矿相学课程作业

2020年3月25日矿相学课程作业目录1绪言.........................................................................................................22矿物的描述.............................................................................................23矿石的构造和结构................................................................................63.1矿石构造.......................................................................................63.2矿石结构.......................................................................................74矿化阶段和矿物的生成顺序..............................................................105结束语....................................................................................................115.1矿物的成因类型..........................................................................115.2矿石工艺评价.............................................................................126总结........................................................................................................132矿相学课程设计——以紫金山为例1绪言所研究的矿石产于紫金山金铜矿床，为高硫型浅成低温热液铜矿床，矿床位于中浅剥蚀的紫金山火山机构旁侧，现存的火山机构由复式斑岩筒(上部为英安斑岩、下部为花岗闪长斑岩)、隐爆角砾岩环和外侧的热液角砾岩脉组成，蚀变矿化环绕岩筒中的英安斑岩体分布。特征蚀变有地开石化、石英明矾石化、氯黄晶化、重晶石化，并具环带状蚀变分带。铜矿化主要沿NW向裂隙带分布在岩筒两侧的石英-地开石-明矾石化带中，矿化发生在石英明矾石化之后。矿体由密集的NW向矿脉群构成，矿石呈平行细脉状构造。在显微镜下见到的金属矿物主要有蓝辉铜矿、铜蓝、硫砷铜矿和黄铁矿，少量黄铜矿、斑铜矿和黝铜矿等；随着矿化深度及与火山机构距离的增加，黄铜矿和斑铜矿增多，蓝辉铜矿和硫砷铜矿减少。Cu是唯一主成矿元素，伴生Au、Ag、Ga和S等。非金属矿物主要有石英。2矿物的描述（1）蓝辉铜矿4Cu2S•CuS（Digeniteneodigenite）反射率R介于闪锌矿和黝铜矿之间，硬度小，反射色为灰蓝色或浅蓝色，不显反射多色性，在正交偏光镜下无内反射色，均质矿物。蓝辉铜矿在矿石中含量约为12%，粒径区间为0.1～1mm，平均颗粒直径为0.4～0.6mm，属于细粒嵌布。蓝辉铜矿常呈脉状、网脉状和浸染状交代黄铁矿与斑铜矿，多呈他形不规则粒状（图2-1、图2-2）。图2-1蓝辉铜矿呈脉状侵蚀交代黄铁矿图2-2蓝辉铜矿与铜蓝固溶体分离3（2）铜蓝CuS（covellite）反射率R介于闪锌矿和黝铜矿之间，硬度小，反射色为深蓝色，具有双反射色（深蓝色-紫色-浅蓝色），在单偏光镜下不具内反射，强非均质性矿物。铜蓝在矿石中约占10%，粒径区间为0.5～2mm，平均粒径为1～1.5mm，属于细粒嵌布。铜蓝呈页片状、板状状态出现，多分布于蓝辉铜矿中或是边缘，推测在高温热液阶段铜蓝与蓝辉铜矿为固溶体，然后在中低温热液阶段固溶体分离而使铜蓝呈现为页片状、板状（见图2-3、图2-4）。图2-3铜蓝与蓝辉铜矿为固溶体分离图2-4铜蓝与蓝辉铜矿固溶体分离DigPyDigCob4（3）黄铁矿FeS2（pyrite）反射率R介于方铅矿和黄铁矿之间，硬度大，反射色为淡黄色、黄白色，不显反射多色性，在正交偏光镜下无内反射色，均质矿物。黄铁矿在矿石中含量约为15%，粒径区间为0.02mm～1.5mm，一般颗粒直径为0.5～1mm，属于细粒嵌布。黄铁矿常呈自形-半自形晶及棱角状碎粒，多被斑铜矿、蓝辉铜矿等交代呈交代残余结构（见图2-5、图2-6）。（4）硫砷铜矿Cu3(As,Sb)S4（enargite）反射率R介于闪锌矿和黝铜矿之间，硬度中，反射色为灰白色带粉红色，不显双反射与反射多色性，在正交偏光镜下无内反射色，强非均质性（淡蓝-淡绿-淡红）。硫砷铜矿在矿石中约占5%，粒径区间为0.01mm~0.25mm，一般颗粒直径为0.1～0.2mm，属于微粒嵌布。硫砷铜矿与斑铜矿自形晶密切共生，分布于黄铁矿粒间，以不均匀浸染状分布，被黄铁矿侵蚀交代，以似文象结构分布，也见分布于脉石矿物粒间。图2-7黄铁矿侵蚀交代图2-8硫砷铜矿与斑铜矿自形晶密切共生图2-5黄铁矿被铜蓝矿交代呈交代呈骸晶图2-6黄铁矿呈棱角状碎粒DigCobCobDigPyPyCob5（5）斑铜矿Cu5FeS4（bornite）反射率R介于闪锌矿和黝铜矿之间，硬度小，反射色为淡玫瑰红色，不显双反射色与反射多色性，在正交偏光镜下无内反射现象，均质矿物。斑铜矿在矿石中含量约为2%，粒径区间为0.1～-0.3mm，一般颗粒直径为0.15～0.2mm，属于微粒嵌布。斑铜矿多呈他形粒状，分布于蓝辉铜矿中，被蓝辉铜矿侵蚀交代，有些分布于黄铁矿裂隙中，充填交代黄铁矿，同时亦可见黄铁矿被斑铜矿交代呈残余岛状结构。（6）石英SiO2（quartz）反射率R低于闪锌矿，硬度大，反射色为深灰色，不显双反射色与反射多色性，在正交偏光镜下有内反射现象（淡绿色-淡黄色-乳白色，具有云雾状感觉），均质矿物。图斑铜矿被蓝辉铜矿侵蚀交代成骸晶图斑铜矿被蓝辉铜矿和黄铁矿侵蚀交代成PyEnEnBnBnDigDigBnPy63矿石的构造和结构3.1矿石构造矿石为浸染状、角砾浸染状、网脉浸染状、网脉状、脉状和角砾状等复杂的结构和构造。（1）脉状构造（图3-1-1）蓝辉铜矿以脉状交代充填于中细粒花岗岩间，显示出现了明显的热液交代充填特征。（2）细脉浸染状构造（图3-1-2）蓝辉铜矿和铜蓝以细脉浸染状构造交代充填中细粒花岗岩的黄铁矿中。Dig7（3）角砾状构造（图3-1-3）石英角砾状被蓝辉铜矿和铜蓝胶结。3.2矿石结构铜矿石结构繁多，以交代残余结构、他形—自形晶粒状结构、固溶体分离结构、侵蚀结构为主，其次有交代填隙结构、骸晶结构、交代似文象结构等。（1）交代残余结构（图3-2-1）黄铁矿被蓝辉铜矿侵蚀交代残留呈孤岛状分布，PyDigDigQQDig8说明黄铁矿先生成。（图3-2-2）黄铁矿交代蓝辉铜矿和斑铜矿，呈星点状分布，表面蓝辉铜矿和斑铜矿先生成。（2）他形-自形晶粒结构（图3-2-3）铜蓝在蓝辉铜矿中自形较好呈叶片状。（3）骸晶结构（图3-2-4）黄铁矿晶体被铜蓝交代成骸晶，表明该黄铁矿在铜蓝之前生成。图3-2-1图3-2-2DigDigDigBnPyPyCob9（4）交代似文象结构（图3-2-5）黄铁矿被蓝辉铜矿交代成似文象结构。DigCobPyPy104矿化阶段和矿物的生成顺序紫金山矿床有着活跃的热液活动系统。热液活动始于燕山晚期花岗闪长岩和次火山岩英安斑岩侵位之后，历经多次隐爆及热液角砾岩化、中低温热液活动等一系列地质作用过程。根据成矿作用、矿物共生组合，可将次火山热液成矿期划分为4个成矿阶段。（1）石英-绢云母化阶段：石英绢云母化是矿床形成最早、分布最广的热液蚀变，主要分布于矿床深部及外围广大地区。（2）石英-地开石化阶段：地开石化发生于石英绢云母化之后，主要分布于矿床中上部。地开石多呈面型叠加交代绢云母，少量呈脉状穿插岩石。（3）石英-明矾石化阶段：石英明矾石化发生于地开石化之后，引爆及热液角砾岩化期间，叠置在石英-地开石带之中。石英和明矾石多呈面型叠加交代地开石或绢云母，晚阶段呈脉状分布。（4）硅化阶段：铜矿化之后，上升的热液流体逐渐衰竭，大气降水作用增强。在富含氧的低温热液作用下，浅部的金属硫化物被氧化，游离出的硫酸对岩石产生酸淋滤，形成多空状硅化岩石。成矿期次火山热液成矿期成矿阶段石英-绢云母石英-地开石石英-明矾石阶段硫化物阶段低温硅化石英绢云母地开石明矾石黄铁矿硫砷铜矿斑铜矿铜蓝蓝辉铜矿黄金褐铁矿115结束语5.1矿物的成因类型从矿石的矿相学组构特征中可以看出本区矿石脉状构造发育，显示了明显的热液交代充填特征；根据矿石结构关系，判断各矿物的生成顺序，显示了成矿的多期性；褐铁矿的出现反映了矿床经历了表生氧化作用，说明矿石经历了从内生热液交代和次生氧化作用过程。根据前人文献资料，本区主要铜矿物形成于燕山晚期早、晚期隐爆矿化阶段，早期热液携带大量铁、铜、硫、砷等矿化物质，沿节理裂隙带充填沉淀，形成黄铁矿与较自形的铜矿物(主要是硫砷铜矿及少量的块硫砷铜矿和黝铜矿类)矿物组合，其中铜矿稍晚于黄铁矿生成，交代黄铁矿呈残余状。晚期，抬升，并经剥蚀，矿石在近地表处氧化，其中硫被氧化成硫酸根。原生铜矿在氧化带和次生富集带，形成辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝等，酸性溶液对围岩的渗滤交代，形成地开石化、明矾石化、铜矿化等蚀变矿化组合。本区铜矿石主要与氧化淋滤哑带和次生富集亚带关系密切。氧化淋滤亚带处于地下水强烈垂直渗透带中，气液活动具有垂向运动的特点，而在次生富集亚带则具有水平运动的特点，两者交汇部位的混合作用使期后热液形成循环对流，强烈的酸性流体使铜矿石溶解成硫酸铜溶液，交代其他硫化物后形成蓝辉铜矿和铜蓝(部分为火山热液阶段形成)等富含铜的矿石在附近区域富集成矿。在次生富集亚带的北东侧，次生富集作用常沿北西向构造裂隙向下渗透，少量含矿热液在此富集，从而形成次生金矿与原生铜矿呈“互层”交替分布，而构造裂隙的不规则分布也使得金铜矿石呈分散状态。因此，北西向构造裂隙发育也是铜矿富集的一个重要因素。根据铜矿石在矿床中的空间和时间的演化特点及岩石矿物学特征，综合其它各方面的信息，前人认为紫金山金铜矿床为燕山晚期火山一次火山热液活动作用下，受侵入体控制形成多个蚀变分带，成矿物质在密集的裂隙带和网脉状裂隙系统富集而形成中低温浅成热液铜金矿床旧J。上部为低温热液一次生富集金矿床，下部为原生硫化铜矿床。燕山早期浅源酸性岩浆沿宣和复背斜轴部侵入，构成紫12金山地区的主体岩性。燕山晚期，大规模深源中酸性岩浆的超浅成侵入及喷出地表，形成火山机构，并发生两期隐蔽爆破作用。其后发生的火山一次火山热液活动是紫金山式金铜矿床的主要成矿作用，铜矿化主要发生于该阶段；它不仅提供热液，也提供硫源和部分水源以及成矿物质，同时形成大规模的北西向构造裂隙密集带。火山热液期后由于大气降水的大量参与，成矿作用逐渐过渡到低温热液期，并在上部形成低温硅帽，伴生着重要的金矿化作用。氧化作用使金在地表贫化，并在氧化带中部发生富集，同时使氧化带中的铜矿受到破坏。而后在挽近地质时期，矿区处于相对隆起地段，矿床受到剥蚀和氧化作用，在现代地形线以下至潜水面附近，含铜硫化矿石遭受强烈淋滤流失，在氧化淋滤亚带下部形成金的次生富集，次生富集亚带下部形成铜的富集，从而使该矿床具有上部次生金矿、下部原生铜矿的矿床垂直分带特征。总上所述，紫金山铜矿成因类型应为斑岩—高硫浅成中低温热液铜矿床，金矿成因类型则为高硫浅成低温热泉—氧化金矿床，则紫金山矿床是典型的石英－硫酸盐型浅成热液铜金矿床。5.2矿石工艺评价（1）矿石有益组分主要有