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形態學和微形態學

壹.形式

上面已經介紹了應時的壹般形態特征。在成巖期和過渡期,應時多為異形-半自形,與其他礦物緊密鑲嵌形成塊狀構造。在成礦期的纖蛇紋石絹雲母化階段,應時是由圍巖交代作用產生的,也沒有良好的晶形。在其他成礦階段,應時在伸展構造條件下充填裂隙,形成梳狀和脈狀構造。雖然柱狀晶體自身形態較多,但聚集體多為結晶塊,難以仔細觀察。因此,相對不發達的微體結構成為應時遺傳形態學的主要研究對象。

α-應時屬於三方晶系,其晶體最常見的單形(F面)是六方柱M,菱面體R and R..其次是三棱雙錐s和三棱體x .自然界有四種結晶習性:柱狀、菱形、菱形和尖菱形。

對金青頂金礦81應時晶體的觀察表明,該金礦柱狀應時最發育,但少量應時有柱狀菱面體的習性。展開的單形是M,R和R。

參照Llabnhlllhh (1983)柱狀晶分類方案,結合具體情況,將金青頂金礦柱狀應時分為以下三個亞類:

(1)三方子類I (T1): r或r > r (r/r > 4或r/r = 1.5-4),柱面M ≈柱面M(按柱面寬度)。

(2)三方小類II (T2): r > > r或r > r,m > m或m < m

(3)假六方子類(H):R≈r,m ≈ m。

根據延伸系數L3/L2,金青頂金礦柱狀應時進壹步分為短柱狀(L3/L2 < 2.5)和長柱狀(L3/L2 > 2.5)兩種類型。

圖4-1乳山金礦田應時晶習演化圖

h——假六方亞綱;T1—三方子類1;T2-三部亞類ⅱ;ⅰ-2—黃鐵礦的應時階段;ⅰ-3——應時黃鐵礦階段;ⅰ-4—應時菱鐵礦階段;ⅱ-2-多金屬硫化物階段;ⅱ-4-應時方解石階段;O-G線以上是金沈澱的有利區域。

根據上述分類方案,乳山金礦應時的晶體特征可概括為表4-1和圖4-1所示。

解釋如下:

黃鐵礦應時階段主要發育短柱狀三角晶,長柱狀晶較少。三邊子類ⅱ型略多於1型。沒有發現假六方晶體。在這個階段,應時水晶洞穴較大(壹般D > 10 cm),應時水晶較粗。

在應時的黃鐵礦階段,柱狀晶體占優勢,三種亞型的晶體都出現。其突出特點是半數以上為假六角亞型。

應時菱鐵礦階段的晶體也有三個亞類,主要是長柱狀晶體,有菱形晶體,但假六方亞類只占10%左右。

表4-1乳山金礦應時的晶型和微形態(81粒)

多金屬硫化物階段的應時也以長柱狀為主,假六方亞型可達40%,三方亞型中ⅰ型多於ⅱ型。像應時的黃鐵礦階段壹樣,具有幾乎相等的六個圓柱體的晶體占絕對多數。

應時方解石階段,應時柱體短而厚,僅出現三種亞型,ⅰ型略多於ⅱ型。

二、圓柱形條紋和晶體生長圖像

金青頂金礦的應時M面壹般都有生長條紋,肉眼可以清楚地觀察到。少量微分幹涉顯微照片也可以看到主晶面發育三角錐和生長丘。

上述微形態特征在不同階段有所不同(表4-1):

黃鐵礦應時階段,柱狀條紋粗大、彎曲、間距不等,部分條紋有壹組膝狀褶皺。m面可以看到很多細小的橢圓形山丘,上面有斜條紋呈帶狀分布。

應時黃鐵礦階段,生長線細而直,但被至少兩組應力線切割,部分線沿延伸方向寬度不壹。ⅱ型三角錐發育在M平面上,錐頂兩側交角近180。

在應時的菱鐵礦階段,柱狀條紋很直,粗條紋之間的間距逐漸變化,被大量細條紋隔開,看起來像半旋回韻律層結構。圓柱體上有大小不壹、形狀不規則的凹坑。除了腐蝕坑,R面上還可以看到魚脊生長丘。

多金屬硫化物階段,生長線粗,多條條紋成組,多組平行排列,類似沈積構造中的單元層。除了直條紋,還有很多不規則的圖案。

應時方解石階段的生長條紋與菱鐵礦階段的生長條紋相似,R掩模具有圓錐形生長丘。

三、地質意義

1.介質的物理和化學條件

балишкнй等人(1969)在中溫(306-280℃)、低壓(200-300 ATM)、強堿性(37%的碳酸氫鈉)和強堿性條件下。πеммлекн等更早的實驗(1962)也得出類似的結論。

在晶體微形貌方面,балишкнй等人(1969)的實驗也表明,I型和II型三角錐分別出現在堿性和微中性溶液中,而生長丘出現在微堿性溶液中。另外,根據人工應時的M面沒有條紋這壹事實,Takeshi,Miyata等人(1980)推斷圓柱形條紋的粗細可以反映溶液的過飽和度,過飽和度較低時條紋較重,反之較細。

根據金青頂金礦的具體情況,黃鐵礦應時階段不存在偽六方應時,具有M掩膜生長丘和粗大的柱狀條紋。包裹體測溫結果顯示,富集區為260-300℃,屬於成礦早期,中溫相對較高。因此,低過飽和度和堿性條件是影響應時晶體生長的兩個主要因素。結晶塊狀的應時晶體也完好無損,這也說明過飽和度真的不高。看來成礦早期是熱液由堿性向酸性的轉變點,所以呈弱堿性,不符合塊狀金沈澱的條件。

在應時黃鐵礦階段,形成了大量的應時六方亞類,柱狀條紋細小,有ⅱ型三角錐,表明溶液確實由堿性變為酸性,溶液中SiO2 _ 2的過飽和度也較高。

應時的菱鐵礦階段以三種亞型為主,出現晶體生長丘、大量蝕坑和個別菱面體,表明溶液再次呈堿性,溫度下降幅度較大。這與包裹體測溫結果和礦物組合特征壹致。

多金屬硫化物階段和菱鐵礦階段的時間演化是不連續的。在這壹階段,雖然應時略占優勢,但假六方晶體的數量也顯著增加,M面近等晶體的數量超過70%,表明溶液是中性的。m面生長條紋變粗,飽和度不如以前。

在應時的方解石階段,只看到三種晶體,柱狀條紋粗糙,溶液的過飽和度進壹步降低,堿度增加。

2.應力強度

黃鐵礦應時期三角亞族晶體的M面條紋顯示壹組微膝折構造,而應時黃鐵礦期的六角柱狀條紋顯示至少兩組應力條紋,表明這兩個階段應時形成過程中斷層活動並未停止。這些微地貌特征如同大量的雙頭應時壹樣,都是各成礦階段斷層持續小規模往復運動的證據。

3.探礦標誌信息

根據金的地球化學性質,強堿性和強酸性溶液都是金的活化劑,而中性溶液是金的沈澱劑。因此可以生成大量的立方次應時晶體,主晶面上生成I型三角錐和生長小丘的介質是金活化遷移的載體,不能形成富礦。相反,可以從中生成大量的偽六方亞應時晶體,晶面上有ⅱ型三角錐的熱液介質符合金沈澱所需的中性pH條件,可以形成富礦。因此,具有ⅱ型三角錐的準六方亞應時晶體是金礦的找礦標誌礦物。

在金青頂金礦的主要成礦階段——應時黃鐵礦階段和多金屬硫化物階段,產生了大量的應時類六方亞類,還發現了ⅱ型三角錐。在理論與實踐相結合的基礎上,確定了以ⅱ型三角錐為找礦標誌礦物的應時假六方亞類的地位。

在實際工作中,根據大量觀測結果編制了以三方子類ⅰ型、三方子類ⅱ型和偽六方子類為端元的H-T1-T2三角投影圖,如圖4-1所示,OG線以上區域為富礦標誌。

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