楊 菊,趙 凱,楊仲杰
(1.河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院,河北 廊坊 065000;2.中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所,河北 廊坊 065000;3.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院有限責(zé)任公司,遼寧 沈陽 110031)
巖漿碳酸巖是指巖漿成因的、以碳酸鹽類的礦物為主的一種火成巖。常與超基性巖-基性巖緊密伴生,有時(shí)也與堿性巖伴生。巖漿碳酸巖礦床中,礦產(chǎn)以鈮、稀土金屬等為主,而在稀土金屬的總儲(chǔ)量中,該類礦床的鈰族稀土占44%。眾所周知稀土元素已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,而在自然界中稀土礦物主要礦物有獨(dú)居石、鈰硅石、鈰鋁石、黑稀金礦和磷酸釔礦。本文以巖礦鑒定經(jīng)歷為例,從某一地區(qū)的一批礦石中提取了三件含稀土礦物的碳酸巖的樣品,來簡略地分析一下在碳酸巖中的稀土礦物及其他組成礦物組合[1-3]。
巖礦鑒定包含兩部分內(nèi)容,一是利用巖石偏光顯微鏡進(jìn)行的薄片鑒定,主要用于透明礦物的鑒定,通常指的是非金屬礦物,如方解石、白云石、橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、鉀長石、石英等,常用于巖石定名、脈石礦物確定、巖漿活動(dòng)期次等方面;二是利用反射偏光顯微鏡進(jìn)行光片鑒定,主要用于不透明礦物的鑒定,通常指的是金屬礦石,如自然金、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、鉛鋅礦、斑銅礦、輝銻礦等,常用于礦石礦物類型、含量、形成條件等方面的研究[4]。
巖礦鑒定對(duì)巖漿巖碳酸巖的鑒定也是重中之重,是查明礦石中的礦物種類的基礎(chǔ),為研究其礦床成因的其他地質(zhì)工作提供證據(jù)。
(1)薄片鑒定名稱:稀土含方解白云石碳酸巖,巖石結(jié)構(gòu)為細(xì)粒結(jié)構(gòu),巖石構(gòu)造為似定向構(gòu)造。成分特征及其變化:巖石由白云石、方解石、螢石、氟碳鈰礦、獨(dú)居石組成。白云石:呈它形粒狀,粒度大部分0.05mm~0.35mm,雜亂狀分布,少部分<0.05mm,集合體堆狀、似條帶狀、豆莢狀分布,具高級(jí)白干涉色。方解石:呈它形粒狀,粒度一般<0.1mm,集合體堆狀、絲絡(luò)狀分布,具高級(jí)白干涉色。氟碳鈰礦、獨(dú)居石:無色,均呈它形粒狀,粒度一般<0.1mm,顆粒細(xì)小,集合體線紋狀分布,其中氟碳鈰礦具高級(jí)白干涉色,具平行消光,負(fù)延性,為一軸晶,具正光性,正高-極高突起,而獨(dú)居石同樣是正高-極高突起但是其干涉色高達(dá)三級(jí)中至高級(jí)白,斜消光,近平行消光,可與氟碳鈰礦區(qū)分。螢石:顯淡紫色,顯均質(zhì)性,呈它形粒狀,粒度一般<0.8mm,略顯定向分布。主要成分和次要成分(%):白云石為66%左右;方解石為15%左右;氟碳鈰礦、獨(dú)居石為10%左右;螢石為5%左右;不透明礦物為3%~4%。
(2)光片鑒定名稱:方鉛礦。巖石結(jié)構(gòu)具半自形粒狀結(jié)構(gòu)。巖石構(gòu)造具浸染狀構(gòu)造、脈狀結(jié)構(gòu)。成分特征及其變化:巖石由礦石礦物、脈石礦物組成。礦石礦物為方鉛礦。方鉛礦:反射色顯白色,它形粒狀,大小一般<0.15mm,零星分布,粒內(nèi)可見黑三角。脈石礦物:由透明礦物、磁黃鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦組成。磁黃鐵礦:反射色顯乳黃色微帶粉褐色,呈半自形-它形粒狀,大小一般0.02mm~0.2mm,星散狀分布。黃鐵礦:反射色顯淡黃色,半自形粒狀,大小一般<0.2mm,少量1.25mm左右,零星分布。磁鐵礦:反射色灰色微帶棕色,半自形-它形粒狀,大小一般<0.05mm,少量0.05mm~0.4mm,星散狀或沿微裂隙分布。方鉛礦(Pb%)達(dá)到工業(yè)品位。主要成分和次要成分(%):方鉛礦:1%左右;磁黃鐵礦:1%左右;磁鐵礦:1%~2%;黃鐵礦:少量;透明礦物:96%~97%。
(3)薄片鑒定名稱:稀土白云石碳酸巖。巖石結(jié)構(gòu)具細(xì)粒結(jié)構(gòu)。巖石構(gòu)造具似定向構(gòu)造。成分特征及其變化:巖石由白云石、透閃石、金云母、氟碳鈰礦組成。白云石:呈它形粒狀,粒度一般0.05mm~0.25mm,個(gè)別0.75mm~2.35mm,雜亂鑲嵌狀分布。透閃石:呈柱狀,粒度一般<0.5mm,零散分布在白云石間。金云母:鱗片狀,片徑一般<0.2mm,星散狀或沿裂紋分布在巖石中,顯淡黃色,多色性不明顯。氟碳鈰礦:顯淡黃色,呈粒狀,粒度一般<0.15mm,堆狀分布,具高級(jí)白干涉色。主要成分和次要成分(%):白云石為80%左右;氟碳鈰礦為10%~13%;透閃石、金云母為3%~5%;不透明礦物為4%左右。
(4)光片鑒定名稱:金礦。巖石結(jié)構(gòu)具半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu);巖石構(gòu)造具浸染狀構(gòu)造、脈狀結(jié)構(gòu)。成分特征及其變化:巖石由礦石礦物、脈石礦物組成[5-8]。巖石由礦石礦物、脈石礦物組成。礦石礦物:自然金,反射色為金黃色或亮黃色,呈它形粒狀,大小一般0.02mm~0.05mm,極少見。脈石礦物:磁鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、透明礦物。磁鐵礦:反射色灰色微帶棕色,呈它形粒狀,大小一般<0.3mm,星散狀或沿裂紋分布。黃鐵礦:反射色顯淡黃色,呈半自形粒狀,大小一般<0.5mm,星散狀分布。方鉛礦:反射色顯白色,呈它形粒狀,大小一般為<0.2mm,少見。黃銅礦:反射色顯銅黃色,呈它形粒狀,大小一般0.05mm左右,少見。自然金(Au%)達(dá)到品位。主要成分和次要成分(%):自然金少量;黃鐵礦為小于2%;磁鐵礦為小于2%;方鉛礦少量;透明礦物為96%左右。
(5)薄片鑒定名稱:稀土白云石碳酸巖。巖石結(jié)構(gòu)具細(xì)粒結(jié)構(gòu)。巖石構(gòu)造具塊狀構(gòu)造。成分特征及其變化:巖石由白云石、不透明礦物、氟碳鈰礦、獨(dú)居石、少量黑云母-綠泥石、金云母、透閃石、螢石組成。白云石:呈它形粒狀,少量自形-半自形菱形晶,粒度一般<0.8mm,雜亂狀分布,集合體被不透明礦物分隔成團(tuán)狀、豆?fàn)?、斷續(xù)條痕狀聚集,具高級(jí)白干涉色。不透明礦物:多呈粒狀等,其集合體多似脈狀、斷續(xù)線紋狀、條痕狀分布。氟碳鈰礦、獨(dú)居石:均呈它形粒狀,粒度一般<0.05mm,集合體聚集呈線紋狀分布,其中氟碳鈰礦具高級(jí)白干涉色。黑云母-綠泥石:呈隱微鱗片狀,片徑一般<0.05mm,集合體呈線紋狀分布或沿裂紋分布。金云母:呈隱微鱗片狀,片徑一般<0.1mm,少見,顯淡黃色,多色性不明顯。透閃石:呈柱狀,粒度一般<0.35mm,星散狀分布。螢石:無色,呈它形粒狀,粒度一般<0.01mm,集合體狀堆狀分布,顯均質(zhì)性。主要成分和次要成分(%):不透明礦物為55%左右;白云石為小于25%;氟碳鈰礦、獨(dú)居石為15%左右;黑云母-綠泥石、透閃石為5%左右;金云母少量;螢石少量。
(6)光片鑒定名稱:磁鐵礦黃鐵礦。巖石結(jié)構(gòu)具它形-半自形粒狀結(jié)構(gòu);巖石構(gòu)造具浸染狀構(gòu)造、脈狀結(jié)構(gòu)。成分特征及其變化:巖石由礦石礦物、脈石礦物組成。礦石礦物為黃鐵礦、磁鐵礦。黃鐵礦:反射色顯淡黃色,呈半自形粒狀,大小一般<2mm,多似脈狀分布,少星散狀分布。磁鐵礦:反射色灰色微帶棕色,呈半自形-它形粒狀,大小一般小于0.4mm,雜亂狀或斷續(xù)線紋狀分布。脈石礦物由磁鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、透明礦物組成。磁黃鐵礦:反射色顯乳黃色微帶粉褐色,呈它形粒狀,大小一般<0.05mm,少見。黃銅礦:反射色顯銅黃色,呈它形粒狀,大小一般<0.06mm,星散狀分布。其中黃鐵礦(S%)、磁鐵礦(TFe%)達(dá)到工業(yè)品位。主要成分和次要成分(%):黃鐵礦為35%左右;磁鐵礦為20%左右;磁黃鐵礦少量;黃銅礦少量;透明礦物小于98%。
根據(jù)對(duì)某地區(qū)整套礦石的分析,所提取的三件樣品含稀土礦石的碳酸巖,由其光片、薄片的鑒定結(jié)果可知,在稀土碳酸巖中,可由氟碳鈰礦、獨(dú)居石、螢石、白云石、方解石、透閃石、金云母、方鉛礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦等的部分礦物組成,其中稀土礦石中多見氟碳鈰礦、獨(dú)居石這兩種稀土礦物。