安徽铜陵胡村铜钼矿床黄铁矿微量元素地球化学特征及其成因意义_吴亚飞

620 矿物学报 2013年 安徽铜陵胡村铜钼矿床黄铁矿微量元素

地球化学特征及其成因意义

吴亚飞，曾键年，李锦伟

（中国地质大学（武汉）资源学院，湖北武汉，430074）

胡村矿床是我国长江中下游多金属成矿带铜陵矿集区狮子山矿田中的一个大型层控矽卡岩型—斑岩型铜矿，近年来深部勘探工程又在原有胡村铜矿床基础上新发现了深部岩体中发育的钼矿床。然而，对于该矿床中深部“层状硫化物”的成矿物质来源和成因机制至今仍存在争议，主要有燕山期岩浆热液成因（常印佛等，1991；毛景文等，2004）和海西期喷流沉积—叠加改造成因（徐克勤等，1978；曾普胜，2002）这两种观点。随着地质科学的发展，黄铁矿的矿物学及其微量元素特征研究对于认识矿床的成因有着重要的意义。前人对胡村铜钼矿的研究工作侧重于矿床地质特征，此次在详细的野外观察和室内岩相学研究的基础上，从黄铁矿的微量、稀土元素出发，为探讨胡村矿床成矿物质来源及成因机制提供地球化学证据。

1 矿区地质概述

胡村铜钼矿床位于狮子山矿田的南部，构造上处在青山背斜北东段的南东翼或朱村向斜的北西翼，区内发育近SN、NNW和NNE向断裂。地表出露地层为三叠系中统分水岭组，发育不同程度的接触交代变质作用。胡村铜钼矿床分浅部和深部矿体两部分，浅部矿体见于地表以下300～600 m深度，矿体赋存于岩体与三叠系分水岭组至南陵湖组围岩的接触带上，呈不规则透镜状或薄板状，为典型的矽卡岩型铜矿床。深部矿床见于地表以下1000 m深度，发育于二叠系栖霞组地层、岩体及其接触带中。其中二叠系栖霞组地层中的矿体呈层状或似层状，产状平缓，厚度稳定，矿化以铜为主，部分层位发育钼矿化。发育于花岗闪长岩体中的矿化，在岩体南西侧主要发育铜矿化，北东侧邻近接触带处以铜矿化为主，往深部岩体内部仅见钼矿化。主要矿石矿物有黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、辉钼矿，次为闪锌矿、方铅矿、白铁矿，少量毒砂、金银矿、辉铋矿等。矿石具自形—半自形或他形粒状结构和交代结构，脉状、浸染状构造。

2 样品采集及分析方法

此次采集的样品为胡村矿床深部层状矿体中的铜（铁）矿石，主要为半自形—他形粒状结构，细脉状构造。样品经过室内洗净晾干，挑选内部新鲜部位，粉碎到60～80目，通过人工重砂法从样品中分离出黄铁矿，再在双目镜下手工挑选出黄铁矿，纯度高于99%。然后送至国家地质实验测试中心用等离子质谱仪（ICP-MS）测试稀土元素和微量元素含量。经重复样检测，分析精度优于5%，详细分析方法见刘亚轩等（2006）。

3 分析结果与讨论

本次实验工作测试了黄铁矿中的42种元素，主要包括Co、Ni、Cr、Sc、Ga、Ti、Mn、Bi、Sn、Cu、Pb、Zn、Cd、Se、Mo、REE等，均以10-6形式给出绝对含量。微量元素分析结果显示，黄铁矿中亲铜和亲铁元素（Co、Ni、Cr、Se、Ti）的含量均不高，变化范围较小，其中Co的含量为（14.0～80.3）×10-6，Ni为（12.0～60）×10-6，Cr为（1.48～10.7）×10-6，Se为（19.7～22.5）×10-6，Ti为（12.7～36.0）×10-6。黄铁矿中的成矿元素（Cu、Pb、Zn、Mo）含量较高，Cu含量为（601～629）×10-6， Pb、Zn、Mo依次为（64.0～294）×10-6、（137～1658）×10-6、（0.28～1.68）×10-6，Au、Ag含量低且在检测限之下。

Co、 Ni与Fe属于同族元素，它们具有相似的化学行为，Co、Ni常以类质同象的形式代替Fe而进入到黄铁矿中，Co/Ni比值常来用来探讨黄铁矿的形成环境和矿床成因。Bralia et al.（1979）在研究不同成因类型黄铁矿Co、Ni含量后认为，沉积黄铁矿的Co、Ni含量普遍较低，

基金项目：国家自然科学基金重点项目（批准号：41030425）

作者简介：吴亚飞，男，1989年生，硕士研究生，主要从事成矿

规律与成矿预测研究. E-mail：1007769152@

DOI:10.16461/ki.1000-4734.2013.s2.196

增刊矿物学报 621

图1胡村铜钼矿床黄铁矿Co-Ni含量关系图(ⅠⅡ区为沉积和沉积改造区，ⅢⅣ区为岩浆和热液区)图2胡村铜钼矿床黄铁矿与花岗闪长岩体稀土球粒陨石标准化分布型式图

Co/Ni<1；热液（脉状）黄铁矿的Co、Ni含量及Co/ Ni比值变化较大，一般1.17

REE3+的离子半径（0.977～l.16）×10-10与Fe2+的离子半径0. 7 8×10-10相差较远，REE3+很难替换黄铁矿矿物中阳离子，故硫化物中的REE主要赋存在流体包裹体中，因此，硫化物的REE组成特点可以直接反应成矿流体中REE的组成特点。胡村矿床中黄铁矿的REE含量总体偏低，ΣREE 平均值为1.90×10-6，LREE/HREE为1.43～5.27，La N/Yb N为 2.01～7.03，δEu为弱的正异常。在REE数据球粒陨石标准化分布型式图中（图2），黄铁矿具有轻稀土相对富集的特点，表现为右倾型，将胡村花岗闪长岩体与黄铁矿中稀土元素组成相比较，它们的稀土配分曲线型式一致，也进一步指示了成矿作用与燕山期岩浆活动关系密切。

值得注意的是，铜陵矿集区Cu、Au、Pb、Zn、Mo等成矿元素的异常通常紧密围绕燕山期侵入岩体分布，与地层关系不大（黄广环，2011）。胡村矿床矿体基本围绕岩体分布，靠近岩体的矿体厚度变大，远离岩体矿体逐渐变薄直至尖灭，这一地质事实并不符合喷流沉积成矿机制。因此认为本区矿床中“层状硫化物”主要受燕山期岩浆热液成矿作用控制，成矿物质大多来自岩浆体系。不同地层间岩性突变不整合面造成层间滑脱构造，作为控制矿体定位的构造薄弱面，其对成矿流体具有强烈的泵吸作用，使大量热液集中在不整合面附近卸载成矿物质，这可能是矿体以层状或似层状赋存于特定地层的原因。