碳酸盐矿物特征

如题所述

下鲍铁锰碳酸盐含矿层主要赋存于侏罗系打鼓顶组与鹅湖岭组晶屑凝灰岩之间,后期由于受构造运动影响,铁锰碳酸盐含矿层产生变形及层间破碎,Ag-Pb-Zn矿体即充填于碳酸盐层间破碎及裂隙(图4.29)或胶结其破碎角砾(图4.30),在成矿有利部位形成块状银铅锌矿石(图4.31),在矿体边部矿化弱的部位,银铅锌矿脉呈细脉浸染状(图4.32)。

下鲍矿床中铁锰碳酸盐是矿石中数量最多的矿物之一,由于该系列矿物中铁和锰的含量变化较大。经过本次对铁锰碳酸盐的详细研究表明:矿床中以菱铁矿为主,有少量菱锰矿。存在的铁锰系列亚种有菱铁矿、锰菱铁矿、富锰菱铁矿、富铁菱锰矿;铁镁系列亚种有镁菱铁矿、富镁菱铁矿。

4.4.1 铁锰碳酸盐矿物的结构构造

铁锰碳酸盐多呈角砾团块状,受构造剪切作用影响,铁锰碳酸盐内发育有裂隙,在这些裂隙内通常充填细小的石英或方解石颗粒等,角砾团块内的碳酸盐为碎裂状集合体(图4.33),硅化形成的细粒石英交代早期的铁锰碳酸盐,呈自形—半自形粒状结构,并呈细脉状充填交代早期铁锰碳酸盐(图4.34),铁锰碳酸盐化的结晶作用使其局部呈斑块状自形结构(图4.35),或呈脉状充填于硅化石英中(图4.36),晚期硅化石英脉充填于碳酸盐及闪锌矿中(图4.37),与闪锌矿共生的碳酸盐的菱面体呈现明显的菱形环带(图4.38),裂隙交会处则形成小晶洞,镁菱铁矿产于晶洞中呈黄色晶簇状(图4.39),放大观察镁菱铁矿的晶面呈弯曲状(图4.40),在局部可见花瓣状(图4.41)。

图4.29 Ag-Pb-Zn矿体(灰黑色)充填于铁锰碳酸盐(Fer)层间裂隙中或胶结其破碎角砾

图4.30 下鲍136线中灰黑色银铅锌矿胶结早期条带状、棱角状铁锰碳酸盐岩角砾

图4.31 在矿化强部位充填交代早期铁锰碳酸盐,可见深黑色、碎裂结构、块状构造的银铅锌矿石,含量在85%以上

图4.32 在矿体边部矿化弱的部位,银铅锌矿呈细脉浸染状

图4.33 铁锰碳酸盐多呈角砾团块状,角砾团块内富锰菱铁矿矿物为碎裂状集合体

图4.34 硅化形成细粒石英(Qtz)交代富锰菱铁矿呈自形—半自形脉状、细脉状

图4.35 铁锰碳酸盐(Fer)化结晶作用使富锰菱铁矿局部呈斑块状自形结构

图4.36 锰菱铁矿充填硅化石英(Qtz)呈脉状

图4.37 晚期硅化石英(Qtz)脉充填菱铁矿及闪锌矿

图4.38 与闪锌矿共生的锰菱铁矿,菱面体呈现明显菱形环带

图4.39 晶洞中的镁菱铁矿晶簇

图4.40 晶洞中的镁菱铁矿,菱面体晶面弯曲

4.4.2 铁锰碳酸盐矿物种类

对碳酸盐14个薄片进行33处电子探针(表4.8)分析可知:产在层状矿体中的碳酸盐的Fe、Mn、Mg、Ca、Zn含量通常变化较大,总化学式为(Fe0.6284Mn0.2502Mg0.0823Ca0.0340Zn0.0064)CO3,属菱铁矿-菱锰矿系列和菱铁矿-菱镁矿系列。

图4.41 晶洞中晶面呈花瓣状的镁菱铁矿

表4.8 冷水坑下鲍矿区碳酸盐矿物的电子探针分析结果及晶体化学式

续表

注:13207为承斯所采样品。测试单位为中国地质大学(北京)科学研究院实验中心。测试仪器为EPMA-1600型电子探针仪。

对碳酸盐进行亚种分类则是根据文契尔二元系列的划分方法,分为两个系列:菱锰矿-菱铁矿系列和菱铁矿-菱镁矿系列(图4.42)。

图4.42 冷水坑下鲍矿区碳酸盐矿物菱镁铁锰矿亚种的划分成分投点图

(底图据王濮等,1987)

(1)菱铁矿-菱锰矿系列

该类质同象系列矿物主要是铁和锰的置换,依次为菱铁矿[Mn10-0Fe90-100][CO3]、锰菱铁矿(Mn30-10Fe70-90)[CO3]、富锰菱铁矿(Mn50-30Fe50-70)[CO3]、富铁菱锰矿(Mn70-50Fe30-50)[CO3]、铁菱锰矿(Mn90-70Fe10-30)[CO3]、菱锰矿(Mn100-90Fe0-10)[CO3]。

(2)菱铁矿-菱镁矿系列

该类质同象系列矿物主要是铁和镁的置换,其亚种分类与菱铁矿-菱镁矿系列相当,依次为菱铁矿[Mg10-0Fe90-100][CO3]、镁菱铁矿(Mg30-10Fe70-90)[CO3]、富镁菱铁矿(Mg50-30Fe50-70)[CO3]、富铁菱镁矿(Mg70-50Fe30-50)[CO3]、铁菱镁矿(Mg90-70Fe10-30)[CO3]、菱镁矿(Mg100-90Fe0-10)[CO3]。

矿床中以菱铁矿为主,有少量菱锰矿,存在的铁锰系列亚种有菱铁矿、锰菱铁矿、富锰菱铁矿、富铁菱锰矿;铁镁系列亚种有镁菱铁矿、富镁菱铁矿。

4.4.3 铁锰碳酸盐矿物的形成阶段

根据成矿地质特征、矿物组合特点和矿物间的穿插关系,以及对手标本及其薄片的铁锰碳酸盐的观察分析,铁锰碳酸盐的产出主要分3个阶段(表4.9)。

表4.9 冷水坑下鲍矿区碳酸盐矿物期次及铁锰镁特征

Ⅰ阶段铁锰碳酸盐:呈白色角砾状产出者,属早期火山喷气沉积期产物,Fe/(Fe+Mn)较高,平均为63.94%,主要矿物为富锰菱铁矿、锰菱铁矿、富铁菱锰矿(图4.43,图4.44,图4.45)

图4.43 早期火山喷气沉积期(Ⅰ)白色角砾状碳酸盐

图4.44 白色角砾由多个碳酸盐单矿物(富铁菱锰矿)组成(图4.43中1号点)

图4.45 白色角砾由单个碳酸盐单矿物组成(图4.43中2号点)

Ⅱ阶段铁锰碳酸盐:通常呈黑色块状或细脉状产出,为热液交代成矿期产物,Fe/(Fe+Mn)平均为82.44%,主要矿物为镁菱铁矿、锰菱铁矿、富锰菱铁矿、菱铁矿(图4.46,图4.47);

Ⅲ阶段铁锰碳酸盐:呈矿脉状(图4.48,图4.49)或菱面体自形(图4.50)产出于石英锰菱铁矿脉或晶洞中(图4.51,图4.52),形成于斑岩成矿中晚阶段,Fe/(Fe+Mn)平均为77.91%,碳酸盐亚种为菱铁矿、锰菱铁矿、富锰菱铁矿、富镁菱铁矿、镁菱铁矿。

图4.46 热液交代成矿期(Ⅱ)产出的黑色条带状矿脉

图4.47 黑色条带状中为硅化及碳酸盐化形成的石英、碳酸盐、闪锌矿矿物(图4.46中圈点处)

图4.48 角砾岩中成矿中晚期(Ⅲ)呈脉状的碳酸盐

图4.49 呈脉状锰菱铁矿(图4.48中圈点处)

图4.50 成矿中晚期(Ⅲ)呈菱面体的自形锰菱铁矿

图4.51 成矿中晚期菱面体自形锰菱铁矿(Ⅲ)(图4.50中圈点处)

图4.52 成矿晚期晶洞状中晶形完好的菱铁矿(Ⅲ)

铁锰矿石的高含银与后期热液叠加矿化有关,通常碳酸盐晶形较差,常呈集合体、他形粒状以及角砾状,富Fe2+、Mn2+的成矿流体一般不对铁锰碳酸盐进行重结晶作用,Fe2+、Mn2+则更趋向于自身发生氧化,形成Fe3O4及MnO2。正是这种氧化作用,促使成矿后期大量自然银的形成(Fe2++Ag=Ag+Fe3+;Mn2++2Ag+4(OH)-=2Ag+MnO2+2H2O)(王静纯,1990)。因此,铁锰碳酸盐对银矿物的富集有着积极作用,是本区形成大量螺状硫银矿、自然银的直接原因。铁锰碳酸盐岩层是下鲍矿床银矿物的主要找矿标志。

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