云南东川播卡金(铜)矿区辉绿(辉长)-钠长岩系岩相学及其成矿意义

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(1.南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210046； 2.南京地质调查中心，江苏南京210016； 3.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007)

云南东川播卡金(铜)矿区辉绿(辉长)-钠长岩系岩相学及其成矿意义

董长春1,2，舒良树1，顾连兴1,3

(1.南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210046； 2.南京地质调查中心，江苏南京210016； 3.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007)

云南播卡金(铜)矿床构造上位于小江断裂西侧，新近勘查工作表明，其金(铜)矿体的赋存于辉绿(辉长)-钠长岩系有密切的成因联系。进一步研究表明，除构造控矿因素外，岩浆热液中碱金属元素(K、Na)的活动交代也是金(铜)矿床形成的重要因素。

岩相学；矿床成因；钠长岩；金(铜)矿；播卡；云南东川

0 引 言

云南东川播卡金(铜)矿田位于云贵高原北部，与四川省会东县隔(金沙)江相望。长期以来，前人对“东川铜矿”有较系统的研究(冉崇英,1983；华仁民,1989；王林江等,1989；李志伟,1992；李志群等,1994；张学诚等,1994；薛步高,1995；龚琳等,1996；何毅特,1996；何国朝等,1997；薛步高等,1997；陈和生,1998；蒋家申,1998；曹德斌,1999；黄永平等,1999；邱华宁等,2002)，而在金矿找矿方面缺少重大突破。20世纪90年代，随着勘查程度的深入，东川播卡地区的金矿找矿工作取得了重大进展，相继探明和发现了新山、马家沟、蒋家湾、七角地和小水井等金矿段。迄今为止，已有不少学者对该区金(铜)矿进行了相关的地质研究(张翼飞,2003；李志伟等,2003；应汉龙等，2004；薛步高,2005；程辉明等,2005；张学诚等,2006；潘含江等,2008；吴富强等,2010，2012)，通过已知矿段的地质特征分析和对比，探讨了矿床的物质来源、岩浆活动、金的地球化学行为、矿床形成的构造环境等，并据此圈出了若干找矿远景地段。随着勘查与科研工作的不断深入，逐渐认识到区内金(铜)多金属矿床均与广泛发育的侵入岩体有密切的成因联系，常围绕侵入岩体边缘分布(程辉明,2005；柳玉龙等,2011；肖晓牛等,2012；鞠昌荣，2013)。进一步研究发现，这些侵入岩体均为钠质岩浆岩，从中心相钠质辉长辉绿岩(辉绿钠长岩)逐渐过渡到边缘相角闪钠长岩、黑云钠长岩以及钠长岩等，并普遍遭受碳酸盐化(铁白云石化和方解石化)、钠长石化、硅化、绢云母化、黑云母化、白云母化和绿泥石化等次生蚀变作用，与金铜矿成矿关系紧密。因此，选取云南东川播卡矿田内典型金(铜)矿床——新山—马家沟金(铜)矿进行剖析，拟通过详细的野外观察和系统的岩相学和矿相学工作，对该矿床的成因进行探讨，从而为进一步的矿化富集方式、成矿动力学机制等理论研究提供实际资料支撑。

1 矿床地质概况

云南东川播卡金(铜)矿在大地构造上主要位于攀西裂谷东枝，小江断裂西侧(图1a)。区内历经多期次构造运动，并发生多次构造作用叠加和改造，褶皱等变形构造复杂，断裂构造主要由近NS向脆-韧性剪切断裂带和近EW向平移断层组成，构成“棋盘格子”形态。

图1 播卡金(铜)矿矿区地质图(图a据薛步高，2005修改；图b据矿山资料)1-上震旦统；2-元古界昆阳群；3-区域辉绿(辉长)-钠长岩系;4-角砾岩；5-逆断层；6-向斜轴；7-倒转背斜；8-铁矿点；9-地名；10-铜矿点；11-金矿点；12-播卡矿区；13-第四系;14-大营盘组;15-黑山组;16-落雪组;17-因民组;18-平顶山组;19-矿区辉绿(辉长)-钠长岩系;20-金(铜)矿;21-剪切构造岩带；22-推测剪切构造岩带；23-逆断层及编号；24-平移断层及编号；25-实测及推测断层；26-断层角砾岩带；27-勘探线号；28-矿权范围

矿区出露地层主要为中元古界昆阳群(图1b,图2)，主要由一套浅变质的炭质板岩、细砂-粉砂岩、白云岩、白云质灰岩和火山沉积岩组成。区内岩浆岩常呈岩墙、岩脉或岩床状产出，主要受逆冲-推覆构造控制，岩性往往从基性的钠质辉绿岩过渡到中性的角闪钠长岩、黑云钠长岩，甚至钠长岩等。分布范围主要集中在播卡后山、安乐箐、小水井、小于田等地。其中尤以安乐箐辉绿岩，小水井、小于田辉绿(辉长)岩规模最大。

播卡金(铜)矿矿床由近20条矿体组成，矿体呈薄层状、透镜状在地表断续出露，连续性较差。金(铜)矿体主要产在岩体上方和顶部旁侧的炭质板岩中，少数产在岩体顶部。矿体一般呈似层状、透镜状或脉状产出，走向近SN，倾向近东，倾角20°～70°左右，与岩体的就位产状相近(图1b、图2)。

图2 播卡金(铜)矿5800勘探线剖面图1-大营盘组;2-黑山组;3-落雪组;4-因民组;5-平顶山组;6-辉绿(辉长)-钠长岩系;7金(铜)矿;8-断裂/推测断裂；9-钻孔号

2 岩相学特征

播卡金(铜)矿区侵入岩以钠质辉绿岩为主，其次为钠长岩、黑云母钠长岩和少量角闪钠长岩。经锆石定年，研究区出露的钠质岩体成岩年龄约(785.5±8.1) Ma(未发表数据)，属新元古代晚期岩浆作用的产物。

2.1 钠质辉绿岩

岩石常呈灰绿色-黑绿色(图3a)，嵌晶含长结构、交代净边结构，块状构造。主要矿物组成为斜长石(钠长石)(>55%)和辉石(<15%)。次生蚀变矿物有次生角闪石、绿帘石、阳起石、绿泥石、碳酸盐矿物、绢云母、黏土矿物和不透明矿物等。斜长石(钠长石)大多呈板条状或长柱状，自形性较好，粒径多介于0.6～1.8 mm之间，颗粒之间常搭成格架状，辉石充填其间(图3b、d)。这种斜长石应是岩浆中直接结晶的产物，其量约占岩石整体的55%以上。此外，岩石中暗色矿物及早期斜长石的斜长石化十分明显，可见交代净边结构和港湾状交代结构。电子探针分析结果表明，岩浆结晶的交代成因的2种斜长石几乎全部为钠长石(表1)。亦见斜长石的少量绢云母化、泥化和绿帘石化等。辉石单偏光镜下呈无色，柱状或粒状。正高突起，干涉色2—3级。可见较大的辉石颗粒包裹板条状长石之现象(图3b、d)。粒径介于0.3～2.0 mm之间，质量分数约为岩石整体的15%。蚀变较强烈(图3c)，常具次闪石化、绿帘石化、阳起石化和绿泥石化等。次生角闪石质量分数<5%，呈柱状、针柱状或纤维状集合体，交代辉石。绿帘石为柱状、粒状或放射状集合体，交代长石、辉石。阳起石较少，为长柱状、针柱状或纤维状、放射状集合体，交代辉石。此外，还发育少量绿泥石、碳酸盐矿物、绢云母、黑云母和黏土矿物等。

2.2 钠长岩

岩石呈灰白-浅灰色，半自形粒状结构，块状构造(图4a、c)。矿物组成主要为钠长石(>90%)，其次为黑云母(<5%)，以及少量碳酸盐矿物(<5%)、黏土矿物、绢云母、绿泥石和石英等次生蚀变矿物。钠长石呈半自形，板条状、柱粒状或板柱状。电子探针测试结果表明其为钠长石(表2)。消光角小，正突起，An<10，可见钠长石律双晶。粒径与岩石粒度有关，一般较均一(钠长斑岩除外)，粒径较大者(中粗粒钠长岩)约0.6～2.0 mm；粒径较小者(中细粒钠长岩)约0.1～0.5 mm。钠长石质量分数一般占岩石整体的90%以上。蚀变较为明显，主要为碳酸盐化(图4b、d)，少量黏土化、绢云母化和绿泥石化等。黑云母质量分数<5%，呈小片状、鳞片状或微晶鳞片状集合体，间杂分布于长石粒间，常被绿泥石交代。碳酸盐矿物主要为他形，呈团块状或不规则状充填于半自形的钠长石之间，也可见少量小团状或细脉状的碳酸盐矿物沿边缘或裂隙交代钠长石。绢云母主要为长石的蚀变产物，细小鳞片状，呈星点状分布于钠长石表面，此外尚发育绿泥石、黏土矿物等。副矿物主要为钛铁氧化物，锆石、磷灰石等少见。

图3 钠质辉绿岩手标本及显微照片a、b、d-BK146：播卡 6050线 B05-92，293 m,钠质辉绿岩；c-BK23:播卡5750线 B11-5，492.60 m,黑云母化碳酸盐化绿泥石化钠长石化辉绿岩矿物代号：Px-辉石；Ab-钠长石；Cal-碳酸盐矿物；Chl-绿泥石

表1 钠质辉绿岩电子探针分析结果

注：矿物代号：Amp-角闪石，Ep-绿帘石，Ab-钠长石；质量分数单位为%

表2 钠长岩电子探针分析结果

注：Ab-钠长石；质量分数单位为%

图4 钠长岩手标本及显微照片a、b-BK57：播卡5800线B05-154，131.60 m，黑云母化绿泥石化钠长岩；c、d-BK85：播卡 5800线 B06-170，465.00 m，硅化碳酸盐化钠长岩矿物代号：Qz-石英；Ab-钠长石；Cal-碳酸盐矿物；Chl-绿泥石

2.3 黑云母钠长岩

岩石呈浅灰-青灰至暗灰色，有时略带棕色，半自形粒状结构，块状构造(图5a、c)。矿物组成主要为斜长石(钠长石)(>80%)和黑云母(<15%)。其次含有少量碳酸盐矿物、绿泥石、黏土矿物、绢云母、绿帘石、石英和不透明矿物等。斜长石呈半自形，板条状、柱粒状或板柱状。电子探针测试结果表明其为钠长石(表3)。消光角小，正突起，An<10，可见钠长石律双晶。粒径多介于0.3～1.5 mm。颗粒之间常搭成格架状，黑云母分布其间(图5b、d)。钠长石质量分数一般占岩石整体的80%以上。黑云母质量分数常小于15%，呈小片状或小片状集合体，较均匀地分布于长石粒间，根据其产出特征可将黑云母分为2类：一类为原生黑云母，多为浅棕-棕色，呈片状或小片状集合体，常分布于钠长石构成的晶体格架间(图5b)，质量分数约小于12%；另一类为次生黑云母，是暗色矿物黑云母化的产物，呈鳞片状集合体，常以小团状或细脉状穿插分布(图5d)，质量分数约2%～3%。2类黑云母遭受的后期蚀变作用均较强，其蚀变类型主要为绿泥石化，在交代蚀变过程中，绿泥石通常先交代黑云母，并保持其假象，同时析出细小的铁钛氧化物(图5d)。岩石常具程度不等的次生蚀变作用，蚀变类型主要为绿泥石化、碳酸盐化，其次为黏土化、绢云母化和硅化等。

图5 黑云母钠长岩手标本及显微照片a、b-BK78：播卡 5800线 B06-170，414.00 m，碳酸盐化黑云母钠长岩；c、d-BK84：播卡 5800线 B06-170，454.00 m，强碳酸盐化黑云母化钠长岩矿物代号：Bi-黑云母；Ab-钠长石

表3 黑云母钠长岩电子探针分析结果

注：Ab-钠长石;质量分数单位为%

2.4 角闪钠长岩

岩石呈青灰-灰黑色或黑绿色，半自形粒状结构，块状构造(图6a、c)。矿物组成主要为斜长石(钠长石)(>80%)和角闪石(12%～15%)，偶见少量辉石。次生蚀变矿物主要有绿泥石、黑云母、黏土矿物和绢云母，其次为少量绿帘石、次生角闪石、碳酸盐矿物、不透明矿物和石英等。斜长石(钠长石)有2种：一种呈板柱状或柱粒状，半自形，消光角较小，正突起，An<10，可见钠长石律双晶。粒径约为0.5～2.0 mm，这种钠长石质量分数约占岩石整体的80%以上，为岩浆结晶的产物；另一种钠长石双晶少见，通常为交代先存钠长石和角闪石、黑云母等矿物而成，可见港湾状、补丁状交代结构和交代净边结构(图6b)，也有的钠长石与石英和碳酸盐一起构成脉和网脉。电子探针分析结果表明，2种斜长石均为钠长石(表4)。角闪石多呈柱粒状，较自形。单偏光镜下具绿-黄绿-淡绿色多色性，正中突起。干涉色2级(图6b、d)。粒径约0.2～1.5 mm不等。质量分数一般介于岩石整体的12%～15%。常具绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化蚀变。偶见辉石颗粒，粒径约0.1～0.4 mm，几乎已被次生角闪石、绿帘石等交代。次生蚀变矿物主要有绿泥石、黑云母、黏土矿物和绢云母等，其次为少量绿帘石、次生角闪石、碳酸盐矿物、不透明矿物和石英等。

图6 角闪钠长岩手标本及显微照片a、b-BK82：播卡 5800线 B06-170，433.60 m，角闪钠长岩；c、d-BK83：播卡 5800线 B06-170，444.80 m，黑云母化绿泥石化角闪钠长岩矿物代号: Amp-角闪石；Ab-钠长石；Chl-绿泥石

表4 角闪钠长岩电子探针分析结果

注：Ab-钠长石;质量分数单位为%

3 围岩蚀变与矿化的关系

矿区的围岩蚀变主要有黄铁矿化、黄铜矿化、胶状黄铁矿化、硅化、碳酸盐化(铁白云石化、方解石化)、钠长石化、绢云母化、黑云母化、白云母化、绿泥石化及褐铁矿化等。其中以硫化物矿化、钠长石化、铁白云石化和云母化与金的富集关系最为密切，其次为硅化、方解石化和褐铁矿化等。从钠长岩体往外至昆阳群炭质板岩，与金(铜)矿化有关的围岩蚀变可以分为递变的2个带：钠长石-石英-铁白云石化带；石英-低铁碳酸盐化带。

3.1 钠长石-石英-铁白云石化带

此带主要产在钠长岩体边部和距岩体十几米以内的昆阳群炭质板岩中，其蚀变以钠长石化和铁白云石化为特征，并普遍发育云母化(含黑云母化、白云母化和绢云母化)、绿泥石化和硫化物矿化。钠长石、铁白云石、石英和硫化物等多呈脉状、细脉状、团块状或斑杂状穿插和交代寄主岩石(图7a、b、c、g)。脉中的钠长石一般呈半自形短柱状或他形粒状，正突起，An<10，可见钠长石律双晶，粒径多介于0.1～0.5 mm之间，表面洁净明亮，基本无后期蚀变，质量分数约占岩体整体的2%～3%；交代成因的钠长石多缺乏双晶。铁白云石呈半自形粒状或粒状集合体，新鲜面灰白色，风化后显铁锈色，镜下具闪突起，高级白干涉色，粒径多介于0.2～1.8 mm之间，质量分数约3%～4%。黑云母质量分数较少，常见其分布于钠质岩体钠长石+铁白云石脉两侧，呈片状集合体(图7g)，粒径多介于0.2～0.6 mm之间。白云母呈片状或小片状，干涉色鲜艳，偶见，或为黑云母褪色所致。绢云母化则常见于蚀变的钠长石表面，呈鳞片状集合体分布。绿泥石多是原岩中暗色矿物如黑云母、角闪石和辉石等蚀变的结果，经常使蚀变岩呈不同程度的绿色(图7c)。

图7 矿区围岩蚀变照片a-含硫化物的钠长石-铁白云石-黑云母-石英脉穿插钠长岩;b-含硫化物的钠长石化、铁白云石化钠长岩;c-钠长岩的强烈硫化物矿化，伴有钠长石化、铁白云石化(绿色部位具绿泥石化);d-播卡5000线 B04-27，143 m，含胶黄铁矿、石英脉的破碎炭质板岩，Au品位0.38 g/t;e-播卡5000线 B04-26，163 m，胶黄铁矿，表面有盐霜;f-炭质板岩中含硫化物的钠长石-铁白云石-石英充填交代体;g-钠长岩中与矿化物矿化相伴的钠长石化、铁白云石化(脉壁黑色为黑云母化)矿物代号：Ank-铁白云石，Amp-角闪石；Ab-钠长石；Bi-黑云母；Chl-绿泥石；Qz-石英

3.2 石英-贫铁碳酸盐化带

此带主要发育于距钠长岩体边缘十几米以外的炭质板岩、细砂-粉砂岩和碳酸盐地层中。从钠长岩中的钠长石-石英-铁白云石化带往炭质板岩方向，蚀变产物中钠长石量渐减，石英质量分数增加，白云石中的铁质量分数降低，直至变为较纯的白云石和方解石，逐渐过渡为石英-贫铁碳酸盐化带。与钠长石-石英-铁白云石化带相比，石英-贫铁碳酸盐化带的碳酸盐矿物风化后无铁锈色，或只有浅褐黄色的轻微铁染；在显微镜下，碳酸盐突起和重折率降低，干涉色由典型的高级白变为斑斓五彩色，显示了贫铁白云石和方解石的特征。在炭质板岩和砂岩、粉砂岩中，石英-贫铁碳酸盐化主要呈脉和网脉的形式产出，而在白云质沉积岩中常形成交代成因的囊团。

以上2类蚀变均伴有强烈的硫化物矿化。硫化物成分主要为黄铁矿，其次为黄铜矿，有时见斑铜矿、毒砂、闪锌矿和方铅矿。钠长石-石英-铁白云石化带与石英-贫铁碳酸盐化带的过渡部位，往往是硫化物质量分数和金品位最高的地段，而在远离钠长岩体的石英-方解石脉中，硫化物质量分数和金品位均明显降低。在有些远离钠长岩体的地段，可见到大量含烟灰状胶黄铁矿(图7d、e)、石英和碳酸盐的脉或交代体，但其中的金质量分数往往较低。

4 讨 论

4.1 岩体分布特征及其伴生关系与金(铜)矿化关系

前人研究认为播卡地区金矿主要控矿因素与构造和热液蚀变有显著关系，提出宏观破裂的产生、开放系统的形成、压力差的变化与氧逸度的抬升及压实作用，将驱动改造热液在通道运移并在有利构造空间析出金属元素，形成金属矿床(吴富强等,2012)。

然而，随着勘探程度的逐渐加深，发现侵入岩的分布与金(铜)矿化有显著的制约关系。从岩体的分布特征来看，钠质岩体之间，即钠长岩、黑云母钠长岩、角闪钠长岩与钠质辉绿岩之间具有伴生关系。伴生状态大致可分为2种：(1) 钠长岩体、黑云母钠长岩、角闪钠长岩与钠质辉绿岩体毗邻相伴，如新山钠长岩、黑云母钠长岩体东北侧可见苦桃树角闪钠长岩和钠质辉绿岩体；(2) 钠长岩往深部逐渐过渡为辉绿岩体，主要见于播卡以南的小石将军。这2种伴生关系表明钠长岩是基性岩浆分异的产物，前者在深部发生了分异而后上升侵位，后者则可能为基性岩浆在浅部分异的产物(图8)。

图8 与钠长岩有关的矿化照片a-钠长岩上部的炭质板岩中可见铁白云石-硫化物矿化；b-新山矿段1 670 m坑道，钠长岩中的矿体(品位1～2 g/t)，显示钠长岩碎块被石英-铁白云石-硫化物脉充填和胶结

播卡地区金矿体主要产在钠质岩体(主要为钠长岩)上方和顶部旁侧的炭质板岩中，少数产在钠长岩体顶部(图2)。在空间分布、规模和品位上往往与钠长岩体密切相关，靠近岩体，矿石品位较高，远离岩体，则矿石品位较低。除Au元素外，Cu元素的分布亦与钠质岩体密切相关。根据播卡钻孔原生晕数据(5900—6050线，矿山资料)，可见铜质量分数较高(品位0.1%～0.3%)的矿石几乎都产于深部钠质岩体内部。

4.2 钠质岩浆作用及碱交代对成矿影响

从播卡矿田内产出的赋矿基性岩岩相学特征来看，其斜长石往往为钠-更长石，且保留有早期结晶特征(辉绿结构和辉长结构)，表现为岩浆原生成因，故可归属为钠质辉长、辉绿岩，或辉绿、钠长岩，其边缘相往往经历了更高程度的分离结晶作用，逐渐过渡演变为角闪钠长岩、黑云母钠长岩以及钠长岩等(Emerson,1902)。例如，在新山东北侧有苦桃树辉绿岩体与钠长岩体毗邻相伴；而在小石将军，钠长岩往深部逐渐过渡为辉长、辉绿岩。这些岩石均经历了较为显著的交代蚀变作用，岩体之间表现出的渐变过渡关系，表明这些钠长质的岩浆岩主要是晚期富钠残余岩浆结晶的产物。值得关注的是，与金(铜)多金属成矿作用最密切的就是钠长石化和黑云母化(钠化和钾化)。

在播卡矿区，钾化(黑云母化)主要发育于钠长岩体内部，常交代钠-更长石，在斜长石双晶缝隙、裂隙及边缘形成黑云母。随着钾交代作用的进行，溶液中钾离子不断减少，而钠离子则会相对增多，当钠离子在溶液中达到一定浓度时，则开始发生钠交代作用。但是，随着黑云母化和钠长化的不断进行，成矿流体中钾、钠质量分数不断降低，流体对于金(铜)的输运能力减弱，因此在钠长石-石英-铁白云石化带与石英-贫铁碳酸盐化带过渡部位快速卸载，形成了品位最高的金(铜)矿化。

钾、钠交代作用分布广泛，类型众多，其物质来源也是多方面的，如花岗岩结晶分异的残留溶液中，常有钾、钠及挥发组分富集，容易发生局部的碱交代作用，又如岩石的深变质过程中，也常脱水、脱碱形成局部钾钠交代作用。但广泛的大规模热液碱交代作用，其钾、钠物质来源往往都是深源的，受区域性深大断裂控制(程学友等,1995)。

由于研究区钠长岩、辉绿岩、辉长岩主要形成于钠质的富集地幔中(周家云,2008)，自深部地幔中携带成矿物质上升侵位；同时，在侵位过程中，由于络合能力较强的Na元素不断萃取围岩中的Cu、Au等金属元素。随着侵位和结晶过程的进行，岩浆的分异演化也在不断进行，使成矿金属在岩浆期后流体中不断富集。

5 结 论

(1) 云南播卡地区普遍发育钠质辉长辉绿岩，其顶部相往往经历了更高程度的分离结晶作用，逐渐过渡演变为角闪钠长岩、黑云母钠长岩以及钠长岩等。

(2) 云南播卡金(铜)矿体往往与钠质辉长辉绿岩体的分异产物钠长岩紧密伴生，两者之间具有密切的成因联系。

(3) 岩浆热液中碱金属元素(K、Na)对Au(Cu)的强烈络合作用可能是成矿物质发生迁移和矿床形成的重要因素。

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On diabase (gabbro)-albite rock petrography and genetic significance in Au (Cu) mine in Boka of Dongchuan in Yunnan

DONGChang-chun1,2,SHULiang-shu1,GULian-xing1,3

(1.School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing 210046, China; 2.Nanjing Center of Geological Survey, Nanjing 210016, China; 3. East China Geological Exploration Bureau of Nonferrous Metals in Jiangsu Province, Nanjing 210007, China)

Boka Au (Cu) deposit was tectonically located in the west side of Xiaojiang fault zone and through latest exploration work, the occurrence of Au (Cu) ore bodies were genetic closely related with diabase (gabbro)-albite rock series. Further studies demonstrated that the activity of alkali metals like K and Na in magma thermal fluids formed the important factors for the formation of Au (Cu) deposit.

Petrography; Deposit genesis; Albitite; Au (Cu) deposit; Boka; Dongchuan， Yunnan

10.3969/j.issn.1674-3636.2014.04.583

2014-03-24；

：2014-04-01；编辑：侯鹏飞

董长春(1984— )，男，工程师，硕士研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业，E-mail:dcc618@163.com

P618.65；P618.41；P586

：A

：1674-3636(2014)04-0583-11