福建紫金山铜金矿床中硫钨锡铜矿的矿物学研究

福建紫金山铜金矿床中首次发现了大量的硫钨锡铜矿，其系统的矿物学研究具有重要理论和实际意义。本项目将以福建紫金山铜金矿床中硫钨锡铜矿及其共/伴生矿物为研究对象，在野外地质和岩相学研究的基础上，利用电子探针、X射线衍射仪、红外光谱仪和拉曼光谱仪对硫钨锡铜矿及其共/伴生矿物进行系统的矿物学、晶体化学研究。探讨硫钨锡铜矿成分变化特征、元素替代特点、元素价态特征、晶体结构特征、成分变化对晶体结构的影响以及引起的谱学变化特征。研究结果将不仅完善了硫钨锡铜矿的矿物学特征，而且从成因矿物学角度为福建紫金山铜金矿床的巨厚蓝辉铜矿石的成因提供依据。

本项目通过应用电子探针、X射线衍射仪、拉曼光谱仪等分析手段对紫金山铜金矿中的硫钨锡铜矿进行了详细的矿物学研究，研究结果表明：紫金山矿区中的铜矿石广泛出现有硫钨锡铜矿（多呈它形多晶状，粒径大小5～300 μm），平均成分为Cu6.2Sn0.97W0.95 S7. 83，几乎不含Se和Te元素，接近其理想分子式Cu6SnWS8，其大量出现将对该地区成矿作用有着潜在的指示意义。同时还发现了与其紧密共生的似黄锡矿、硫铁锡铜矿、锡砷硫钒铜矿、硫砷锡铜矿和硫钼锡铜矿等罕见的含锡矿物，其中该矿区中发现的硫钼锡铜矿和硫砷锡铜矿在中国属于均属于首次发现和报道，这些特殊矿物组合的出现则指示一种高硫化型矿床和斑岩型铜矿床之间过渡的成矿环境，并表明紫金山地区深部具有斑岩成矿的潜力，这些稀有矿物的发现将推动该地区斑岩-低温热液体系环境的矿床矿物学研究。最重要的是我们成功地利用实验室光源和微区衍射方法测定出了硫钨锡铜矿的晶体结构，同时解决了与其同构的硫钼锡铜矿的结构问题。得出硫钨锡铜矿是面心立方结构，空间群是F-43m，晶胞参数是a = 10.8178 Å (Z = 4, V = 1265.95 Å3)，的结构精修因子分别为：Rp = 9.06%, Rwp = 8.31%, RB = 3.16, and RF = 2.17%。硫钨锡铜矿的晶体结构可以看作双层金属四面体层（Cu、Sn、W和Cu）按闪锌矿结构的方式堆积起来的。这项研究结果表明了微区粉末衍射测定矿物结构的可行性，同时EPCryst软件在利用粉末衍射数据测定无机晶体结构中可以发挥很好的作用。用微区粉末衍射法成功测定矿物晶体结构尚属首例，其将在矿物学研究领域起到更好的推动作用。