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1、自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索郑大中郑若锋(成都综合岩矿测试中心,四川成都610081)摘要:描述了自然铜、铜合金矿物及其矿床形成的新机制。在岩浆及热液中,铜及铜合金可呈氢化物、羰基配合物及纳米粒子活化、迁移、富集形成自然铜矿床,或经以后的地质事件,长期、多次迁移富集,叠加形成富而大的自然铜矿床。在表生条件下,铜的硫化矿物被氧化分解,可形成亚铜的硫代硫酸盐及氯配合物,部分可形成铜的硫酸盐配合物迁移,由于硫代硫酸盐被氧化,亚铜歧化可形成高纯度的自然铜,但它易氧化形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石等,因此很难形成自然铜
2、矿床。关键词:自然铜;铜合金;纳米粒子;亚铜硫代硫酸盐配合物;形成机理中图分类号:P618141文献标识码:A文章编号:1006-0995(2002)02-0072-10我国使用铜器的历史近5000年,出现过红铜—青铜时代,且是从发现利用自然铜、铜合金矿物开始的。但对自然铜、铜合金矿物及其矿床的形成机制,还缺乏深入研究,迄今仍众说纷纭,是个未完全解开之谜。因此,对其形成机制进行探索是完全必要的,这对地质找矿、矿床学、矿物学及铜资源的开发利用均具有实践与理论指导意义。1内生成因的自然铜、铜合金矿物及其矿床111内生自然铜及铜合金矿物研究
3、内生自然铜、铜合金矿物是较常见的铜矿物,可小至纳米粒级,也有质量高达140kg、甚至420t的巨型块铜。高纯度的自然铜矿物较少,而多以铜合金矿物形成产于有关的岩浆及热液矿床中。在超基性岩、铬铁矿和金伯利岩、钾镁煌斑岩产出的金刚石的金属膜就产出众多的自然金属及多种合金矿物,其中就有自然铜、Cu—Zn、Cu2Zn、Cu3Zn2、Cu3Sn、CuAu、CuAg、CuZnPb、SnCuPb(Au)、PbSnCu(Au)等1。在胶东的玲珑金矿田西山矿床产出的自然铜粒度为011～210mm,集合体达20～50mm,含Cu9817%,另含少量银,微
4、量铁、金2。在加里曼丹金铂矿床中产出Cu3Sn、Cu6Sn5;在河南浙川毛堂金矿、广东长坑—富湾矿田均产出含锡自然铜3;西藏玉龙铜矿、马拉多铜矿、四川巴西金矿、盐源西范坪斑岩铜矿均产出铜锌合金矿物4～6。部分自然铜、铜合金矿物的化学成分列于表1。表1自然铜、铜合金矿物的化学成分(%)矿物名称编号CuFeNiZnAgSnAuPbAsSTe资料来源自然铜含锡自然铜铜合金铜合金铜合金铜合金铜合金铜合金铜合金123(6)4(4)5(2)6789901388311868164611986510965128641865911562155痕0119
5、01620168012801300126痕0115痕116430122371203411734121341123918536132痕3112913811108334445566]]]]]]]]]010901130101101200011600124901190103201017011001033括号内数字为样品数。此外,还有许多的含铜的自然合金矿物,如铜质自然金、铁铜质自然金、钯铜质自然金、钯铜质银金矿、锇收稿日期:2002-01-21作者简介:郑大中(1937-),男,四川资中人,教授级高级工程师,主要从事岩矿测试及地球化学研究72
6、自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索质铜金矿、铂铜金矿、钯质斜方铜金矿、钯质等轴铜金矿、铂质等轴铜金矿、金质红石矿7,8等。有代表性的含铜合金矿物的化学成分列于表2。表2含铜合金矿物的化学成分(%)、含铜自然铝9矿物名称编号AuAgCuFePtPdRhOsNiCrSiAlMgMnBi铜质自然金铜质自然金铁铜质自然金铁铜质自然金钯铜质自然金钯铜质自然金钯铜质银金矿锇质铜金矿铂铜金矿铂铜金矿钯质斜方铜金矿钯质斜方铜金矿钯质等轴铜金矿钯质等轴铜金矿铂质等轴铜金矿金质红石矿金质红石矿含铜自然铝含铜自然铝含铜自然铝含铜自然铝含铜自然铝101
7、112131415161718192021222324252627841258312684117831168516751158148319641560116516611657156415581454160413812194101106161413321983181510371323142615941711167156182310281426182810231512117211521731193610621067106119421834116511901610162013111980198192121241401430162291211
8、55121616181661061871171751761951251531411911901601981301450160160162133180109016201691518669187018010221700107
