铜陵凤凰山矿区矽卡岩型铜矿床中硫化物球粒的特征与成因
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罗 印敏
（ 铜陵有 色金属集 团控股有限公司 地质勘察分公 司， 安徽 铜陵 ２ ４Ｏ ） ４ＯＯ
摘
要： 铜陵凤凰 山矿 区矽 卡岩 型铜矿床 中 ， 发现 由黄铜矿及 白铁矿构成的硫化物球粒 ， 笔者根 据镜下鉴 定 的球 粒
微细结构 、 构造特征 ， 将硫化物球粒分为似草莓状球粒 、 同心层 状球粒及 放射状 球粒 ， 同的球粒具 有不 同的形 成 不
有关黄铜矿及 白铁矿构成的硫化物球粒的特征 及成 因， 前文献 中尚未见有报导 。笔者在对铜陵 目
凤凰山矿区矽卡岩型铜矿床矿石的研究过程 中发现 了大量黄铜矿及白铁矿构成的硫化物球粒 ， 本文着 重阐述它们 的特征 ， 并对其演化过程及形成机理作
了初步的探讨。 通过对这些硫化物球粒的特征及演化过程进行 分析 ， 有助于对本 区矿床的成因、 形成过程及形成条 件做更深入的研究。
有两种 ， 即不含脉石层 的球 粒及含脉石层 的球
粒。
不含 脉石层 的同心层 状球粒 呈 圆球状 （ 图 见 ２， ） 粒径 ００ ５— ．８ｍ 具 ３ ２ 层 同心层 ， ．２ ００ ｍ， — ０ 层厚 度不一 ， 同心层 由白铁 矿层及 黄铜矿层相 问组成。 白铁矿呈它形 晶， 粒状 、 柱粒状 ， 粒径 ０ Ｏ ～ ．０ ５ ． １ ０ ０ ２ ｍｌ 白铁矿颗粒受到同心层的限制 ， ／， ｌ 未见穿层现象 ， 不具有放射状构造 ， 仅在个别球粒 的最外层 ， 白铁矿 略呈定 向排列 ， 柱状 的白铁矿微晶垂直于同心层壁
射状构造 。不同形态的球粒一般不共生。
３ １ 似草 莓状球 粒 的特 征 ．
石中。在显微镜下 ， 球粒呈 圆状 、 圆状 、 椭 似圆状 ， 粒 径大小不一 ， ０Ｏ ～ ．８ｍｎ 为 ． １ ０ ０ ／。球粒的矿物成分
为黄铜矿及白铁矿 ， 白铁矿微晶呈不 同的形态穿插 在 黄铜 矿 构成 的球 状 基底 中 ， 球 粒共 生 的金 属 矿 与 物主要有菱铁矿 、 黄铁矿、 黄铜 矿、 白铁矿 、 斑铜矿、 辉铜矿、 闪锌矿等。
ＬＵＯ ｎ ｍｉ Ｙｉ ． ｎ
（ ｅｌ ａ Ｓ ｒｅ ｅａｔ ｎ ｆ ｏ ｇｎ ｏ － ｒ ｕ ｔｌ ｒｕ ｏ ｐｎ ，ｏｇｉｇ ４ Ｏ Ｏ Ｃｉａ Ｇ ｏ晒ｃｌ ｕｖｙＤ ｐｒ ｔ Ｔ ｎｌ ｇＮ ｎｆ ｒ ｓＭｅ ｏｐＣ ｍ ａｙ Ｔｎ ｌ ２ ４ Ｏ ， ｈｎ ） ｍｅ ｏ ｉ ｅｏ ａＧ ｎ
还原条件下， 经固溶体分离作用 ， 白铁矿从 固相球粒 中分异结晶， 形成草莓状结构。
第 ３ 卷第 ２ ３ 期
２ １ 年 ４月 ０１
甘
肃
冶
金
Ｖ０ ． ３ Ｎｏ ２ １３ ．
Ａｐ ．， ０ １ ｒ ２ １
ＧＡＮ Ｕ ＭＥｎ Ｌ Ｓ Ｌ ＵＲ（ ； Ｙ
文章 编号 ：６ ２４ ６ （０ １ ０ －０ ５０ １７ － １ ２ １ ） ２０ ９ －４ ４
铜 陵凤 凰 山矿 区矽 卡岩 型 铜 矿 床 中 硫 化 物 球粒 的特征 与成 因
根据 白铁矿在球粒 中的形态及分布特点 ， 将球
粒分为三种类型 ： 似草莓状球 粒、 同心层状球粒 、 放 射状球粒。它们分别具有似草莓状、 同心层状及放
黄铜矿为显微胶状集合 体 ， 在不完全正交偏光
下呈均质性。大小不同的球粒常聚集在一起分布于 矿石 的裂 隙 中。
图 １ 似草莓状球粒 （ 白色为 白铁 矿 ， 黄色为黄铜矿 × ０ ） ２ ０
生长。白铁矿在球粒 中所 占比例为 ４ ％ 一 ８ ５ ８ ％。 球 粒 的核 心 为 黄铜 矿 ， 粒径 ０ ０ １ ． ０ ５—０ ０３ ．１ ｎｌ 同心层间及核心中的黄铜矿均呈均质性。个别 ｌ， ／ ｌ 球粒中可见到 由胶体的陈化作用而产生的同心圆状 裂纹 ， 裂纹宽约 ０ ０ １ ０ ０ ３ｍ 其间无矿 物充 ．０２— ．０ ｍ， 填。
第 ２期
罗印 铜陵 敏： 凤凰山 矿区 矽卡岩型 铜矿床中 硫化物球粒的 特征与 成因
９ ７
图 ２ 同心层状球粒 （ 白色为 白铁矿 。 ０ ０ 油浸物镜 ） ×１０
图 ３ 同心层状球粒 （ 色同心层 为脉石矿物 ｘ２０ 黑 ０）
４ 球粒 的成 因
４ １ 似草莓状球粒的形成 ． 对这种草莓状结构 的硫化物球粒的成 因， 一般 均认为是 同生沉积作用形成 ， 如铜 陵地 区黄龙组底
岩体周 围发育有多组断裂构造。区内出露的地层 自 向斜核部 向两翼为三叠系中下统 、 二叠系、 炭系、 石
方解石、 石英、 硅灰石 、 方柱石等。
甘
肃
Biblioteka Baidu
冶 金
第３ ３卷
３ 球 粒的特征
凤凰山矽卡岩型铜矿床 中的硫化物球粒 ， 主要 分布于角砾状矿石 中， 少数 分布于块状含铜菱铁矿
方式 。
关键词 ： 矽卡岩型铜矿床 ； 化物球粒 ； ； 因 硫 特征 成
中图分类 号 ：Ｓ ｌＰ １ ． １ Ｐ ｌ ；６ ８ ４ 文献标 识码 ： Ａ 、
Ｔｈｅ Ｃｈａ ａ ｔｒｓｉｓａ ｄ Ｃａ ｓ ｓ ｏ ｕ ｆｄ ｐ ｅ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｓ ａ ｎ－ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎ ｕ ｅ ｆＳ ｌ ｅ Ｓ ｈ ｒ ｓｉ ｈ ｋ ｒ ｉ ｌ ｐ ｒ ｈ ｒ ｐｐ ｒ Ｄｅ ｏ ｉｓｏ ｎ ｈ ｎ ｓ ａ ｅ Ａｒ ａ，Ｔｏ ｌｎ ｏ ｐ ｙ ｙ Ｃｏ ｅ ｐ ｓｔ ｆＦｅ ｇ ｕａ ｇ ｈ ｎ Ｏｒ ｅ ｎｇｉ ｇ
球 粒呈 圆球 状 （ 图 １ ， 径 ０ Ｏ 见 ）粒 ． １～０ ０５ ． ７ ｍｎ边缘较圆滑 ， ｌ， 仅在高倍镜下可见到边缘有小球 状的突起。白铁矿呈半 自形粒状均匀分布于以黄铜 矿构成 的球状基底中， 呈似草莓状构造 ， 中自铁矿 其 呈菱形切面， 粒径小于 ０ ０２ ｍ， ．０ ５ｍ 同一球粒 中， 球 粒 中心 及边 部 的 白铁 矿粒 径 、 态 及排 列方 式 一致 。 形 白铁矿 在球 粒 中所 占的 比例 为 ２ ％ ～６ ％ ， ４ ５ 白铁 矿 与黄铜矿之间未见溶蚀交代现象。
泥盆系、 志留系。出露的岩体有凤凰 山花 岗闪长岩 岩株及闪长岩岩脉、 正长斑岩脉和辉绿 岩脉 。凤凰 山花岗闪长岩体 同位素年龄值为 １３百万年， ３ 属燕 山晚期第二次侵入岩 ， 为该区成 矿母岩 。矿体主要
位于凤凰 山岩体与围岩 的接触变质带 中， 矿床成因 类 型为矽 卡 岩型 。
子能够 自发聚集成为球状或椭球状的硫化物凝胶球 粒， 以降低胶体粒子的表 面能。
重结晶阶段 ： 胶体凝 聚作用形成的硫化物球粒 ， 由于热液的快速冷凝 ， 球粒 尚未来得及分解 ， 便形成
同态的均相硫化物球粒。这 时， 球粒体系 中含有多
部 的草莓状黄铁矿就是沉积作用而形成。本文中的 草莓状硫化物球粒 ， 产于热液交代作用形成的矽卡
ｓ ｈ ｒｈｓｌ￣ｅ ｈ ｃ ｏｃ ｐ ． ｈ ｉ ｒｎ ｐ ｅｕｅ ｉ ｅｐ ｏｉｅ ｔ ｈ ｏｍａ ｏ ｆｄｔ ｅ ｔ们ｌｓ ｐ ｅ ｕ ｌ ｒｔｅｍｉｒｓ ｏ ｅ Ｔ ｅｄ ｅ ｔ ｈ ｒｔｓｗ ｌ ｂ ｒｖｄ ｄｗｉ ｔｅｆｒ ｔ ｎｏ ｌ ｌ ｓ ｌ ｈ ｉ ￣ｒｎ ｙ．
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１ ‘ 引言
方解石 、 石英等组成 ， 球粒的核心为黄铜矿 。 ３３ 放 射状 球粒 的特 征 ．
球 粒呈椭 圆状、 圆状 ， 似 粒径 为 ０ ０５～ ． ５ ． １ ０ ０ ｎｉ 边缘参差不齐 ， ｌ， ／ ｉ 白铁矿呈放射状分布于球粒中。
白铁 矿呈 柱状 ， 径 为 ０ ０ １ 粒 ．０５—０ ０ ２ｍ 从 球 粒 ． １ ｍ，
岩型铜矿床中， 部分硫化物球粒分布于矿石裂隙中， 显然它们不是 同生沉积作用形成的。为区别于由同 生沉积作用形成的草莓球状胶黄铁矿、 黄铁矿 ， 本文
将这种草莓状 的硫化物球粒的构造称为似草莓状构 造 。在热液交代作用 的过程 中， 似草莓状球粒的形 成经历 了两个阶段 。
种组分 ， 为进一步降低体系的自由能， 在弱酸性及弱
含脉石层 的同心层状球粒呈 圆球状 （ 见图 ３ ， ）
的中心向外 ， 白铁矿的晶粒逐渐减少而单 晶逐渐 变 大。白铁矿 占整个球粒 的 １ ％ 一 ２ ５ ４ ％。黄铜矿呈 它形 晶， 粒状 ， 正交偏光下呈弱非均质性 ， 可见黄铜
矿沿白铁矿的边缘及微裂 隙进行交代 ， 使局部呈 浸
蚀结构及交代穿孔结构。
状结构、 自形晶结构、 交代溶蚀结构 、 交代 网脉状结 构、 交代残余结构、 文象结构 、 压碎结构等为主。
矿石的矿物组成较复杂， 研究发现的矿 物有 四
斜的中段 。区内构造复杂 ， 在复向斜两翼及凤凰山
十余种 ， 中金属矿物主要有黄铜矿、 其 黄铁矿 、 磁铁 矿、 赤铁矿 、 斑铜矿、 菱铁矿 ； 其次有 白铁矿 、 辉铜矿 、 方铅矿、 闪锌矿、 磁黄铁矿 ； 脉石矿物主要为石榴石 、
矿 石 的 自然类 型 主要 为含 铜 石 榴 石矽 卡 岩 、 含 铜 磁铁矿 赤铁 矿 、 铜菱 铁 矿 、 砾状 矿 石 、 含 角 含铜 黄
铁矿、 含铜花岗闪长岩、 含铜大理石 。矿石呈浸染状 构造 、 块状构造 、 角砾状等构造。矿石结构以它形粒
２ 矿 区地质概况
铜陵凤凰山矿区位于下扬子 台坳、 新屋里复向
３２ 同心层 状球 粒 的特 征 ．
粒径 ００ ５— ．３ｍ 边缘平滑 ， ． １ ０ ０ ｍ， 局部被脉石矿物 溶蚀交代呈锯齿状。球粒具 同心层构造 ， 由硫化 物 层与脉石层相间组成 ， 同心层为 ２～ ５层不等。 同 ｌ 心层不平滑 ， 硫化物层厚 ００ １ ００ ５ｍ 由黄铜 ．０ — ．ｏ ｍ， 矿与白铁矿组 成， 白铁 矿在 球粒 中含 量在 １％ 一 ５ ３ ％之间。脉石层厚 ００ １ ００ ３ｍｌ 由菱铁 矿、 ２ ．０ ～ ．０ ｉ， ｌ
（ 铜陵有 色金属集 团控股有限公司 地质勘察分公 司， 安徽 铜陵 ２ ４Ｏ ） ４ＯＯ
摘
要： 铜陵凤凰 山矿 区矽 卡岩 型铜矿床 中 ， 发现 由黄铜矿及 白铁矿构成的硫化物球粒 ， 笔者根 据镜下鉴 定 的球 粒
微细结构 、 构造特征 ， 将硫化物球粒分为似草莓状球粒 、 同心层 状球粒及 放射状 球粒 ， 同的球粒具 有不 同的形 成 不
有关黄铜矿及 白铁矿构成的硫化物球粒的特征 及成 因， 前文献 中尚未见有报导 。笔者在对铜陵 目
凤凰山矿区矽卡岩型铜矿床矿石的研究过程 中发现 了大量黄铜矿及白铁矿构成的硫化物球粒 ， 本文着 重阐述它们 的特征 ， 并对其演化过程及形成机理作
了初步的探讨。 通过对这些硫化物球粒的特征及演化过程进行 分析 ， 有助于对本 区矿床的成因、 形成过程及形成条 件做更深入的研究。
有两种 ， 即不含脉石层 的球 粒及含脉石层 的球
粒。
不含 脉石层 的同心层 状球粒 呈 圆球状 （ 图 见 ２， ） 粒径 ００ ５— ．８ｍ 具 ３ ２ 层 同心层 ， ．２ ００ ｍ， — ０ 层厚 度不一 ， 同心层 由白铁 矿层及 黄铜矿层相 问组成。 白铁矿呈它形 晶， 粒状 、 柱粒状 ， 粒径 ０ Ｏ ～ ．０ ５ ． １ ０ ０ ２ ｍｌ 白铁矿颗粒受到同心层的限制 ， ／， ｌ 未见穿层现象 ， 不具有放射状构造 ， 仅在个别球粒 的最外层 ， 白铁矿 略呈定 向排列 ， 柱状 的白铁矿微晶垂直于同心层壁
射状构造 。不同形态的球粒一般不共生。
３ １ 似草 莓状球 粒 的特 征 ．
石中。在显微镜下 ， 球粒呈 圆状 、 圆状 、 椭 似圆状 ， 粒 径大小不一 ， ０Ｏ ～ ．８ｍｎ 为 ． １ ０ ０ ／。球粒的矿物成分
为黄铜矿及白铁矿 ， 白铁矿微晶呈不 同的形态穿插 在 黄铜 矿 构成 的球 状 基底 中 ， 球 粒共 生 的金 属 矿 与 物主要有菱铁矿 、 黄铁矿、 黄铜 矿、 白铁矿 、 斑铜矿、 辉铜矿、 闪锌矿等。
ＬＵＯ ｎ ｍｉ Ｙｉ ． ｎ
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还原条件下， 经固溶体分离作用 ， 白铁矿从 固相球粒 中分异结晶， 形成草莓状结构。
第 ３ 卷第 ２ ３ 期
２ １ 年 ４月 ０１
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Ｖ０ ． ３ Ｎｏ ２ １３ ．
Ａｐ ．， ０ １ ｒ ２ １
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文章 编号 ：６ ２４ ６ （０ １ ０ －０ ５０ １７ － １ ２ １ ） ２０ ９ －４ ４
铜 陵凤 凰 山矿 区矽 卡岩 型 铜 矿 床 中 硫 化 物 球粒 的特征 与成 因
根据 白铁矿在球粒 中的形态及分布特点 ， 将球
粒分为三种类型 ： 似草莓状球 粒、 同心层状球粒 、 放 射状球粒。它们分别具有似草莓状、 同心层状及放
黄铜矿为显微胶状集合 体 ， 在不完全正交偏光
下呈均质性。大小不同的球粒常聚集在一起分布于 矿石 的裂 隙 中。
图 １ 似草莓状球粒 （ 白色为 白铁 矿 ， 黄色为黄铜矿 × ０ ） ２ ０
生长。白铁矿在球粒 中所 占比例为 ４ ％ 一 ８ ５ ８ ％。 球 粒 的核 心 为 黄铜 矿 ， 粒径 ０ ０ １ ． ０ ５—０ ０３ ．１ ｎｌ 同心层间及核心中的黄铜矿均呈均质性。个别 ｌ， ／ ｌ 球粒中可见到 由胶体的陈化作用而产生的同心圆状 裂纹 ， 裂纹宽约 ０ ０ １ ０ ０ ３ｍ 其间无矿 物充 ．０２— ．０ ｍ， 填。
第 ２期
罗印 铜陵 敏： 凤凰山 矿区 矽卡岩型 铜矿床中 硫化物球粒的 特征与 成因
９ ７
图 ２ 同心层状球粒 （ 白色为 白铁矿 。 ０ ０ 油浸物镜 ） ×１０
图 ３ 同心层状球粒 （ 色同心层 为脉石矿物 ｘ２０ 黑 ０）
４ 球粒 的成 因
４ １ 似草莓状球粒的形成 ． 对这种草莓状结构 的硫化物球粒的成 因， 一般 均认为是 同生沉积作用形成 ， 如铜 陵地 区黄龙组底
岩体周 围发育有多组断裂构造。区内出露的地层 自 向斜核部 向两翼为三叠系中下统 、 二叠系、 炭系、 石
方解石、 石英、 硅灰石 、 方柱石等。
甘
肃
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冶 金
第３ ３卷
３ 球 粒的特征
凤凰山矽卡岩型铜矿床 中的硫化物球粒 ， 主要 分布于角砾状矿石 中， 少数 分布于块状含铜菱铁矿
方式 。
关键词 ： 矽卡岩型铜矿床 ； 化物球粒 ； ； 因 硫 特征 成
中图分类 号 ：Ｓ ｌＰ １ ． １ Ｐ ｌ ；６ ８ ４ 文献标 识码 ： Ａ 、
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球 粒呈 圆球 状 （ 图 １ ， 径 ０ Ｏ 见 ）粒 ． １～０ ０５ ． ７ ｍｎ边缘较圆滑 ， ｌ， 仅在高倍镜下可见到边缘有小球 状的突起。白铁矿呈半 自形粒状均匀分布于以黄铜 矿构成 的球状基底中， 呈似草莓状构造 ， 中自铁矿 其 呈菱形切面， 粒径小于 ０ ０２ ｍ， ．０ ５ｍ 同一球粒 中， 球 粒 中心 及边 部 的 白铁 矿粒 径 、 态 及排 列方 式 一致 。 形 白铁矿 在球 粒 中所 占的 比例 为 ２ ％ ～６ ％ ， ４ ５ 白铁 矿 与黄铜矿之间未见溶蚀交代现象。
泥盆系、 志留系。出露的岩体有凤凰 山花 岗闪长岩 岩株及闪长岩岩脉、 正长斑岩脉和辉绿 岩脉 。凤凰 山花岗闪长岩体 同位素年龄值为 １３百万年， ３ 属燕 山晚期第二次侵入岩 ， 为该区成 矿母岩 。矿体主要
位于凤凰 山岩体与围岩 的接触变质带 中， 矿床成因 类 型为矽 卡 岩型 。
子能够 自发聚集成为球状或椭球状的硫化物凝胶球 粒， 以降低胶体粒子的表 面能。
重结晶阶段 ： 胶体凝 聚作用形成的硫化物球粒 ， 由于热液的快速冷凝 ， 球粒 尚未来得及分解 ， 便形成
同态的均相硫化物球粒。这 时， 球粒体系 中含有多
部 的草莓状黄铁矿就是沉积作用而形成。本文中的 草莓状硫化物球粒 ， 产于热液交代作用形成的矽卡
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１ ‘ 引言
方解石 、 石英等组成 ， 球粒的核心为黄铜矿 。 ３３ 放 射状 球粒 的特 征 ．
球 粒呈椭 圆状、 圆状 ， 似 粒径 为 ０ ０５～ ． ５ ． １ ０ ０ ｎｉ 边缘参差不齐 ， ｌ， ／ ｉ 白铁矿呈放射状分布于球粒中。
白铁 矿呈 柱状 ， 径 为 ０ ０ １ 粒 ．０５—０ ０ ２ｍ 从 球 粒 ． １ ｍ，
岩型铜矿床中， 部分硫化物球粒分布于矿石裂隙中， 显然它们不是 同生沉积作用形成的。为区别于由同 生沉积作用形成的草莓球状胶黄铁矿、 黄铁矿 ， 本文
将这种草莓状 的硫化物球粒的构造称为似草莓状构 造 。在热液交代作用 的过程 中， 似草莓状球粒的形 成经历 了两个阶段 。
种组分 ， 为进一步降低体系的自由能， 在弱酸性及弱
含脉石层 的同心层状球粒呈 圆球状 （ 见图 ３ ， ）
的中心向外 ， 白铁矿的晶粒逐渐减少而单 晶逐渐 变 大。白铁矿 占整个球粒 的 １ ％ 一 ２ ５ ４ ％。黄铜矿呈 它形 晶， 粒状 ， 正交偏光下呈弱非均质性 ， 可见黄铜
矿沿白铁矿的边缘及微裂 隙进行交代 ， 使局部呈 浸
蚀结构及交代穿孔结构。
状结构、 自形晶结构、 交代溶蚀结构 、 交代 网脉状结 构、 交代残余结构、 文象结构 、 压碎结构等为主。
矿石的矿物组成较复杂， 研究发现的矿 物有 四
斜的中段 。区内构造复杂 ， 在复向斜两翼及凤凰山
十余种 ， 中金属矿物主要有黄铜矿、 其 黄铁矿 、 磁铁 矿、 赤铁矿 、 斑铜矿、 菱铁矿 ； 其次有 白铁矿 、 辉铜矿 、 方铅矿、 闪锌矿、 磁黄铁矿 ； 脉石矿物主要为石榴石 、
矿 石 的 自然类 型 主要 为含 铜 石 榴 石矽 卡 岩 、 含 铜 磁铁矿 赤铁 矿 、 铜菱 铁 矿 、 砾状 矿 石 、 含 角 含铜 黄
铁矿、 含铜花岗闪长岩、 含铜大理石 。矿石呈浸染状 构造 、 块状构造 、 角砾状等构造。矿石结构以它形粒
２ 矿 区地质概况
铜陵凤凰山矿区位于下扬子 台坳、 新屋里复向
３２ 同心层 状球 粒 的特 征 ．
粒径 ００ ５— ．３ｍ 边缘平滑 ， ． １ ０ ０ ｍ， 局部被脉石矿物 溶蚀交代呈锯齿状。球粒具 同心层构造 ， 由硫化 物 层与脉石层相间组成 ， 同心层为 ２～ ５层不等。 同 ｌ 心层不平滑 ， 硫化物层厚 ００ １ ００ ５ｍ 由黄铜 ．０ — ．ｏ ｍ， 矿与白铁矿组 成， 白铁 矿在 球粒 中含 量在 １％ 一 ５ ３ ％之间。脉石层厚 ００ １ ００ ３ｍｌ 由菱铁 矿、 ２ ．０ ～ ．０ ｉ， ｌ