路边的切坡上有一片黄褐色蚀变岩,敲开是细粒灰白石头,表面散着金属光点。多数人当成普通黄铁矿化,看一眼就走。真正该看的是蚀变的分圈:从中心向外,钾化、绢英岩化、青磐岩化依次换色,这种同心结构在别的矿床类型里少见。
先看蚀变分带:从中心往外三圈依次换色
斑岩铜矿的蚀变是同心分带的,中心钾化带由钾长石与黑云母把原岩染成肉红色至暗绿色,半径常在数百米。向外是绢英岩化带,白云母与石英把岩石漂白,黄铁矿骤然增多。最外的青磐岩化带以绿泥石、绿帘石、方解石为主,可外延 1–3 公里。
分带顺序比单块岩石的颜色可靠。风化和淋滤会把钾化带的红色洗成褐色,青磐岩化的绿色晕圈却很难被完全抹掉,沿沟谷追一圈,边界仍能对上。本文判断:三个带能排成同心序列、中心又有细脉状硫化物,就值得取样。
三圈的宽度并不对称。岩体陡倾时上盘晕圈窄、下盘晕圈宽,同一个矿在两侧露头上会给出完全不同的观感。沿垂直于接触带的方向连续敲十几块,记录每块的矿物组合,比在山顶找一块「像样」的标本有用得多。
再看脉:网状石英细脉把矿石串成筛子
矿体赋存在岩株顶部,靠的是一套网状石英细脉。脉宽多在 1–10 毫米,密度可达每米数十条,把岩体切得像筛子。细脉壁常镶一圈白云母,脉内是石英加黄铁矿、黄铜矿,脉与脉之间的岩石仍是未矿化的原岩,矿化只发生在脉体本身。
这种「脉在岩内、矿在脉中」的产状与层状矿完全不同。断面上常能看到十几条细脉被同一节理截断,方向杂乱但都限于岩体范围,越靠近接触带越稀。这条密度梯度可以用来反推中心位置,比追蚀变边界省力,也不受浮土覆盖影响。
最硬的一条在矿相:黄铜矿与斑铜矿贴在脉壁
把矿石磨成光片放到镜下,黄铜矿呈铜黄色,反射率约 45%,条痕绿黑;斑铜矿带蓝紫锖色,常与黄铜矿呈共生边。两者贴脉壁生长,而黄铁矿以自形立方体单独出现,颜色偏淡黄白,硬度明显更高,反光也更亮,一眼就能分开。
黄铁矿与黄铜矿的比例是一条可量的线。斑岩系统的黄铁矿常是黄铜矿的 2–10 倍,越往中心比例越低;若整块标本只见黄铁矿不见铜矿物,多半落在绢英岩化外缘,不在矿体内。这条比例关系在露头上用十倍放大镜就能粗估。
混进来的是矽卡岩型:它必须挨着碳酸盐岩
矽卡岩型铜矿同样产在侵入体边部,区别在围岩。它要求岩体直接侵入灰岩或白云岩,接触带上出现石榴子石、透辉石、硅灰石的致密块状集合体,矿物粒度粗、硬度高,外侧依次过渡为条带状大理岩,滴稀盐酸会起泡。
斑岩系统即使打到灰岩,蚀变仍是细脉加面型,不会长出厘米级的石榴子石晶体。见到褐红石榴子石带与绿色透辉石带成对出现、再往外是大理岩,应改按矽卡岩处理,采样重点也随之上移到接触面,而不是岩体内部。
关键数据
- 铜品位多在 0.3%–0.6%,钼 0.01%–0.03%。
- 单个矿体矿石量常超 1 亿吨,大型可达 10 亿吨。
- 钾化带半径数百米,青磐岩化带外延 1–3 公里。
- 成矿年龄集中在 200–10 Ma,与中酸性岩浆同期。
- 网状石英细脉宽 1–10 毫米,每米可达数十条。
- 黄铁矿占硫化物九成以上,黄铜矿仅 0.5%–2%。
边界
蚀变分带在多期侵入的复式岩体里会叠加失真。后期岩株带来的热液能把早期钾化带改写成绢英岩化,三个带互相嵌套,单点露头判断必错,只能沿剖面统计脉密度与硫化物比例,再配合年代学数据分期。
浅成低温热液系统也会给出硅化加绢云母化的组合,但它缺少钾化核心,明矾石、高岭石等高级泥化矿物常见。含矿角砾岩筒同样是易混对象,其角砾成分杂、胶结物多,与网脉状矿化不是一回事,判据要单列。
参考文献
- 翟裕生, 姚书振, 蔡克勤.《矿床学》(第三版). 地质出版社, 2011.
- Sillitoe R H. Porphyry copper systems. Economic Geology, 2010, 105(1): 3–41.
- Hedenquist J W, Lowenstern J B. The role of magmas in the formation of hydrothermal ore deposits. Nature, 1994, 370: 519–527.