鐵帽

鐵帽的研究歷史始於W.林格侖、W.艾孟斯和A.洛克等地質學家在1900-1930年間關於表生硫化物富集現象的研究、1966年後由於西澳區開始了大力找礦活動及環太平洋帶斑岩銅礦的研究的找礦，使人們對鐵帽重新感到興趣。應用光學顯微鏡方法等對鐵帽的礦物特徵和結構特點進行專門的研究，並把它與野外調查和地球化學數據解釋結合起來，對現代找礦工作仍有很大意義。

對氧化的硫化物礦石進行顯微鏡鑑定表明，許多礦物在氧化的早期多沿一定的晶面，主要是沿顆粒界面、解理面、裂開面和雙晶面發生蝕變。蝕變產物主要是褐鐵礦和二氧化硅，從側面添加，對稱地形成連結隔膜網。即使硫化物後來全部淋失了，早期形成的隔膜也會作為“箱格”殘存下來，形成鐵帽褐鐵礦的結構和構造。

該區多金屬硫化物礦牀成分的多樣性和氧化帶內物理化學條件的複雜性、多變性，導致形成多種多樣的褐鐵礦結構、)按成因類型分交代、淋濾膠狀沉澱及淋失負假像三大類。交代結構、淋失負假像反映氧化的原生硫化物特點；淋濾膠狀構造反映礦牀的氧化淋濾程度。現將發育的部分鐵帽褐鐵礦結構、構造敍述如下:

炭窯口黃鐵礦銅鋅礦鐵帽中發育了直角蜂房狀結構。由硅質和褐鐵礦組成蜂房壁，壁厚0.02-0.5毫米、網孔為直角，孔內多是半空的，有的充填有土狀、粉末狀褐鐵礦。根據網孔大小又分為直角蜂房狀結構和微直角蜂房狀結構。網孔內見有黃鐵礦殘留體。這是在酸性條件下，含二氧化硅和鐵和水氧化物飽和的酸性溶液沿立方體狀黃鐵礦晶面沉澱而成隔壁，黃鐵礦又進一步氧化淋失成為空洞，是黃鐵礦的指標結構。

多角蜂房狀結構，以網孔呈多邊形為其特點、網孔壁由針鐵礦和二氧化硅組成。孔內多為空洞或被粉末狀褐鐵礦充填，並有黃鐵礦的殘留體，是黃鐵礦的指標結構 ^[1]  。

多數鐵帽，其礦物以數量互為消長的褐鐵礦和二氧化硅為主。在研究區內，鐵帽的組成礦物彼此是不完全相同的。除主要礦物外，還有反映礦牀成分的殘留副礦物和氧化物。宏觀地識別鐵帽中的成礦金屬氧化物組合和儘可能的鑑別原生硫化物礦物殘餘，能對露頭及時地做出初步評價。

(1)褐鐵礦數量的多少與原生礦石中含鐵的二硫化物的多少有關、據國內外有關文獻記載，不同類型的原生礦石形成的鐵帽，其礦物成分是不同的，作對比時應考慮所經歷的氣候條件及地質環境、霍各乞二號礦牀比一號礦牀形成的褐鐵礦多，二者的氣候條件及地質環境是相同的，褐鐵礦多者是由鐵的二硫化物數量較多引起。

炭窯口、東昇廟礦區鐵帽比霍各乞發育好，在氣候條件、地質環境大體相同的情況下，表明前者比後者含較多的鐵的二硫化物、炭窯口、東昇廟是著名的大型黃鐵礦礦牀。

以上情況和長江中下游地區相同，即形成大量鐵的氧化物和氫氧化物堆積，可以肯定原礦牀含大量的黃鐵礦、磁黃鐵礦。

(2)軟錳礦、硬錳礦的存在指示下面的鉛鋅，也指示淋濾作用較強。如炭窯口、霍各乞鉛鋅礦、結勝盤鋅礦地表均有錳礦的氧化礦發育。

(3)己知銅礦的鐵帽中，孔雀石發育，同時見有氯銅礦、硅孔雀石、蘭銅礦，赤銅礦、黑銅礦和自然銅。自然銅—赤銅礦—孔雀石組合在東昇廟一號鐵帽較發育，指示原次生硫化物富集帶再次遭受氧化而形成的次生氧化礦石亞帶的存在。

(4)黃鉀鐵磯其數量的多少，與原生礦石成分中黃鐵礦含量有關，黃鐵礦多則形成黃鉀鐵磯數量也多。

(5)組成鐵帽礦物有石膏，以無色透明石膏較多，石膏的存在均與原生硫化物礦體氧化有關。

(6)在該區所有鐵帽中，均有殘餘硫化物。常見的有黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、銅蘭等。這是下部存在硫化物礦的直接標誌。

(7)本區幾個鉛礦鐵帽中都發育有鉛鐵磯，鉛鐵磯是方鉛礦存在的標誌。

鐵帽評價工作中，只要細心觀察，指示性原生殘餘礦物、次生氧化礦物並不罕見，識別這些礦物能查明原生硫化物、脈石礦物或巖性的重要特點 ^[2]  。

硫化物礦物風化後，被釋放出的成礦金屬組份大部分隨深液遷移，但一般在形成的鐵帽系統中比圍巖仍保存有較高的含量、微量元素的存在及含量較好的展示了原生礦石的某些地球化學特點。

控制各種元素在鐵帽中的最終含量及其分佈情況的地質因素，包括原來金屬硫化物的含量、風化的地貌和氣候條件以及母巖和硫化物風化系統之間的相互反應。儘管各種元素的含量變化很大，但應用地球化學準則確定鐵帽的性質，仍引起人們的重視。但工作中應注意局部代表性的地球化學資料不要加以過分的外推。

銅一鋅鐵帽和鋅一銅黃鐵礦鐵帽的地球化學特點是成礦金屬組分Cu-Pb-Zn含量一般較高，Ba-Ag-Sr-B-Mn含量高而Ni-Co-Cr含量低、其與南非塊狀銅一鋅鐵帽作為火山成因礦牀標誌的Cu-Pb-Ba高，Zn含量變化不定，Wn-Ni-Co-Cr含量低有所不同、該區Mn-Ba-B-Sr含量高可能與含礦岩石為大理岩、白雲岩、碳質板岩有關。

碳酸鹽岩石形成的假鐵帽Mn-Ba-B-V含量高，其他微量元素和成礦元素含量低。泥質岩石、碎屑岩石等風化形成的假鐵帽，成礦元素和有關的微量元素含量均低，假鐵帽繼承岩石中元素的地球化學特點 ^[2]  。

鐵帽Cu、Pb、Zn含量有如下特點:

(1)鐵帽中含銅在3000ppm以上者為銅礦鐵帽，如炭窯口一號銅鋅礦牀、五號銅礦牀、霍各乞銅礦牀、在銅礦鐵帽中，以3000ppm能圈出銅礦體。

(2)鐵帽中含銅在1000-2000ppm時，可能是含銅的我金屬硫化物鐵帽，如炭窯口三號鋅銅黃鐵礦礦牀的鐵帽，含Cu1100ppm，Pb600ppm，Zn3100ppm。

(3)鐵帽中含銅在1000ppm以下者，下部一般沒有銅的工業礦體。

(4)鉛鋅礦的鐵帽中，鉛的品位一般很高視原礦體鉛品位的不同而異一般鉛鐵帽中含鉛均高於工業邊界品位、如霍各乞鉛礦鐵帽中含鉛10600ppm鐵帽中含鋅在3000ppm以上者為鋅礦鐵帽一般含鋅在3000-5000ppm之間、如炭窯口礦區的三號礦牀、結勝盤、東昇廟等礦牀。

該區鋅礦鐵帽中鋅的平均含量與長江中下游濕熱地區不同，長江中下游地區鋅、鉛礦鐵帽中鉛或鋅含量必在1%以上，而內蒙古乾旱地區鐵帽中僅保存了不低於3000ppm的鋅含量，這些鋅主要是作為吸附元素存在、

鐵帽中銅的分佈一般是不均勻的，這是由於不同類型褐鐵礦的含銅情況不同、原生硫化物礦石含銅不均一及氧化淋濾作用程度不同所致、)因此，考慮鐵帽樣品分析結果時，應注意多數樣品的含量，應結合樣品在鐵帽中的位置圈出鐵帽中銅的高含量地段(>1000ppm)，尋找可能局部存在的銅礦體 ^[3]  。

評價有經濟價值的硫化物礦的鐵帽是一個複雜的問題、鐵帽發育的多金屬成礦帶內鐵帽和鐵巖殼層共同存在，又加鐵帽的遷移使更加難以識別、但只要詳細研究鐵帽褐鐵礦中硫化物的殘留結構證據，鐵帽中金屬氧化物和殘餘的硫化物礦物組合，可對原生礦石礦物種類、組合、甚至含量提供一些較可靠的線索。成礦元素及微量元素的地球化學特徵數據是評價鐵帽的有用標誌。在研究礦點時，將礦物學和地球化學標誌結合起來，並與其他找礦方法所提供的資料進行對比，就可預測下伏硫化物礦化類型和可能的經濟價值、鐵帽發育的結構、構造、礦物和地球化學特徵是評價鐵帽的標誌，考慮到鐵帽發育的共同特點，其又具有普遍的意義 ^[2]  。