矿石中矿物生成顺序的确定

侯青亚

（中国冶金地质总局第三地质勘查院，山西 太原030002）

同一矿化阶段内，能形成一组矿物，这些矿物不是都在同一时间内形成的，各种矿物形成的时间关系称为矿物的生成顺序，如先后生成、同时生成和超覆生成关系，反映了矿物的生成顺序。矿物生成顺序决定于矿物形成时的物理化学条件等特点，因此通过矿物生成顺序的研究，可以了解矿物形成时的温度、压力、含矿介质变化、氧化还原情况、主要造矿矿物的富集规律和形成方式等，从而给矿化演变提供一定的实际资料，便于对矿化特点进行分析。

1 矿物生成顺序的确定

搞清矿石中各矿物的沉淀时间顺序，是了解矿物之间相互关系和矿石形成方式的基础，最终利用对于成矿过程的了解，分析矿体内矿石富集的趋势和变化规律。

同一个成矿阶段或成矿期内，沉淀一系列的矿物，由于各种原因，矿物沉淀时间表现为相对的先后顺序，这可以从矿石结构的研究确定。矿物生成顺序的确定必须是在成矿阶段或成矿期已经划分的基础上进行的。同一个成矿阶段内各矿物的生成顺序有先后，主要原因是某种矿物未沉淀之前在矿液内所呈的溶解化合物当时的稳定性顺序决定的，最不稳定的最先沉淀。通常沉淀的矿物与当时矿液中它所呈的化合物，成分上是不一致的，例如黄铜矿当时并不是呈可溶的液相的CuFeS2。矿液中化合物不稳定的原因不外乎是：熔点高，温度下降时先沉淀，化合物溶解度小，复杂化合物的分解，与固相反应，气体逸失或压力降低使某些化合物溶解度降低，某些成份过饱和，成分不同的溶液的中和与反应，氧化-还原电位的急剧变化，溶液pH值的改变、温度下降等等，必须指出，同样几种矿物，在不同的矿床形成环境中，生成顺序并不是一样的，这与矿液中元素的相对浓度、其他物理化学因素有关，不是一成不变到处适用的，一定要根据实际观察确定。根据若干矿床的实际观察得出的可靠经验，某些矿物之间的生成顺序确是相对固定的，但是也只能供参考，不能作为根据。不同成矿期或成矿阶段的矿物伴生，当然生成顺序照例应该是明显的，但是如果期和阶段的划分不清楚，单凭小范围内矿物晶粒之间的伴生关系也不一定能正确判别。

2 矿物生成顺序的判别

矿物的生成顺序如何判别，下面着重说明矿物生成顺序的几种表现形式：先后沉淀、同时沉淀、超覆沉淀。

1）先后相继沉淀。甲矿物领先沉淀表现出比乙矿物早，例如甲被乙溶蚀、交代，而从未见到相反的情况。甲矿物沉淀早，结束也早，乙矿物沉淀发生在甲全部沉淀之后。

2）同时沉淀。包括两种情况：两种矿物几乎同时从矿液中沉淀，分别结晶；既成固相的矿物，在沉淀后不久或很久，分解成两种或更多的矿物相，从甲中分解出乙，或甲分解为乙和丙，是同时发生的。分别结晶的矿物往往形成共生边界，两种矿物以平整的界面或晶面毗邻。共结（或共熔）是溶液中两种化合物在一定温度时按一定的量比共溶，冷却到一定温度时也开始按一定的量比同时沉淀，按共结比同时结晶出两种矿物，直到完全结晶完毕或其中的一个组份共结比结晶完毕为止。矿石结构往往成紧密的交生，如蠕虫状、文象状。但是应注意与交代、固溶体分解等结构区别。固溶体分解，凝胶混合物的分别凝结析出、变质时的重结晶、复杂成分的矿物分解，都是矿物连晶同时生成的证据。胶体沉积的颗粒环带结构、鲕粒内赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、鲕绿泥石的环带，虽然化学条件和矿物组成明显改变，也不妨说是“同时”生成的特殊表现。

3）超覆沉淀。两种矿物的关系，既有明显的先后，也有同时沉淀的证据。具体情况可能有：甲乙同时开始沉淀，但结束有先后；甲先沉淀，乙后沉淀，但甲乙沉淀几乎同时结束；甲先沉淀先结束，在甲沉淀的过程中乙随后沉淀，但乙结束晚；也有甲沉淀早于乙，但结束晚于乙。证据都可靠，说明两者的沉淀时间有一段重合，也有一段超前或落后。另一类情况是由于矿物多世代，甲的第一个世代沉淀完毕，乙沉淀，乙沉淀完毕，甲的第二个世代开始沉淀，中间并没有时间重合。例如晶粒内部的环带结构，不同组份的环带反复交替。同一个成矿阶段沉淀的累层带状构造中矿物先后重复出现也是如此。超覆沉淀在热液矿床和化学沉积矿床中很常见。

3 矿物生成顺序在显微镜下的判别

判断矿物的生成顺序应结合手标本和矿石磨光片的观察，主要在反光显微镜下观察矿石光片，查明矿物之间的相互接触关系。

矿物形成时间的早晚不同，某些矿物形成以后另一种矿物才开始形成。其确定标志有：

3.1 穿插关系及有关的矿石结构

一种矿物呈细脉穿插另一种矿物的颗粒，被穿插的矿物生成的早。交叉结构和网状结构可以确定矿物的先后顺序，以及充填矿脉中矿物由脉壁向中心依次沉淀也反映了由早到晚的生成顺序，这种标志可信且便于掌握。

3.2 交代关系及其典型结构

矿石中交代关系一般比较普遍，众所周知，被交代的矿物是早形成的。确定交代关系需注意以下交代现象：

1）交代矿物常以尖角状插入被交代矿物中。如交代矿物呈各种不规则的多角形、星形或十字形，系沿着各种微细裂隙交代早形成的矿物。

2）被交代矿物常呈港湾-孤岛状。由于交代作用的结果，被交代矿物视为大陆呈港湾状，使受交代而分割出的部分呈比较浑圆的孤岛状分布在交代矿物中。

3）被交代矿物晶粒或集合体内部或边缘具明显的溶蚀边。

此外，由交代作用形成的格状结构、残余结构、骸晶结构、镶边结构和假象结构以及各种代晶结构等，其中显然被交代的矿物形成较早，因此均能确定矿物生成的先后顺序。交代现象比较复杂，不易确定，必须仔细和广泛地观察，综合多种现象才能取得符合实际的结论。

3.3 填隙关系及某些结晶结构

晚形成的矿物沿早期矿物的颗粒间隙或其他空隙充填交代，以及结晶作用形成的自形粒状结构（早形成的矿物颗粒一般呈自形晶）、他形粒状结构（晚形成的矿物颗粒多呈他形晶）、海绵陨铁结构（金属矿物形成晚于硅酸盐矿物）、斑状结构（斑晶形成早于基质矿物）以及包含结构（被包含的矿物颗粒形成早）等等，均能作为矿物先后顺序的标志。

4 矿物同时生成的标志

1）固溶体分解结构。固溶体分解而成的主客晶两种矿物属同时形成的，其接触边缘平滑。如乳浊状、叶片状、格状及结状等结构能作为矿物同时形成的可靠标志。

2）矿物颗粒呈共结边接触。矿物的接触边界较平整，或呈舒缓波状，无相互插入或溶蚀现象，二者为同时形成。常见于由结晶或重结晶作用形成的某些矿物颗粒。

3）重结晶作用形成的各种变晶。变晶代表同时形成的，如花岗状变晶及放射状变晶等。

5 矿物超覆生成的标志

两种矿物颗粒形成时间有重叠的称为超覆。如某些矿物形成尚未结束，另一种矿物已开始形成，或两种矿物同时形成不同时结束，或先后形成而同时结束均为超覆关系。自然界的矿物其形成呈超覆关系的是比较常见的。其识别依据是，既有两种矿物先后形成的标志也有同时形成的标志。

6 结语

根据矿物组合、矿物空间分布、矿石结构、成矿阶段和矿物生成顺序，可以了解成矿主要过程的发展历史，例如矿石沉淀的物理化学环境、主要金属从矿液析出的顺序，矿石形成的方式。对照矿床中矿物组合空间分布的编录材料，初步知道沿走向、倾向、深度的变化，研究矿石贫富、矿石类型与构造、岩性及蚀变，成矿过程本身存在什么联系。这样，就有了事实根据和理论指导去分析和理解矿体中已揭露的情况，进而推断矿床内矿石富集的变化趋势。