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中国东北中亚造山带东部是世界著名的银、铅、锌、钼成矿区之一，但该区铜成矿作用相对少见，主要发生在古生代或中生代之前（Zhao et al., 2024）。扎拉格阿木矿床是在该地区新发现的铜矿床，地处大兴安岭中南段成矿带地区（Wang et al., 2001;潘小菲等, 2009）。目前估计该矿床矿石储量为4500万吨，平均铜品位为0.66%，矿体主要呈脉状赋存于二叠系哲斯组砂板岩和二叠纪花岗闪长岩的外接触带中，矿石构造较为复杂多样，包括网脉状、角砾状、块状、稀疏浸染状构造，可能存在多期次的成矿作用，从早期石英黄铁矿阶段→石英多金属硫化物阶段→碳酸盐阶段（沈存利等, 2016;张天平等, 2018；刘怀金等，2023）。矿区内发育接触变质岩、热液变质岩，与成矿作用密切相关，以往的研究大多集中在矿床地质学、年代学、流体包裹体、同位素分析上（车东等, 2023;刘怀金等, 2023;宋彦博等, 2023），而对于矿床成因和矿石综合利用具有重要指示意义的矿物学研究开展的较少。本次在扎拉格阿木矿床中发现了毒砂、斜方砷铁矿、铁硫砷钴矿等Fe(Co)-As-S系列矿物，对于矿床的成因和Co等元素的综合利用具有重要的指示意义。
矿床矿石特征、矿石类型、矿物组成等是研究矿床的基础，成矿物化条件的限定有利于厘定矿床的成矿机制(Deng et al., 2015; Shu et al., 2013;范宏瑞等, 2018)。Fe(Co)-As-S系硫化物是主要的赋钴矿物，包括辉钴矿、钴硫砷铁矿、斜方砷钴矿、毒砂、钴黄铁矿等（赵俊兴等，2023）。毒砂、斜方砷铁矿等铁硫砷矿物常与黄铁矿、黄铜矿等矿物共生，其成分、结构等特征探讨成矿元素富集规律，指示成矿物理化学条件(张金阳等, 2012;李立兴等, 2018;孟庆鹏等, 2020)。目前，毒砂主量元素组成与形成物理化学条件的对应关系研究相对成熟，可以在此基础上建立温度计(Kretschmar et al., 1976; Sharp et al., 1985)。本文拟通过对扎拉格阿木铜矿床不同矿石中Fe(Co)-As-S体系矿物进行精细的矿物学研究，利用毒砂形成物理化学条件精细限定成矿温度、硫逸度，对钴的富集机理和矿床成因进行探讨，进一步提高对扎拉格阿木铜多金属矿床的认识。
1成矿地质背景从大地构造位置上看，研究区位于兴蒙造山带内是中亚造山带重要的组成部分，地区北以西伯利亚克拉通为界，南以塔里木克拉通和华北克拉通为界，包含大量的前寒武纪变质岩块体的古生代构造岩浆岩带，地质构造复杂经历了多次古亚洲海洋的前中生代俯冲-增生-碰撞事件（李双林等，1998；Wang et al., 2015; Yilong et al., 2017）。中生代以来，区域构造演化主要受古太平洋板块俯冲控制（Zhou et al.，2018）。该区伴生多金属成矿作用，先前的地化研究表明，主要成矿元素铜、铅、锌、银、钨、锡、钼等丰度值较高（盛继福等，1999）。矿区内岩浆岩活动频繁，确定了石炭系（328~298 Ma）、早中二叠世（286~262 Ma）、早中三叠世（255~ 220 Ma）、早中侏罗世（184~160 Ma）和晚侏罗世—早白垩世（155~120 Ma）5个岩浆活动（Ouyang et al., 2014; Zhang et al., 2020）。区域内岩浆岩以中酸性侵入岩为主，多呈岩基产出，分布于区域东南部。喷出岩主要为气孔状玄武岩，分布在矿区西南部（沈存利等, 2016；张天平等，2018)。
扎拉格阿木铜矿床位于大兴安岭中南段西坡的南端，矿区出露地层主要为二叠系哲斯组含灰岩透镜体的浅海相砂板岩、上二叠统林西组黑色碳质板岩和粉砂质板岩、新生界第四系黑色玄武岩（图1a），地层总体呈北东向展布（沈存利等, 2016）。矿区构造较为发育，NE向断裂较密集，多为压性、压扭性断裂，NW向断裂较稀疏，多以张性、张扭性断裂为主，穿切NE向断裂，NE向与次级NW向断裂的交汇处是矿床（点）形成的有利部位。这些断裂控制了中生代构造岩浆活动的状态和岩浆岩的赋存状态及其成矿作用。
矿区岩浆岩包括二叠纪花岗闪长岩和黑云母石英闪长岩，伴有闪长玢岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩岩脉。其中以二叠纪花岗闪长岩为主，呈岩株状产出，岩体边缘具有糜棱状构造。花岗斑岩呈小岩株状隐伏于地下深部，与成矿密切相关（沈存利等, 2016；Zhao et al., 2021;宋彦博等，2023）。矿体走向60°~70°，倾向155°，倾角75°~80°，南北宽800~200 m，东西长约1 km。矿体的产出受NE向与NW向构造控制（图1b），赋存于花岗闪长岩与二叠系哲斯组地层的外接触带，呈似层状产出，连续性较好。赋矿围岩为粉砂岩夹硅泥质板岩，呈似层状产出，矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、毒砂、闪锌矿和方铅矿等，地表氧化带多见到孔雀石和褐铁矿化。通过勘探在区内共圈出9条矿体，大多为隐伏矿体，局部出露于地表，其中主要矿体为4、5、6号矿体，占全区资源储量的70%（张天平等，2018）。
2样品采集及分析方法2.1 样品采集本次研究所选取样品共11件，均来自钻孔样品，具体的样品信息见表1。
通过对手标本的岩性观察，可将样品分为粉砂岩型铜矿石（WL-8和WL-11）、花岗闪长岩型铜矿石（WL-1、WL-4、WL-5和WL-9）、角砾岩型铜矿石（WL-2、WL-3、WL-10、WL-6和WL-7）。
2.2 电子探针分析本次实验在光薄片镜下鉴定的基础上，圈定具有代表性的矿物，然后将薄片放入真空环境下，在其表面镀上一层导电碳膜。使用电子探针前先利用背散射图像（BSE）对特征矿物颗粒进行观察，随后用能谱（EDS）进行定性分析，在此基础上对部分样品进行波谱（WDS）定量分析和面扫描分析。
本次实验在福州大学紫金地质与矿业学院探针实验室完成，使用仪器型号为JEOL JXA-8230。硫化物点分析的测试条件为：加速电压20 kV，束流10 nA，束斑3~5 µm，元素峰值积分时间20 s，背景积分时间10 s。面扫描分析的条件为:加速电压20 kV，束流100 nA，扫描点距1 µm。标样为天然硫化物和金属，包括金属Au、Ag、W、Sn和V，硫化物包括天然FeS2、CuFeS2、ZnS、PoS，及人工合成GaAs、GeS、CdSe等。所测得数据经ZAF程序（Z：原子序数校正因子，A：X射线吸收校正因子，F：X射线荧光校正因子）进行校正。
2.3 LA-ICP-MS微量元素分析本次LA-ICP-MS微量元素测试在南京聚谱检测科技有限公司完成。193 nm ArF准分子激光剥蚀系统由Teledyne Cetac Technologies制造，型号为Analyte Excite。四极杆型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）由安捷伦科技（Agilent Technologies）制造，型号为Agilent 7700x。准分子激光发生器产生的深紫外光束经匀化光路聚焦于矿物表面，能量密度为6.06 J/cm2，束斑直径为40 μm，频率为6 Hz，共剥蚀40秒。原始的测试数据经ICPMSDataCal软件离线处理，采用“无内标-基体归一法”对元素含量进行定量计算(Liu et al., 2008)。
在正式测试之前，所有待测点位经大束斑预剥蚀，消除矿物表面的潜在污染。先收集15 s气体本底，然后以40 μm束斑，5 Hz频率剥蚀40 s，气溶胶由氦气送出剥蚀池，与Ar混合后进入ICP-MS完成测试。对于硫化物，采用美国地质调查局多金属硫化物压饼USGS MASS-1和玄武质熔融玻璃GSE-1G共同标定硫化物元素含量。
3研究结果3.1 矿物组合与成矿阶段划分扎拉格阿木矿床主要发育粉砂岩型铜矿石、花岗闪长岩型铜矿石、热液角砾岩型铜矿石。金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、毒砂等，其次有磁黄铁矿、白铁矿、铜蓝及少量含银、锡、铋的矿物,脉石矿物主要有石英、黑云母、钾长石、斜长石，次为绢云母，碳酸盐类，偶见金红石、锆石。
根据野外与显微镜下观察矿物之间关系，笔者判断扎拉格阿木矿床成矿作用可分为以下2个期次(图4)：Ⅰ期中高温变质期，黄铜矿-黄铁矿呈细脉浸染状分布在纹层状粉砂岩中或糜棱岩化花岗闪长岩的黑云母片理中（图3a、b）。毒砂和斜方砷铁矿常呈自形粒状包裹在石英-黄铜矿细脉中（图3a、b）；Ⅱ期中低温热液期，后期的黄铜矿、黄铁矿脉穿切早期形成的细脉（图2c），广泛分布的黄铜矿与黄铁矿、闪锌矿共生，取代了早期形成的黄铁矿和毒砂（图3e）。在团块状的铜矿石中可见黄铁矿发生白铁矿化，黄铜矿边部被磁黄铁矿交代（图3c、d）。在黄铜矿脉、黄铁矿脉、毒砂脉的边部常伴有细小富银矿物颗粒，主要有硫银铋矿、硫银锡矿、辉银矿、硫锑铜银矿等（图3g、h、i）。
3.2 Fe(Co)-As-S矿物类型划分毒砂（Apy）：是该矿区最常见的含砷矿物，在野外和手标本上呈细脉状、脉状、条带状或块状，与早期的黄铜矿、黄铜矿共生。结合镜下和电子探针成分分析，毒砂可分为3种类型（表2）：第一类型为含钴毒砂（Apy-Ⅰa），主要分布在粉砂岩型铜矿石中，镜下呈黄白色，晶体呈自形-半自形粒状，晶型较为完整，以短柱状产出为特点，交代斜方砷铁矿，并被包含在黄铜矿中（图5a、f）；第二类型毒砂（Apy-Ⅰb）主要分布在具有糜棱结构的黑云花岗闪长岩型铜矿石中，多以菱面体、柱状产出为特点，其集合体常呈不规则粒状嵌布在脉石中，交代斜方砷铁矿（图5b、c、g）；第三类型毒砂（Apy-Ⅱ）主要分布在热液角砾岩型铜矿石或穿切花岗闪长岩型铜矿石和粉砂岩型铜矿石，镜下呈亮白色，呈不规则状，晶体较为破碎具有多孔状结构，在与黄铁矿、黄铜矿间隙中，可见被后期的银矿物交代（图5d、e、i）。
斜方砷铁矿（Lo）：在粉砂岩型铜矿石和黑云花岗闪长岩型铜矿石中广泛分布，可分为2类（表2）：第一类型斜方砷铁矿（Lo-Ⅰa）主要分布在粉砂岩型铜矿石；第二类型斜方砷铁矿（Lo-Ⅰb）主要分布在黑云花岗闪长岩型铜矿石中。斜方砷铁矿单晶粒呈自形-半自形柱状、矛状，集合体多呈他形分布在脉石裂隙中。镜下特征与毒砂相似，被毒砂交代。斜方砷铁矿中常富集自然铋颗粒或含Bi矿物包裹体，与黄铜矿紧密相连（图5a、b、f、g）。
铁硫砷钴矿：主要在粉砂岩型铜矿石中，分布在斜方砷铁矿的边部呈带状或环状。毒砂、斜方砷铁矿和铁硫砷钴矿三者之间的交代与包含关系，结合显微镜下观察现象，可以认为，早期的斜方砷铁矿被富钴毒砂交代，最后被铁硫砷钴矿再次交代包含（图5f、h）。
黄铁矿：在扎拉格阿木矿床中广泛分布，主要呈浸染状或沿裂隙呈脉状分布（图2a、b、f）。 黄铁矿通常与黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂紧密相连，局部被白铁矿取代。其中第一类型黄铁矿（Py-Ⅰa）与黄铜矿呈细脉浸染状分布在纹层状粉砂岩型铜矿石中（图4b）。第二类型黄铁矿（Py-Ⅰb）呈浸染状分布在黑云花岗闪长岩型铜矿石中，常与黄铜矿、绿泥石、金红石、碳酸盐一起交代黑云母和斜长石。第三类型黄铁矿（Py-Ⅱ）分布在热液角砾岩型铜矿石中，切割早期形成的毒砂和黄铁矿、黄铜矿细脉（图5e）。
3.3 Fe(Co)-As-S系矿物主量元素特征毒砂（Apy）、斜方砷铁矿（Lo）、铁硫砷钴矿（Gl）的电子探针分析结果见表3。
第一类型毒砂分布在粉砂岩型铜矿石中，各个元素平均含量为：w(Fe) 24.24%、w(As) 46.15%、w(S) 18.13%、w(Co) 7.92%、w(Ni) 3.14%，计算出的分子式为（Co，Ni）0.27Fe0.74AsS0.92，为富钴毒砂。第二类型毒砂分布在花岗闪长岩型铜矿石中，各个元素平均含量为：w(Fe) 31.74%、w(As) 46.47%、w(S) 18.43%、w(Co) 0.97%、w(Ni) 1.46%，计算出的分子式FeAs1.09S1.01。第三类型毒砂主要分布在热液角砾岩型铜矿石，各个元素平均含量为：w(Fe) 34.40%、w(As) 44.87%、w(S) 19.22%、w(Co) 0.44%、w(Ni) 0.11%，计算出的分子式FeAs0.97S0.97。第二类型和第三类型的毒砂Fe、As、S组成较为稳定，接近理想毒砂分子式FeAs1-xS1+x（x≤｜0.13｜）(Sharp et al., 1985)。粉砂岩型铜矿石和花岗闪长岩型铜矿石毒砂中的Co、Ni含量都比较高，但相比之下，花岗闪长岩型铜矿石中Co/Ni比值为0.66，相对较低，粉砂岩型铜矿石中Co/Ni比值为2.51，相对较高，而热液角砾岩型铜矿石中的毒砂几乎不含Co、Ni。
第一类型斜方砷铁矿在粉砂岩型铜矿石中，各个元素平均含量为：w(Fe) 21.03%、w(As) 69.54%、w(S) 1.18%、w(Co) 5.08%、w(Ni) 2.86%，其计算分子式为（Co，Ni）0.29Fe0.81As2。第二类型斜方砷铁矿在花岗闪长岩型铜矿石中，各个元素平均含量为：w(Fe) 23.06%、w(As) 70.46%、w(S) 0.92%、w(Co) 0.76%、w(Ni) 4.99%，其计算分子式（Co，Ni）0.21Fe0.88As2。相较于斜方砷铁矿的理论值（Fe 27.18%、As 72.82%），扎拉格阿木的斜方砷铁矿中含有较高的Co、Ni，较低Fe和As含量，同时还含有少量的S。粉砂岩型铜矿石中斜方砷铁矿的Co含量大于Ni含量，Co/Ni比值为1.77，花岗闪长岩型铜矿石中斜方砷铁矿的Co含量明显降低，Ni含量较高，Co/Ni比值为0.15，与毒砂的趋势相同。
铁硫砷钴矿分布在粉砂岩型铜矿石中，交代并包裹着斜方砷铁矿，各个元素平均含量为：w(Fe) 13.68%、w(As) 46.13%、w(S) 18.65%、w(Co) 17.14%、w(Ni) 4.35%，计算分子式（Co, Ni, Fe）0.99AsS0.95。具有较高的Co、Ni含量，Co/Ni比值为3.92。
3.4 黄铁矿的微量元素分析为了查明矿石中黄铁矿的Co、Ni含量特征，笔者利用LA-ICP-MS对黄铁矿开展微量元素地球化学分析。LA-ICP-MS相较于EPMA有着更低的检出限，可以更好的指示黄铁矿中微量元素的变化。黄铁矿的LA-ICP-MS微量元素的含量结果见表4。其中粉砂岩中的黄铁矿呈细脉状与黄铜矿毒砂共生，具有较高的Co、Ni、Cu、Sn、Zn含量：w(Co)平均值401.41×10-6；w(Ni)平均值698.92×10-6；w(Cu)平均值257.48×10-6；w(Zn)平均值2829.27×10-6；w(Sn)平均值15.76×10-6)。花岗闪长岩中黄铁矿呈浸染状，相比粉砂岩具有更高的Ni含量(平均值1465.47×10-6)，Co的含量较低(平均值68.62×10-6)，该类型黄铁矿中的Zn、Sn含量较高，平均值分别为5349.84×10-6和1655.15×10-6。热液角砾岩型型铜矿石中黄铁矿的各种微量元素含量都比较低，w(Co)平均值为4.11×10-6；w(Ni)平均值4.07×10-6；w(Cu)平均值112.76×10-6；w(Zn)平均值661.017×10-6)；w(Sn)平均值80.69×10-6。
扎拉格阿木矿床中黄铁矿Co、Ni元素与毒砂、斜方砷铁矿的Co、Ni具有相同的变化趋势，在粉砂岩型铜矿石中具有较高的Co、Ni含量，在花岗闪长岩型铜矿石中Co含量降低，Ni含量增加，在角砾岩型铜矿石中，基本不含Co、Ni元素。
4讨 论4.1 Fe(Co)-As-S矿物成分与成矿温度扎拉格阿木矿床中所有的铁（钴）-砷-硫矿物As原子百分数与S原子百分数具有明显的负相关性（图6a），说明该矿床中As3-取代S2-进入毒砂中(Velasquez et al., 2014;孙思辰等, 2018)。同时该区的铁-砷-硫矿物中含较高的Co、Ni，将Co和Ni之和与Fe进行投图，发现它们之间具有良好的负相关性（图6b），表明Fe元素被Co、Ni元素类质同像替换。在早期变质阶段成矿作用中，从粉砂岩到糜棱状花岗闪长岩，毒砂的Co、Ni含量逐渐降低，斜方砷铁矿的Co降低Ni含量升高，在晚期的热液角砾岩中，毒砂中基本不含Co、Ni（图7）。黄铁矿在粉砂岩中具有较高的Co、Ni含量，在花岗闪长岩中Co含量显著降低，Ni含量显著增加，在热液角砾岩中基本不含Co、Ni。
毒砂中原子百分数As/S比值对温度敏感，随着温度升高，As/S比值升高(Sharp et al., 1985)。扎拉格阿木中Apy-Ⅰa的As/S比值在1.00~1.13，平均值为1.09，Apy-Ⅰb的As/S比值1.02~1.13，平均值为1.08，Apy-Ⅱ的As/S比值0.91~1.03，平均值为1.00。反映了早期的变质成矿阶段Apy-Ⅰa和Apy-Ⅰb的形成温度相对较高，而晚期的热液阶段的Apy-Ⅱ的形成温度略低。通过硫化物的共生组合和毒砂As原子百分数可以限定毒砂的形成温度(Kretschmar et al., 1976; Sharp et al., 1985)，目前毒砂温度计在热液矿床中应用广泛(Yang et al., 2024;李立兴等, 2018;孙思辰等, 2018;员媛娇等, 2022;张金阳等, 2012)。第一类型毒砂（Apy-Ⅰa）在粉砂岩中常交代斜方砷铁矿，与黄铜矿、黄铁矿共生，通过计算As原子百分数为32.68~34.93，平均34.09；第二类型毒砂（Apy-Ⅰb）分布在黑云花岗闪长岩中呈粒状交代斜方砷铁矿，As原子百分数为33.39~35.61，平均34.31；第三类型毒砂（Apy-Ⅱ）分布在热液角砾岩型铜矿石中，与黄铁矿、黄铜矿共生，被后期银铋矿物交代，As原子百分数为31.4~33.35，平均32.62。将计算结果投于硫逸度logf(S2)-温度关系图解（图8）中，估算出Apy-Ⅰa形成温度范围在381.9~497℃，平均455.9℃，硫逸度logf(S2)范围为-6.96 ~-9.92，平均-7.89；Apy-Ⅰb形成温度范围在419~532.6℃，平均466.1℃，硫逸度logf(S2)范围为-6.14 ~-8.83平均-7.63；Apy-Ⅱ形成温度范围在335.2~413.8℃，平均380.3℃，硫逸度logf(S2)范围为-9.93 ~-11.57平均-10.02。早期变质阶段的毒砂（Apy-Ⅰa和Apy-Ⅰb）温度和硫逸度较高，后期热液阶段毒砂（Apy-Ⅱ）的温度和硫逸度都显著下降。结合镜下及手标本观察，硫砷化物（毒砂）常与黄铜矿（脉）呈交代等作用共生，可以认为毒砂的成矿温度同时可以指示黄铜矿（脉）的成矿温度。
4.2 钴的富集2020年全球钴储量约为712万t，中国钴消费居世界第一（U.S. Geological Survey，2020），但钴的资源总储量仅占全球的1.1%左右（刘超等，2020）。其中沉积岩-变沉积型矿床的钴工业产量的占比高达65%（Ober，2018），该类型的矿石具有层纹状和热液细脉状的特征，总体受地层控制（Muchez et al.,2015）。在扎拉格阿木铜矿床的粉砂岩和糜棱结构的黑云母花岗闪长岩中，黄铜矿、黄铁矿、毒砂细脉呈纹层状并被后期细脉切割，并且这两种类型的矿石中都出现了明显的钴异常。Co的赋存主要有2种形式，一种是以钴的独立矿物如辉钴矿、方钴矿、辉砷钴矿等；一种是以类质同象赋存于铁硫砷钴矿、钴黄铁矿、钴毒砂、斜方砷钴矿等（潘彤，2003）。在热液成因的多金属矿床中，钴多数以类质同象分散在铁氧化物或硫化物中，较少以独立钴矿物的形式产出(许德如等, 2008；Wang et al., 2015)。在扎拉格阿木铜矿床中Co主要以类质同象形式分布在毒砂、斜方砷铁矿、铁硫砷钴矿和黄铁矿中。在粉砂岩矿石的毒砂中，w(Co)、w(Ni)平均值分别高达11%和3.14 %，与毒砂伴生的斜方砷铁矿中w(Co)、w(Ni)平均值分别为5%和2.86%，黄铁矿中的Co、Ni含量也比较高。相比粉砂岩，花岗闪长岩矿石中毒砂中Co含量明显下降，w(Co)平均为0.97%，w(Ni)平均值为1.46%，斜方砷铁矿和黄铁矿中的Co都显著下降，而Ni的含量却明显升高。在热液角砾岩中，毒砂与黄铁矿基本不含Co和Ni。通过电子探针的面扫描分析（图9），发现粉砂岩中Co主要富集在毒砂中和斜方砷铁矿的边缘，在毒砂交代斜方砷铁矿的接触缘Ni较富集，在花岗闪长岩矿石中斜方砷铁矿和毒砂的Co的含量明显低于粉砂岩中Co的含量，Ni由毒砂向斜方砷铁矿中逐渐富集。作为强亲铁元素，Co和Ni往往在超镁铁质或镁铁质岩石中富集，前人推测富钴矿物的形成可能与热液流体和围岩反应有关（SCISTCAS，1986；Large et al., 2014；Wang et al., 2015）。Cailteux等（2005）认为同生-成岩过程控制着新远古代的铜成矿带，大量的铜、钴和相关的镍、金、银和PGE来源于前新元古代基底地形的侵蚀，在经过长期的原始沉积后，晚期构造和变质事件以及表生富集重新活化和提升了Co的品位（Dewaele et al.，2006；张连昌等，2023；赵俊兴等，2023）。扎拉格阿木地区哲斯组为钴、镍的原始沉积提供了物质基础，之后的变质作用使热液流体从含矿地层中萃取成矿物质，将成岩期的物质活化迁移，形成富钴、镍流体。粉砂岩中原先可能含有较高的Co含量，当中的Fe(Co)-As-S系矿物继承了原岩的性质和受富Co流体的影响导致黄铁矿、毒砂、斜方砷铁矿中Co元素的富集。在花岗闪长岩中，由于原岩的变化，Co含量降低，而Ni元素由毒砂向斜方砷铁矿和黄铁矿中富集，导致该类型的毒砂、斜方砷铁矿和黄铁矿的Co含量降低，而斜方砷铁矿和黄铁矿的Ni含量升高。晚期流体的温度较低导致钴的溶解度和稳定性下降，流体中Co含量逐渐减少，在后期的热液角砾岩矿石中，Co、Ni的含量急剧下降(Liu et al., 2011)。该矿区的Co、Ni异常受到多期流体成矿作用叠加和原岩的影响，在矿区的粉砂岩与花岗闪长岩中具有寻找钴矿的潜力。
4.3 矿床成因指示内蒙古扎拉格阿木铜矿床早期受到明显的变质作用，发育有粉砂岩、糜棱结构黑云母花岗闪长岩，又受到后期热液活动的改造形成热液角砾岩。早期阶段的变质矿化可能发生在晚二叠世（255~220 Ma），与贺根山洋盆向南俯冲有关，其形成的含矿热液运移至花岗闪长岩体与上覆哲斯组地层的接触带及裂隙中，并在其中沉淀成矿，该事件与大兴安岭南段的构造-岩浆活动的时间一致（李双林等，1998；刘翼飞等，2014；宋彦博等, 2023）。在进变质过程中，随着体系温度升高早期的毒砂会分解成斜方砷铁矿，当反应进行不完全时核部残留着毒砂，当反应进行完全时毒砂完全变为斜方砷铁矿，之后在退变质过程中斜方砷铁矿退变成毒砂，核部残留斜方砷铁矿，毒砂沿其边部镶嵌（Tomkins et al., 2009; Sahoo et al., 2015）。通过投图，矿区中的粉砂岩和花岗闪长岩中毒砂温度计算结果为455.9℃和466.1℃，表明了早期较高温的热液变质环境。晚期强烈的热液活动，导致渗透率急剧提高，压力骤降，较粗的毒砂-黄铁矿-黄铜矿脉穿切早期形成的细脉，形成热液角砾岩型铜矿石，是本矿区的主成矿阶段。在热液角砾岩中发现少量富银和富铋矿物如硫银铋矿、硫银锡矿、辉银矿、硫铜银矿等中低温矿物（图3g~i），在黄铜矿、黄铁矿和毒砂脉的边部共生或横切闪锌矿和方铅矿细脉。该期毒砂温度计算为380.3℃，硫逸度为-10.02，与早期变质热液相比具有较低的硫逸度和成矿温度。前人通过对该区成矿阶段的流体包裹体测温，发现S1型包裹体的均一温度为316~424℃，峰值为340~360℃(车东等, 2023)，与毒砂温度计计算出的结果相吻合。前人对该矿区角砾岩中的辉钼矿与黄铜矿进行Re-Os同位素的定年，分析结果为141 Ma左右，可能与中国东北晚中生代岩浆-热液Ag-Pb-Zn-Fe-Sn成矿事件(140~120 Ma)相关(Zhao et al., 2024)。初步推断扎拉格阿木矿床属于中高温-变质-热液交代叠加矿床。
5结 论（1） 内蒙古扎拉格阿木铜矿中矿石类型复杂多样，具有多期次的铜矿化特征，矿石可以分为粉砂岩型、花岗闪长岩型、角砾岩型铜矿石，在这些矿石中广泛发育着黄铁矿、毒砂、斜方砷铁矿、铁硫砷钴矿Fe(Co)-As-S系矿物。
（2） 通过精细的矿物学研究分出3种类型的毒砂（Apy-Ⅰa、Apy-Ⅰb、Apy-Ⅱ），两种类型斜方砷铁矿（Lo-Ⅰa、Lo-Ⅰb），一种铁硫砷钴矿（Gl）和3种类型黄铁矿（Py-Ⅰa、Py-Ⅰb、Py-Ⅱ）。其中Apy-Ⅰa、Lo-Ⅰa、Py-Ⅰa和Gl形成于粉砂岩型矿石中，Apy-Ⅰb、Lo-Ⅰb和Py-Ⅰb形成于花岗闪长岩型矿石中，它们都具有富钴、镍的特征。Py-Ⅱ和Apy-Ⅱ形成于角砾岩型铜矿石中，基本不含钴、镍。
（3） 扎拉格阿木矿床经历了2期的成矿作用，Ⅰ期主要为中高温的变质作用，发育变质粉砂岩和糜棱岩化的黑云花岗闪长岩，通过毒砂温度计计算得出第Ⅰ期粉砂岩和花岗闪长岩中毒砂平均温度分别为455.9℃、466.1℃；Ⅱ期以热液交代、填充角砾岩型铜矿石为主，含有Ag、Bi中低温矿物，计算出第Ⅱ期角砾岩型毒砂的平均温度380.3℃。笔者初步推测扎拉格阿木矿床属于中高温-变质-热液交代叠加矿床。
表1扎拉格阿木铜矿床采样信息表Table 1 Sampling information of the Zhalageamu copper deposit样品号
采样位置
矿石类型及特征
WL-1
ZK1507（287 m）
花岗闪长岩型铜矿石：岩性为糜棱岩化黑云花岗闪长岩，由长石、石英和黑云母等矿物组成。黑云母受力呈定向排列，长石绢云母化，黄铜矿和黄铁矿呈浸染状或细脉状侵入（图2a）
WL-2
ZK1507（364 m）
角砾岩型铜矿石：角砾结构，角砾由板岩、石英闪长岩碎片或硅质粉砂岩组成，黄铁矿、黄铜矿呈浸染状填充于角砾间
WL-3
ZK1507（375 m）
角砾岩型铜矿石：角砾结构，与WL-2相似，胶结物主要为黄铁矿、黄铜矿、石英和碳酸盐矿物填充于角砾间（图2c）
WL-4
ZK2306（267 m）
花岗闪长岩型铜矿石：岩性为弱糜棱岩化黑云花岗闪长岩，黑云母呈定向分布，糜棱结构较样品WL-1弱，黄铜矿呈细脉状侵入
WL-5
ZK2306（267.8 m）
花岗闪长岩型铜矿石：岩性为弱糜棱岩化黑云花岗闪长岩，黑云母呈定向分布，发育黄铜矿-毒砂细脉（图2b）
WL-6
ZK1106（95 m）
角砾岩型铜矿石：主要矿物为毒砂，有黄铜矿细脉穿插（图2d）
WL-7
ZK1701（112 m）
角砾岩型铜矿石：块状构造，主要矿物为黄铜矿、黄铁矿和毒砂
WL-8
ZK1904（522 m）
粉砂岩型铜矿石：岩性为千枚岩化的粉砂岩，具有绿泥石化，黄铜矿细脉呈纹层状在粉砂岩中（图2f）
WL-9
ZK1904（267 m）
花岗闪长岩型铜矿石：岩性为弱糜棱岩化黑云花岗闪长岩，与WL-4相似，含黄铜矿-毒砂脉
WL-10
ZK2105（96 m）
角砾岩型铜矿石：角砾构造，角砾大小不一，由黄铜矿、黄铁矿和较细的基质胶结（图2e）
WL-11
ZK1102（198 m）
粉砂岩型铜矿石：岩性与WL-8相似，黄铜矿和黄铁矿呈细脉状分布
注：Apy—毒砂；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿。表2扎拉格阿木铜矿床中Fe(Co)-As-S系矿物特征Table 2 Classification of Fe(Co)-As-S system minerals from the Zhalageamu copper deposit矿物
赋矿围岩
产状
成分特征
Apy -Ⅰa
粉砂岩
交代斜方砷铁矿，并被包含在黄铜矿中
富Co和Ni
Apy-Ⅰb
花岗闪长岩
交代斜方砷铁矿，并被包含在黄铜矿中
富Ni
Apy -Ⅱ
角砾岩
常与黄铁矿、黄铜矿共生穿切早期硫化物
贫Co和Ni
Lo-Ⅰa
粉砂岩
呈柱状在矿物的核部，边部被毒砂或铁硫砷钴矿交代
富Co和Ni
Lo-Ⅰb
花岗闪长岩
呈柱状在矿物的核部，边部被毒砂交代
富Ni
Gl
粉砂岩
在斜方砷铁矿的边部呈带状或环状
富Co和Ni
注：Apy—毒砂；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿。续表3-1Continued Table3-1样品号
矿物
As
S
Pb
Sb
Bi
Cu
Fe
Co
Ni
总和
WL-8
Lo-Ⅰa
68.95
1.64
0
0
0.04
0.52
23.20
4.31
1.64
100.29
WL-8
Lo-Ⅰa
71.18
0.71
0
0
0
0.53
19.79
5.30
3.94
101.44
WL-8
Lo-Ⅰa
68.56
1.91
0.04
0
0.07
0.10
22.53
3.51
3.14
99.85
WL-8
Lo-Ⅰa
69.85
0.99
0.05
0
0
0.14
21.68
3.73
3.50
99.93
WL-8
Lo-Ⅰa
70.47
1.25
0.08
0
0
0
21.83
3.74
3.47
100.85
WL-8
Lo-Ⅰa
69.36
1.39
0.04
0
0
0.37
21.26
5.46
2.55
100.41
WL-8
Lo-Ⅰa
69.57
1.58
0.02
0
0
0.48
20.81
6.04
2.32
100.81
WL-11
Lo-Ⅰa
69.16
0.95
0.09
0
0.04
0.16
22.70
4.48
0.72
98.30
WL-1
Lo-Ⅰb
70.91
0.43
0.03
0
0.02
0.05
19.60
1.28
7.49
99.81
WL-1
Lo-Ⅰb
68.57
2.02
0
0
0.24
0.10
24.84
0.42
3.75
99.94
WL-1
Lo-Ⅰb
71.10
0.98
0.06
0
0
0.20
24.82
0.26
3.75
101.17
WL-1
Lo-Ⅰb
71.76
0.67
0
0
0.09
0.09
24.69
0.19
4.43
101.92
WL-1
Lo-Ⅰb
70.33
1.39
0
0
0
0.29
24.60
0.23
4.33
101.17
WL-1
Lo-Ⅰb
70.89
1.10
0
0
0.05
0.21
25.04
0.17
3.66
101.12
WL-1
Lo-Ⅰb
69.12
1.15
0.09
0.02
0
0.13
25.72
0.26
3.05
99.54
WL-1
Lo-Ⅰb
70.72
0.47
0.03
0.03
0.07
0
20.32
1.44
6.66
99.74
WL-1
Lo-Ⅰb
70.32
0.54
0
0
0.02
0.12
21.02
1.39
6.20
99.61
WL-1
Lo-Ⅰb
70.86
0.49
0.06
0.06
0.04
0.11
19.91
2.00
6.61
100.14
WL-5
Gl
46.86
18.61
0.07
0
0
0
9.50
19.22
6.69
100.95
WL-8
Gl
47.91
18.06
0.04
0
0
0.26
16.58
12.36
6.05
101.24
WL-8
Gl
43.58
19.74
0.07
0
0
0.13
12.37
17.88
5.20
98.97
WL-8
Gl
45.72
18.47
0
0
0
0
12.46
19.94
2.65
99.25
WL-8
Gl
45.59
18.21
0
0
0
0.05
16.24
15.30
2.94
98.33
WL-8
Gl
47.10
18.78
0
0
0
0.23
14.95
18.14
2.58
101.77
注：Apy—毒砂；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿。表4扎拉格阿木铜矿床中黄铁矿(Py)的LA-ICP-MS微量元素分析结果（w(B)/10-6）Table 4 LA-ICP-MS trace element analyse result（w(B)/10-6）of pyrite from the Zhalageamu copper deposit样品号
矿物
Co
Ni
Cu
Zn
Sn
Pb
In
Sb
Se
Cd
Ge
As
Ag
W
Bi
WL-8-1-8
Py-Ⅰa
216.24
833.57
705.32
7838.61
31.11
37.94
4.37
3.02
10.82
24.19
3.19
2.41
12.53
25.27
3.12
WL-8-1-9
Py-Ⅰa
283.42
623.56
19.83
220.84
9.87
45.34
0.40
33.76
17.65
0.62
2.40
152.57
6.96
0.13
3.44
WL-8-1-10
Py-Ⅰa
704.56
639.62
47.30
428.38
6.30
32.37
2.31
19.66
10.36
1.26
2.46
7.65
11.06
0.01
11.88
WL-1-1-8
Py-Ⅰb
92.12
1958.55
1112.22
2829.93
1364.01
118.17
41.59
59.83
117.92
20.45
2.08
0.49
23.58
43.60
4.14
WL-1-1-9
Py-Ⅰb
72.20
1441.89
1982.80
6113.03
1674.03
510.63
56.45
127.44
107.63
37.69
2.02
0.82
39.20
27.61
39.67
WL-1-1-10
Py-Ⅰb
41.54
995.97
2105.50
7106.57
1927.41
51.85
71.09
256.32
49.34
42.23
2.20
1.71
53.64
43.41
15.53
WL-3-7
Py-Ⅱ
4.52
1.57
304.54
162.09
72.25
17.92
4.09
20.71
57.77
1.42
2.41
0.92
21.76
77.85
0.85
WL-3-8
Py-Ⅱ
11.98
22.71
553.38
3231.65
436.68
25.92
30.12
7.49
49.25
14.52
2.05
0.00
69.16
69.00
4.87
WL-3-10
Py-Ⅱ
1.79
0.89
141.16
2547.28
208.84
6.86
28.17
3.64
38.98
11.50
2.33
0.31
11.27
94.20
1.54
WL-3-11
Py-Ⅱ
5.39
8.74
3.38
2.81
7.60
7.73
0.40
2.45
33.80
0.14
2.05
0.26
1.83
142.19
0.07
WL-7-15
Py-Ⅱ
1.15
0.00
0.86
0.88
0.13
1.33
0.00
17.28
6.70
0.05
2.15
1.86
2.73
4.44
0.00
WL-7-16
Py-Ⅱ
1.76
0.03
0.77
0.86
0.12
3.39
0.00
25.35
7.55
0.09
2.14
2.74
2.48
2.41
0.00
WL-7-17
Py-Ⅱ
1.27
0.03
1.02
1.08
0.18
1.64
0.00
3.30
13.93
0.12
2.38
0.00
5.71
4.40
0.00
WL-7-18
Py-Ⅱ
6.99
2.59
6.56
1.31
0.29
4.22
0.02
6.50
33.83
0.16
2.41
0.00
5.31
2.03
0.22
WL-7-19
Py-Ⅱ
2.12
0.03
3.19
1.09
0.11
1.02
0.01
1.49
11.40
0.06
2.29
0.00
0.29
1.80
0.03
表3扎拉格阿木铜矿床中Fe(Co)-As-S系矿物电子探针分析结果(w(B)/%)Table3 Electron probe analyse result (w(B)/%) of Fe(Co)-As-S system minerals from the Zhalageamu copper deposit样品号
矿物
As
S
Pb
Sb
Bi
Cu
Fe
Co
Ni
总和
WL-8
Apy-Ⅰa
46.17
17.73
0
0
0
0.36
21.28
8.27
5.47
99.28
WL-8
Apy-Ⅰa
45.52
18.01
0
0
0
0.50
21.47
7.76
6.22
99.48
WL-8
Apy-Ⅰa
45.17
18.12
0
0.02
0.01
0
20.53
9.50
5.94
99.29
WL-8
Apy-Ⅰa
46.20
17.70
0
0.08
0
0.08
20.35
10.25
4.88
99.52
WL-8
Apy-Ⅰa
46.47
17.98
0
0.04
0
0.42
19.30
11.36
5.17
100.73
WL-8
ApyⅠa
47.04
17.84
0
0.03
0
0.04
27.17
5.36
2.04
99.52
WL-8
Apy-Ⅰa
44.85
19.15
0
0
0
0.35
22.44
11.55
1.92
100.27
WL-8
ApyⅠa
46.20
18.13
0
0
0
0.36
23.47
9.76
2.09
100.01
WL-11
Apy-Ⅰa
47.24
18.10
0
0.05
0
0.03
28.70
5.45
0.49
100.05
WL-11
Apy-Ⅰa
45.80
18.19
0
0.46
0
0.08
30.43
4.33
0.23
99.51
WL-11
Apy-Ⅰa
46.95
18.46
0
0
0
0
31.48
3.49
0.07
100.45
WL-1
Apy-Ⅰb
46.46
17.64
0.04
0.11
0
0.08
32.58
0.69
1.26
98.84
WL-1
Apy-Ⅰb
46.49
18.26
0
0.03
0
0.13
32.71
0.15
1.92
99.69
WL-1
Apy-Ⅰb
46.21
18.01
0
0.05
0
0.03
33.47
0.34
1.28
99.38
WL-1
Apy-Ⅰb
46.52
18.50
0
0.06
0
0.23
31.61
0.96
2.26
100.13
WL-1
Apy-Ⅰb
45.87
17.82
0
0.06
1.02
0.03
30.26
1.19
2.30
98.54
WL-1
Apy-Ⅰb
46.25
17.81
0
0.09
0.45
0.09
30.44
0.92
2.74
98.79
WL-1
Apy-Ⅰb
45.79
18.86
0
0.11
0
0.08
33.48
0.82
0.89
100.02
WL-1
Apy-Ⅰb
46.32
18.36
0
0.16
0
0.35
32.14
0.79
1.62
99.74
WL-1
Apy-Ⅰb
46.86
19.16
0
0.06
0
0.05
30.70
2.16
1.48
100.47
WL-1
Apy-Ⅰb
46.86
19.16
0.03
0.06
0
0.05
30.70
2.16
1.48
100.50
WL-9
Apy-Ⅰb
45.57
19.11
0.09
0.07
0
0.11
32.41
0.66
0.15
98.17
WL-9
Apy-Ⅰb
47.77
18.04
0
0.10
0.46
0.67
29.10
1.70
1.57
99.40
WL-5
Apy-Ⅰb
47.12
18.83
0
0
0
0
32.98
0.07
0.01
99.01
WL-2
Apy-Ⅱ
45.49
19.03
0
0.13
0.40
0.04
34.29
0.13
0.40
99.91
WL-3
Apy-Ⅱ
44.90
18.71
0
0.52
0.38
0.01
34.21
0.52
0.38
99.62
WL-6
Apy-Ⅱ
44.69
18.93
0
0.39
0
0.05
34.72
0.39
0
99.15
WL-9
Apy-Ⅱ
43.38
20.35
0
0.27
0
0.20
34.91
0.01
0
99.11
WL-10
Apy-Ⅱ
45.45
18.83
0
0.01
0
0.03
32.68
2.21
0.10
99.32
WL-10
Apy-Ⅱ
44.19
19.72
0
0
0
0.06
34.50
0.61
0.20
99.28
WL-11
Apy-Ⅱ
44.65
19.27
0
0.02
0
0.04
34.72
0.07
0
98.77
WL-11
Apy-Ⅱ
45.14
19.25
0
0.03
0
0.10
34.20
0.26
0.01
98.99
WL-11
Apy-Ⅱ
45.64
19.02
0
0.01
0
0.05
34.84
0.12
0.01
99.69
WL-11
Apy-Ⅱ
45.21
19.08
0
0.01
0
0
34.91
0.06
0.02
99.28
WL-8
Lo-Ⅰa
68.67
0.90
0.03
0
0.04
0.77
19.43
6.31
3.10
99.25
WL-8
Lo-Ⅰa
68.87
1.17
0.02
0
0.02
0.46
18.89
7.01
3.04
99.48
WL-8
Lo-Ⅰa
64.96
3.32
0.08
0
0.06
0.03
17.62
9.57
3.60
99.24
WL-8
Lo-Ⅰa
68.84
1.77
0.03
0
0
0.07
19.95
6.89
3.08
100.63
WL-8
Lo-Ⅰa
71.50
0.71
0
0
0.12
0.04
18.73
6.72
3.20
101.02
WL-8
Lo-Ⅰa
71.75
0.71
0
0
0
0.05
22.42
3.67
2.64
101.24
WL-8
Lo-Ⅰa
70.03
0.70
0
0
0
0.05
22.19
3.62
2.75
99.34
WL-8
Lo-Ⅰa
69.90
0.71
0
0
0
0.08
20.51
5.19
2.98
99.37
WL-8
Lo-Ⅰa
69.48
0.76
0
0
0
0.12
21.39
4.51
2.97
99.23
WL-8
Lo-Ⅰa
70
0.59
0
0
0
0.17
21.45
4.17
2.93
99.29
WL-8
Lo-Ⅰa
69.28
0.99
0
0
0
0.03
22.01
3.54
2.96
98.82
WL-8
Lo-Ⅰa
70.36
0.78
0
0
0
0.02
22.27
3.87
2.66
99.96
图2扎拉格阿木铜矿床典型矿石手标本照片 a、b.花岗闪长岩型铜矿石，发生糜棱岩化黑云母呈定向排列；c、e.热液角砾岩型铜矿石；d.变质砂岩型铜矿石；f.粉砂岩型铜矿石，黄铜矿、黄铁矿呈细脉纹层状 Apy—毒砂；Bt—黑云母；Ccp—黄铜矿；Chl—绿泥石；Pl—斜长石；Py—黄铁矿；Qz—石英
Fig. 2 Photos of typical ore hand specimens from the Zalageamu copper deposit a,b. Granodiorite-type copper ore，mylonitization occurs with biotite showing a preferred orientation；c, e. Hydrothermal breccia-type copper ore； d. Metamorphosed siltstone-type copper ore；f. Siltstone-type copper ore, chalcopyrite and pyrite occur as fine veinlets and lamellar Apy—Arsenopyrite；Bt—Biotite；Ccp—Chalcopyrite；Chl—Chlorite；Pl—Plagioclase；Py—Pyrite；Qz—Quartz
图4扎拉格阿木铜矿床矿物生成顺序图
Fig. 4 Mineral paragenetic sequence of the Zhalageamu copper deposit
图6 Fe(Co)-As-S系矿物S和As元素替代关系图(a)及Co+Ni和Fe元素相关图(b) Apy—毒砂；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿
Fig. 6 Substitution relationship between S and As elements in Fe(Co)-As-S minerals(a) and the substitution relationship
between Co+Ni and Fe elements (b) in Fe(Co)-As-S minerals
Apy—Arsenopyrite; Gl —Glaueodot; Lo—Lollingite
图7 Fe(Co)-As-S系矿物中Fe-Co-Ni元素三角图 Apy—毒砂；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿
Fig. 7 Triangular diagram of Fe-Co-Ni element ratios in iron(cobalt)-sulfur-arsenic minerals Apy—Arsenopyrite；Gl—Glaucodot；Lo—Lollingite
图8毒砂稳定区域硫逸度logf(S2)-温度关系图解（Tomkins et al., 2009） Apy—毒砂；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿
Fig. 8 Diagram illustrating the relationship between logf(S2) (sulfur fugacity) and temperature in the stable region of arsenopyrite(Tomkins et al., 2009) Apy—Arsenopyrite; Gl—Glaucodot; Lo—Lollingite
图9 Fe(Co)-As-S系矿物电子探针背散色图像及面扫描图 a、e.毒砂和斜方砷铁矿背散色照片；b~d和f~h.毒砂和斜方砷铁矿中As、Co、Ni元素面扫描照片 Apy—毒砂；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿
Fig. 6 Substitution relationship between S and As elements in Fe(Co)-As-S minerals(a) and the substitution relationship
between Co+Ni and Fe elements (b) in Fe(Co)-As-S minerals
Apy—Arsenopyrite; Gl —Glaueodot; Lo—Lollingite
图1扎拉格阿木铜矿床区地质图（a）和扎拉格阿木铜矿15号线剖面图（b）（据沈存利等, 2016修改） 1—第四系全新统风积黄砂土、洪冲积砾石砂土；2—第四系玄武岩；3—二叠系上统林西组千枚状含碳质板岩夹砂岩；4—二叠系中统哲斯组砂质板岩；5—二叠系中统哲斯组碳质板岩；6—二叠系中统哲思组砂板岩互层；7—二叠系中统哲思组杂砂岩；8—二叠系中统哲思组砾岩、含砾砂岩；9—二叠系中统哲思组生物碎屑灰岩；10—花岗闪长岩；11—花岗斑岩；12—闪长玢岩脉；13—花岗岩脉；14—正长斑岩脉；15—石英脉；16—细晶岩脉；17—断层；18—地层产状；19—勘探线剖面及编号；20—钻孔及编号；21—矿体；22—铜矿化体；23—钻孔位置及编号
Fig. 1 Geological map of the Zhalageamu copper deposit area (a) and geological cross-section along exploration line No.15 of the Zhalageamu copper deposit(b) (modified after Shen et al., 2016) 1—Quaternary Holocene aeolian yellow sand soil, alluvial and colluvial gravelly sandy soil; 2—Quaternary basalt; 3—Upper Permian Linxi Formation phyllitic carbonaceous slate interbedded with sandstone; 4—Middle Permian Zhesi Formation sandy slate; 5—Middle Permian Zhesi Formation carbonaceous slate; 6—Middle Permian Zhesi Formation interbedded sandstone and slate; 7—Middle Permian Zhesi Formation greywacke; 8—Middle Permian Zhesi Formation conglomerate, conglomeratic sandstone; 9—Middle Permian Zhesi Formation bioclastic limestone; 10—Granodiorite; 11—Granite porphyry; 12—Diorite porphyrite dyke; 13—Granite dyke; 14—Syenite porphyry dyke; 15—Quartz vein; 16—Aplite dyke; 17—Fault; 18—Stratigraphic attitude; 19—Exploration line and its number; 20—Drill hole and its number; 21—Ore body; 22—Copper mineralization body; 23—Drill hole location and its number
图3扎拉格阿木铜矿床矿石显微镜下特征 a.变质作用形成的黑云母片理；b.硫化物细脉分布在粉砂岩中；c.黄铜矿中包含有少量闪锌矿、黄铁矿，白铁矿呈交代状侵入；d.黄铜矿中包裹闪锌矿边部为磁黄铁矿；e.块状铜矿石中的黄铜矿、毒砂和闪锌矿；f.铜蓝沿黄铜矿边部交代；g.脉状黄铜矿中的闪锌矿和硫铋银矿； h.黄铜矿裂隙中发育硫锑铜银矿；i.黄铜矿中出现白铁矿和硫铋银矿 Apy—毒砂；Bt—黑云母；Ccp—黄铜矿；Cv—铜蓝；Mar—白铁矿；Mtl—硫铋银矿；Po—磁黄铁矿；Pol—硫锑铜银矿；Py—黄铁矿； Qz—石英；Sp—闪锌矿
Fig. 3 Microscopic features of ores from the Zhalageamu copper deposit a. Biotite schistosity formed by metamorphism; b. Sulfide veinlets distribute in siltstone; c. Chalcopyrite contains small amounts of sphalerite and pyrite, with marcasite infilling in altered form; d. Sphalerite encapsulated in chalcopyrite and pyrrhotite occurs at margin; e. Massive copper ore contains chalcopyrite, arsenopyrite, and sphalerite; f. Covellite alters along the edges of chalcopyrite; g. Vein-like chalcopyrite contains sphalerite and matildite; h. Polybasite develops in fractures of chalcopyrite; i. Matildite occurs within chalcopyrite Apy—Arsenopyrite; Bt—Biotite; Ccp—Chalcopyrite; Cv—Covellite; Mar—Marcasite; Mtl—Matildite; Po—Pyrrhotite ; Pol— Polybasite; Py—Pyrite; Qz—Quartz; Sp—Sphalerite
图5扎拉格阿木铜矿床铁-硫-砷矿物光学显微镜反射光照片（a~e）及电子探针背散射图像(f~i)特征 a. WL-8粉砂岩型矿石中黄铜矿内包含少量闪锌矿与毒砂、斜方砷铁矿共存；b. WL-1花岗闪长岩型矿石中毒砂被斜方砷铁矿交代并包裹于黄铜矿中；c. WL-9花岗闪长岩型矿石中毒砂呈菱形状在黄铜矿中；d. WL-6角砾岩型矿石中被交代的黄铜矿边部出现闪锌矿过渡相与多孔状毒砂共存；e. WL-7角砾岩型矿石中毒砂与黄铜矿、黄铁矿共生；f. WL-8粉砂岩型矿石中毒砂被斜方砷铁矿交代（BSE）；g. WL-1花岗闪长岩型矿石中斜方砷铁矿交代毒砂（BSE）；h. WL-8粉砂岩型矿石中斜方砷铁矿被铁硫砷钴矿交代（BSE）；i. WL-7角砾岩型矿石中毒砂与黄铜矿共生见后期的硫锑铜银矿（BSE） Apy—毒砂；Bi—自然铋；Ccp—黄铜矿；Gl—铁硫砷钴矿；Lo—斜方砷铁矿；Py—黄铁矿；Sp—闪锌矿；Pol—硫锑铜银矿
Fig. 5 Optical microscope under reflected light (a~e) and electron backscatter diffraction images (f~i) of iron-sulfur-arsenic minerals from the Zhalageamu copper deposit a. WL-8 in metamorphosed siltstone, chalcopyrite contains small amounts of sphalerite, coexisting with arsenopyrite and lollingite; b. WL-1 arsenopyrite in granodiorite is replaced by lollingite and enclosed within chalcopyrite; c. WL-9 arsenopyrite in granodiorite forms rhomboidal shapes within chalcopyrite; d. WL-6 in breccia ore, altered edges of chalcopyrite exhibit transitional phases of sphalerite coexisting with porous arsenopyrite; e. WL-7 in breccia ore arsenopyrite coexists with chalcopyrite and pyrite; f. WL-8 in metamorphosed siltstone, arsenopyrite is replaced by lollingite (BSE); g. Wl-1 arsenopyrite is replaced by lollingite in granodiorite (BSE); h.Wl-8 in metamorphosed siltstone, lollingite is replaced by glaucodot (BSE); i.Wl-7 in breccia ore, arsenopyrite coexists with chalcopyrite and later-stage polybasite (BSE) Apy—Arsenopyrite; Bi—Native bismuth; Ccp—Chalcopyrite; Gl—Glaucodot; Lo—Lollingite; Py—Pyrite; Sp—Sphalerite; Pol—Polybasite
-
参考文献
摘要
内蒙古扎拉格阿木铜矿床位于大兴安岭中南段西坡的南端，是该地区新发现的一个晚中生代的中型铜矿床。铜矿体主要赋存在二叠纪花岗闪长岩与二叠系哲斯组砂板岩和火山碎屑岩的外接触带中，矿石类型可划分为粉砂岩型、花岗闪长岩型和角砾岩型矿石。金属矿物主要是黄铁矿、黄铜矿和少量的闪锌矿和方铅矿。文章通过精细的矿物学研究，发现该矿床的铜矿石中出现了一系列具有重要成因指示意义的Fe(Co)-As-S体系矿物，包括毒砂、斜方砷铁矿、铁硫砷钴矿等。在矿相学研究的基础上，结合电子探针分析进一步细分出3种类型毒砂（Apy-Ⅰa、Apy-Ⅰb、Apy-Ⅱ），2种类型斜方砷铁矿（Lo-Ⅰa、Lo-Ⅰb），1种铁硫砷钴矿（Gl）和3种类型的黄铁矿（Py-Ⅰa、Py-Ⅰb、Py-Ⅱ）。精细的矿物学研究表明，该矿区铜矿石中存在着显著的Co、Ni异常。研究表明：Apy-Ⅰa主要分布在粉砂岩矿石中具有较高的w(Co)（7.92%）、w(Ni)（3.14%）；Apy-Ⅰb主要分布在黑云花岗闪长岩矿石中，w(Co)（0.97%）、w(Ni)（1.46%）降低；Apy-Ⅱ主要分布在角砾岩型铜矿石中，基本不含Co、Ni。Lo-Ⅰa分布在粉砂岩型铜矿石中，Lo-Ⅰb分布在黑云花岗闪长岩矿石中，两类斜方砷铁矿都含有较高的Co、Ni含量，其中Lo-Ⅰa中的w(Co)（5.08%）大于w(Ni)（2.86%），Lo-Ⅰb中w(Ni)（4.99%）高于w(Co)（0.76%）。铁硫砷钴矿主要分布在粉砂岩型铜矿石中交代早期的斜方砷铁矿，具有高的w(Co)（18.65%）、w(Ni)（4.35%）。Py-Ⅰa分布在粉砂岩矿石中，具有较高的w(Co)（401.41×10-6）、w(Ni)（698.92×10-6）；Py-Ⅰb分布在花岗闪长岩矿石中，w(Co)（68.62×10-6）降低，w(Ni)（1465.47×10-6）升高；Py-Ⅱ分布在角砾岩型铜矿石中，几乎不含Co、Ni。根据矿物组合及穿插关系将该矿床的矿化阶段划分为2期，Ⅰ期主要为中高温的变质作用，发育粉砂岩和糜棱状黑云花岗闪长岩；Ⅱ期以热液交代、填充角砾岩型铜矿石为主，含Ag、Bi的中低温矿物。通过毒砂温度计计算得出第Ⅰ期粉砂岩和花岗闪长岩中毒砂平均温度分别为455.9℃、466.1℃，平均硫逸度logf(S2)分别为-7.89和-7.63；第Ⅱ期角砾岩型毒砂的平均温度380.3℃，平均硫逸度logf(S2)为-10.02。初步研究认为扎拉格阿木铜多金属矿床属中高温-变质-热液交代叠加型矿床，且在早期的中高温热液作用形成的矿石中呈现Co、Ni富集的特征，是一个潜在的富钴镍的矿床。
Abstract
The Zhalageamu copper deposit is located on the western slope of the southern segment of the Central-South Daxing'anling Range and is a newly discovered Mesozoic medium-sized copper deposit in the area. The copper orebodies are mainly hosted in the outer contact zone between the Permian granodiorite and the Permian Zhesi Formation sandy slate and volcanic clastic rocks. The ores could be classified into siltstone-type, granodiorite-type, and breccia-type ores. The main ore minerals are pyrite, chalcopyrite, and minor sphalerite and galena. Through detailed mineralogical research, a series of Fe(Co)-As-S system minerals with significant genetic implications have been identified in the copper ores of the deposit, including arsenopyrite, lollingite, and glaucodot. Based on mineralographical studies and combined with electron microprobe analysis, three types of arsenopyrite (Apy-Ⅰa、Apy-Ⅰb、Apy-Ⅱ), two types of lollingite (Lo-Ⅰa、Lo-Ⅰb), one type of glaucodot（Gl）and three types of pyrite (Py-Ⅰa、Py-Ⅰb、Py-Ⅱ), were subdivided. It is found that there are significant Co and Ni anomalies in the copper ores of the deposit. Apy-Ⅰa is mainly distributed in siltstone with higher Co (7.92%) and Ni (3.14%) content; Apy-Ⅰb is mainly distributed in biotite granodiorite with lower Co (0.97%) and Ni (1.46%) content; Apy-Ⅱ is mainly distributed in breccia-type copper ores, containing almost no Co, Ni. Lo-Ⅰa is distributed in siltstone-type copper ores, and Lo-Ⅰb is distributed in biotite granodiorite, both types of lollingite contain higher Co, Ni content, among which Lo-Ⅰa has a Co (5.08%) content greater than Ni (2.86%) content, and Lo-Ⅰb has a Ni (4.99%) content greater than Co (0.76%) content. Glaucodot is mainly distributed in siltstone-type copper ores, replacing early-stage lollingite, with high Co (18.65%) and Ni (4.35%) content. Py-Ⅰa is distributed in siltstone with higher Co (401.41×10-6) and Ni (698.92×10-6) content, Py-Ⅰb is distributed in granodiorite with reduced Co (68.62×10-6) content, and increased Ni (1465.47×10-6) content, Py-Ⅱ is distributed in breccia-type copper ores, containing almost no Co, Ni. Based on the mineral assemblage and crosscutting relationships, the mineralization of the deposit are divided into two stages. The stageⅠ is mainly characterized by medium to high-temperature metamorphism, with the development of ore minerals in siltstone and mylonitic biotite granodiorite; the stageⅡ is dominated by hydrothermal alteration and filling of breccia-type copper ores, containing Ag, Bi in medium to low-temperature minerals. The arsenopyrite thermometer calculation shows that the average temperature of arsenopyrite in stageⅠ siltstone and granodiorite is 455.9℃ and 466.1℃, respectively, and the average temperature of arsenopyrite in stageⅡ breccia-type ores is 380.3℃. Preliminary studies suggest that the Zhalageamu polymetallic copper deposit belongs to a medium to high-temperature metamorphic-hydrothermal alteration superimposed type deposit, and it shows Co, Ni enrichment in ores formed in stageⅠmedium to high-temperature hydrothermal action, making it a potential cobalt and nickel-rich deposit.
