西坞口矿区锡（钨）多金属矿床矿石矿物特征

2022-08-17周雪斐庾江华李同鹏

现代矿业 2022年7期

周雪斐庾江华李同鹏

（1.安徽省地质矿产勘查局322地质队；2.金属矿山安全与健康国家重点实验室）

西坞口矿区锡（钨）多金属矿床是安徽省内少有的以锡、钨矿为主的多金属矿，通过对该矿区的普查工作，结合偏光显微镜下的岩矿鉴定工作，查明了锡、钨元素的赋存状态。本研究结合相关测试分析结果，分别从矿石矿物、脉石矿物的共生状态以及蚀变程度等方面总结矿床矿石矿物特征，推断矿床类型、矿床成因，为矿区后续找矿工作提供参考。

1 矿床地质特征

西坞口矿区锡（钨）矿体受绩溪复背斜北东段次一级西坞口倒转背斜影响，矿体在走向及倾向上的空间分布、规模大小与NE 向断裂矿化带的发育程度密切相关，岩石破碎程度越高则矿体发育越多，规模也越大［1-3］。矿体围岩蚀变较发育，且具有分带性，分为硅化、角岩化、云英岩化、绢云母化4 个蚀变带［2］，且各蚀变带相互套合、叠加。矿体中心部位发育云英岩化、绢云母化，蚀变带向外侧过渡分别为角岩化及硅化带。

2 矿石矿物成分及其主要特征

2.1 矿石自然类型

根据大量的钻孔资料和镜下观察，钨锡矿床矿石可分为4 种自然类型：①脉状黄玉、石英、黑钨矿；②脉状黄玉、石英、黑钨矿锡石；③角砾状黄玉、石英、黑钨矿；④星散浸染状云英岩化花岗斑岩锡石矿石。

2.2 矿石矿物特征及嵌布特征

钨（锡）矿的矿石矿物为黑钨矿、锡石，伴生矿的矿石矿物为黄铜矿、辉钼矿、辉铋矿、绿柱石、萤石，另外金属矿物还有少量的磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、褐铁矿等。

2.2.1 黑钨矿

黑钨矿（钨锰铁矿）是钨矿的矿石矿物。黑钨矿黑色，氧化后棕黑色，半金属光泽，呈粗大晶体，常呈板状自形晶或半自形晶、不规则粒状［3］。晶体粒度一般为0.1～2.0 cm，最大晶体长轴可达6 cm。黑钨矿多生于黄玉石英脉状中（图1），少量呈细脉状等生成于构造角砾岩（碎裂岩）中，形成脉状构造和角砾状构造的矿石；黑钨矿在矿石中分布不均匀，如在含矿黄玉-石英脉中含量一般为微量至2%，局部可达8%～10%；黑钨矿晶体在遭受应力作用后可形成不等粒压碎结构，包裹并交代锡石、黄玉等矿物，又常被绢云母、石英、黄玉、黄铁矿、磁黄铁矿、辉铋矿、黄铜矿等矿物或集合体包裹、半包裹或交代，构成包含结构、交代浸蚀、交代骸晶和交代残余结构，与辉钼矿平行连生，呈间隙充填型、裂隙镶嵌型嵌布。

2.2.2 锡石

锡石是锡矿的矿石矿物。锡石褐色—深棕色，晶面金刚光泽，断面贝壳状，油脂光泽，高硬度，晶体为自形—半自形粒状、短柱状结构，常见膝状双晶。粒度多为0.02～2.0 mm，最大可达5.0 mm；锡石生于部分黑钨矿、黄玉石英脉及黄玉化云英岩脉中，形成脉状构造的锡钨矿矿石，亦呈稀疏浸染状生于云英岩化花岗斑岩中。云英岩化越强，锡石矿化也越强，但锡石含量一般不超过岩石总量的1%～2%，形成星散浸染状构造的锡石矿石。锡石在矿石中分布极不均匀，可被绢云母、石英、黄玉、黑钨矿、磁黄铁矿等矿物或集合体包裹或交代，构成包含结构、交代浸蚀、交代骸晶和交代残余结构，主要呈间隙充填型嵌布。

2.2.3 黄铜矿

黄铜矿是伴生铜矿的矿石矿物。黄铜矿铜黄色，金属光泽，硬度中等，无解理，半自形—他形粒状结构，粒度多为0.05～1 mm，最大可达4.0 mm、黄铜矿含量较少，但分布普遍，在各类矿石中均有分布；黄铜矿经过用氨水加双氧水浸蚀后，可显示很好的内部聚片双晶结构（图2），可包裹及沿边缘或裂隙交代黑钨矿、黄铁矿、磁黄铁矿，构成包含结构，交代浸蚀、交代残余结构，主要呈间隙充填型、毗连镶嵌型、包裹型嵌布。

2.2.4 辉钼矿

辉钼矿是伴生钼矿的矿石矿物。辉钼矿铅灰色，晶体叶片状结构，叶片可呈弯曲状，生于脉状锡钨矿石中，含量甚少。辉钼矿与黑钨矿平行连生，还与磁铁矿、锡石、磁黄铁矿、辉铋矿、黄铜矿等共生，呈间隙充填型嵌布。

2.2.5 辉铋矿

辉铋矿是伴生铋矿的矿石矿物。辉铋矿锡白色，金属光泽，他形晶结构，粒度多为0.05～0.2 mm；辉铋矿生于脉状钨矿石和脉状锡钨矿石中，含量少。辉铋矿沿边缘或裂隙交代黑钨矿，构成交代浸蚀结构（图3），交代磁黄铁矿，构成交代浸蚀结构和反应边结构，还与磁铁矿、黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿等共生，主要呈裂隙镶嵌型、镶边型嵌布。

2.2.6 绿柱石

绿柱石是伴生铍矿的矿石矿物。绿柱石浅绿色，玻璃光泽，粒状、短柱状结构，粒度为0.3～3.0 mm。绿柱石在薄片中无色，最高干涉色为一级灰至白，平行消光，负延性［4］。绿柱石生于脉状钨矿石中，分布极不均匀，量少，在矿脉中生于鉄锂云母的内侧，萤石的外侧（萤石处于矿脉的中心或充填空洞），又可包裹并交代较小颗粒的鉄锂云母，主要呈裂隙镶嵌型嵌布。

2.2.7 萤石

萤石呈无色、紫色、浅绿色，自形—半自形粒状，正交偏光下呈均质性，分布普遍，在各类矿石中均可见到，量少。在本矿内Ⅳ号带0～8 线独立成矿，可供单独开采，主要呈粒间充填型嵌布。

2.3 与成矿有关的主要非金属矿物

2.3.1 黄玉

黄玉在脉状构造的钨矿石、锡钨矿石中、在星散浸染状构造的锡矿石中，均为重要的脉石矿物。在星散浸染状构造的锡矿石中，黄玉交代花岗斑岩中的钾长石和斜长石等，云英岩化越强，生成的黄玉越多。黄玉也交代锡石，构成交代浸蚀、交代骸晶和交代残余结构，黄玉为半自形—他形的细粒—微粒状变晶结构，粒度为0.03～0.30 mm，属细粒—微粒级。在脉状构造矿石中，黄玉多生于脉壁附近，为自形—半自形—他形不等粒状结构（图4），粒度多为0.03～3.00 mm，最大可达12 mm。黄玉可包裹并交代黑钨矿，构成包含结构、交代浸蚀、交代残余结构，黄玉晶体多裂纹，沿裂纹被绢云母交代，形成交代网状结构，主要呈粒间充填型、毗连镶嵌型、间隙充填型嵌布。

2.3.2 石英

石英在脉状构造的钨矿石、锡钨矿石中、在星散浸染状构造的锡矿石中，均为主要的脉石矿物。部分石英为原岩即花岗斑岩中的石英，随着云英岩化（伴随锡石矿化）有部分半自形—他形的后生石英生成，且云英岩化越强，后生的石英越多。在脉状构造矿石中，石英呈多期次生成，脉宽多为0.5～5.0 cm，少数在10 cm 以上，属细脉级。早期的石英脉（属高温热液脉）中不仅含黄玉，还含有黑钨矿、锡石，构成钨矿石或锡钨矿石。脉中石英晶体可呈自形—半自形柱状结构，可以脉壁为基底向脉的内部生长，形成梳状构造，也可呈半自形—他形粒状结构，石英可包裹并交代黑钨矿、锡石，形成包含结构、交代浸蚀结构。在应力作用下，石英晶体裂纹发育，常见破碎，波状消光明显，可被晚期的石英细脉（中低温热液脉、不含黑钨矿和锡石）切穿，甚至成为角砾，被晚期的脉石英胶结呈角砾状构造，主要呈粒间充填型、间隙充填型嵌布。

2.3.3 绢云母-白云母

绢云母-白云母在角砾状钨矿石中是主要的脉石矿物，在脉状构造的钨矿石、锡钨矿石中及星散浸染状构造的锡矿石中，是重要的脉石矿物。在星散浸染状构造的锡矿石中，绢云母交代花岗斑岩中的钾长石和斜长石及石英等，云英岩化越强，生成的绢云母越多，晶体越大，绢云母变为白云母、在脉状构造的矿石中，绢云母生于晚期的石英脉中，或晚期的微裂隙中，可局部交代石英，可沿裂纹或解理交代黄玉，构成交代网状结构。在角砾状矿石中，角砾和填隙物成分为含砂、砾质的泥岩，经强度不等的硅化和云英岩化，生成大量的绢云母，主要呈毗连镶嵌型嵌布。

2.4 矿物生成顺序

经过分析矿石中矿物组合及其相互关系，确定的主要矿物生成的先后顺序如图5所示。

3 矿石结构构造

3.1 矿石结构

（1）自形—半自形粒状、短柱状、板状结构。

（2）多见自形—半自形的粒状、短柱状和自形—半自形板状的黑钨矿。

（3）半自形—他形粒状结构。黄铜矿、辉钼矿、辉铋矿、绿柱石为半自形—他形粒状结构。

（4）内部环带结构、聚片双晶结构。黄铁矿、黄铜矿经过化学试剂浸蚀后，显示晶体内部的环带结构和聚片双晶结构。

（5）压碎结构。由黄铁矿、黑钨矿在压应力作用下强烈破碎成不等粒棱角状碎屑，被磁黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿等胶结构成的。

（6）固溶体分离结构。磁黄铁矿和闪锌矿，在高温时呈固溶体状态，温度下降后，磁黄铁矿呈小颗粒叶片状在闪锌矿晶体中出溶，形成固溶体分离结构。

（7）包含结构。由黑钨矿包裹或半包裹锡石、黄玉，黄玉包裹锡石、黑钨矿，黄铜矿包裹或半包裹黑钨矿、黄铜矿、磁黄铁矿等构成。

（8）交代浸蚀、交代骸晶、交代残余结构。由黑钨矿交代锡石，黄铁矿、磁黄铁矿［5］、黄铜矿及石英、黄玉、绢云母等交代黑钨矿或锡石构成。

（9）反应边结构、交代网脉状结构。由辉铋矿交代磁黄铁矿、绢云母交代黄玉构成。

（10）细粒结构。由大量的细粒状黑云母构成，黑云母一组极完全解理，多为自形—半自形粒状，粒度多为0.1～0.8 mm，属细粒级。

3.2 矿石构造

（1）脉状、网脉状构造。是钨矿和锡钨矿矿石的主要构造类型，多为含矿黄玉-石英脉，两者的含量通常以一种为主，另一种为辅，呈此消彼长的负相关，少数基本为单一脉石矿物，如含矿石英脉岩或含矿黄玉脉岩，脉宽多在5 cm 以下，少数在10 cm 以上，属细脉型。当细脉密集出现时，呈网脉状构造，矿脉是多期次生成的。

（2）角砾状构造。在构造应力作用下，发生强烈破碎，较大的碎块成为角砾，填隙物为更细小碎屑及少量的岩粉，形成角砾状构造（或碎裂构造）。含黑钨矿的黄玉石英细脉呈断续状或不规则状生成于岩石角砾之间，形成角砾状构造矿石。早期的含矿石英脉岩或花岗（斑）岩受应力作用，发生强烈破碎，并被晚期的含矿脉石英胶结，局部形成角砾状构造（或碎裂构造）矿石。

（3）块状构造、星散浸染状构造。云英岩化花岗（斑）岩为块状构造，同时有少量锡石交代生成，锡石很不均匀的呈星散状分布，含量不超过全岩总量的2%～3%，构成星散浸染状构造的锡矿石。

（4）梳状构造。在含矿石英脉中，柱状石英晶体以脉壁为基底，向脉中心生长，形成梳状构造。

（5）空洞（晶簇）构造。在脉状及角砾状矿石中，常见空洞构造，洞体大小多在10 mm以内，不规则状，洞内充填生成少量绿泥石、或萤石、或绢云母、或高岭石、或褐铁矿，少数洞体内生成自形的石英晶簇，形成晶簇构造。