杨 阳，唐菊兴，吴纯能，林 彬，唐 攀，张泽斌，何 亮，祁 婧，李怡萱

（1成都理工大学地球科学学院，四川成都 610059；2中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；3西南交通大学地球科学与环境工程学院，四川成都 611756；4中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083）

冈底斯成矿带位于西藏自治区中南部，在空间上受到平行于主碰撞造山带的东西向逆冲断裂和横跨拉萨地体的正断层系的控制，具有“东西成带、南北成串”的分布特征（刘洪等，2019）。甲玛铜多金属矿床是分布在冈底斯成矿带东段上的重要矿床之一，对该矿床在成矿模式、矿床地球化学、成矿流体和同位素等方面的研究虽然已经积累了大量的数据(唐菊兴等，2010；2011；2013；郑文宝等，2010；周云，2010；周云等，2012，应立娟等，2012)，但在矿物学标型特征方面的研究相对较少。磁黄铁矿作为甲玛矿床中最主要的金属硫化物之一，具有较高的研究价值。

前人对磁黄铁矿做过了大量的研究，也取得了较多成果。磁黄铁矿具有六方、斜方和单斜晶系的3个同质多象变体，其中又以单斜和六方晶系最为常见（卢静文等，2010）。通过研究磁黄铁矿的结构形式、交生特征及成分特点可以反演其结晶条件和成矿过程(Gu et al.，1996;Wang et al.，2005；顾连兴等，2006；Becker et al.，2010)。不同的物理化学环境及变化可以引起单斜磁黄铁矿和六方磁黄铁矿的相互转化(Christoph et al.，2013)，表现出结晶多样性。从磁黄铁矿的结晶多样性，即形态、成分、结构标型特征，可洞悉成矿条件(Dennis et al.,2013)及成矿环境的变化(Arnold,1962;Yund et al.,1969)。此外，通过研究磁黄铁矿中钴、镍的地球化学成分，可以探讨、解决矿床成因和成矿作用的问题（杨镇等，2014）。因此，本文以矿石矿相学研究为基础，采用X射线衍射和电子探针分析等实验手段，结合磁黄铁矿的形态、成分和结构等标型特征，旨在探究其形成环境和沉淀机制，为深入了解甲玛矿床的形成过程进一步提供新的证据。

1 矿区地质概况

藏中“一江两河”地区的冈底斯铜矿成矿带位于世界三大成矿域之一的特提斯-喜马拉雅成矿域内，也是该成矿域内重要的斑岩矽卡岩型铜多金属产地之一（唐菊兴等，2010；2019）。甲玛矿床位于冈底斯成矿带东段，多年来，许多学者对该矿床进行了大量的研究工作，也取得了丰硕的成果。甲玛铜多金属矿床的矿体在平面上呈北西西走向，倾向北北东，矿体总体上为隐伏-半隐伏（图1），矿体主要呈似层状产于上侏罗统多底沟组与下白垩统林布宗组接触部位的矽卡岩及角岩、花岗斑岩中，少数以似层状、透镜状和脉状产于多底沟组顶部或林布宗组底部，部分矿体产于顶板角岩中以及底板大理岩中(图2)。总的来说甲玛区存在斑岩、矽卡岩、角岩以及独立金矿体4种典型的矿体类型（图2），但资源量和品位最高的矿体主要集中在矽卡岩矿体中，也是目前的主采矿体，一般称其为主矿体，该矿体具有典型的矽卡岩型矿床特征，矿体呈层状、似层状产出，且与花岗斑岩、石英闪长玢岩关系密切（秦志鹏，2013），受花岗斑岩等岩体和大理岩、变质角岩板岩等地层以及断裂构造的共同控制（唐菊兴等，2010）。

图1 甲玛矿区地质简图（据郑文宝等，2010修改）Fig.1 Geological sketch map of the Jiama deposit(modified after Zheng et al.,2010)

甲玛矿床的矽卡岩矿体内矿石矿物主要为黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿和黄铁矿，还含有少量铜蓝、毒砂、方铅矿、闪锌矿和辉钼矿等。脉石矿物主要是石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石、绿泥石、绿帘石等矽卡岩矿物。矿区经受多次构造活动和热液作用，围岩蚀变前后叠加改造，发育有矽卡岩化、绿泥石化、钾化、硅化等。其中，矽卡岩化是本区最为普遍、最重要的一种蚀变，广泛发育于岩体外接触带碳酸盐岩和变质碎屑岩接触部位，主要为透辉石石榴子石矽卡岩和硅灰石矽卡岩。

矿床的角岩继承了原岩板岩和砂岩的物质成分，矿物组分较简单，主要为石英、斜长石、黑云母、绢云母、红柱石等。角岩一般厚度大，但局部亦可见夹层，以板岩为主，常见斑岩、矽卡岩侵入体夹于角岩中的现象（王登红等，2011）。根据甲玛矿区165个钻孔角岩中裂隙的统计结果，整个矿区破裂裂隙的空间分布具有一定的规律性，即裂隙越发育，对应的金属矿化越好(林彬等，2012)。角岩中裂隙一般被石英脉、硫化物充填的细脉-微细脉及少量方解石细脉充填。硫化物以辉钼矿、黄铜矿和磁黄铁矿为主，其次是黄铁矿和斑铜矿等，角岩型矿石以细脉浸染状为主。

图2 甲玛矿床矿体结构剖面图（据邹兵等修改，2019）Fig.2 Geological section of orebodies in the Jiama deposit(modified after Zou et al.,2019)

2 磁黄铁矿的产出特征

甲玛矿区中的矽卡岩矿体和其上覆角岩中的矿体是甲玛铜矿床最主要的组成部分，也是矿区磁黄铁矿主要集中的区段，矿石中黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿和银金矿发育，其中，磁黄铁矿是矿床中含量较高的金属硫化物之一。甲玛矿床的磁黄铁矿主要分布在距离岩体中心较远的矿区远端矽卡岩和角岩中，在角岩中最为发育（图2），且磁黄铁矿与黄铜矿、黄铁矿等紧密共生。磁黄铁矿的手标本呈铁黑色、古铜色、铜褐色，硬度大，矿石构造类型主要有脉状构造、块状构造、稠密浸染状构造、浸染状构造、星点浸染状构造等（如图3a～c）。显微镜下，该区磁黄铁矿为玫瑰红色、粉红色、黄褐色，无内反射，未见明显非均质性，他形-半自形粒状，与黄铜矿、黄铁矿、银金矿等伴生，通常在磁黄铁矿出现的部位均可见到黄铜矿，二者主要呈共生关系，局部可见晶形较好的黄铁矿被磁黄铁矿包围(如图3i)。磁黄铁矿在角岩中相对于在矽卡岩中更常见，角岩中的磁黄铁矿主要呈脉状产出在角岩裂隙中，常见的矿物组合为磁黄铁矿+石英脉，磁黄铁矿+绿泥石脉，磁黄铁矿+黄铁矿脉，磁黄铁矿+黄铜矿脉，磁黄铁矿+黄铁矿+石英集合体；矽卡岩中的磁黄铁矿主要呈块状产出，同时主要与黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、石榴子石共生。综上，黄铁矿前后均有磁黄铁矿生成，黄铜矿与磁黄铁矿伴生，并延续到磁黄铁矿产出结束阶段，但矽卡岩阶段相比角岩阶段产出的黄铜矿更多，角岩阶段的黄铜矿极少甚至不产出。

图3 甲玛矿床部分金属矿物显微照片Fig.3 Microscopic photos of some metallic minerals in the Jiama deposit

3 分析方法与结果

3.1 样品采集与实验方法

笔者通过仔细编录甲玛矿床的8806、9280、4026、6470等多个钻孔，采集了钻孔岩芯中的典型矽卡岩矿石和角岩矿石样品，其矿石成分较为单一，金属矿物除磁黄铁矿外，还有黄铜矿和少量黄铁矿。在镜下挑选出黄铁矿形成之后的磁黄铁矿或不含黄铁矿的磁黄铁矿样品进行电子探针分析，从块状磁黄铁矿矿石（矿石内黄铁矿和黄铜矿极少）中挑选出磁黄铁矿单矿物进行X射线衍射粉晶测试。对晶胞参数的测量准确度可达10-5nm，并采用MDI jade5.0版软件进行图谱分析。

电子探针分析在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成，采用日本电子公司JCXA-8230型电子探针仪，工作条件:加速电压20 kV，通过样品的电流为20 nA，束射直径为5 μm。所采用的标样为天然矿物和人工合成物。选取镜下鉴定中具有代表性的磁黄铁矿进行电子探针鉴定，电子探针打点位置的确定：先放大到最大倍数，选取表面光滑和颜色均一的位置，再进行打点测试。

X射线衍射晶胞参数测试在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，通过对磁黄铁矿单矿物粉末进行衍射分析。首先在双目镜下挑选磁黄铁矿，碾磨至200目，放在载玻片上，压成平面。采用荷兰帕纳科公司生产的Panalytical X"Pert PRPMPD衍射仪从5°到90°对粉晶连续扫描，步长设置为0.026°，每步停留20 s。选用铜靶，工作电压为40 kV，电流为40 mA。然后运用该仪器自带的Xpert Highscore Plus软件进行物相鉴定，对每一个峰进行手动拟合，拟合后再通过“Refine Unit Cell”功能自动得出磁黄铁矿的晶胞参数。

表1 甲玛矿床磁黄铁矿电子探针分析数据结果表Table 1 Electron microprobe analyses of pyrrhotite in the Jiama deposit

3.2 实验结果

3.2.1 电子探针

磁黄铁矿中w(Fe)的理论值为63.53%，本次所测磁黄铁矿的 w(Fe)为 58.34%～60.71%，平均59.53%；w(S)为38.18%～39.95%，平均39.18%，与理论值比较接近。

通过对甲玛矿床产于矽卡岩和角岩中磁黄铁矿分别进行电子探针测试，结果显示(表2)：产于矽卡岩中磁黄铁矿的w(Fe)为60.09%～60.71%，平均60.38% ，w(S)为38.18%～38.69%，平均38.35%；磁黄铁矿中的x(Fe)（Fe原子百分数，下同）为47.24%～47.90%，平均47.51%。w(Ni)较低(0～0.49%)，分布较不均匀，平均0.20%;w(Co)相对较低(0.05%～0.35%)，分布较为均匀，平均为0.15%。w(Co)、w(Ni)变化范围均较小，而Co/Ni值变化范围大(0.54～27.8）。w(As)为0～0.07%，平均0.05%；w(Pb)为0.03%～0.16%，平均0.07%；w(Zn)为0～0.35%，平均0.18%；w(Mo)为0.12%～0.41%，平均0.27%；w(Cu)为0.01%～0.03%，平均0.02%。根据电子探针结果计算，化学分子式为Fe0.899S—Fe0.913S，简写式为Fe8S9～Fe10S11。

产于角岩中的磁黄铁矿的w(Fe)为59.05%～59.57%，平均为59.10%，w(S)为39.28%～39.95%，平均39.59%；磁黄铁矿中的x(Fe)为45.21%～46.36%，平均 45.94%。w(Ni)较低(0～0.86%)，分布较不均匀，平均0.16%；w(Co)相对较低(0.11%～0.16%)，分布较为均匀，平均0.14%。w(Co)、w(Ni)变化范围均较小，而Co/Ni值变化范围大(0.13～78.5），总体上属于富钻贫镍型磁黄铁矿。w(As)为0～0.11%，平均0.07%；w(Pb)为 0～0.23%，平 均 0.10%；w(Zn)为 0.01%～0.05%，平均 0.02%；w(Mo)为 0.14%～0.46%，平均0.37%；w(Cu)为0～0.07%，平均0.04%。根据电子探针结果计算，化学分子式为Fe0.838S—Fe0.871S，简写式为Fe5S6～Fe7S8。

3.2.2 X射线衍射晶胞参数测试

X射线衍射晶胞参数测试结果表明(表2)，7个角岩样品中的磁黄铁矿有5个表现为单斜磁黄铁矿的特征，2个为六方磁黄铁矿的特征；而3个矽卡岩样品中的磁黄铁矿全表现为六方磁黄铁矿的特征。

X射线衍射图解中，六方磁黄铁矿的dl02是一个有陡锐角度的单一峰，而单斜磁黄铁矿则分裂为2个峰，结合光谱图像显示(图4)，本次所测的产于角岩中磁黄铁矿的粉晶X射线衍射曲线既有呈双峰的也有呈单峰的，即角岩中的磁黄铁矿既有六方晶系，也有单斜晶系。而本次所测的产于矽卡岩中磁黄铁矿的粉晶X射线衍射曲线全呈单峰，即矽卡岩中的磁黄铁矿全为六方晶系。

表2 甲玛矿床磁黄铁矿晶胞参数测试结果Table 2 Test results of cell parameters of pyrrhotite in the Jiama deposit

3.3 磁黄铁矿标型特征

前人已对磁黄铁矿的组成、结构、物理性质和共生关系(Desborough et al.,1965;Arnold,1969;Yund et al.,1969;Bennett et al.,1980；Kissin et al.，1982)展开过较多研究。研究结果表明，磁黄铁矿具有六方、单斜、斜方3种同质多象变体和多种类型的超结构，以六方和单斜最为常见（卢静文等，2010）。其结晶存在多样性，以Fe1-xS或S为化学通式，x表示Fe2+的亏损数，一般x=0～0.223±，其中铁和硫不是严格化学计量的。当x=0时，即铁原子未出现亏损，为理想的FeS，即Fe∶S=1∶1，它只见于陨石中的陨硫铁。铁不足是因为晶体结构中有一部分Fe2+被Fe3+代替，只有减少阳离子数，才能保持晶格的电荷平衡(刘显凡等，2010)。同时，磁黄铁矿成分中，可有很少量的镍、钴、锰、铜代替铁。其中六方磁黄铁矿晶格缺位较少，结构较为稳定，其形成温度高，Fe原子百分数x(Fe)为47.0%～47.8%，对应的化学分子式为 Fe0.887S—Fe0.916S（近于 Fe11S12—Fe9S10）；而单斜磁黄铁矿的晶格缺位相对较多，具有较强的磁性，结构不及六方的稳定，其形成温度低，x(Fe)为46.5%～47.0%，对应的化学分子式为 Fe0.869S—Fe0.867S（近于Fe7S8）。

本文通过对产于矽卡岩和角岩中的12个磁黄铁矿样品的进行电子探针测试，分析结果表明，样品号为8880-365.15等4个产于矽卡岩中的磁黄铁矿样品的Fe原子百分数x(Fe)大于47.0%，属于六方磁黄铁矿，形成温度较高；同时数据结果得出其化学式为Fe0.899S—Fe0.913S，即Fe1-xS中的1-x为0.899～0.913，平均为0.904。剩余的样品号如6470-709等产于角岩中的磁黄铁矿样品的Fe原子百分数x(Fe)小于47.0%，属于单斜磁黄铁矿，形成温度较低；同时数据结果得出其化学式为Fe0.838S～Fe0.871S，即Fe1-xS中的1-x为0.838～0.871，平均为0.857。

图4 甲玛矿床磁黄铁矿X粉晶衍射曲线结果Fig.4 The X-ray powder diffraction curves of pyrrhotite in the Jiama deposit

在晶体坐标系统中，六方晶系的晶胞参数a=b≠c，单斜晶系的a≠b≠c，从磁黄铁矿粉晶X射线衍射曲线来看，六方磁黄铁矿呈单峰，而单斜磁黄铁矿为强度大致相等的双峰，若是六方、单斜相混合，则会出现分峰明显，强度相异的2个峰(Arnold,1962)。同标准的单斜和六方磁黄铁矿晶胞参数相比较并结合X射线衍射谱线分析(图4)，本次样品的晶胞参数既有与单斜磁黄铁矿的晶胞参数标准值相近，又有与六方磁黄铁矿的晶胞参数标准值相近。但是也有一定的差异性和规律性，如产于角岩样品中的磁黄铁矿的X射线衍射谱线既有呈单峰，也有呈强度大致相等的双峰，即产于角岩中的磁铁矿有单斜磁黄铁矿和六方磁黄铁矿2种类型的磁黄铁矿。而矽卡岩样品中的磁黄铁矿的X射线衍射谱线都是呈单峰，即产于矽卡岩中的磁铁矿全为六方磁黄铁矿。

图5 Fe-S系统矿物相平衡简图(据Arnold，1962；1969；Des-borough et al.,1965;Kissin et al.,1982等修改)Fig.5 Schematic diagram of mineral phase equilibrium in Fe-S system(after Arnold,1962;1969;Desborough et al.,1965;Kissin et al.,1982)

4 讨 论

4.1 成矿环境

据Arnold(1962)和Gu等(1996)研究表明，缓慢降温过程中，Fe-S体系的流体首先出溶黄铁矿，形成六方磁黄铁矿和黄铁矿的交生体。如果没有足够的硫，流体则完全以黄铁矿出溶，就没有单斜磁黄铁矿的形成，同时甲玛矿区普遍发育具有弱磁性的单斜磁黄铁矿，因此甲玛矿床的硫是很充分的，具有富硫的环境。

通常认为磁黄铁矿的成分及晶型特征与形成温度有关，六方磁黄铁矿一般在304℃以上稳定，而单斜磁黄铁矿形成的温度最大为（304±6）℃(Arnold,1969)。同时据Fe-S系统矿物相平衡简图(Arnold,1962)，在快速降温过程中，六方磁黄铁矿中多余的硫没有完全以黄铁矿的形式出溶，那么当温度下降到254℃以下，则有单斜磁黄铁矿的出溶。甲玛矿床的中磁黄铁矿既有高温六方磁黄铁矿，又有低温的单斜磁黄铁矿，因此该矿床的初始形成温度应该高于304℃。周云等（2012）曾对甲玛矿床不同成岩成矿阶段的矿物中的流体包裹体进行显微测温，其划分的成岩成矿阶段分别为岩浆热液阶段、岩浆期后热液阶段、干矽卡岩阶段、湿矽卡岩阶段和石英硫化物阶段，其中产出高温六方磁黄铁矿的干矽卡岩阶段的矿物均一温度范围为320～360℃，平均为341℃，产出高温六方磁黄铁矿和低温单斜磁黄铁矿交生体的石英硫化物阶段的矿物均一温度范围为130～244℃，平均198℃。综合本区磁黄铁矿晶系信息和成分，以及矿区角岩中较普遍出现黄铁矿，表明在Fe-S系统矿物相平衡简图（Arnold,1962）中，甲玛矿床磁黄铁矿形成温度范围为198～341℃，其中单斜磁黄铁矿的形成温度约在198～254℃之间，而六方磁黄铁矿的形成温度约在254～341℃之间（图5），与二者所进行的流体包裹体测温结果基本一致。

甲玛矿床矽卡岩中未发育单斜磁黄铁矿，仅见六方磁黄铁矿或六方磁黄铁矿与黄铁矿的交生体，这可能是因为矽卡岩主要分布于大理岩与角岩的层间接触带，埋深相对较大，大气水的加入程度较低，温度降低速率较慢，导致矽卡岩中的磁黄铁矿在Fe-S体系的流体温度缓慢降低的过程中形成，且淀积温度均较高，从而在矽卡岩中形成温度较高的六方磁黄铁矿。然而角岩中既发育单斜磁黄铁矿，也发育六方磁黄铁矿，这可能是因为角岩直接与地表接触，埋深相对较小，同时伴有大气水的加入，导致流体温度降低较快，即角岩区域经历了快速降温过程，且硫逸度较高，Fe-S体系的流体温度迅速从高温降至254℃以下，导致六方磁黄铁矿和单斜磁黄铁矿交生体的形成。

从大量编录资料中笔者发现，甲玛矿床的磁黄铁矿主要分布在远离岩体的部位远端矽卡岩和角岩中，而在离岩体较近的区域未见磁黄铁矿发育，说明早期出熔的流体氧逸度较高，当流体运移至离岩体较近的位置，角岩中的还原物质对流体的改造程度较低，导致流体总体程度上还是氧化的，不利于磁黄铁矿结晶。然而，随着流体继续沿着角岩与大理岩的接触带或者是角岩中的裂隙运移，角岩中的还原物质不断地加入到流体中，导致流体的氧逸度不断降低，最终在离岩体较远的远端矽卡岩和角岩中沉淀大量磁黄铁矿。

同时，远端角岩在继续受流体改造经历变质过程中可能处于一定的温度和压力下，流体的净水压力（Sibon,2004）会增加,而且能从围岩角岩中萃取碳质，碳质的参与和催化使得黄铁矿变质为磁黄铁矿的变质反应在甲玛矿床更易发生，变质反应表示如下：

黄铁矿+铁硅酸盐矿物+C→磁黄铁矿+较贫铁硅酸盐矿物+CO2（Hall,1986）

因此，磁黄铁矿除了可以直接在流体中淀积形成外，还可能是由黄铁矿受还原流体交代改造形成，使变质反应中生成的磁黄铁矿先进入流体后从流体中结晶,外观上表现为磁黄铁矿的重结晶。

此外，磁黄铁矿中的硫是以S2-的形式存在，在六方磁黄铁矿向单斜磁黄铁矿的转化过程中，磁黄铁矿晶格中的Fe离子略有减少，Fe1-xS的电负性稍有增加，还原性增强。而且，图3中出现磁黄铁矿围绕黄铁矿颗粒交代，可能是因为在角岩环境出现快速降温过程，大量硫进入磁黄铁矿，后期硫减少，且在较还原的环境下沉积形成后底部热液交代作用而形成的，这可能与退变质过程中短暂的温度升高或氧逸度降低有关。综上，甲玛矿床矽卡岩中的磁黄铁矿应该是形成于富硫、中高温的还原环境，而角岩中的磁黄铁矿应该形成于富硫、中低温的还原环境。

4.2 成矿机制

甲玛矿床角岩中既发育单斜磁黄铁矿，也发育六方磁黄铁矿，说明角岩区域经历了快速降温过程，且硫逸度较高，流体温度迅速从高温降至254℃以下，导致单斜磁黄铁矿的形成。也可能是由于角岩具有一定的封闭性，当冷凝的岩浆和热液堵塞了浅地表角岩中含矿构造周围的裂隙，一个原本开放的常压环境逐渐变为封闭的高压环境，当后续岩浆在封闭的环境中，就是降低冷凝速度，也有足够长的时间晶出成矿，形成高温六方磁黄铁矿，即角岩在差异性降温的条件下形成六方磁黄铁矿和单斜磁黄铁矿交生体。然而矽卡岩中未发育单斜磁黄铁矿，仅见六方磁黄铁矿或六方磁黄铁矿与黄铁矿的交生体，可能是因为矽卡岩相对埋深较大，其中磁黄铁矿是在相对封闭的高压环境、温度缓慢降低的过程中形成的。另外，矿相显微镜下见黄铜矿、磁黄铁矿密切共生(图3d～f)，说明成矿温度下降慢，持续时间较长，使得岩浆及成矿热液在较深部的矽卡岩中缓慢降温，形成六方磁黄铁矿。除了矽卡岩矿体和角岩矿体中，在不发育磁黄铁矿的斑岩矿体中也有黄铜矿、斑铜矿发育，其形成机制可能是由于成矿流体在演化过程中发生了减压沸腾，与大气降水的混合从而导致Cu等有用元素的沉淀，其可能是甲玛铜多金属矿床矿质沉淀的主要机制（周云等，2012）。

同时，在矽卡岩中高温的六方磁黄铁矿与部分黄铜矿共生，即六方磁黄铁矿的形成环境与这部分黄铜矿相同，而角岩中的单斜磁黄铁矿基本上不与黄铜矿共生。据此笔者认为，这可能是由于流体选择性沉淀所致，即流体在由深部至浅部运移的过程中由于围岩中还原物质的不断加入，造成流体氧逸度降低，从而导致Cu等金属溶解度降低并沉淀形成黄铜矿，而且沉淀温度主要在254℃以上。另外，在六方磁黄铁矿向单斜磁黄铁矿的转化过程中，还原性会增强，在这种还原性条件下，流体中Cu等元素的溶解度比氧化性流体中的低(Yang et al.,2008)，从而更容易沉淀成矿。当温度继续降低到254℃以下，此时的还原性流体中的Cu等有用金属已经基本卸载完毕，几乎见不到磁黄铁矿和黄铜矿的共生矿物组合，这也可能是甲玛矿床的一种成矿机制。因此，结合甲玛矿区构造背景和地球化学特征（郑文宝等，2010），该区磁黄铁矿的硫同位素、黄铜矿和黄铁矿的硫、铅同位素等特征表明，成矿物质可能主要来自于下地壳，并有地幔物质的加入（李永胜等，2012；周云等，2012；应立娟等，2012）。所以笔者认为，甲玛矿床中磁黄铁矿的形成可能是来自上地幔炽热的岩浆热液上涌，与碳酸盐岩和碎屑岩地层接触，相互作用，并有大气水的加入，使得成矿流体在角岩中先快速降温，形成高温的六方磁黄铁矿和低温的单斜磁黄铁矿的交生体。同时，大量的含矿热液形成，并充填于有利的成矿空间(主要为层间破碎带)沉淀成矿，形成矽卡岩矿体，然后流体在矽卡岩矿段中经历缓慢的降温，形成高温六方磁黄铁矿。

4.3 矿床成因

成矿时间和空间等关系的确定对于矿床成因研究及找矿勘查等都具有重要的理论和实践意义。对于甲玛矿区，从时间上来说，围岩形成于燕山期（（145.5±5）Ma，唐菊兴等，2010）；中酸性侵入岩及矽卡岩形成于喜马拉雅期(16.27～14.81 Ma，秦志鹏等，2011）；辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为15.27～14.66 Ma(李光明等，2005；佘宏全等，2005；应立娟等，2010)，与中酸性侵入岩的成岩年龄相近。因此，成矿与成岩应属于同一构造期次，而与围岩没有直接关系。从空间上来看，甲玛矿床的矽卡岩矿体主要以厚层状产出于层间裂隙之中，严格受地层的控制，花岗斑岩与矿体多有接触，或相隔不远(图2)，矿体以角岩为顶板，大理岩为底板，局部与岩体接触，赋存于矽卡岩、角岩、大理岩之中。唐菊兴等（2010）认为甲玛铜多金属矿属于典型的斑岩-矽卡岩矿床成矿系列，其形成过程为中新世Langhian期（15 Ma左右），花岗斑岩、石英斑岩、花岗质岩浆的侵入带来金属物质、流体和硫，岩浆活动不仅带来物质，也作为流体源、热源驱动流体形成典型的斑岩型-接触带矽卡岩型-接触带角岩型铜或钼铅锌多金属矿，沿滑覆构造扩容空间（钟康惠等，2012）形成矽卡岩型铜多金属矿体。

同时，微量元素的空间分布模式可以反映矿化过程的信息(Deng et al.，2008)，磁黄铁矿中钴、镍的地球化学成分，可以有效地探讨、解决矿床成因和成矿作用的问题（杨镇等，2014）。陈殿芬(1995)对中国不同类型的铜矿床中102个磁黄铁矿化学成分统计分析，以w(Ni)为横坐标，w(Co)为纵坐标作图，表明不同成因类型矿床的磁黄铁矿的分布范围。本文在原图的基础上做了适当修改，以w(Ni)、w(Co)的对数为横、纵坐标，对甲玛矿区样品投影，如图6所示，w(Ni)和w(Co)均不为零的10个点分布相对比较集中，落于矽卡岩型铜矿床范围的中间和边缘，只有1个点落在了铜镍硫化物矿床范围内。因此判断甲玛矿床可能为矽卡岩型。

综上所述，矿体与岩体的时间、空间以及地球化学特征等关系以及磁黄铁矿标型矿物学特征都说明成矿与喜马拉雅期岩浆活动有关，而与燕山期火山作用没有直接联系，表明成矿物质可能来源于岩浆而非围岩。通过参照野外地质观察、磁黄铁矿标型矿物学特征研究及图6投图结果，结合甲玛矿床斑岩蚀变系统十分发育，矿体位置受岩体影响很大等特征，笔者综合考虑，认为甲玛铜矿应该属于斑岩-矽卡岩型矿床。

图6 甲玛铜床中磁黄铁矿的Co-Ni关系图（据陈殿芬，1995修改）Fig.6 The relationship diagram of Co-Ni ratios of pyrrhotite in the Jiama copper deposit(modified after Chen，1995)

5 结论

（1）甲玛矿区磁黄铁矿主要分布在远离矿区岩体的远端矽卡岩和角岩中，主要分为单斜磁黄铁矿和六方磁黄铁矿2种磁黄铁矿，其中矽卡岩中的磁黄铁矿主要为六方磁黄铁矿，角岩中的磁黄铁矿主要为六方磁黄铁矿和单斜磁黄铁矿的交生体。对于六方磁黄铁矿，其晶胞参数的平均值为ā0=6.890Å，b0=6.890 Å，c0=28.674 Å，对于单斜磁黄铁矿，其晶胞参数平均值为 a0=11.89834Å，b0=6.88424 Å，c0=12.83768 Å。

（2）在Fe-S相图中，矽卡岩中的磁黄铁矿主要位于六方磁黄铁矿和六方磁黄铁矿、黄铁矿共生相区，表明成矿温度在254～341℃；而角岩中的磁黄铁矿主要位于单斜磁黄铁矿与黄铁矿共生相区、单斜磁黄铁矿与六方磁黄铁矿共生相区，表明成矿温度在198～254℃。

（3）甲玛矿床中磁黄铁矿的形成可能是炽热的岩浆热液上涌，与碳酸盐岩和碎屑岩地层接触，相互作用，并有大气水的加入，使得成矿流体在角岩中先快速降温，形成高温的六方磁黄铁矿和低温的单斜磁黄铁矿的交生体。同时，大量的含矿热液形成，并充填于有利的成矿空间(主要为层间破碎带)沉淀成矿，形成矽卡岩矿体，然后流体在矽卡岩矿段中经历缓慢降温过程，形成高温六方磁黄铁矿。

（4）甲玛矿床地质特征、成矿环境、矿床产出的时空特征，以及磁黄铁矿中钴、镍元素的含量比值分布于“矽卡岩型铜矿床”范围附近，都表明甲玛铜矿可能属矽卡岩型矿床。此外，甲玛矿床斑岩蚀变系统十分发育，矿体位置受岩体影响很大，综合上述认为甲玛矿床属于斑岩-矽卡岩型矿床。

致 谢感谢中国黄金集团西藏华泰龙矿业开发有限公司对笔者在野外研究工作期间提供的大力支持。感谢核工业北京地质研究院粉晶室匿名工程师和成都理工大学材料与化学化工学院田非凡硕士在晶胞参数数据处理中给予的建议与帮助。由衷感谢审稿专家提出的细心而宝贵的审稿意见。