川南杏仁状玄武岩中沥青与系列铜矿物的地质产出特征及其成因研究.pdf

川南杏仁状玄武岩中沥青与系列铜矿物的地质产出特征及其成因研究 张良钜 宋楚欣 胡惠驿 覃敏锋 桂林理工大学地球科学学院，桂林 541004 根据地质产出及镜下与测试（XRD、EPMA、SEM、IR 及化学全分析等）的研究，产出在川 南普格杏仁状玄武岩中的系列铜矿物分别为自然铜、氧化物的赤铜矿与黑铜矿、硅酸盐的硅 孔雀石和碳酸盐的孔雀石。沥青主要产于玄武岩气孔、晶洞和应力裂隙中，少量产于水晶晶 体的锥状体部位。自然铜具有两种产出一种晶形发育较好，产于水晶晶体菱面体单形晶面 的锥体顶尖端，一种呈它形粒状或片状，分布于杏仁体、脉状体沥青的裂隙中和铜球粒核部， 板状自然铜主要与赤铜矿分布于石英或玉髓脉的裂隙中。黑铜矿常与自然铜一起产出于裂隙 或铜球粒中。硅孔雀石呈脉状、浸染状、网状分布在沥青中及其裂隙中，部分硅孔雀石呈皮 壳状或被膜状覆盖在自然铜或水晶晶体的晶面和铜球粒表面。孔雀石主要分布于铜球粒的最 外圈。沥青碳同位素δ13C 在-30.10‰～-30.40‰之间，表明沥青是生物成因，有机质（原 油）可能来源于下二叠统（P13）的碳酸盐岩的生油层。沥青的红外光谱研究表明川南沥青属 石油沥青，是成矿热液中的原油受热发生热裂解的产物。沥青的螺旋生长机制及气孔构造证 明沥青是由成矿热液中的原油转变为固相。沥青的有机元素及铜含量分析表明，沥青中的有 机碳含量越髙，显示成矿热液中的有机质（主要是原油）成熟度越髙，原油受热裂解出沥青 越多，成矿环境越还原，成矿溶液中的铜还原为自然铜越多，而残存在沥青中的自然铜含量 越低。 根据沥青与自然铜分别独立产出在同一水晶晶体的尖锥体的内部与尖锥体的顶端部位， 表明成矿热液中的有机质裂解为沥青是在水晶晶体的结晶作用晚期开始，自然铜初始晶出是 在水晶晶体结晶作用的末期，即自然铜的晶出是在沥青之后。沥青与系列铜矿物形成的先后 依次为沥青→自然铜→赤铜矿→黑铜矿→硅孔雀石→孔雀石，成矿溶液的成分由含铜的有机 质→含铜的沥青→铜红色自然铜→一价铜的赤铜矿→二价铜的黑色的黑铜矿→蓝色的硅酸铜 →绿色的碳酸铜进行演化，相应成矿环境由还原→弱还原→弱氧化→氧化→强氧化演变。根 据铜矿物的地质产出、矿物的共生组合及红外光谱研究，自然铜、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀 石与孔雀石等矿物是含有机质的成矿热液依次演化结晶作用的产物。 国家自然科学基金面上项目（41172054、40572026）资助。