含矿岩系岩石学特征 含矿岩体地质和岩石学特征
一、含矿岩系综合地质剖面特征
区域内含矿地层为寒武系下统鲁家坪组，地层分区属秦岭区岚皋-竹溪分区高滩-兵房街小区南段，其主体岩性为一套地槽型炭硅质黑色岩系。整个含矿岩系全长300 余千米，北从陕西西乡富水河，向南东经陕西紫阳、四川万源与城口、陕西镇坪，进入湖北省竹山、竹溪一带。鲁家坪组区域地层的综合地层剖面（陈有年，1989）如下：
寒武系下统
箭竹坝组
整合
鲁家坪组
第二岩性段：
上亚段
下亚段
第一岩性段
上亚段
下亚段
整合
震旦系（Z）
上统（Z2）：上部白云质灰岩夹粒屑硅质岩，下部炭硅质岩夹灰岩、层凝灰岩。
整合
下统（Z1）：上部晶屑、岩屑凝灰岩，其顶部为薄层状灰岩与变质凝灰岩互层。下部为火山角砾岩。
二、含矿岩系岩石类型
根据野外系统剖面采样和观察，结合室内薄片鉴定和X射线衍射分析，赋矿硅质岩、炭硅质板岩可分为以下几种类型。
（一）中—厚层状硅质岩
主要位于矿体底板及其下部层位。硅质岩呈灰黑色，水平层理发育。经X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（95%）。镜下观察表明，石英主要为他形粒状，经明显的重结晶作用，部分重结晶石英结晶成较大的颗粒并组成团块状集合体，反映了原岩矿物成分的不均一性。除石英外，在硅质岩中分布最多是炭质（5%），它们主要呈微尘状分散在石英颗粒之间。
（二）网脉状硅质岩
网状硅质岩主要分布于矿体底板靠近矿体一侧。硅质岩呈黑色。经X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（88%），其次为少量重晶石、钾长石和黄铁矿等。镜下观察表明，石英呈鳞片状并发生弯曲，经一定程度的重结晶作用。除上述矿物外，在硅质岩中分布最多是炭质（15%），有机质主要呈网脉状，少部分炭质呈团块状分布或呈浸染状分布。在有机质大量聚集的区域，常见到重晶石呈他形分布其中或其边缘，显示二者的密切共生关系。
（三）层纹状硅质岩
层纹状硅质岩主要分布于矿体顶、底板靠近矿体一侧。常见有水平纹层，褶纹状、微波状纹层等。纹层主要有富藻（有机质）纹层和微晶石英纹层组成。富藻纹层中藻类生物的形状可辨，主要为藻类有机质组成。X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（80%）及少量重晶石、毒重石和黄铁矿等。重晶石呈微晶或隐晶集合体，与有机质密切共生，毒重石呈团块状或鳞片状分布在有机质集合体团块中，部分交代石英。炭质含量较高，为15%左右。
（四）条带状硅质岩
该岩石多出现于矿体顶、底板靠近矿体一侧。此种岩石主要由藻类生物所形成的富碳贫硅有机质条带和富硅贫炭的条带相间排列所构成，组成“藻叠层”构造。X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（80%）＋重晶石＋黄铁矿等。重晶石呈微晶或隐晶集合体，与有机质密切共生。
（五）炭硅质板岩
该岩石由内碎屑和胶结物两部分组成，具内碎屑结构。岩石以粉砂质为主，含炭次之和以炭质为主粉砂质次之两种类型。胶结物为细的石英和炭质。
（六）含生物碎屑炭硅质板岩
在镜下，硅质岩中可见到几种微体古生物化石碎片和碎屑，使岩石具有生物结构。生物碎屑主要为单轴海绵骨针、具杏仁状或环带状的放射虫、尾海鞘、微体螺及其他微体古生物化石。胶结物为炭质和石英。
（七）伊利石石英大理岩（H-7）
岩石具片理构造。主要矿物组成为方解石（或白云石？）（70%），粒状，解理不发育，颗粒大小为0.04～0.16mm。呈他形—半自形。石英（28%）呈他形粒状，粒径为0.04～0.16mm。伊利石（3%）呈条柱状分布于长石、石英颗粒间，粒度为0.04mm。
（八）条带状石英大理岩（H-6）
该岩呈条带状分布。主要为条带状石英岩和条带状大理岩相间排列形成。条带状石英岩矿物组成主要为石英（85%）、方解石（13%）和少量伊利石（2%）。岩石明显经历了重结晶作用。结晶后的石英颗粒为0.08～0.30mm，方解石颗粒大小为0.08～0.15mm。大理岩中的矿物主要有方解石（90%）和少量石英（10%）组成。
（九）镁质大理岩（H-5）
该岩主要矿物组成为白云石（90%），半自形—他形，解理不发育。颗粒大小为0.04～0.08mm。石英（5%）呈散状分布。钾长石（1%）卡氏双晶体发育。偶见斜长石被粘土矿物交代。泥质含量较低，为1%左右。原岩为白云岩。
（十）泥质白云岩（或镁质大理岩）（H-3）
岩石主要矿物组成为重结晶的白云石或方解石（97%），呈粒状，粒度为0.08mm。绿泥石或伊利石（5%）分布于碳酸盐颗粒间。石英（3%）呈球粒状，粒度为0.08mm左右，磨圆性好，部分被碳酸盐交代。有机质或炭质（5%）主要充填于碳酸盐颗粒间。原岩为含硅质碳酸盐岩。
（十一）伊利石石英片岩（石英粉砂质泥岩）（H-2）
岩石主要矿物组成为石英（65%），可分为两种形态：一种为粒状，颗粒大小为0.02mm；另一种为集合体状，为颗粒状石英构成的椭圆形集合体，集合体中单颗粒石英的粒度为0.04～0.06mm，沿层理分布，为残余杏仁体结构，反映了原岩为火山岩的结构特点，应为中酸性火山岩经变质作用的产物。伊利石（35%）呈条状，分布于石英颗粒间，粒度常小于0.02mm。
（十二）针铁矿粉砂质泥岩（H-1）
岩石主要矿物组成为针铁矿、石英、三水铝石、伊利石和蒙脱石。
（十三）黑云母石英片岩
岩石主要矿物组成为石英（50%）、斜长石（35%）、黑云母（15%）、毒重石？（3%）及少量绿泥石。岩石具明显的片理构造，片状矿物均已发生定向排列，其原岩可能为中酸性的火山凝灰岩或正常熔岩。
（十四）变火山岩
岩石具片理构造，变余斑状结构。变斑晶主要为斜长石。重结晶矿物主要为斜长石、黑云母、石英及少量碳酸盐矿物（毒重石？）。为中基性火山岩经变质作用的产物。
上述不同的含矿岩系由矿体底板至矿体顶板及上覆地层依次为中基性变火山岩、中酸性火山凝灰岩—硅质岩—薄层状硅质岩、炭硅质板岩夹碳酸盐岩—泥质岩夹碳酸盐岩。陈先沛等（1989、1992）认为类似的沉积层序属于典型的“礁硅岩套”，是盆地内内生作用（火山作用）与外生作用（沉积作用）相互叠加的产物。同时，它们也是重要的赋矿建造。
含矿岩体地质和岩石学特征~
研究区及其邻区斑岩型和热液裂隙充填型铜多金属矿床（点）的成矿母岩体明显地可划分为燕山早期和晚期两个成岩期。
燕山早期以中性—中酸性岩浆（辉绿岩、次英安斑岩）侵入活动为特征，伴随铜多金属矿化作用。次英安斑岩为浅成相或是火山颈相。在钟丘洋斑岩铜矿区，次英安斑岩明显地穿插在早期的流纹质火山碎屑岩中；在大宝山斑岩型铜多金属矿区，次英安斑岩则侵入于下侏罗统金鸡组及泥盆纪地层中。岩石具斑状结构、晶屑结构；斑晶占20%～30%（其中斜长石占15%～35%，石英占5%～20%，黑云母占3%～8%）；基质占70%～80%，其成分与斑晶成分一致。斜长石，呈板条状半自形或粒状、晶屑状，属中长石（An=35～45），蚀变强烈，以绢云母化、高岭土化为特征，交代强烈的变为绢云母岩。石英斑晶为双锥状，常见被熔蚀成港湾状或破碎成晶屑状。在石英中常包有大量的熔体和流体包裹体。黑云母，呈片状，蚀变后褪色，并析出铁质变为白云母和绢云母。副矿物成分以钛铁矿、锆石、磷灰石组合为特征。玉水燕山早期辉绿岩侵入于石炭纪地层中，黄铜矿、方铅矿、闪锌矿网脉穿切岩体和石炭纪地层。
燕山晚期以中酸性—酸性岩浆侵入活动为特征，形成二长花岗岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩、石英斑岩等小岩株、岩墙、岩脉，常见侵入于燕山第三期花岗岩和晚侏罗世高基坪群火山岩中。前已指出，这些岩体同位素年龄值域在90～110Ma之间，相当于燕山第四期和第五期侵入岩。
二长花岗岩为中细粒花岗结构，主要由条纹长石、斜长石、石英以及少量黑云母和副矿物组成。条纹长石占35%～45%，他形晶，表面有较强泥化，但其条纹结构仍清楚可见。斜长石占30%～35%，多呈半自形板状晶体，泥化、绢云母化，聚片双晶发育，Np（010）=12°～15°，斜长石牌号An=15～20，属更长石（表3-2）。石英占25%左右，无色，呈他形，粒径为0.9～2mm。黑云母占3%～5%，褐色，片状，有些为绿泥石交代。
花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩、花岗斑岩、石英斑岩等均是在浅成、超浅成条件下形成的，岩石基质细，且普遍受到后期不同程度的热液蚀变和矿化的改造，使斑岩体的矿物成分和化学成分发生明显变化。笔者选择蚀变较弱的岩石进行造岩矿物对比研究。斜长石呈自形板状晶体，常见泥化、绢云母化，主要为奥长石—中长石。在花岗闪长斑岩和石英闪长斑岩中斜长石含量变化于32%～50%，斑晶中斜长石多为中长石（An=25～40），环带构造及钠长石双晶发育。在花岗斑岩中斜长石含量较低，为20%～30%，斜长石成分多为奥长石（An=25±）。钾长石，在斑岩中广泛分布，但在不同岩石中含量明显不同。在花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩中含量低，约6%～10%，斑晶中少见，主要在基质中；在花岗斑岩中钾长石含量较高（30%～45%），以条纹长石为主，在斑晶中含量较少（5%～10%），亦主要存在于基质中（25%～35%）。钾长石、斜长石化学成分组成见表3-2。石英是斑岩中主要造岩矿物之一。在花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩中约占25%～30%；在花岗斑岩、石英斑岩中达35%～50%不等。石英呈自形六方双锥状，横截面呈六边形，大多被熔蚀成港湾状、浑圆状或破碎成晶屑状，石英斑晶中裂纹发育，石英中常见包含有大量熔体包裹体和流体包裹体。黑云母，多以斑晶存在，呈假六边形，片状，在基质中多为鳞片状、小条状，含量较少，且变化较大（1%～10%）。黑云母化学成分电子探针分析结果列于表3-3中，大体上属于铁云母范围。
表3-2 含矿花岗岩及斑岩中钾长石、斜长石电子探针成分分析结果及长石分子组成
注：样品由矿床地质研究所周剑雄测试。
表3-3 含矿斑岩中黑云母化学成分（wB/%）
注：样品由矿床地质研究所周剑雄分析。
为了深入了解2081地区—2082地区主要的含矿岩石学特征，采取了砂岩岩石样品31件，由于含矿砂岩很松散，一些样品磨片煮胶时破坏了内部结构，这些样品未能在此讨论。样品数量及特征如表7-1所示，由表中可知，2082地区有3口井，共有样品8件，2081地区有7口井，共有样品15件，岩石中主要碎屑颗粒的含量列于其中。将砂岩碎屑颗粒进行归类统计含量，最后在Folk(1968)和Folketal.(1970)的分类图上进行投点，得到图7-5。
表7-1 含矿层砂岩样品与碎屑颗粒镜下鉴定结果
注:Q=石英;Qp=多晶石英;Qm=单晶石英;F=长石;K-F=饵长石;Pl=斜长石;R=岩屑;VRF=火山岩屑;MRF=变质岩屑;GRF=花岗岩屑
图7-52081地区—2082地区含矿层砂岩分类图解
从表7-1中可知，15件来自2081地区7口井的样品投点落于砂岩分类三角图的Ⅳ区(长石砂岩)和Ⅴ区(岩屑长石砂岩)，与2082地区的岩石类型相似，但在图7-5(B)中右上角的岩屑区分图中，该地区岩石除了含有大量的火山岩屑外，还含有较多的花岗岩屑，这点与2082地区有所不同。石英颗粒在2081地区占45%～78%，以多晶石英为主，粒度有两个级别，小颗粒平均在0.08～0.2mm之间，大颗粒在0.7～1.8mm之间，甚至更粗，石英的磨圆度较差，以次棱角状为主，部分棱角状，少量次圆状(图7-6A、B、C、D)。长石含量在20%～30%之间，颗粒为长条状和长板状，钾长石含量大于斜长石，钾长石的黏土化普遍，颗粒的磨圆度差，为棱角状—次棱角状，少数为次圆状(图7-6A、B)。砂岩的岩屑含量范围较宽，比长石略少，但岩屑往往颗粒粗大，通常含斑晶和出现脱玻化以后析出大量的铁质于表面(图7-6C)。整个岩石中含砾较多，磨圆分选较差，填隙物含量较高，一般在20%～30%之间，填隙物中铁质含量较高，一部分为黄铁矿(白铁矿)，一部分可能是氧化的铁质物和黏土，铁质物常常充填占据了大部分的碎屑间孔隙(图7-6D)，一些黄铁矿团块状集合体中常常含有碎屑(图7-6E)，这些团块状黄铁矿在反射光下内部有许多亮点，疑为铀矿物所致(图7-6F)。
相关要点总结：
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