1.矿区地质特征
甘肃省金川铜镍矿坐落在甘肃省金昌市，是世界级超大型硫化铜镍矿床，钴、铂、钯、金、银等多金属共生矿物甚为丰富。矿床中镍和铂族金属储量居全国第一位，铜、钴储量居全国第二位。
金川铜镍矿床形成于中元古代早期北祁连古大陆裂谷拉张初期穹状隆起阶段，大地构造位于华北古陆阿拉善地块西南缘龙首山隆起带南缘（图3-4）。沿龙首山隆起带南缘断裂分布有大小20余个镁铁-超镁铁岩体和若干个中酸性岩体，北西西向转向近东向龙首山构造岩浆带东西延伸200km左右，金川矿床处于其构造转折处。矿区内构造发育，以北西向和东西向断层、褶皱和节理等发育为主。F1断裂为龙首山北缘深大断裂（又称潮南大断裂），是成岩成矿的主导断裂（付开泉等，2006；高辉等，2009；孙桂玉，1990；文美兰等，2013；田毓龙等，2008）。
图3-4 金川铜镍矿床区域地质图（据高辉等，2009）
1—新生代沉积物；2—中生代陆相碎屑岩；3—早古生代陆相碎屑岩；4—晚古生代复理石建造；5—中新元古代碳酸盐岩、碎屑岩；6—古元古代变质岩系（前长城系）；7—混合花岗岩；8—花岗岩；9—花岗闪长岩；10—金川铜镍矿群及铁镁-超铁镁岩体（群）；11—实测及推测断层
2.矿体特征
含矿超基性岩体沿深断裂的次级构造呈不规则的岩墙状侵入于太古宇白家嘴子组的混合岩和大理岩之间。根据矿体的成因类型可分为岩浆就地熔离型矿体、岩浆深部熔离-贯入型矿体、晚期贯入矿体、接触交代矿体和热液叠加矿体5类（图3-5）（高辉等，2009）。主矿体赋存在纯橄榄岩和二辉橄榄岩中，呈似层状、透镜状，少数呈脉状侵位于岩体下部（图3-6）；零星分布的上悬矿体为不规则的矿巢，矿体与围岩渐变过渡；矿脉主要呈断续的脉状产于岩体构造裂隙中，宽数厘米至30cm。
图3-5 金川铜镍矿床地质图
（据叶亮山等，2013）
1—第四系；2—条痕混合岩；3—大理岩；4—含榴二云片麻岩；5—均质混合岩；6—黑云斜长片麻岩；7—混合岩；8—混合花岗岩；9—晚期花岗岩；10—超基性岩体；11—地质界线；12—断层
图3-6 金川铜镍矿Ⅱ矿区50行剪切带示意图
（据高辉等，2009）
1—第四系；2—镁铁-超镁铁岩侵入体；3—浸染状矿体；4—网脉状富矿体；5—接触交代矿体；6—剪切带；7—钻孔及编号
根据野外观察，结合镜下鉴定，矿石结构以海绵陨铁状、细-中-粗粒状、星点状、变晶结构等为主，镜下各种交代、充填结构普遍存在；矿体主要构造为稀疏浸染状、稠密浸染状、细脉状及块状构造，上悬贫矿体由星点状贫矿组成，矿脉主要呈网脉状、块状构造。矿石矿物以黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、磁铁矿为主，次为赤铁矿、紫硫镍矿、钛铁矿、铬铁矿及铬尖晶石等，伴生有少量金、铂等；造岩矿物主要为辉石和橄榄石，其次为透闪石、透辉石、方解石和少量绿泥石。
3.成因模式
金川铜镍矿床为岩浆深部熔离-复式贯入型矿床（付开泉等，2006）。含矿岩浆在深部发生熔离分异，有序侵位，形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构（图3-7）。矿化控制因素主要分为同源岩浆控制和后期构造控制。同源岩浆控制表现为含矿超基性岩体岩相分异和似层状结构。后期构造同时控制含矿岩体侵位和矿体空间定位。侵入体变质变形主要由后期构造控制，并在一定程度上决定侵入体的几何形状、产状和相关矿化及分布（高辉等，2009）。
图3-7 金川岩体侵位模式图
（据高辉等，2009）
1—含辉橄榄岩；2—二辉橄榄岩；3—纯橄榄岩；4—斜长二辉橄榄岩；5—橄榄辉石岩；6—交代型矿体；7—网脉状矿体；8—块状硫化物矿体
4.矿床系列标本简述
2013年，针对金川铜镍矿床矿区内出露的地层、矿体空间分布、成因类型和围岩性质等特征，采用定点捡块方法对矿区的Ⅰ矿区、Ⅱ矿区和Ⅳ矿区进行标本采集，共采集标本20块（表3-2）。其中采集区内贫矿和富矿矿石9块，岩性包括超基性岩浆型铜镍矿石、黄铁矿矿石和超基性岩型铜镍矿石；采集围岩标本8块，岩性为辉石橄榄岩、条带状花岗岩混合岩、斜长角闪岩、大理岩、黑云母斜长片麻岩和花岗闪长斑岩；采集蚀变围岩标本2块，岩性为蛇纹石化大理岩和条带状混合岩；采集矿化岩石1块，岩性为含黄铁矿橄榄辉长岩。本次采集基本覆盖了全区出露及钻孔所控制的典型标本。
表3-2 甘肃金川铜镍矿采集标本
注：表中Cu2-B代表金川铜镍矿标本，Cu2-b代表该标本薄片编号，Cu2-g代表该标本光片编号。
5.图版
（1）标本照片及其特征描述
Cu2-B01
超基性岩浆型铜镍矿石。矿石呈灰黑色，海绵陨铁结构，稠密浸染状、块状构造。矿石矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿和镍黄铁矿，少量黄铜矿。黄铁矿，黄色—黄白色，金属光泽，半自形—他形粒状；磁黄铁矿，具弱磁性；镍黄铁矿，古铜黄色，三者总含量25%～30%。黄铜矿，铜黄色—亮黄色，金属光泽，他形细粒结构，含量约1%。含矿岩石为橄榄岩或辉石岩。岩石呈灰黑色，中—粗粒结构，块状构造。主要矿物为辉石，含量约70%，颗粒间隙中充填有细粒黄铁矿，呈海绵陨铁结构。偶见橄榄石
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Cu2-B02
超基性岩型铜镍矿石。矿石矿物为黄铁矿，少量镍黄铁矿。黄铁矿，黄—黄白色，金属光泽，他形细粒结构，含量4%～5%。镍黄铁矿，古铜黄色，金属光泽，含量约1%。含矿岩石为橄榄辉石岩，岩石呈灰黑色，中—粗粒结构，块状构造。造岩矿物主要为辉石，次为橄榄石。辉石，褐黑色、灰白色、浅灰色，可能有普通辉石和透辉石两种，均呈板状、柱状，粒径1～5mm，含量约70%。橄榄石，绿色—浅绿色，半自形—他形粒状，含量约20%
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Cu2-B03
辉石橄榄岩。岩石呈绿灰色，中—细粒结构，块状构造，局部显片状构造。主要矿物成分为橄榄石，少量辉石和角闪石。橄榄石，绿—浅绿色，玻璃光泽，半自形—他形细粒状，粒径约1mm，含量约60%，部分蛇纹石化。辉石和角闪石，黑色—绿黑色，细粒结构，柱状—长柱状，含量约30%。岩石中可见稀疏不均匀分布的黄铁矿，黄—黄白色，自形—他形细粒结构，金属光泽，含量2%～3%，偶见黄铁矿细脉
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Cu2-B04
条带状花岗岩混合岩。岩石呈暗肉红色，中粗粒变晶结构，条带状构造。主要矿物成分为钾长石和石英，少量黑云母和绿泥石。钾长石，肉红色，玻璃光泽，自形晶，粒径5～10mm，大者可达10～20mm，含量约60%。石英，无色透明，油脂光泽，他形粒状，有时具定向，含量约20%。黑云母和绿泥石，黑色—绿黑色，细鳞片状，部分绿泥石化，含量15%～20%，二者构成暗色条带。钾长石和石英构成浅色条带。浅暗色条带相间分布，形成条带状构造
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Cu2-B05
斜长角闪岩。岩石呈黑灰色，细粒变晶结构，块状构造。主要矿物成分为斜长石、角闪石和少量黑云母。斜长石，白色，玻璃光泽，半自形—他形细粒状，粒径＜1mm，含量约50%。角闪石，黑色、绿黑色，自形—他形粒状结构，粒径＜1mm，含量约35%。黑云母，褐黑色，细小鳞片状，片径＜1mm，含量5%～10%。沿裂隙面上分布有微量半自形黄铁矿
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Cu2-B06
大理岩。岩石呈纯白色，中—细粒变晶结构，块状构造。岩石几乎全部由方解石组成，白色，玻璃光泽，菱面体，解理发育，中—细粒结构，局部显示粗粒结构，加稀盐酸起泡强烈，含量＞95%（可能有部分白云石）。岩石中可见星散状分布的蛇纹石，米黄色、棕褐色、浅绿色，腊状光泽，他形粒状，含量＜1%
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Cu2-B07
黑云母斜长片麻岩。岩石呈灰色，中粒变晶结构，条带状、片麻状构造。主要矿物成分为斜长石和石英，少量钾长石和黑云母。斜长石，白色、浅灰白色，玻璃光泽，自形—他形柱状，粒径约2mm，集合体多呈斑状，含量约60%。石英，无色透明，油脂光泽，他形粒状，含量20%～25%。黑云母，黑色，集合体呈鳞片状，定向分布形成条带，含量约15%。钾长石，肉红色，团粒状，多交代斜长石，分布不均匀，含量约5%。暗色矿物黑云母组成暗色条带，与长石和石英浅色条带相间分布，形成条带状构造
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Cu2-B08
蛇纹石化大理岩。岩石浅灰绿色，中粒变晶结构，块状、条带状构造。主要矿物成分为方解石和蛇纹石，含少量绿泥石。方解石，白色，玻璃光泽，半自形—他形粒状，粒径2～4mm，含量50%～60%。蛇纹石，黄绿—草绿色，蜡状光泽，硬度低于小刀，自形—他形粒状，粒径1～3mm，含量约30%，局部定向分布呈条带状构造。绿泥石，黑色，他形粒状，分布不均匀，含量＜10%。岩石中还可见零星分布的白云母，含量约1%
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Cu2-B09
超基性岩浆型镍矿石。矿石呈黑色，海绵陨铁结构，浸染状构造、块状构造。矿石矿物为黄铁矿和镍黄铁矿，含量约8%。黄铁矿，黄白色、银灰白色，他形细粒结构。镍黄铁矿，浅古铜色，他形细粒结构。含矿岩石为含橄榄石辉石岩，中粒结构，块状构造。主要矿物成分为辉石和少量橄榄石，含量约80%。辉石，黑色，自形—他形粒状结构。橄榄石，绿色，他形粒状
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Cu2-B10
超基性岩浆型铜镍矿石。矿石矿物为黄铁矿和镍黄铁矿，海绵陨铁结构，稠密浸染状构造，具较强磁性。黄铁矿，黄白色、银灰白色，金属光泽，他形细粒结构。镍黄铁矿，古铜黄色，金属光泽，他形微—细粒结构，含量约20%。另有微量黄铜矿，铜黄色，金属光泽，他形粒状结构。含矿岩石为辉石岩、橄榄辉石岩，中粒结构，块状构造。主要矿物成分为辉石和微量橄榄石，含量约80%。辉石，黑色玻璃光泽，自形—他形粒状结构
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Cu2-B11
超基性岩浆型铜镍矿石。矿石呈黑色，海绵陨铁结构，稠密浸染状、块状构造。矿石矿物有黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，含量20%～25%，具较强磁性。黄铁矿，黄白色，金属光泽，他形细粒结构，含量约15%。镍黄铁矿，古铜黄色，金属光泽，他形细粒状，含量约5%。黄铜矿，铜黄色，金属光泽，他形细粒结构，含量3%～5%。含矿岩石为含橄榄辉石岩，中粒结构，块状构造。主要造岩矿物为辉石和微量橄榄石
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Cu2-B12
大理岩。岩石呈乳白色，粗粒变晶结构，块状构造。矿物成分几乎全部为方解石，白色，玻璃光泽，自形—半自形粗晶结构，粒径0.5～3c m，菱形解理发育，滴稀盐酸起泡，含量＞99%，未见其他矿物
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Cu2-B13
条带状混合岩。岩石呈暗肉红色，中—细粒变晶结构，块状构造，略显条带状构造。主要矿物成分为钾长石、石英和斜长石，含少量黑云母。钾长石，肉红色，玻璃光泽，他形中粒结构，粒径2～4mm，含量约65%。石英，无色透明，油脂光泽，他形粒状，粒径1～3mm，含量约20%，局部发育不规则石英细脉，在钾长石中呈乳滴状分布。斜长石，白色，玻璃光泽，半自形—他形粒状，粒径1～3mm，含量10%～20%。黑云母，黑褐色，细鳞片状，定向分布，与石英构成暗色条带后与红色钾长石呈条带相间分布，形成条带状构造，含量＜5%
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Cu2-B14
花岗闪长斑岩。岩石呈灰色—浅灰色，中细粒斑状结构，块状构造。斑晶约占40%，其组分主要为斜长石、石英、角闪石和黑云母。斜长石，白—浅灰白色，玻璃光泽，自形—半自形粒状，粒径1～2mm，含量约15%。石英，无色透明，油脂光泽，他形粒状，粒径1mm±，含量约20%。角闪石，黑色，细长柱状。黑云母，黑褐色，片状，含量约5%。基质呈微细粒隐晶质，由长石、石英微粒组成，含量约60%
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Cu2-B15
含黄铁矿橄榄辉长岩。岩石呈黑色，细粒结构，块状构造。主要矿物成分为辉石，少量橄榄石和微量黄铁矿。辉石，黑色，玻璃光泽，自形—他形细粒结构，粒径1～2mm，含量约80%。橄榄石，浅绿—深绿色，半自形—他形粒状，粒径约1mm，含量约10%。黄铁矿和磁黄铁矿，黄白色，金属光泽，黄铁矿含量低时呈他形粒状结构，含量高时呈海绵陨铁结构，具弱磁性
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Cu2-B16
超基性岩浆型铜镍矿石。矿石呈黑色，矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿和少量黄铜矿，含量约10%，具有弱磁性。黄铁矿呈丝状架构，空隙内充填辉石颗粒形成海绵陨铁结构。含矿岩石为辉石岩，中—细粒结构，块状构造。造岩矿物几乎全部由辉石组成，黑色，玻璃光泽，自形—他形粒状，含量85%～90%
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Cu2-B17
超基性岩浆型铜镍矿石。矿石呈黑色，矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁、镍黄铁矿和微量黄铁矿，总含量约10%，具有弱磁性。含矿岩石为含橄榄辉石岩，黑色，细粒结构，块状构造。主要矿物成分为辉石和少量橄榄石。辉石，黑色，玻璃光泽，自形—他形细粒结构，粒径1～2mm，含量约80%。橄榄石，绿色，玻璃光泽，自形—他形中粒结构，粒径1～2mm，含量约10%
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Cu2-B18
黄铁矿矿石。矿石呈黄—浅黄色，风化面呈褐黄色，他形细粒结构，块状、稠密浸染状构造。矿石矿物主要为黄铁矿和磁黄铁矿，少量黄铜矿和磁铁矿。黄铁矿，黄白—银灰白色，他形微—细粒结构，金属光泽，含有磁黄铁矿，具弱磁性，含量约80%，可见有后期充填的黄铁矿脉，脉宽1～2mm。黄铜矿，铜黄色，金属光泽，他形微—细粒结构，含量＜5%。少量磁铁矿呈钢灰色。脉石矿物有橄榄石、辉石和绿泥石，含量15%～20%
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Cu2-B19
超基性岩型铜镍矿石。矿石呈灰黄—灰黑色，他形微—细粒结构、海绵陨铁结构，细脉状、稠密浸染状、块状构造。矿石矿物有黄铁矿，含铜黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿，总量达80%～90%，具较强的磁性。当呈浸染状构造时，矿石矿物黄铁矿含量只有30%。矿石以块状构造为主，可见纯黄铁矿团块，局部发育黄铁矿细脉状。脉石矿物含量较低，主要为角闪石和辉石，黑色，长柱状晶形，含量＜10%
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Cu2-B20
透辉石透闪石矽卡岩。岩石呈绿灰色，中粒变晶结构，块状构造。主要矿物成分有透闪石、透辉石、方解石和少量绿泥石。透闪石和透辉石紧密共生，绿灰色，玻璃光泽，呈自形—他形长柱状、粒状，集合体呈纤维状、放射状，硬度较小，含量60%～70%。方解石，白色，玻璃光泽，他形粒状，条带状分布，加稀盐酸剧烈起泡，含量约30%。绿泥石，绿灰—绿黑色，他形粒状，含量＜5%。岩石中可见稀疏细粒-微细粒状黄铁矿，含量＜1%
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（2）标本镜下鉴定照片及特征描述
Cu2-b13
混合岩。粒状结构，块状构造。主要矿物成分为石英（Qz，约45%）、钾长石（Kfs，约30%）、斜长石（Pl，约20%）和少量角闪石（Amp，约3%）。石英，呈他形，粒状结构，颗粒粒径约0.4mm。钾长石，负低突起，具不明显的格子双晶，斜消光。斜长石，呈半自形板状，负低突起，双晶发育明显并具有环带，粒径约0.5～1mm。角闪石，呈长柱状，具角闪石式解理，多色性明显
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Cu2-b20
透辉蛇纹片岩。鳞片变晶结构，片状构造。主要矿物成分为蛇纹石（Chr，约70%）和透辉石（Di，约25%）。蛇纹石，呈纤维状、鳞片状，无色—淡绿色，具弱多色性，正低突起，干涉色为Ⅰ级灰白至Ⅰ级黄白。透辉石，呈短柱状，无多色性，干涉色较高，正高突起，粒径约0.5～1mm
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Cu2-g10
主要金属矿物有磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、赤铁矿和紫硫镍矿。磁黄铁矿（Po）含量约15%，呈他形粒状和脉状结构，粒径0.1～5mm不等，分布于透明矿物中呈海绵陨铁状或填隙结构，裂隙发育。黄铜矿（Ccp）含量约8%，呈半自形—他形粒状或脉状结构，粒径0.1～3mm不等，与磁黄铁矿共生，裂隙发育。镍黄铁矿（Pn）含量约5%，呈半自形—他形粒状结构，粒径0.1～2mm不等，多与磁黄铁矿、黄铜矿共生。磁铁矿（Mag）含量约3%，早期呈自形—半自形粒状结构，粒径0.1～0.5mm不等，被磁黄铁矿和黄铜矿溶蚀呈溶蚀残余结构，后期多呈不规则脉状或团块状溶蚀磁黄铁矿和黄铜矿。铬铁矿（Chr）含量约0.3%，呈自形—半自形粒状结构。少量钛铁矿（Ilm）、赤铁矿和紫硫镍矿
矿物生成顺序：铬铁矿→磁铁矿、钛铁矿→黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿→磁铁矿→赤铁矿、紫硫镍矿
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Cu2-g11
主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、镍黄铁矿，少量铬铁矿、自然金和紫硫镍矿。磁黄铁矿（Po）含量约20%，呈他形粒状结构，脉状构造，粒径0.1～5mm不等，充填于透明矿物粒间呈海绵陨铁结构，裂隙发育。黄铜矿（Ccp）含量约10%，呈他形粒状和脉状结构，粒径0.1～5mm不等，裂隙发育，后期被磁铁矿充填溶蚀。镍黄铁矿（Pn）含量约5%，呈半自形—他形粒状结构，被磁铁矿交代呈网脉状结构，裂隙发育，与黄铜矿、磁黄铁矿和紫硫镍矿共生，粒径0.1～2mm不等。磁铁矿（Mag）含量约3%，早期呈自形—半自形粒状结构，粒径0.1～0.5mm，被后期硫化物交代溶蚀呈残余结构，局部裂隙中可见自然金和黄铜矿共生，后期交代溶蚀硫化物。少量自然金（Gl），呈不规则粒状和细脉状，粒径20～50μm。少量铬铁矿（Chr）和紫硫镍矿（Vil）
矿物生成顺序：铬铁矿→磁铁矿→自然金、黄铜矿→磁黄铁矿、镍黄铁矿→紫硫镍矿→磁铁矿
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Cu2-g15
主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铜矿和磁铁矿，其次为赤铁矿、镍黄铁矿和钛铁矿，偶见紫硫镍矿。磁黄铁矿（Po）含量约6%，呈他形粒状或脉状结构，粒径0.1～3mm，与黄铜矿、镍黄铁矿共生，被后期交代磁铁矿溶蚀。黄铜矿（Ccp）含量约2%，呈半自形—他形粒状或脉状结构，粒径0.1～2mm，与磁黄铁矿、镍黄铁矿共生，被后期磁铁矿交代溶蚀。磁铁矿（Mag）含量约1%，早期呈自形—半自形粒状结构，粒径0.1～1mm，后期呈脉状充填于早期硫化物裂隙中。赤铁矿（Hem）少量，呈他形或脉状结构，粒径0.1～0.05mm，局部可见弯曲变形呈揉皱状。镍黄铁矿少量，呈他形粒状结构，粒径0.1～1mm。钛铁矿（Ilm）少量，呈自形—半自形粒状结构，粒径0.01～2mm，一种呈半自形粒状结构，被后期硫化物交代溶蚀，一种呈板状自形晶出溶于早期磁铁矿中。紫硫镍矿少量，交代镍黄铁矿
矿物生成顺序：磁铁矿、钛铁矿→磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿→磁铁矿→紫硫镍矿、赤铁矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册.钨钼铜矿
Cu2-g18
主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿，其次为黄铜矿、磁铁矿。黄铁矿（Py）含量约40%，呈自形—半自形粒状或粗脉状结构，粒径0.1～5mm，与磁黄铁矿、黄铜矿共生，表面麻点较多，裂隙发育，部分被赤铁矿胶结。磁黄铁矿（Po）含量约35%，呈半自形—他形粒状结构，粒径0.1～3mm，裂隙发育。赤铁矿（Hem）含量约10%，呈脉状、斑杂状或他形粒状集合体，粒径10～100μm，交代磁铁矿和硫化物呈镶边结构。黄铜矿（Ccp）含量约5%，呈他形粒状或团块状结构，粒径0.1～5mm，被后期磁铁矿或赤铁矿溶蚀交代。磁铁矿（Mag）含量约3%，早期呈自形—半自形粒状结构，粒径0.1～1mm，被后期硫化物溶蚀交代呈残余结构
矿物生成顺序：磁铁矿→黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿→磁铁矿→赤铁矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册.钨钼铜矿
Cu2-g19
主要金属矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿，其次为方黄铜矿、紫硫镍矿、赤铁矿。磁黄铁矿（Po）含量约55%，团块状或半自形—他形粒状结构，粒径0.1～10mm，解理或裂隙发育，与黄铜矿、镍黄铁矿紧密共生，可见镍黄铁矿和黄铜矿呈脉状穿插。镍黄铁矿（Pn）含量约30%，半自形—他形粒状集合体或脉状结构，粒径0.1～10mm，裂隙发育，被紫硫镍矿交代。黄铜矿（Ccp）含量约10%，呈脉状或他形粒状集合体机构，粒径0.1～3mm，与方黄铜矿构成不混溶连晶产出。方黄铜矿（Cut）含量约2%，可见较多擦痕，常与磁黄铁矿和镍黄铁矿共生。少量紫硫镍矿（Vil）和赤铁矿（Hem），呈不连续细脉状充填于磁黄铁矿解理或裂隙中
矿物生成顺序：磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿→紫硫镍矿、赤铁矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册.钨钼铜矿