的层状铁锰碳酸盐岩层发生磁铁矿化蚀变。在靠近斑岩体部位发育由锰菱铁矿蚀变而成的磁铁矿,远离岩体则磁铁矿含量明显减少直至消失。

3.5.2.2 晚期蚀变

主要有两种作用:一种为早期的水解作用继续进行,形成大量的绢云母化与绿泥石化,并伴有少量的粘土化;另一种为碳酸盐化。本蚀变期大致分为3个阶段:

(1)绿泥石-绢云母化阶段

发生在斑岩体内,蚀变矿物主要有绿泥石、绢云母,其次有黄铁矿、石英等。主要表现为绿泥石交代钾长石斑晶,部分交代基质中的长石;绢云母交代斜长石斑晶,偶见有绢云母交代绿泥石矿物;石英与绿泥石、绢云母一起交代长石斑晶;黄铁矿呈浸染状分布。

(2)绢云母-碳酸盐化-硅化阶段

主要分布于岩体接触带,遍及整个斑岩体。蚀变矿物主要有绢云母、黄铁矿、铁锰碳酸盐和石英,次有绿泥石。主要表现为绢云母交代斜长石,部分交代钾长石及早期绿泥石,铁锰碳酸盐往往叠加在绿泥石化钾长石之上,硅化石英与绢云母、铁锰碳酸盐一起交代长石斑晶。

(3)碳酸盐-绢云母化阶段

主要分布于岩体接触带及外带火山岩,蚀变矿物主要有铁锰碳酸盐、绢云母和方解石,其次有石英、黄铁矿、萤石等。主要表现为铁锰碳酸盐交代长石斑晶或晶屑;绢云母交代长石晶屑,部分呈细脉状产出;方解石呈脉状,分布于火山岩中;硅化石英往往与铁锰碳酸盐或方解石组成脉体,少数与萤石矿物组成脉体。

矿田的银铅锌矿化作用主要发生在晚期蚀变的第二和第三阶段。

3.5.3 蚀变分带

从冷水坑矿田蚀变矿物组合及蚀变的空间分布看,矿化蚀变具有一定的分带性。矿田蚀变分带主要受银路岭花岗斑岩体及其接触带控制,以银路岭花岗斑岩体为中心,蚀变类型和蚀变强度呈规律性的变化:绿泥石化普遍发育,以岩体内带最强,向外逐渐减弱;绢云母化在岩体内较为发育,在接触带最强,接触带两侧逐渐减弱;碳酸盐化在岩体内带外带较强,而接触带相对较弱。综合矿田蚀变矿物组合及蚀变程度的空间分布规律,由岩体内向外蚀变可以分为绿泥石-绢云母化带、绢云母-碳酸盐-硅化-黄铁矿化带及碳酸盐-绢云母化带(图3.70;表3.2)。

图3.70 冷水坑矿田100号勘探线围岩蚀变分带

(据912队,1988,有修改)

1—绿泥石-绢云母化带;2—绢云母-碳酸盐-硅化-黄铁矿化带;3—碳酸盐-绢云母化带;4—上侏罗统打鼓顶组;5—上侏罗统鹅湖岭组;6—下石炭统梓山组;7—上震旦统老虎塘组;8—花岗斑岩;9—钾长花岗斑岩;10—闪长玢岩;11—推测断层;12—实测断层

表3.2 冷水坑矿田蚀变分带特征及其矿化特点

(据孟祥金等,2008)

(1)绿泥石-绢云母化带

发育于岩体内带,以绿泥石化为主,处于岩体中心,产出最大厚度300~350m,主要发育于-200m标高以上,蚀变程度中等—较强。在平面上呈不规则椭圆状,剖面上呈大透镜状,部分出露地表,在带中黄铁矿化蚀变程度较强。蚀变矿物组合类型:绿泥石-绢云母-石英-黄铁矿,铁锰碳酸盐-绿泥石-绢云母,局部见泥化-绢云母-黄铁矿(表3.2)。该带中隐爆作用较弱,可见碎裂花岗斑岩,矿体规模较小,多呈透镜状,矿化以细脉状和浸染状相间产出。

(2)绢云母-碳酸盐-硅化-黄铁矿化带

大致围绕绿泥石-绢云母化带分布,主要发育在岩体上接触带及近根部带,蚀变范围较广。平面上呈半环状,在剖面上表现为上厚(约200m)下薄(约50m)的特点,蚀变程度相对较绿泥石-绢云母化带强,大多已全岩蚀变,黄铁矿化在该带中蚀变程度最强。主要矿物组合为绢云母-铁锰碳酸盐-石英-黄铁矿、绢云母-石英-黄铁矿,少量的绢云母-绿泥石-石英蚀变矿物组合。该带不仅花岗斑岩的斑晶和基质均具较强烈的绢云母化,同时又是隐爆斑岩、隐爆碎屑岩分布最多的地方,是主要铅锌矿体赋存的部位,矿体以似层状产出,矿化以浸染状为主,细脉状次之。

(3)碳酸盐-绢云母化带

位于岩体外围火山碎屑岩中,厚50~150m,局部达300m,在岩体内仅20~30m,蚀变程度较强。在该带中叠加有中等—弱程度的黄铁矿化,蚀变组合为铁锰碳酸盐-绢云母-石英。偶见隐爆作用后期熔化贯入碎屑岩的分布,仅有零星的脉状矿化,以脉状产出为主(孟祥金,2008)。

上述蚀变分带并不具有明显的界线,通常各带呈渐变过渡关系,冷水坑矿田不具明显的钾硅酸盐化蚀变,而发育“氢交代”作用,硅化蚀变也比典型的斑岩铜(钼)矿床的弱。冷水坑矿田的面型蚀变类型及其分布规律说明含矿斑岩形成于较为开放的环境,由深部岩浆房分异出来的挥发组分在斑岩顶部没有形成大规模的集聚,由此形成的流体温度下降迅速,未与斑岩和围岩发生较为充分的反应。矿田大量发育与矿化密切相关的“氢交代”蚀变以及大量的碳酸盐化蚀变,进一步表明矿化主要发生在中温阶段(280~420℃)。

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