峨眉山玄武岩晶洞中罕见的球状和管状Cu-Fe矿物的研究

四川峨眉玄武岩晶洞中发现罕见的与葡萄石共生含黑色沥青质铜矿物球粒及产于水晶晶体中并与绿帘石共生的球状、空腔管状铁矿物。据地质产出及测试（TEM、XRD、SEM、EPMA、ICP-MS、IR、LRS等），确定球状和管状形貌的内部各圈层矿物相与成分及各相间的转变。研究管状铁矿物结晶取向与水晶的对称关系，管壁铁矿物与水晶的成因关系；黑色沥青质与自然铜、铜矿物球粒的关系。据碳、氧同位素类型与来源，追踪各圈层矿物相变化与Cu、Fe来源、玄武岩晚期演化、氧化还原环境等因素的关系，探讨Cu-Fe矿物的球状和管状形貌的成因与生长机制。该研究对探讨铜、铁地球化学行为如铜、铁的活化、迁移、聚集、演化等具重要理论意义，对氧化-还原环境所形成的铜、铁矿物种类、球状和管状形成机理及古地理、古气候变化的研究、玄武岩铜矿化（床）成因与找矿研究也具现实指导意义。同时，将丰富峨眉山玄武岩晶洞中的矿物学与矿物成因的研究内容。

川南杏仁状玄武岩的气孔、晶洞与裂隙中产出与沥青共生的自然铜、系列铜矿物与铜球粒。据地质产出与测试研究，沥青为生物成因的石油沥青，是含铜火山热液中的原油受热裂解的产物，原油来自下二叠统碳酸盐生油层。水晶晶体中的沥青与自然铜包裹体及含CH4流体包裹体测试研究，表明成矿溶液中的有机质裂解为固体沥青始于水晶结晶作用的晚期，其裂解温度为290℃-230℃，成矿溶液中的自然铜晶出始于水晶结晶作用的末期，其结晶温度为230℃-160℃，即自然铜晶出稍晚于沥青。系列铜矿物是指自然铜、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石及孔雀石，其铜矿物集合体形貌受自然铜形貌与产出制约。具圈层结构的铜球粒由自然铜核及黑铜矿（赤铜矿）幔与硅孔雀石和孔雀石壳组成的铜矿物集合体，她只产出在水晶-葡萄石晶洞中的多个葡萄石球粒汇聚的近圆形空隙处，其核部自然铜为球粒状。铜球粒中的不同圈层铜矿物由Cu0→Cu1+→Cu2+演化，与含有机质的成矿热液的成分及氧化还原条件的演变有关。晶洞中含有机质成矿热液依次晶出的矿物为：洞壁玄武岩→玉髓→水晶、沥青、自然铜→自然铜、赤铜矿与葡萄石→黑铜矿→硅孔雀石→孔雀石→方解石球粒。鉴于沥青与系列铜矿物密切成因联系及沥青地质产出的局限性，因此只在局部地段可找到铜品位较高的铜矿化（床），但其规模极为有限。川南普格杏仁状玄武岩中的蓝色硅孔雀石是寻找铜矿化（床）的标志矿物。. 在前一课题的基础上，通过测试研究，川南瓦西南红玉中的红色点状、火焰纹分别为石英中的红色铁球粒与管的包裹体，球粒（管）不同颜色的圈层成分均为F2O3的片状赤铁矿，各圈层片状赤铁矿的C轴取向差异与晶胞参数a值大小及相应成分中的V2O5含量有关。据水晶中的流体包裹体测温和晶体中的铁球粒与绿帘石、黄铜矿、绿纤石共生的包裹体，表明红色铁球粒（管）为低温（约160℃）热液成因。据铁球粒、含SrO绿帘石的红外光谱及水晶中含CH4的流体包裹体，显示铁球粒形成时的成矿热液中有有机质组成参与，有机质是铁氧化物凝聚形成具不同圈层结构的铁球粒与管的主要原因。赤铁矿{0001}晶面的三组交棱的晶面花纹，表明片状赤铁矿以层生长机制为主。.杏仁状玄武岩气孔中的硅铁灰石，是钙铁硅成矿溶液在偏碱性弱氧化条件结晶形成的，是由还原向氧化环境转化过程中的过渡产物，是一种新成因类型的硅铁灰石，可据其成分中FeO/Fe2O3比值判断成矿的氧化-还原环境的程度。