2019, Vol. 35
古特提斯洋消减闭合到印亚大陆碰撞造就了西南“三江”地区复杂而特殊的大地构造格架，孕育了金沙江-哀牢山缝合带(图 1)。在此背景下，区域性左行走滑断裂系统诱发加厚下地壳或壳幔过渡层发生减压部分熔融，促使钾质-超钾质富碱岩浆沿构造有利部位上侵，并伴随大规模铜(金)多金属成矿作用(涂光炽等，1984；谢应雯等，1984；张玉泉等，1987；Tapponnier et al., 1990；邓万明等，1998；莫宣学等，2007；李勇等，2011；Lu et al., 2012, 2013；Deng et al., 2014a, b，2015a；邓军等, 2012, 2014; Deng and Wang, 2016)。与富碱侵入岩有关的多金属矿床常含有大量磁铁矿、赤铁矿，该类铁氧化物与金矿化具成因联系。其中，北衙金矿化可能与铁质热液或铁矿浆有关，磁铁矿的形成与矿区中酸性富碱岩浆密切相关(徐兴旺等，2007；李俊等，2016)；白马苴金(铜)矿床中发育大量镜铁矿，与金矿化关系密切(谭喜生，1988；毕献武等, 2000, 2001；钱祥贵和李志伟，2000；张准等，2002；Bi et al., 2004；Zhou et al., 2017a, 2018)；Zhou et al.(2017a)通过LA-ICP-MS方法，成功获得姚安白马苴金(铜)矿床中赤铁矿U-Pb年龄(30.2±3.8Ma)，与区域上富碱斑岩-岩浆热液型多金属矿床成矿年龄(30~40Ma)具一致性。
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图 1 青藏高原东南缘大地构造及新生代富碱岩体分布图(据任纪舜等, 1999, 2013；侯增谦等, 2006；李文昌等, 2009；江小均等，2018修改) 缝合带及主要断裂：①雅鲁藏布江缝合带；②班公-怒江-高黎贡山缝合带；③澜沧江缝合带；④金沙江-哀牢山缝合带；⑤甘孜-理塘缝合带；⑥金沙江-红河韧性剪切断裂带；⑦绿汁江断裂；⑧小江断裂；⑨南盘江-右江断裂；⑩龙门山断裂. “黑框”为研究区范围 Fig. 1 The distribution map of the Cenozoic alkali-rich porphyry and its tectonic division in the southeastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau (modified after Ren et al., 1999, 2013; Hou et al., 2006; Li et al., 2009; Jiang et al., 2018) The suture belts and main faults: ①Yarlung Zangbo suture belt; ②Bangong-Nujiang-Gaoligongshan suture belt; ③Lancangjiang suture belt; ④Jinshajiang-Ailaoshan suture belt; ⑤Ganzi-Litang suture belt; ⑥Jinshajiang-Red River ductile shear fractured belt; ⑦Lvzhijiang fault; ⑧Xiaojiang fault; ⑨Nanpanjiang-Youjiang fault; ⑩Longmenshan fault. The "Black Box" is the study area |
前人关于镜铁矿对铜(金)多金属找矿指示意义的研究很多，代表性成果有：在热液成矿系统中，成矿后期常出现镜铁矿(翟裕生，1999；孙卫东等，2015)；石英-镜铁矿脉型是与富碱斑岩相关的金多金属矿床中的重要矿石类型(曹志敏和万运明，1992；邓军等，2010)；镜铁矿是某些铜、金、银、钼等矿化的重要找矿标志(陈大经，1988)；石英-镜铁矿化强烈部位指示了低温-强氧化环境，一般铜、金和银较为富集(方维萱，2012)。
姚安富碱斑岩区位于滇西新生代富碱斑岩带南段，区内分布有老街子铅-银矿床和白马苴金(铜)矿床，二者相距约2km(图 2)。近年来，随着探矿工程向深部实施，在老街子铅-银矿床深部2073m中段揭露出亮黑色铁氧化物(2073m以浅未揭露)，该成果在该矿床研究中尚无报道。金属硫化物矿床深部铁氧化物的出现改变了该矿床的传统认识，其特征及地质意义有待探索。因此，本文通过大比例尺坑道剖面精细测量、岩石薄片显微镜鉴定、X射线微区衍射、电子探针及微量元素分析，并与白马苴金(铜)矿床中镜铁矿对比研究，探讨老街子铅-银矿床深部铁氧化物特征及地质意义，为该矿床深部找矿预测提供依据，为“三江”地区同类矿床成矿系统研究、找矿勘查实践提供参考。
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图 2 姚安铅多金属矿区地质简图(据Sun et al., 2017修改) 1-第四纪沉积层(Q)；2-新近系(N)；3-上白垩统江底河组(K2j)；4-上白垩统马头山组(K2ml)；5-下白垩统高峰寺组(K1gw)；6-下白垩统普昌河组(K1p)；7-石英正长斑岩；8-火山角砾岩；9-粗面岩；10-假白榴石斑岩；11-煌斑岩；12-正长斑岩；13-正长细晶岩；14-地层分界线；15-断裂；16-行政村；17-矿床 Fig. 2 The geological map of Yao'an lead polymetallic mine district (modified after Sun et al., 2017) 1-Quaternary sediments (Q); 2-Tertiary sediments (N); 3-Jiangdihe Fm. of the Late Cretaceous (K2j); 4-Matoushan Fm. of the Late Cretaceous (K2ml); 5-Gaofengsi Fm. of the Early Cretaceous (K1gw); 6-Puchanghe Fm. of the Early Cretaceous (K1p); 7-quartz syenite porphyry; 8-volcanic breccia; 9-trachyte; 10-pseudoleucite porphyry; 11-lamprophyre; 12-syenite porphyry; 13-syenite-aplite; 14-stratigraphic boundary; 15-fault; 16-administrative village; 17-deposit |
三江特提斯位于古特提斯构造域东段，是全球地壳结构最复杂、包含造山带类型最多的一个构造成矿域(邓军等, 2012, 2014)。金沙江-红河断裂带位于青藏高原东南缘，主体展布于云南省境内，自西藏东南部向南延伸超过1500km。断裂带及邻区广泛分布新生代钾质富碱斑岩(图 1)，蕴藏着大量与富碱斑岩有关的Cu-Au-Mo矿床(Hou et al., 2007；Deng et al., 2014a, b，2015b)。哀牢山金矿带是“三江”特提斯成矿域中最重要的金矿带，分布着长安、大坪等与富碱斑岩有关的大型金矿床(Zhang et al., 2014, 2017)。滇中楚雄盆地老街子铅-银矿床和白马苴金(铜)矿床位于金沙江-哀牢山富碱斑岩成矿带的中段，找矿潜力巨大。
研究区出露下白垩统高峰寺组(K1gw)、普昌河组(K1p)，上白垩统马头山组(K2ml)、江底河组(K2j)，新近系(N)及第四系(Q)，以紫红色砾岩、砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主的河流-浅湖相碎屑沉积岩组合(严清高等，2017)。岩浆岩主要为一套以正长斑岩、粗面岩、火山角砾岩等为主的富碱火山-岩浆杂岩体(图 2)。研究认为富碱火山-侵入岩是具有壳幔混合特征的EMⅡ型富集地幔部分熔融的产物，成矿物质可能主要来源于壳幔相互作用而成的岩浆(毕献武等，2005；江小均等，2018)。
老街子铅-银矿床由三个矿体群组成，受NE向(F1)和NW向(F3、F4)断裂控制。矿(化)体主要分布于正长斑岩体与围岩的内、外接触带以及近EW向的黑云母正长斑岩脉上盘。其中，Ⅰ号矿体群主要产于F3、F4夹持的“凹兜”中，剖面上呈“V”字型漏斗状(图 3)；Ⅱ号矿体群位于北部粗面岩与普昌河组砂岩接触带裂隙内；Ⅲ号矿体群受北西部蚀变砂岩接触带裂隙控制。矿体形态及产状严格受断裂控制，在构造蚀变强烈地段变富加厚。单矿体呈脉状、豆荚状、筒状，局部透镜状产出；矿石具细脉状、网脉状，局部角砾状构造；金属矿物主要为方铅矿、白铅矿、黄铁矿，呈自形-半自形粒状结构。与铅银矿化关系密切的围岩蚀变包括高岭土化、重晶石化。
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图 3 老街子铅-银矿床3号横剖面图(a，据李光斗等，2010)和典型矿体(石)特征(b) 1-下白垩统普昌河组砂泥岩；2-白榴石斑岩；3-白榴石火成角砾岩；4-石英正长斑岩；5-黑云粗面岩；6-粗面质火成角砾岩；7-正长细晶岩；8-断裂；9-铅的贫矿体；10-铅的富矿体. Py-黄铁矿；Gn-方铅矿 Fig. 3 The No.3 geological section of the Laojiezi Pb-Ag deposit (a, after Li et al., 2010) and typical ore body characteristics(b) 1-Puchanghe Fm. sand mudstone of the Early Cretaceous (K1p); 2-leucite porphyry; 3-leucite volcanic breccia; 4-quartz syenite porphyry; 5-trachyte; 6-rough volcanic breccia; 7-syenite-aplite; 8-fault; 9-lean ore bodies of lead; 10-ore shoot of lead. Py-pyrite; Gn-galena |
近年来，在Ⅰ号矿体群北东侧的2073m中段新发现铁氧化物，产于黑云母正长斑岩脉内及其南东侧正长斑岩中。铁氧化物产出位置附近的正长斑岩表面淋滤出蓝绿色铜氧化物。另外，在2073m中段3号穿脉揭露出一条宽5~8cm的辉钼矿-黄铁矿脉(图 4)。前期研究中，2073m以浅未见铁氧化物和辉钼矿，深部铁、铜、钼矿物的出现指示Pb-Ag矿体的深部存在Cu-Mo矿化。
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图 4 老街子铅-银矿床铜钼异常(矿化)照片 (a)黄铁矿-辉钼矿脉(2073中段3#穿脉)；(b)蚀变正长斑岩发育铜氧化物(2073中段北沿) Fig. 4 Photos of chalcopyrite and molybdenite anomalies (mineralization) from Laojiezi Pb-Ag deposit (a) pyrite- molybdenite veins (the 3# pulse of 2073m level); (b) copper oxide is developed in alteration porphyry (north of 2073m level) |
矿床深部的铁氧化物，主要分布于黑云母正长斑岩脉内及其南东侧，矿化带出露宽度约60m(图 5)。以近EW向岩脉为界，两侧的金属矿物组合及围岩颜色差异显著。北西侧为浅灰-灰白正长斑岩，主要金属矿物组合：方铅矿+黄铁矿+铜氧化物；南东侧为浅-肉红色斑晶密集的正长斑岩，主要金属矿物组合：黄铁矿+铜氧化物+铁氧化物；岩脉内矿物组合为：铁氧化物+黑云母+石英。
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图 5 老街子铅-银矿床2073中段北沿蚀变、矿化实测剖面图 (a)浅灰-灰白色正长斑岩，见再生环带长石；(b)细脉状方铅矿平行黑云母正长斑岩脉产出；(c)灰紫色黑云母正长斑岩脉发育亮黑色铁氧化物及石英；(d)肉红色正长斑岩裂隙发育亮黑色铁氧化物，斑晶密集. 1-正长斑岩；2-斑晶比较密集的正长斑岩；3-黑云母正长斑岩脉；4-断层泥；5-断裂；6-矿化脉；7-采样点及编号；8-黄铁矿化；9-方铅矿化；10-铜氧化物；11-铁氧化物 Fig. 5 Cross-section of alteration and mineralization at north of 2073m level in the Laojiezi Pb-Ag deposit (a) light-flesh red syenite porphyry, regenerative feldspar band; (b) thin veined galena parallel with the biotite syenite porphyry dike; (c) bright black iron oxide and quartz were developed in the amaranthine biotite syenite porphyry dike; (d) bright black iron oxides was developed in the fractures of the flesh red syenite porphyry, with densely feldspar phenocryst. 1-syenite porphyry; 2-syenite porphyry with densely feldspar phenocryst; 3-biotite syenite porphyry dike; 4-fault gouge; 5-fault; 6-mineralized veins; 7-sample location and number; 8-pyrite; 9-galena; 10-copper oxide; 11-iron oxide |
铁氧化物主要呈两种状态产出：一种呈密集星点状充填于灰紫-紫红色黑云母正长斑岩脉内长石溶蚀孔洞中，平行岩脉产出，具定向排列，总体走向NE-EW，倾向NW，指示氧化性流体沿黑云母正长斑岩脉运移；另一种为斑点状产于浅-肉红色斑晶密集的正长斑岩中，在岩石裂隙中铁氧化物矿化增强。
通过大比例尺坑道剖面解析，总结铁氧化物与铅银矿(化)体空间关系为：垂向上，铅银硫化物主要分布于矿床上部(2108m以浅)，铁氧化物在下部(2108m以深)，呈现“上部铅银，下部铁氧化物”的特点。总体表现为铅银矿化强度往深部渐弱，铁氧化物富集程度往深部渐强。横向上，铅银在靠近岩体中心一侧(西侧)矿化较强，往岩体边缘一侧(东侧)渐弱。铁氧化物分布在靠近岩体边缘一侧。呈现“西侧铅银，东侧铁氧化物”的特点(图 5)。总体上，铅银矿体内未见铁氧化物，铁氧化物富集带内未见铅银矿化，二者在空间上相分离。
3 铁氧化物特征及围岩Cu、Mo、Au含量为了研究铁氧化物成分、晶体结构及地质意义，采集老街子矿床2073m中段(图 5)、白马苴矿床不同产出状态的铁氧化物样品，开展了显微镜鉴定、X射线微区衍射、电子探针分析，并测定了围岩的Cu、Mo、Au含量。
3.1 测试方法X射线微区衍射及电子探针分析在中南大学地球科学与信息物理学院完成。X衍射仪型号为Rigaku Rapid Ⅱ微区衍射仪，测试条件：电压40kV、电流250mA，测试范围100μm，出射角22°，测试时间20min。电子探针仪器型号为EPMA-1720型(日本岛津公司)，测试条件为：加速电压15kV、电流20nA，电子束斑直径5μm，ZAF3校正，检出限为0.01%。微量元素采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试，在有色金属西北矿产地质测试中心完成。
3.2 组构特征通过宏观、微观分析，总结老街子矿床中铁氧化物组构特征如下(图 6)：
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图 6 姚安铅银金多金属矿床铁氧化物手标本及显微结构照片 (a) L01号样品，紫红色黑云母正长斑岩脉长石溶蚀孔洞内见密集星点状铁氧化物；(b、c)亮白色针状、放射状铁氧化物；(d) L03号样品，肉红色正长斑岩裂隙中铁氧化物集合体；(e、f)亮白色、灰带蓝色，板状、片状铁氧化物；(g) B2-1号样品，强黄铁矿化、镜铁矿化Cu-Au矿石+石英正长斑岩透镜体；(h)镜铁矿揉皱结构；(i)针状、放射状镜铁矿交代黄铜矿、黄铁矿；(j) B3-1号样品，锖色多金属块状矿石+稠密浸染状镜铁矿；(k)叶片状镜铁矿；(l)辉铋矿交代镜铁矿、黄铜矿；(m) B5-1号样品，网脉状镜铁矿；(n)叶片状、鳞片状镜铁矿; (o)叶片状镜铁矿交代黄铁矿. ξD-黑云母正长斑岩; ξπ-正长斑岩；ξoπ-石英正长斑岩；hs-角岩；Bg-辉铋矿；Ccp-黄铜矿；Spe-镜铁矿 Fig. 6 Photos of hand specimens and microphotographs of the iron oxide from the Yao'an lead-silver-gold polymetallic deposits (a) Sample L01, densely star-shaped iron oxide filling in the corrosion holes of the feldspar in the gray amaranthine biotite syenite porphyry dike; (b, c) bright white acicular, radial iron oxide; (d) Sample L03, iron oxide complexes developed in the fractures of the flesh red syenite porphyry; (e, f) bright white, gray-blue tabular iron oxide; (g) Sample B2-1, massive pyrite, specularite Cu-Au ore and quartz syenite porphyry lens; (h) the crumpled texture of specularite; (i) chalcopyrite and pyrite replaced by specularite (acicular, radial); (j) Sample B3-1, tarnish polymetallic massive ore and dense disseminated specularite; (k) bladed specularite; (l) chalcopyrite and specularite replaced by bismuthinite; (m) Sample B5-1, stockwork specularite; (n) bladed, squamose specularite; (o) pyrite replaced by specularite (bladed). ξD-biotite syenite porphyry; ξπ-syenite porphyry; ξoπ-quartz syenite porphyry; hs-hornstone; Bg-bismuthinite; Ccp-chalcopyrite; Spe-specularite |
(1) 灰紫-紫红色黑云母正长斑岩脉内铁氧化物(图 6a-c)：多赋存于长石溶蚀孔洞，主要呈密集星点状，具定向排列，延伸方向与岩脉走向一致。单偏光镜下呈强金属光泽，亮白色，呈针状、放射状，自然晶形，晶形细小，大小不一，一般在0.03~0.16mm间，与围岩界限截然。
(2) 肉红色斑晶密集的正长斑岩内铁氧化物(图 6d-f)：主要呈斑点状、片状集合体，一般0.04mm×0.12mm，单偏光镜下呈金属光泽，亮白色、灰带蓝色，板状、片状，半自形-他形，晶体较小，呈溶蚀结构，交代早期溶蚀状黄铁矿。
白马苴金(铜)矿床中镜铁矿主要有两种产出状态：一种呈细脉状、网脉状，脉内见镜铁矿包裹黄铁矿；另一种呈密集星点状、稠密浸染状产出。二者显微组构相似，单偏光镜下呈强金属光泽，灰白微带蓝色、白色、灰褐色，针状、叶片状、板状、放射状，大多呈自形晶，晶体大小不均，大者可达1~2mm，小者0.03mm左右，长宽比可达10以上。常见镜铁矿受力后呈揉皱结构，镜铁矿呈针状、叶片状、板状交代黄铜矿、黄铁矿，并发现后期辉铋矿交代镜铁矿(图 6g-o)。
3.3 晶体结构X射线微区衍射分析结果(图 7、图 8)显示，老街子铅-银矿床中紫红色黑云母正长斑岩脉内铁氧化物(L01)主要成分为Fe2O3，属三方晶系，晶胞参数a=5.024，c=13.712 Å，具有{012}、{104}、{110}、{024}、{116}晶形，特征衍射峰d值为3.6827、2.6960、2.5138、1.8382、1.6914。X射线微区分析时受黑云母正长斑岩基质中石英影响，X射线微区分析图谱中含石英图谱(晶胞参数a=4.911，c=5.393 Å，特征衍射峰d值为4.2544、3.3453、2.1261、1.5418)；肉红色正长斑岩内板状铁氧化物(L03)主要成分为Fe2O3，属三方晶系，晶胞参数a=5.031，c=13.724 Å，具有{012}、{104}、{110}、{113}、{300}、{1010}晶形，特征衍射峰d值为3.6867、2.7020、2.5194、2.2085、1.4528、1.3090。白马苴金(铜)矿床中镜铁矿主要成分为Fe2O3。B2-1号样品晶胞参数a=5.032，c=13.716 Å，具有{104}、{110}、{113}、{214}、{300}晶形；叶片状镜铁矿(B3-1号样品)晶胞参数a=5.030，c=13.737 Å，具有{012}、{104}、{024}、{116}、{300}晶形，其余样品晶体结构均相似。
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图 7 老街子铅-银矿床中紫红色黑云母正长斑岩脉内铁氧化物X射线微区分析图谱(样品L01) Fig. 7 XRD spectrum of iron oxide in amaranthine biotite syenite porphyry dike from the Laojiezi Pb-Ag deposit (Sample L01) |
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图 8 老街子铅-银矿床中肉红色正长斑岩内铁氧化物X射线微区分析图谱(样品L03号) Fig. 8 XRD spectrum of iron oxide in syenite porphyry from the Laojiezi Pb-Ag deposit (Sample L03) |
利用电子探针对铁氧化物中Fe、Al、Si、Mn等18种元素的氧化物进行测试(表 1)。结果表明，姚安矿区铁氧化物中Fe、Al、As、Cu、Pb、Co和Zn元素的氧化物均高于检测限，可以直接讨论，S、Sb、Se、Ag、Ni、Au、Mn和Cr元素的氧化物绝大部分或全部低于检测限，其余的位于检测限附近。
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表 1 姚安矿铁氧化物探针分析结果(wt%) Table 1 Electron microprobe analyses of iron oxide from the Yao'an mine district (wt%) |
老街子铅-银矿床中铁氧化物全铁含量(FeOT)变化于88.939%~90.671%，其他成分含量：Al2O3为0.054%~1.600%、SiO2为0.036%~0.637%、As2O3为0.076%~0.094%、CuO为0.036%~0.062%、PbO为0.015%~0.028%、CoO为0.098%~0.125%、ZnO为0.017%~0.044%、TiO2为0.045%~0.314%、V2O5为0.035%~0.303%。白马苴金(铜)矿床中镜铁矿全铁含量(FeOT)变化于90.169%~90.947%，其他成分含量：Al2O3为0.014%~0.618%、SiO2为0~0.119%、As2O3为0.054%~0.121%、CuO为0.007%~0.111%、PbO为0.009%~0.023%、CoO为0.081%~0.117%、ZnO为0.010%~0.033%、TiO2为0.003%~1.094%、V2O5为0.002%~0.148%。
3.5 围岩Cu-Mo-Au含量对老街子矿床深部铁氧化物围岩的Cu、Mo含量进行了测试(2015~2016年)，在此基础上对部分样品加测了Au含量(2019年)，测试结果见表 2。Cu平均含量2537×10-6，最高达2.05%；Mo平均含量130×10-6，最高达0.11%；Au平均含量0.155×10-6，最高达0.585×10-6，均呈现出强异常-矿化特征。
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表 2 老街子铅-银矿床2073中段北沿Cu-Mo-Au含量表(×10-6) Table 2 The Cu-Mo-Au contents of the wall rocks at north of the 2073m level tunnel in the Laojiezi Pb-Ag deposit (×10-6) |
由X射线微区衍射分析，老街子铅-银矿床深部铁氧化物主要成分为Fe2O3，属三方晶系，结合手标本及镜下特征，确认老街子矿床深部铁氧化物为镜铁矿。
4.2 镜铁矿与铅银矿化的关系矿床深部近EW向黑云母正长斑岩脉，其北西侧斑岩呈浅灰-灰白色，赋存铅银矿化，具还原带特征；岩脉内及其南东侧斑岩呈浅-肉红色，赋存镜铁矿，具氧化带特征。显微镜下可见镜铁矿形成晚于黄铁矿等金属硫化物(图 6)，由此认为镜铁矿生成晚于铅银等金属硫化物。这与白马苴金(铜)矿床成矿阶段分为早期硫化物阶段、晚期硫化物+氧化物阶段的认识一致(毕献武等, 2000, 2001；Bi et al., 2004)。镜铁矿的出现、正长斑岩颜色发生变化、金属矿物组合差异、还原-氧化带的形成，与该岩脉的侵位密切相关，是构造-岩浆(流体)-蚀变耦合作用的结果。反映晚期氧化性流体沿深部近EW向构造运移，在岩脉及其南东侧形成镜铁矿。矿床深部及南东侧镜铁矿化增强，浅部及北西侧铅银矿化增强。镜铁矿的形成，在时间上晚于、空间上深于铅银矿化。
4.3 与白马苴金(铜)矿床中镜铁矿的对比 4.3.1 组构特征对比老街子矿床与白马苴矿床中镜铁矿同属三方晶系，晶胞参数相近，但是产出状态存在差异：白马苴金(铜)矿床中镜铁矿主要呈脉状、网脉状，矿物颗粒大于1mm；老街子铅-银矿床深部镜铁矿主要呈密集星点状、斑点状，矿物颗粒小于0.16mm。从组构特征来看，老街子矿床目前已揭露的镜铁矿化发育程度相比白马苴矿床较弱。
4.3.2 成分对比电子探针分析结果显示，老街子铅-银矿床和白马苴金(铜)矿床中镜铁矿元素组成及含量大体一致。根据全铁(FeOT)含量计算铁元素含量，老街子铅-银矿床和白马苴金矿中镜铁矿的铁元素含量分别为69.106%~70.451%、70.061%~70.666%，与Fe的理论值(69.94%)接近(王濮，1982)。由表 1可知，Al、Co、V、Ti含量高于其他元素。
镜铁矿中微量元素的研究鲜有报道。与磁铁矿相似，其微量元素的变化受环境因素的制约(Nadoll et al., 2014；苏恒乐，2016)。磁铁矿中Co、Ni等元素受共生矿物沉淀影响很大，在热液成矿系统中优先进入到硫化物中，导致其含量降低(Zhao and Zhou, 2015)。Huang et al.(2014)提出，相比Ni，磁铁矿中的Co对于共生硫化物的影响更为敏感。本次所测试的镜铁矿样品中NiO的含量均低于检测限，但具有相对较高的CoO(~0.1%)，显示Co可能比Ni更容易进入镜铁矿中，镜铁矿形成过程可能伴随了硫化物的沉淀。
V和Ti为亲铁元素。V主要以V3+存在，常取代磁铁矿中的部分Fe3+；Ti以类质同像代替磁铁矿中的Fe，或以钛铁矿、钛铁晶石的细小包裹体呈定向连生形式存在，系由固溶体出溶而成。V和Ti的地球化学行为在磁铁矿中的研究程度较高，被认为是指示成矿温度的最佳元素(Toplis and Corgne, 2002；Dare et al., 2012；Liu et al., 2015；Nadoll et al., 2015)，磁铁矿中V2O5含量受温度和氧逸度的影响，总体随温度升高而增加(Toplis and Corgne, 2002)。相对于星点状、斑点状镜铁矿，呈脉状、网脉状及岩脉内镜铁矿的V2O5、TiO2含量更高，反映后者的形成温度和氧逸度相对前者较高，指示老街子矿床2073m以深可能存在更具规模的脉状镜铁矿。
4.3.3 成因联系赤铁矿(镜铁矿)、磁铁矿等矿物组构及地球化学特征可以提供矿床成因信息(Belperio et al., 2007；Ciobanu et al., 2013；Cabral et al., 2015；Courtney-Davies et al., 2016；Zhou et al., 2017a, b)。X射线微区衍射分析和电子探针结果表明，老街子铅-银矿床和白马苴金(铜)矿床中镜铁矿晶体结构、化学成分基本一致。前期研究成果显示，白马苴矿床中镜铁矿来源于岩浆流体和大气降水形成的混合流体(毕献武等，2001；Bi et al., 2004)。两矿床成矿时代与富碱火山-侵入岩年龄(~33Ma)一致(表 3)，与区域上富碱斑岩-岩浆热液型多金属矿床成矿年龄(30~40Ma)大体一致。白马苴矿床中载金镜铁矿主要分布于岩体边部及接触带角岩中，老街子矿床深部揭露出的镜铁矿也位于岩体边缘，两矿床中镜铁矿空间分布有相似规律。综合以上分析，认为老街子矿床中镜铁矿的形成与岩浆流体和大气降水形成的混合流体有密切关系。
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表 3 姚安矿区富碱火山-岩浆杂岩及金属矿物同位素年代学统计表 Table 3 The data of isotopic ages of the alkali-rich volcano-magmatic complex and metallic mineral in Yao'an mine district |
北衙、白马苴等典型金矿床中，金矿化与赤铁矿(镜铁矿)均有密切的空间及成因联系。北衙超大型金多金属矿床中产出大量赤铁矿体，该类铁矿含金较好，品位0.05~208g/t，是目前北衙金矿主要采金对象之一(徐兴旺等，2007)。白马苴矿床中金矿石自然类型多为镜铁矿-黄铁矿型，裂隙金呈片状、不规则粒状嵌布于镜铁矿片理间；自然金呈细粒、微粒、分散浸染状赋存于镜铁矿中(中国人民武装警察部队黄金第十三支队, 2000①)。老街子矿床与北衙、白马苴矿床位于同一富碱斑岩带内，其深部镜铁矿对金矿化具有重要指示意义。通过老街子矿床中镜铁矿特征研究，并与白马苴矿床中镜铁矿组构特征、化学成分、成矿地质背景及时空结构等方面的对比分析，推测老街子矿床深部镜铁矿化更具规模。
① 中国人民武装警察部队黄金第十三支队. 2000.云南省姚安县白马苴矿区金矿普查报告
目前已经广泛认同斑岩型铜-金(-钼)矿床是在相对较高的氧化性含矿流体作用下形成的(徐文刚和范宏瑞，2011)，这些矿床常发育表征高氧逸度的原生磁铁矿、镜铁矿。高氧逸度是斑岩型铜金成矿的关键，有利于提高岩浆中的Cu、Au含量(Sun et al., 2013；孙卫东等，2015)。当岩浆演化到磁铁矿结晶时，氧逸度趋于下降，成矿流体中的硫酸盐被还原，使流体中的Cu、Au等以硫化物形式卸载。随着温度的下降和体系中还原态S含量的增加，逐渐形成辉钼矿沉淀，与Cu和Au一同形成典型的斑岩型矿床(化)(徐文刚和范宏瑞，2011；Jiang et al., 2014)，成矿后期往往出现镜铁矿矿化(孙卫东等，2015)。姚安岩体具有高氧逸度(毕献武等，2005)，老街子矿床深部出现镜铁矿，这些特征反映出矿床深部具备有利的Cu、Au、Mo成矿条件。
老街子矿床深部镜铁矿出露位置附近Cu-Mo-Au异常显著(表 2)，局部已达矿化。垂向上具有“铅银矿体→Cu-Mo-Au地球化学异常→铜钼矿化”的分带规律，呈现出浅部Pb-Ag矿化和深部Au-Cu-Mo矿化的结构特征，指示老街子矿床深部可能存在“白马苴式”的金铜矿(化)体，具有Cu、Au、Mo找矿潜力，有待通过深部工程的进一步揭露，在2073m中段以深寻找更具规模的镜铁矿化及铜-金-钼矿(化)体。
5 结论(1) 老街子铅-银矿床深部铁氧化物与白马苴金(铜)矿床中镜铁矿产状不同，但主要成分均为Fe2O3，同属三方晶系，晶胞参数相近，结合宏观、微观分析，确认其为镜铁矿。
(2) 老街子铅-银矿床深部镜铁矿主要呈两种状态产出：一种呈密集星点状充填于灰紫色黑云母正长斑岩脉内，平行岩脉产出，具定向排列，总体走向NE-EW，倾向NW，指示氧化性流体沿黑云母正长斑岩脉运移；另一种为斑点状产于浅-肉红色斑晶密集的正长斑岩中，在岩石裂隙中镜铁矿矿化增强。
(3) 老街子铅-银矿床深部及南东侧镜铁矿化增强，浅部及北西侧铅银矿化增强。镜铁矿的形成，在时间上晚于、空间上深于铅银矿化。
(4) 相对于星点状、斑点状镜铁矿，呈脉状、网脉状及岩脉内镜铁矿的V2O5、TiO2含量更高，反映后者的形成温度和氧逸度相对前者较高，指示老街子铅-银矿床2073m以深可能存在更具规模的脉状镜铁矿。
(5) 老街子铅-银矿床呈现出浅部Pb-Ag矿化和深部Au-Cu-Mo矿化的结构特征。出现镜铁矿和显著Cu-Mo-Au异常，指示深部可能存在“白马苴式”的金铜矿床(体)，具有Cu、Au、Mo找矿潜力。
致谢 致谢中国地质大学(北京)邓军教授、张静教授及审稿专家对本文提出了宝贵的修改意见，实验过程中得到了中南大学地球科学与信息物理学院谷湘平教授、沈灿博士的悉心指导与帮助，在此深表感谢！
喜逢著名矿床学家翟裕生院士90华诞，拙文以表祝贺！
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