长春市东风硫铁矿的矿体特征及成因

刘 丽，刘 蕾，张淑影

吉林省第一地质调查所，吉林长春 130031



长春市东风硫铁矿的矿体特征及成因

刘 丽，刘 蕾，张淑影

吉林省第一地质调查所，吉林长春 130031

通过成矿地质条件分析，吉林省长春市二道区东风硫铁矿矿体呈斜列式分布于石英闪长岩与围岩接触带及围岩外带不同围岩界面上，矿石自然类型：主要为含铜磁黄铁矿，其次为黄铁矿、黄铜矿及磁铁矿；矿石工业类型为：高中温热液型、矽卡岩型。磁铁矿和磁黄铁矿在成矿作用上都与石英闪长岩体有关，矿床的成矿作用表现为多阶段性。

矿体特征；矿体构造；矿体成因；东风硫铁矿；吉林省

0 引言

吉林省长春市二道区东风硫铁矿位于长春市区东25 km处，行政区划隶属长春市二道区劝农山镇管辖，其地理坐标（西安80坐标）为：东经125°39′58″～125°40′28″；北纬43°47′32″～43°49′02″。距离长春市火车站（东站）27 km，长春市至吉林市公路（南线）穿过勘查区，东侧约1 km处有通往双阳区公路。

1 地质概况

东风硫铁矿位于位于松辽平原与东南部山区过度带的丘陵区，所处大地构造位置为吉黑褶皱系（Ⅰ）、吉林优地槽褶皱带（Ⅱ）、吉林复向斜（Ⅲ）、双阳—磐石褶皱束（Ⅳ）之大黑山断隆中段。区域上多期的构造变动和岩浆活动，使区域构造复杂多样。以断裂构造为主，褶皱构造次之。

断裂构造主要以北东向、北西向及近南北分布，以北东向最为发育，一般断层倾角较陡，有的呈挤压特征，但以显示剪切特征较为显著，其中北东走向的为左行，北西走向的为右行，近南北向的形成较晚，其中有的可能是继承控制断陷盆地或岩浆岩带等构造。

区域上古生界下石炭系余富屯组地层分布零星，但总体看来，区域上为一以团山子韧性剪切带为核部组成的北北西向延伸的复式背斜，区域内分布的是背斜核部的一段及南西翼部分，发育有局部次一级褶皱，轴向北东—北西，这些局部褶皱多为短轴背（向）斜（图1）。

2 矿体地质特征

矿区内共赋存20余条矿体，已编号的矿体为22条，其中：11条磁铁矿体，11条硫铁矿体。磁铁矿体均埋藏交浅，规模小，不具有工业意义。硫铁矿体除Ⅶ号矿体外，其他矿体规模小，达不到可采厚度（0.1～0.79 m），未估算资源储量。

图 1 长春市东风硫铁矿矿区地质图Fig.1 Mining area geologic map of Dongfeng pysite in Changchun City

Ⅶ号硫铁矿体呈似层状或透镜状，倾斜沿深有膨缩、分枝复合现象。走向为北东10°～20°，倾向290°～300°，倾角0°～75°，上陡下缓，南北两端较缓，中间陡，呈疏缓波状，并被（F6、F7、F8）所错断，断距5～40 m。矿体长200余米，北延至92—94线之间，南至84—86线之间，倾斜沿深200～300 m。矿体埋深在+100～-150 m，平均厚度6.32 m，最大厚度21.53 m。

矿体上盘以大理岩为主，次为矽卡岩，矿体分枝处有角岩；矿体下盘主要为石英闪长岩，次为矽卡岩，局部有角岩。

硫铁矿体呈斜列式分布于石英闪长岩与围岩接触带及围岩外带不同围岩界面上，受接触带及围岩层间构造控制，向外带有分支复合现象和小矿体赋存，内接触带仅有矿化，无工业矿体，矿体埋深在100 m以下。

磁铁矿体赋存于接触带钙铁石榴石矽卡岩中，受矽卡岩带的控制，埋深一般在50～60 m。磁铁矿体在上部，硫铁矿体在下部，具有垂直分带特征。各矿体特征、围岩特征见表1、表2。

3 矿石质量

3.1 矿石结构、构造和类型

（1）矿石结构：矿石为块状结构、他形粒状结构、交代结构、包含结构。

块状结构：金属矿物集合体，其质量分数超过80%，呈致密块状。如：含铜磁黄铁矿（主矿体）他形粒状结构：有磁黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿。

磁黄铁矿被黄铜矿交代，黄铁矿及毒砂被磁黄铁矿和黄铜矿交代。

包含结构：黄铁矿包裹于磁黄铁矿中，毒砂包裹于磁黄铁矿、黄铜矿中，闪锌矿包裹于黄铜矿中。

表 1 矿体特征一览表Table 1 Ore body feature list

表 2 石英闪长岩及矿体与围岩光谱定量分析Table 2 Spectral quantitative analysis of quartz diorite， ore bodies and surrounding rock

（2）矿石构造：矿石构造主要为：块状构造及侵染状构造。

（3）矿石自然类型：主要为含铜磁黄铁矿，其次为黄铁矿、黄铜矿及磁铁矿；矿石工业类型为：高中温热液型、矽卡岩型。

3.2 矿石矿物成分

（1）金属矿物：金属矿物主要为磁黄铁矿、黄铜矿及黄铁矿，次为磁铁矿，偶有闪锌矿和毒砂及黝铜矿。

（2）非金属矿物：主要为碳酸盐类矿物、石英、斜长石、钙铝榴石、绿帘石和透辉石，还有少许符山石、方解石、黑云母、绢云母和锆石等。

3.3 矿石有益、有害组分

硫铁矿体（Ⅶ号）主要以含铜磁黄铁矿为主，矿石中硫的平均品位26.77%，最高达40.75%，低者为7.66%，均为富矿。铜的平均品位0.52%，最高达2.62%，低者为0.10%，铁（TFe）的平均品位40.65%。

3.4 矿物特征

磁铁矿：包裹于磁黄铁矿中的磁铁矿的多数为晶体，含量很少，粒度在0.1～0.5 mm之间，是生成较早的矿物。

毒砂：含量较少为细粒自形晶体，单晶包裹于黄铁矿、黄铜矿中，粒度为0.04～0.1 mm，是高温交代矿物。

磁黄铁矿：矿石中质量分数最多（80%）的矿物，由粒状集合体组成，紧密镶嵌，在集合体中散布少量非金属矿物的交代残留体，粒度在0.5 mm左右，最大者1.5 mm，磁黄铁矿包裹于黄铁矿，本身又被黄铜矿交代。

闪锌矿：为细粒他形晶体，包裹于黄铜矿中，比较少见，粒度0.02～0.07 mm，生成时间早于黄铜矿。

黄铜矿：在块状矿石中，黄铜矿密切和黄铁矿连生，呈他形晶不规则或脉状，星散分布于磁黄铁矿晶粒边缘或间隙中，连生体结合面有平直和锯齿状，分布不均匀，粒度在0.03～0.3 mm，生成晚于磁黄铁矿。

黄铁矿：在矿石中普遍存在，原生黄铁矿自形晶，被晚结晶的磁黄铁矿、黄铜矿交代。晶粒边缘呈锯齿状，粒度0.5 mm左右。除原生外还有大量黄铁矿，见于磁黄铁矿、黄铜矿的裂隙中，是晚期蚀变矿化作用生成的矿物。

银的赋存状态：未见到银的单矿物，银元素以类质同相赋存与黄铜矿晶体中，黄铜矿（单矿物）中含银0.06%。

3.5 矿物生成顺序和成矿阶段

根据矿石的矿物共生组合，矿石结构，构造特点，推测矿化作用全过程分为三期四个矿化阶段（详见表3）。

矽卡岩期（无水硅酸盐阶段和磁铁矿化阶段）。无水硅酸盐阶段：以无水硅酸盐矿物石榴石、透辉石及少量符山石的生成为序幕，形成透辉石石榴石矽卡岩。

磁铁矿化阶段：矽卡岩的晚期为磁铁矿化阶段，这时大量磁铁矿从溶液中沉淀，以交代透辉石、石榴石的方式产出，形成磁铁矿体同时伴随有含水硅酸盐矿物透闪石、阳起石和绿帘石的生成。磁铁矿具块状构造和环礁状构造。

硫化物期：紧随矽卡岩形成之矿化作用，进入硫化物期的，硫化物期分为磁黄铁矿和黄铁矿阶段。

磁黄铁矿阶段：以大量的磁黄铁矿沉淀为特征，一般不与矽卡岩期的磁铁矿相迭加，而是沿围岩层间构造充填形成似层状含铜磁黄铁矿矿体，在该阶段的早期，有少量的黄铁矿、毒砂的自形晶体析出，晚期则有黄铜矿、黝铜矿和闪锌矿析出。黄铜矿往往与磁黄铁矿连生或分布在磁黄铁矿的晶粒间隙中，并交代磁黄铁矿。

黄铁矿阶段：该阶段所形成的黄铁矿为磁黄铁矿受后期热液蚀变，在硫的浓度升高的条件下形成。在蚀变黄铁矿中有残留的磁黄铁矿。黄铁矿在磁黄铁矿裂隙中呈不连续的脉状或网脉状。

碳酸盐期：矿化作用至无矿碳酸盐矿物的全部析出而告终，形成方解石脉，沿裂隙穿插磁黄铁矿。

4 矿床成因

初步认为属高中温热液硫铁矿床，同时还有早期矽卡岩型铁矿存在，但有如下一些特征：

①南泉眼单元（T3N）石英闪长岩是成矿母岩。从成岩元素及成矿元素组分的特点和差异，肯定了矿液来源于岩浆活动末期，即石英闪长岩是成矿母岩的特征。

② 磁铁矿体在矽卡岩带内。

③ 在磁黄铁矿集合体中见有少量非金属矿物交代残留体。

④ 硫铁矿体在下部与矽卡岩带不一致，有切穿矽卡岩带于围岩中呈独立矿体存在，不同岩性和磁铁矿都有硫铁矿化。

⑤ 硫铁矿体在接触带及围岩中均能呈独立岩体，而为似层状或透镜状。

成矿作用：认为磁铁矿和磁黄铁矿在成矿作用上都与石英闪长岩体有关，只是成矿期上的差异，造矽卡岩溶液侵入途径和富集地点不同，属同源派生产物。硫化物成矿期的作用时间上大大落后于矽卡岩作用期，故矿床的成矿作用表现为多阶段性。

表 3 矿物生长顺序表Table 3 Sequence of mineral formation

［1］ 吉林省第一地质调查所.吉林省长春市幅1/25万区域地质调查报告［R］.长春：吉林省第一地质调查所， 1978.

［2］ 吉林省第一地质调查所.吉林省双阳县东风矿区硫铁矿床中间地质勘探报告［R］. 长春：吉林省第一地质调查所，1977.

［3］ 吉林省第一地质调查所.吉林省双阳县兰家金矿床勘探报告［R］. 长春：吉林省第一地质调查所， 1992.

［4］ 吉林省第一地质调查所.吉林省双阳县兰家地区贵金属资料二次开发报告［R］. 长春：吉林省第一地质调查所，1995.

［5］ 吉林省第一地质调查所.吉林省长春市二道区东风硫、多金属矿补充详查阶段工作总结报告［R］.长春：吉林省 第一地质调查所，2014.

Ore body features and genesis of Dongfeng pyrite in Changchun City

LIU Li， LIU Lei， ZHANG Shu-ying
The First Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130031， Jilin， China

Through the analysis of the metallogenic geological conditions， Dongfeng pyrite ore body， located in Erdao District of Changchun City in Jilin Province， is echelon distribution in the contact zone between quartz diorite and surrounding rock with different rock interface， ore natural type： mainly is copper containing pyrrhotite and pyrite，chalcopyrite and magnetite is the second. Ore industry type is： high medium temperature hydrothermal type， skarn type. Magnetite and pyrrhotite are all related to the quartz diorite in the mineralization， and the mineralization of the ore deposit is a multi-stage.

ore body features； ore body structure； ore body genesis； Dongfeng pyrite； Jilin Province

P618.31

A

1001—2427（2015）03 - 62 -5

2014-12-05；

2015-08-28

刘 丽（1982—），女，山东莱州人，吉林省第一地质调查所工程师.