河北内丘桃园铜矿成矿期次的研究

赵 晓 魏 巍 陈 龙 张永熙 张 旭

（石家庄经济学院，河北 石家庄 050031）

1 成矿地质背景

1.1 区域地质背景

桃园铜矿床位于内丘县与临城县交界处，东距内邱县城43 km。属内丘县白鹿角乡与临城县双石铺乡管辖，是区内最大的铜矿床；大地构造位置属中朝准地台的山西断隆东部，太行山拱断束赞皇穹断束西侧。

本区岩浆岩较发育，主要为五台期和吕梁期岩浆活动的产物。岩石类型包括侵入岩、火山岩、次火山岩、脉岩等。五台期侵入岩主要为片麻状花岗岩、二长岩。吕梁期侵入岩：基性岩为辉长辉绿岩、辉绿岩，酸性岩主要为石英奥长斑岩。火山岩为玄武岩、玄武质角砾岩、集块岩、凝灰岩等。次火山与火山岩同源，主要岩性为次玄武岩。脉岩为辉绿脉岩、闪长岩脉、石英奥长斑岩脉。

1.2 矿区地质特征

矿区内出露的地层主要为晚元古界甘陶河群南寺掌组和第四系地层。

晚元古界甘陶河群南寺掌组（Ptn）分为一、二两个岩性段：

一段：以变质砂岩为主，夹薄层云母片岩，顶部为黄铁矿化板岩。二段：下部以变质砂岩，板岩为主，伴随有规模不大的火山喷发活动，有少量集块岩。上部为大规模的海底火山喷发活动，以变质玄武岩、集块岩为主，夹有少量薄层砂岩与板岩。

矿区内断裂构造较发育，成矿前断裂主要受蒿亭-楼底向斜轴面劈理控制，表现为次玄武岩与片理及含铜石英脉，它们的产状多为90～100°∠60～70°，其走向与区域构造线方向一致，。成矿后断裂规模一般不大，对矿体影响较小，除F1 规模较大外，其余均为小断层。F1长1000 余米，多为逆断层，最大断距32 m，产状：310～320°∠62～74°。

2 矿石类型及矿物组合

矿石类型为硫化矿石，分黄铜矿矿石和黄铜矿—闪锌矿矿石两种。

通过对桃园铜矿原生矿石36 个光片进行仔细的观察分析，该区原生矿石主要为脉状、细脉状，如黄铜矿细脉充填在石英脉边部及孔隙中或沿片理，劈理充填。次为浸染状构造、团块状构造。氧化矿石主要为放射状构造（多指孔雀石）。

矿石结构：主要为他形、半自形粒状结构，金属矿物呈集合体充填于脉石矿物石英、方解石颗粒间，次为包含结构。黄铜矿包裹溶蚀黄铁矿或磁黄铁矿，闪锌矿包裹溶蚀黄铜矿，常见乳滴状结构。

3 主要硫化物镜下特征

3.1 黄铜矿（Chalcopyrite）

矿物手标本上呈铜黄色，多为半自形-他形粒状集合体。黄铜矿在铜矿石中主要呈细脉状、块状、浸染状等产出，手标本上，黄铜矿多与黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿等共生。

通过矿相显微镜的仔细观察，黄铜矿为黄铜色-淡黄色，呈半自形-他形结构，粒度一般在0.05-2.3mm 之间。镜下黄铜矿多呈他形粒状结构分布于透明矿物中，偶见呈立方体的黄铜矿，这说明黄铜矿晶体在生长的过程有足够的空间和时间形成立方体。

3.2 黄铁矿（Pyrite）

矿物手标本上观察黄铁矿呈淡黄色、暗古黄铜色，分布较广，且不均匀，多呈致密块状、团块状、浸染状产出，结晶程度较好，一般呈立方体或呈五角十二面体形式产出。黄铁矿多与黄铜矿、磁黄铁矿共生。

矿相显微镜下，黄铁矿呈黄白色，自形-半自形结构，以立方体、三角形和五角十二面体形式出现，也见呈他形的黄铁矿，粒度在0.02-5mm 之间。由于受到构造挤压作用，黄铁矿局部碎裂结构发育。

3.3 闪锌矿（Sphalertie）

闪锌矿手标本上呈棕黑色，多呈半自形-他形集合体。闪锌矿在矿石中主要呈致密块状、团块状、浸染状产出。手标本上，闪锌矿主要与黄铜矿共生。

矿相显微镜下，闪锌矿为灰色-灰黑色，主要呈自形-半自形-他形粒状，粒度一般在0.05-0.3mm 之间。闪锌矿主要与黄铜矿和磁黄铁矿交生，镜下可见闪锌矿与黄铜矿、磁黄铁矿共生边结构，闪锌矿中可见黄铜矿、磁黄铁矿的固溶体出溶物，也可见闪锌矿呈十字星状、雪花状分出溶于黄铜矿中。

4 成矿期次研究

根据桃园铜矿床的矿区地质特征、矿石物质组成、矿石结构构造等方面的资料，将桃园铜矿成矿过程分为两个成矿期，即为热液成矿期和表生期，其中热液成矿期又可分为以下四个成矿阶段：

4.1 石英-黑云母-钠长石-金属氧化物阶段

该阶段矿物共生组合为石英、石榴子石、钠长石，少量的绿泥石、角闪石、倍长石、磁铁矿，矿石具浸染状、块状构造。磁铁矿多为它形粒状结构，局部可见磁铁矿为碳酸盐溶蚀交代呈交代，或可见磁铁矿为黄铁矿包裹。

4.2 石英-金属硫化物阶段

该阶段为主要的成矿阶段之一，矿物共生组合为石英、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿，少量绿泥石、方铅矿。矿石具细脉状、块状构造。黄铁矿呈自形-半自形-他形粒状结构，可见黄铁矿包含磁黄铁矿，也可见黄铁矿呈骸晶结构；黄铁矿呈浸染状分布于透明矿物中或充填于矿物颗粒之间。黄铜矿多为他形粒状，黄铜矿主要呈浸染状分布于透明矿物中，少量的呈细脉状穿插于透明矿物中，可见黄铜矿与磁黄铁矿、闪锌矿共生边结构。

4.3 碳酸盐-金属硫化物阶段

该阶段为主要的成矿阶段之一，矿物共生组合为方解石、黄铜矿，少量的黄铁矿。矿石呈浸染状或团块状。黄铜矿多为他形粒状结构分散于透明矿物中，局部可见黄铜矿呈脉状穿插方解石。黄铁矿多为自形的立方体，呈浸染状或星散状分布于透明矿物中。

4.4 碳酸盐-黄铁矿阶段

该阶段为成矿期的最后一个阶段，矿物共生组合为方解石、黄铁矿。该阶段黄铜矿消失，黄铁矿较少，矿石呈浸染状、团块状或脉状。黄铁矿呈自形-半自形-他形粒状分散于透明矿物中，由于受构造挤压作用强烈，黄铁矿碎裂结构发育。

表生期

表生期形成的矿物有赤铁矿、斑铜矿、孔雀石，主要为金属硫化物被氧化成次生矿物。

5 结论

（1）桃园铜矿床主要金属矿物为黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿，矿石结构包括细脉结构、包含结构、乳滴状结构、共生边结构、溶蚀交代结构、碎裂结构、填隙结构等；矿石构造矿石构造的主要类型有脉状、浸染状构造、致密块状构造、块状构造、片状构造。

（2）根据桃园铜矿床的矿区地质特征、矿物组合、矿石结构构造等方面的资料，将桃园铜矿床的成矿过程分为两个成矿期，即热液成矿期和表生期，其中热液成矿期又可以分为四个成矿阶段：①石英+黑云母+钠长石+金属硫化物阶段；②石英+金属硫化物阶段；③碳酸盐+金属硫化物阶段；④碳酸盐+黄铁矿阶段。

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