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1、土耳其安纳托利亚中部铁矿床成因，以及矿相学研究 摘要：DivriiA-Kafa的铁矿床的位置位于蛇纹岩和石灰岩之间，以及蛇纹岩和花岗岩之间，DivriiB-Kafa铁矿床则位于蛇纹岩和石灰岩之间。这两种矿床都是由蛇纹岩的热液蚀变作用而形成的。磁铁矿是A-Kafa矿床的主要成分，其中黄铁矿占5%。主要的矿区位于B-Kafa，其主要矿石成分为发生过磁赤铁矿化和假象赤铁矿化的磁铁矿，并且被碳酸盐和硅酸盐岩脉穿插。岩层的构造关系表明其中的铁元素来自于蛇纹岩。铁元素的富集来自蛇纹石化过程，并且通过由深成岩体侵入作用而导致的热液移动，使铁元素进一步集中。热液移动对岩体形态的形成有很重要的影响。这类特征暗示
2、，该区域在未来的勘查中有很可能寻找到更多的铁矿石储量。说明安纳托利亚中部Divrii的铁矿石是土耳其最重要的矿石。Unlu和Stendal(1986, 1989a, 1989b)从化学角度描述了该区铁矿石的成因。在他们的报告中矿石的化学成分被充分的研究。先前关于这个区域在该领域的研究，以及跟其密切有关的研究已经由Koal (1973), Bayhan (1980), Ozgul et al: (1981) 和Gultekin(1993)开展。该矿床以及矿床周围岩石的详细的化学分析已经被Gm (1979), Stendal and Unlu (1988, 1991),nl and Stendal
3、 (1986, 1989a, 1989b), Unlu et al(1989), Zeck and nl (1987, 1988a, 19886, 1991),and Unlu (1989)所描述。Gysin (1938), Klemm (1960),Gm (1969), Bozkurt (1974, 1980), aatay(1975), aatay and Arda (1976), Bayhan (1980),Bayhan and Baysal (1981)对矿石进行了显微镜下的研究。地质背景土耳其Divrii铁矿床的岩石主要被描述为与中生代石灰岩在构造上相关的蛇纹岩，其中的蛇纹岩和花岗岩
4、被热液改变。矿床发生了广泛的热液蚀变，其中热液改变了蛇纹岩和与其接触的侵入岩的边界。这个蚀变过程在Fe的再活化和重结晶作用的不同阶段产生影响。主要过程是超基性岩的蛇纹石化作用，并伴随着深成岩浆岩体的侵入作用。矿石最新的改变来自风化作用。在这个研究中，矿床的构造被讨论，根据在Divrii-Gne-Soucak区域的Divrii A和B-Kafa的构造特征，尤其是距离花岗岩较远的蛇纹岩和被深成岩体穿插的蛇纹岩样品进行了研究，同时热液蚀变也在讨论之中。Divrii铁矿床的蛇纹岩广泛的被热液流体所蚀变。岩浆和水在由岩浆岩浸入时所释放的热量下，在一个对流环境中循环移动。在这个研究中，依靠岩体构造所反映的
5、信息，有两个不同阶段的转变被讨论，分别是蛇纹岩石化和蛇纹岩的热液蚀变。超基性岩的蛇纹石化，以及Gne的镁铁质岩，蛇绿岩和中生代的石灰岩在Soucak附近地表暴露。蛇纹岩是分散的岩脉并发生矿化的主要成分。DİVRİİ铁矿床A- and B-Kafa的蛇纹岩在Divrii铁矿床附近裸露于地表的蛇纹岩，这些蛇纹岩通常来自橄榄岩。其中辉岩普遍发生蛇纹石化作用。蛇纹石中含有橄榄石，并夹杂有利蛇纹石、石棉叶蛇纹石、绢石、纤维石，它们均匀的分散其中，并且穿插有不透明的小细脉。蛇纹石是Divrii A- 和B-Kafa铁矿床的主要岩石成分。在蛇纹石中主要的不透明矿物是磁铁矿。其中磁铁矿的各种各样的结晶形式反映
6、了不同的形成条件。大量的磁铁矿包含有不规则的anhedral黄铁矿和盐酸盐包裹体。这些磁铁矿经历由针铁矿和纤铁矿的第二次替换。这种在蛇纹岩中的磁铁矿亚类型，在局部破碎的铬铁矿边缘，呈自型到半自型结构出现。这个磁铁矿和铬铁矿的过渡区有插图fig. 5-6 和Plate V, fig. 4。另外，磁铁矿在破碎的铬铁矿中出现。第三种类型的磁铁矿明显沿着橄榄石和斜方辉石的接触带存在，并分散在蛇纹石中。在蛇纹石化过程中形成不同的磁铁矿类型，这些类型以磁铁矿中侵入的少量黄铁矿和大量的硅酸盐进行区分。另一些磁铁矿以环形围绕在硅酸盐假晶周围。褐铁矿作为一种替代矿物(Plate II, fig. 1-4)集中在
7、上述提及的硅酸盐裂隙中(Plate IV, fig.4)。为夹杂其它矿物质的自型的磁铁矿比上述提到的磁铁矿生成年代晚，并且少量出现在穿插过主岩体的小细岩脉当中。偶尔也能观察到磁黄铁矿出现在蛇纹岩中。A-andB-Kafa地区蛇纹岩的热液蚀变在Divrii地区的铁矿床，同花岗岩接触而发生热液蚀变的蛇纹岩，可以同未发生蚀变的蛇纹岩进行区分，未发生蚀变的蛇纹岩颜色更浅，并且分散在其中的不透明矿物更少。蛇纹岩和小岩脉中的角砾岩在蚀变后的蛇纹岩和小岩脉中很常见，这些蛇纹岩和小岩脉中充填着硫化物、二氧化硅和碳化矿物质，并明显穿插于主岩体。分散的，并有较好木质纹理的anhedral磁铁矿同黄铁矿和黄铜矿一起
8、出现。一些磁铁矿被针铁矿代替。黄铁矿的岩石中含有磁黄铁矿、磁铁矿、硫钴矿和硅酸盐侵入体。黄铜矿则同anhedralmillente和硫钴矿（紫镍硫矿）。磁铁矿同样在呈自型到半自型，并且部分破碎的铬铁矿的外边缘出现，这种铬铁矿呈圆形，同上述中磁铁矿在蛇纹岩中的存在形式相似。这种磁铁矿围绕着铬铁矿，同时也在铬铁矿的破碎处出现(Plate V, fig.3)。在这种磁铁矿和铬铁矿之间的过渡带存在各种各样的颜色(Plate V, fig.2)。硅酸盐包裹体也可以在铬铁矿中观察到。磁铁矿同铬铁矿的混合体的同有细致纹理的自型且分散的黄铁矿，以及黄铜矿和磁铁矿一同出现。大多数磁铁矿是破碎的，且没有包含物。另
9、外一种类型磁铁矿是由带有大量硅酸盐包裹体的磁铁矿向不含硅酸盐包裹体的磁铁矿过渡而形成的。这个形成过程显示，区分于蛇纹岩的热液蚀变的最重要的特征是有主要的蛇纹岩向花岗岩的过渡。在磁铁矿中的硅酸盐矿物包裹体逐渐消失，导致磁铁矿边缘没有硅酸盐包裹体的存在。纯净的磁铁矿有时跟没有包裹体的黄铁矿有关，但是这种磁铁矿有明显的粗糙的纹理，并夹有棱角明显的硅酸盐矿物。磁铁矿、黄铁矿和硅酸盐之间的共生物确实存在，且磁铁矿通常被硅酸盐包裹着。夹有磁铁矿的纹理和小岩脉包含有大量的硅酸盐包裹体。这种生产较晚的磁铁矿表面纹理粗糙，且有较弱的向异性和等边的四分之一扇形区域。有一点应该注意的是，磁铁矿的这种构造可以跟斜方辉
10、石的构造混淆。这种磁铁矿跟带有棱角的、纹理细密且层理发育的云母（例如金云母）有关联。硫化物矿物没有在这个共生组合里，只有磁铁矿和一些贫瘠的硅酸盐组合在一起。金红石在已经发生热液蚀变、部分蛇纹石化和亚铝酸盐化的镁铁质岩石中被发现。金红石同样作为被硅酸盐包围的黄铁矿的包裹体形式呈现。金红石偶尔会转变成辉石。金红石的形态主要是由钛磁铁矿和钛铁矿转变过来的。蛇纹岩大范围的热液蚀变晚期形成的纹理中夹杂着闪锌矿、黄铜矿、chalcosite、蓝辉铜矿、砷黝铜矿、黝铜矿和方铅矿。A-Kafa矿床Divrii A-Kafa矿床的岩体据目前所知是Divrii最大的岩体(100 mill. t)。该矿体位于花岗岩
11、与蛇纹岩的接触带，其中最主要的含矿岩体为发生热液蚀变的蛇纹岩(Fig.1)。不同岩石的接触时很突然的。大范围的破碎和角粒在矿石与花岗岩处出现的很明显。磁铁矿石中的黄铁矿海量在1-5 %之间。在这个矿床最早形成的磁铁矿中含有大量的硅酸盐矿物，并带有少量的硫化物包裹体。大多数硫化物包裹体都被融化，并且被褐铁矿替代。只有很少的一点黄铁矿分散其中。磁铁矿矿石比较破碎，并且其大小变化由细到粗(Plate V, fig. 5)。破碎颗粒区域上分布比发生热液蚀变作用的蛇纹岩分布更广泛。破碎颗粒内部有相对较多的硅酸盐，和较少的硫化物包裹体，但是其外部则含有更多的纯净的磁铁矿。纯净的磁铁矿是由早期形成的磁铁矿重
12、结晶作用形成的。磁铁矿通常以它型到半自型，并呈圆形颗粒状出现，并位于细粒硅酸盐和碳酸盐之间。没有硅酸盐包裹体的黄铁矿分散在那些纯净的磁铁矿晶体中。这指出从古老的磁铁矿熔离出来的铁和新矿物质析出的条件之间的关系。含氧量越高，则这种样品在磁铁矿中更富集。磁铁矿、黄铁矿和硅酸盐矿物结构之间的相互作用依赖于氧元素和硫元素的不稳定性(Plate VI, fig. 1-6)。这三种组成部分的构成了A-Kafa iron deposit重要天然结构。A-Kafa的磁铁矿一般比较新，但是在一些地方martitization和maghemitization发生。但是形成较早的磁铁矿在结构上有断裂现象。夹有磁铁矿
13、和硅酸盐侵入体的黄铁矿形成水滴状、它型和纹理细密的集合体。粗粒的黄铁矿跟黄铜矿和磁黄铁矿有关。在黄铁矿某些部位中，黄铜矿和磁黄铁矿可能以包裹体（或小岩脉）的形式出现。黄铜矿和磁黄铁矿通常是溶化的，而黄铁矿则更加稳定。金元素一般不会出现在较晚生产的黄铁矿中。黄铜矿伴随着磁黄铁矿以包裹体和小岩脉的形式出现在黄铁矿中。粗粒黄铜矿呈薄片双晶形式出现，并且将针镍矿和硫钴矿（紫硫镍矿）包围。方黄铜矿和墨铜矿在粗粒的黄铜矿表面析出。另外，在硅酸盐中的它型到半自型的黄铜矿跟白铁矿和方硫铁镍矿一同出现，其中方硫铁镍矿替代了磁黄铁矿和镍黄铁矿。针镍矿、硫钴矿（紫硫镍矿）、镍黄铁矿和方硫铁镍矿与黄铁矿、黄铜矿和磁黄
14、铁矿共存。其中针镍矿和硫钴矿（紫硫镍矿）以侵入体形式在黄铜矿和viceversa中出现。除了发生在针镍矿和紫硫镍矿之间的蚀变现象以外，还可以发现它们在很早以前发生了重结晶作用。半自型到自型的磁黄铁矿晶体中存在很多黄铜矿包裹体。磁黄铁矿被黄铁矿和白铁矿代替。磁黄铁矿内部发生了溶解，并且形成了水纤铁矿(Plate VII, fig.5)。白铁矿和黄铁矿以根式过渡层的形式出现。由镍黄铁矿转变而来的次要的它型方硫铁镍矿，在磁黄铁矿中出现，并且转换成黄铁矿-白铁矿。在白铁矿和镍黄铁矿中，出现熔离的四方硫铁矿。棱角分明、细粒的硫钴矿（可能是硫铜钴矿）分散在硅酸盐和黄铜矿中。纤铁矿、针铁矿，有时还有水纤铁矿
15、在硫化物矿床中的形成发展处于次要地位。在破碎处可以发现褐铁矿和靛铜矿。大多数粗粒硅酸盐矿物中含有黑云母、phologopite和白云母。在破碎的磁铁矿中可以发现粒度非常细的，难以辨认的硅酸盐和碳质矿物。B-Kafa矿床B-Kafa的矿体位于蛇纹岩和石灰岩的接触带。其中蛇纹岩发生了热液蚀变作用，并且普遍被厘米至分米厚的磁铁矿文脉穿切，局部也被石英脉和碳质矿物传切。磁铁矿部分发生了磁赤铁矿化和假象赤铁矿化。各种各样的硫化物在这个矿床中出现。在B-Kafa矿体中可以区分出两种磁铁矿矿床。一种比较纯净，没有发生磁赤铁矿化和假象赤铁矿化，另一种则发生过蚀变。在样品中发现不同时代且未发生变化的磁铁矿。第一
16、代是它型磁铁矿，包含有细粒硫化物矿物的包裹体，例如黄铁矿、磁黄铁矿和一些硅酸盐。形成时代较新且比较纯净的磁铁矿夹有少量的黄铁矿。自型的黄铜矿颗粒伴有少量的与黄铁矿有关的磁黄铁矿，以小岩脉的形式分散在上述矿体之中。在黄铜矿中可以范县针镍矿包裹体和粒度非常细的闪锌矿。破碎的磁铁矿被假象赤铁矿作用改变，并且伴随着磁赤铁矿化作用(Plate VII,fig. 3)。在这两个矿化作用中，假象赤铁矿化分为两个不同的阶段。假象赤铁矿化作用发生在磁铁矿的边部，破碎处，表面裂隙等容易发生蚀变带。夹有磁赤铁矿和假象赤铁矿的黄铁矿，在其破碎处含有针铁矿和纤铁矿，并且黄铁矿普遍以类似白铁矿化的针状和粒状的特征出现(Plate VII, fig. 4)。有时也可观察到胶粒结构的针铁矿。硫化物还会被纤铁矿和针铁矿替代，并且有些以蜂窝状构造出现。细粒硅酸盐侵入体在较老
