Question

矿石矿物的组成和结构构造

Answer 1

1.矿石矿物的组成

大厂锡矿矿石矿物的组成较为复杂，陈毓川等（1987，1993）对矿石矿物进行了详细的研究，共鉴定出矿物有120种以上，为大厂锡矿矿物学研究奠定了扎实的基础。同时黄民智等（1988）在《大厂锡矿矿石学概论》一书中，从主要金属矿物及标型特征、有用元素赋存状态及分布规律、成矿的物理化学条件、成矿物质来源及矿床成因等方面进行了比较系统、全面的总结，可以说是迄今为止对大厂矿田金属矿物及矿石学研究较为全面的一本专著。在此仅对其主要组成作一简单介绍（表3-1）。

表3-1 长坡-铜坑矿石矿物成分一览

（据黄民智，1988）

长坡-铜坑矿锡石多金属硫化物矿石组合复杂，主要的矿石矿物有：铁闪锌矿、毒砂、黄铁矿、磁黄铁矿、锡石和脆硫锑铅矿，次要的有白铁矿、黄铜矿、黄锡矿、黝铜矿、方铅矿、胶黄铁矿、硫锑铅矿及辉锑锡铅矿等。脉石矿物主要为石英、方解石、电气石、钾长石、绢云母和菱铁矿等；通过野外观察和显微镜下鉴定，脉状矿体和层状矿体在矿石矿物组成上是一致的。

2.矿石主要的结构构造

矿石的结构构造特点是矿石形成过程的客观证据，有助于分析矿床的形成地质条件、物理化学环境、成矿作用及其演化特点，为矿床成因研究提供重要信息。矿体中由于矿物组成复杂，构造、岩浆、成矿多期活动，致使矿石的结构和构造也较为复杂。

（1）矿石的构造特征

矿石的构造主要为致密的块状构造、条带状构造、网脉状构造、扁豆状构造、细脉状构造、浸染状构造和栉状构造等。

1）块状构造：矿石矿物的含量较高，一般大于85%以上，脉石矿物的含量很少。矿物分布均匀，无方向性、致密。矿体有以下类型：①广泛发育在层状或似层状矿体中的层间构造虚脱部位或者与地层同步褶皱的褶皱转折端，或由于交代作用比较强烈时有利的围岩被彻底交代形成的致密块状矿石，该类矿石中常保留有围岩的残留或残块（图3-12A，B）；②出现在矿床上部的大脉状（图3-12C）、层面脉（如77号、75号、79号矿体）（图3-12D）、断层脉（190号）矿体中（图3-12F），呈致密块状，脉石矿物很少；③硅质岩中钙质结核被交代，形成富矿包（图3-12E）。

图3-12 长坡-铜坑矿的块状矿石产生特征

2）条带状构造：矿石矿物与脉石矿物相间，呈条带状。其形成是由于含矿热液选择性交代条带状灰岩或硅质灰岩中富钙质条带，保留了原条带状灰岩构造。该类矿石中一般磁黄铁矿、毒砂和黄铁矿较为发育，其次为铁闪锌矿和锡石。条带灰岩中条带宽一般为0.5～2cm，条带相对较为平直，但延续长短不一，常常可见由细条带状矿体向围岩的过渡（图3-13A，B，C，D）。

图3-13 大厂矿区条带状矿石产生特征

3）网脉状构造：是由层纹状矿化与细裂隙脉状矿化相互穿插形成，或者是早期形成的锡石与硫化物被晚期形成的硫化物与硫盐交代而形成不规则的网脉状构造。该构造在大厂矿田（尤其是硅质岩）中分布广泛（图3-14）。

图3-14 大厂硅质岩中92号矿体的网脉状构造

4）扁豆状构造：扁豆状灰岩中矿石特有的构造。其形成是由于铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿和锡石等矿物选择性交代扁豆状灰岩中的富钙质扁豆体（图3-15A）。随着交代作用的进行，扁豆体明显程度降低。当交代作用进行彻底时，矿石具有块状构造（图3-15B）。

5）似石香肠构造：当条带状灰岩受到应力作用后，硅质条带被压扁、拉长或拉断，金属硫化物交代的钙质部分发生塑性流动，充填了被拉断的硅质部分，而形成石香肠构造。

图3-15 大厂矿区扁豆灰岩中矿石的扁豆状构造

6）细脉状构造：细脉状构造是由矿液沿NE向、NW向等裂隙充填或充填交代形成的，在大厂矿区普遍发育。尤其在上部靠近大厂背斜的转折端部位，细裂隙脉更为发育。细脉状构造的矿石可出现在所有地层单元中。具有细脉状构造的矿石成分复杂，可以由单一的锡石-石英脉、毒砂-石英脉，也可以由硫化物细脉、石英-硫化物细脉等组成。前者的脉壁界限清楚、平整，后者细脉的两侧可以见到向两侧选择性交代形成的“非”字形构造（图3-16A，B）。

图3-16 矿石的细脉状构造

7）浸染状构造：主要出现在硅质岩和条带状灰岩中，主要金属矿物黄铁矿、磁黄铁矿、铁闪锌矿和毒砂等呈顺层浸染状分布在围岩之中（图3-17）。

除了以上主要构造外，还有栉状构造、角砾状构造和晶洞状构造等。

图3-17 矿石的浸染状构造

（2）矿石的主要结构

矿石结构可以反映矿石矿物之间的相互关系。长坡-铜矿锡矿主要表现为3种形式：①矿物结晶过程形成，如自形晶结构、半自形-他形结构、生长环带结构；②交代作用过程中形成，如交代溶蚀和交代残余结构、交代环边结构；③矿物的固溶体分离形成，如乳滴状结构。

1）自形晶结构：该结构多为有较强结晶能力的矿物所具有，如锡石、黄铁矿、毒砂和脆硫锑铅矿等。在矿石中比较常见，矿物表现为自形程度高、具有规则的几何多面体形态，如锡石的四面体或八面体；黄铁矿的立方体或五角十二面体；毒砂的菱面体；脆硫锑铅矿的针状、长柱状等（图3-18A，B，C）。

2）半自形或他形结构：当交代作用不强烈时，早期形成的矿物被交代溶蚀成为半自形或他形（图3-18D）。

图3-18 主要矿物的自形晶结构

3）生长环带结构：在毒砂和锡石中，由于含有不同的杂质或不同色调引起的环带交互而成，或者黄铁矿由于次生增大，形成环带（图3-19）。

图3-19 具有环带结构的锡石和黄铁矿

4）交代溶蚀和交代残余结构：早期形成的矿物被晚期形成的矿物交代溶蚀，呈港湾状或筛孔状，或仅保留有早期矿物的残块（片）（图3-20）。

图3-20 交代溶蚀和交代残余结构

5）交代环边结构：新生的黄铁矿交代早期的胶状黄铁矿，在其周围形成明显的环边。或在白铁矿和磁黄铁矿周围形成自形毒砂与黄铁矿（图3-21）。

图3-21 具有反应边结构的矿石

6）乳滴状结构：黄铜矿、磁黄铁矿在铁闪锌矿中或黝铜矿和黄锡矿在脆硫锑铅矿中呈均匀或不均匀乳滴状分布，或呈定向不连续的片状、格子状分布（图3-22）。

图3-22 矿石的乳滴状结构