魯 美,申碩果,王碧雪,張必敏,葉 榮,郭東杭
(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083; 2.河南省巖石礦物測(cè)試中心,河南 鄭州 450012;3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所,河北 廊坊 065000)
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福建紫金山礦田金、銀賦存狀態(tài)及黃鐵礦標(biāo)型研究
魯美1,申碩果2,王碧雪1,張必敏3,葉榮1,郭東杭1
(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京100083; 2.河南省巖石礦物測(cè)試中心,河南 鄭州450012;3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所,河北 廊坊065000)
福建紫金山銅金礦床、悅洋銀多金屬礦床和羅卜嶺斑巖型礦床同屬于與陸相火山巖相關(guān)的斑巖-淺成低溫?zé)嵋撼傻V系統(tǒng)。通過(guò)顯微鏡觀察、電子探針成分分析、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡觀測(cè)和礦石元素含量分析等綜合研究方法,認(rèn)為紫金山銅金礦床金的賦存狀態(tài)除金礦石中自然金礦物外,金還賦存于銅礦石中硫砷銅礦、藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦和黃鐵礦中,硫砷銅礦含金性最好,金含量最高達(dá)370 μg/g;悅洋銀多金屬礦床銀的賦存狀態(tài)包括獨(dú)立銀礦物、亞顯微銀礦物和類(lèi)質(zhì)同象銀,銀的載體礦物有方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等;黃鐵礦是紫金山銅金礦床和悅洋銀多金屬礦床中共同存在的礦物,黃鐵礦成分標(biāo)型特征表明兩處礦床的形成均與熱液有關(guān),與前人的研究結(jié)果一致。
紫金山礦田;賦存狀態(tài);黃鐵礦;礦物標(biāo)型;福建
紫金山礦田位于華南褶皺系東部、北西向上杭—云霄深大斷裂與北東向政和—大浦?jǐn)嗔训慕粎R處[1-2]。礦區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,以北東向和北西向?yàn)橹鳎呓粎R處控制了區(qū)域礦床的產(chǎn)出。區(qū)域內(nèi)火山-侵入巖發(fā)育,包括中—晚侏羅世花崗質(zhì)巖石和早白堊世火山-侵入雜巖。逕美巖體、五龍寺巖體和金龍橋巖體先后形成并構(gòu)成中—晚侏羅世紫金山復(fù)式巖體。四方花崗閃長(zhǎng)巖是早白堊世形成的巖漿巖。才溪二長(zhǎng)花崗巖為中—晚侏羅世和早白堊世巖漿活動(dòng)的過(guò)渡產(chǎn)物。紫金山礦田與早白堊世火山-侵入活動(dòng)在時(shí)空上緊密相關(guān)[1]。
圖1 紫金山礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)梁清玲等[2],修改)Fig.1 Simplified geological map of the Zijinshan ore field (modified after Liang et al.[2],2013)
紫金山高硫化型淺成低溫?zé)嵋恒~金礦床和悅洋低硫化型淺成低溫?zé)嵋恒y多金屬礦床代表了淺成低溫?zé)嵋旱V床的兩種端元類(lèi)型。前人主要對(duì)紫金山銅金礦床地質(zhì)特征[3-7]、構(gòu)造控礦作用[1, 3]、成礦時(shí)代[2, 8]、流體包裹體[9-14]、礦物學(xué)[15-25]進(jìn)行了深入研究,對(duì)于金的賦存狀態(tài)研究,前人得出的結(jié)論是金主要以自然金形式存在于金礦石中[3, 8],其次賦存于針鐵礦和褐鐵礦中[6],對(duì)銅礦石中金的賦存狀態(tài)研究比較薄弱。悅洋銀多金屬礦床的研究程度不及紫金山銅金礦床,僅有少量文獻(xiàn)初步探討了礦床特征及成因[26-27]、冰長(zhǎng)石特征及年齡[28-30],對(duì)銀賦存狀態(tài)研究略顯不足。因此本文開(kāi)展這兩個(gè)礦床中金、銀賦存狀態(tài)的研究,豐富本區(qū)研究成果。紫金山銅金礦床是國(guó)內(nèi)首個(gè)發(fā)現(xiàn)的高硫化型淺成低溫?zé)嵋旱V床,已有多篇文章論述礦床成因,普遍的結(jié)論是成礦與熱液相關(guān)[31]。本文根據(jù)黃鐵礦成分標(biāo)型特征討論紫金山礦床和悅洋礦床的成因,研究結(jié)果與前人一致。
1.1礦床地質(zhì)概況
紫金山銅金礦床位于礦區(qū)的中心(圖1),礦區(qū)大面積出露燕山早期花崗巖,其次是燕山晚期火山-次火山巖、隱爆角礫巖。金銅礦體主要分布在中細(xì)?;◢弾r中,其次是英安玢巖和隱爆角礫巖[32]。礦區(qū)巖石遭受強(qiáng)烈的熱液蝕變,蝕變圍巖主要為含礦次生石英巖建造,包括石英絹云母交代巖、石英地開(kāi)石交代巖、石英明礬石交代巖和硅質(zhì)交代巖。金礦床主要隱伏于上部硅質(zhì)交代巖的氧化帶中,礦體呈脈狀。銅礦床主要存在于深部石英-明礬石蝕變帶內(nèi),礦體形態(tài)復(fù)雜,呈脈狀、囊狀或透鏡狀。截至2011年底,累計(jì)探明品位大于0.20%的銅金屬量232.45萬(wàn)t,平均品位0.36%,伴生金46.03 t、銀2 389.11 t[3]。
1.2紫金山金銅礦石礦物組成
礦床金礦石元素含量列于表1,金礦石中金的含量為0.071~0.23 μg/g。礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物組成見(jiàn)圖2。礦床金礦石主要為氧化礦石,金屬礦物主要為褐鐵礦(圖3中F)、針鐵礦等,非金屬礦物主要為石英。礦石呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),角礫狀構(gòu)造(圖2中A)。銅礦石中銅含量為185 150~463 777 μg/g,伴生金的含量為1.464~2.35 μg/g。礦床銅礦石中金屬礦物有藍(lán)輝銅礦、硫砷銅礦、久輝銅礦、銅藍(lán)、斑銅礦、斜方藍(lán)輝銅礦、黃鐵礦等,非金屬礦物為石英、明礬石、高嶺石等。銅礦石主要為自形結(jié)構(gòu)(圖3中A)、半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)(圖3中D)、碎裂結(jié)構(gòu)(圖2中E)、交代結(jié)構(gòu)(圖2中C,圖3中E),構(gòu)造類(lèi)型包括浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造(圖2中B)、塊狀構(gòu)造。
1.3紫金山銅金礦床銅礦石載金礦物特征
藍(lán)輝銅礦、硫砷銅礦、久輝銅礦和黃鐵礦是本礦床銅礦石中最常見(jiàn)的4種礦物,本文主要研究這4種礦物的載金性。礦物光學(xué)性質(zhì)在光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡下觀測(cè)獲得,礦物成分由電子探針能譜測(cè)定,電子探針測(cè)試分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)條件列于表2。礦物特征分述如下:
1.3.1藍(lán)輝銅礦
藍(lán)輝銅礦與斜方藍(lán)輝銅礦在鏡下鑒定特征相似,都呈灰藍(lán)色。藍(lán)輝銅礦的產(chǎn)出狀態(tài)包括:與久輝銅礦共生(圖2中D,圖3中D),與銅藍(lán)呈固溶體分離結(jié)構(gòu)(圖2中C,圖3中E)。藍(lán)輝銅礦標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式為Cu1.8S,本文根據(jù)表2中電子探針定量分析結(jié)果計(jì)算出藍(lán)輝銅礦平均化學(xué)式為Cu1.78S。藍(lán)輝銅礦中除銅之外,還包含鐵、鋅、銀、鉬、金等元素。藍(lán)輝銅礦中金平均含量為0.023%,銀平均含量0.059%。
1.3.2硫砷銅礦
硫砷銅礦鏡下具有淡粉紅灰白色的反射色,反射多色性顯著(淡粉紅灰白—淺藍(lán)灰色),偏光色為棕紅色。硫砷銅礦在礦床中分為粒徑大小不同的兩種形態(tài)。粒徑較大的硫砷銅礦被久輝銅礦充填,它形,具有碎裂結(jié)構(gòu)(圖2中C,圖3中E);粒徑較小的硫砷銅礦有的呈現(xiàn)它形結(jié)構(gòu)(圖2
表1 紫金山銅金礦床和悅洋銀多金屬礦床礦石中元素含量
注:礦石元素分析先后在河南省巖石礦物測(cè)試中心(樣品編號(hào):金礦石ZJORE-Au1,銅礦石ZJORE-Cu,銀礦石YYORE-Ag、Cu)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所(樣品編號(hào):金礦石ZJ21、ZJ22,銅礦石ZJ23、ZJ24)分析測(cè)試;元素含量單位:μg/g。
圖2 紫金山銅金礦床礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物組成Fig.2 The minerals and fabric of ores in the Zijinshan Cu-Au depositA.角礫狀金礦石;B.脈狀銅礦石;C.銅藍(lán)在藍(lán)輝銅礦中呈葉片狀出溶結(jié)構(gòu);D.久輝銅礦、斜方藍(lán)輝銅礦、硫砷銅礦礦物組合;E.硫砷銅礦碎裂結(jié)構(gòu),被久輝銅礦充填;F.黃鐵礦和硫砷銅礦共生形成細(xì)脈交切斑銅礦;Bn.斑銅礦;Py.黃鐵礦;Enr.硫砷銅礦;Cov.銅藍(lán);Dg.藍(lán)輝銅礦;Dju.久輝銅礦;Ani.斜方藍(lán)輝銅礦
圖3 紫金山銅金礦床礦物背散射圖像Fig.3 The SEM images of minerals in the Zijinshan Cu-Au depositA.自形硫砷銅礦;B.硫砷銅礦壓碎溶蝕結(jié)構(gòu),礦物中有久輝銅礦出溶;C.久輝銅礦、它形硫砷銅礦、黃鐵礦、石英共生;D.藍(lán)輝銅礦與久輝銅礦共生;E.銅藍(lán)在藍(lán)輝銅礦中呈葉片狀出溶結(jié)構(gòu);F.針鐵礦;Enr.硫砷銅礦;Dg.藍(lán)輝銅礦;Py.黃鐵礦;Dju.久輝銅礦;Q.石英;Cov.銅藍(lán);Lm.針鐵礦
中F),有的呈現(xiàn)完好的六邊形(圖3中A)。硫砷銅礦標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式為Cu3AsS4,本文根據(jù)表2中電子探針定量分析結(jié)果計(jì)算出硫砷銅礦化學(xué)式分別為Cu3.11(As0.99,Sb0.01)0.91S4、Cu3.17(As0.99,Sb0.01)0.86S4,硫砷銅礦中含有銻、錫、鋅、鉬、金、銀等元素。硫砷銅礦中金平均含量為0.029%,銀含量為0.041%。
1.3.3久輝銅礦
久輝銅礦鏡下鑒定特征為微弱藍(lán)白色,帶有黃色色調(diào),相對(duì)于本區(qū)其他銅的硫化物更容易被氧化。掃描電鏡下觀察到久輝銅礦從自形硫砷銅礦中出溶,二者為共生關(guān)系(圖3中B)。久輝銅礦標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式為Cu1.97S,本文根據(jù)表2電子探針?lè)治鼋Y(jié)果計(jì)算出久輝銅礦平均化學(xué)式為Cu1.93S。久輝銅礦中包含鋅、錫、鉬、銀、金等微量元素。久輝銅礦中金的平均含量為0.016%,銀的平均含量為0.034%。
1.3.4黃鐵礦
黃鐵礦一般呈它形粒狀與銅的硫化物形成礦物組合(圖2中F,圖3中B)。黃鐵礦的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式為FeS2,本文根據(jù)電子探針定量分析結(jié)果計(jì)算出黃鐵礦化學(xué)式見(jiàn)表2,個(gè)別黃鐵礦中的Fe被Cu類(lèi)質(zhì)同象取代,化學(xué)式為(Fe0.96,Cu0.01)0.99S2、(Fe0.99,Cu0.01)1.02S2。黃鐵礦中的金含量為0.003%,銀平均含量為0.016%。
2.1礦床地質(zhì)特征
悅洋銀多金屬礦床位于礦區(qū)西南端,距離紫金山銅金礦床約3 km(圖1)。礦體主要呈似層狀、透鏡狀、脈狀或扁豆?fàn)罘植加谏酄钭辖鹕綆r體內(nèi)及其內(nèi)外接觸帶及基底相對(duì)坳陷型地段。已探明銀金屬量1 329.66 t,伴生銅金屬量3.9萬(wàn)t,伴生金8 214.7 kg[3]。
2.2悅洋銀多金屬礦床礦物組成
悅洋銀多金屬礦床銀礦石中元素含量列于表1。銀礦石中銀的含量為46.8μg/g,伴生金的含量為0.180 μg/g。悅洋銀多金屬礦床金屬礦物主要為銀礦物、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鐵礦等,非金屬礦物主要為石英、冰長(zhǎng)石、絹云母。銀礦石結(jié)構(gòu)類(lèi)型有全自形粒狀結(jié)構(gòu),如立方體黃鐵礦;半自形粒狀結(jié)構(gòu),共生的閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦常為半自形;它形粒狀結(jié)構(gòu),被交代的它形黃鐵礦(圖4中C)以及普遍存在的交代結(jié)構(gòu)。構(gòu)造類(lèi)型為脈狀構(gòu)造(圖4中A)、浸染狀構(gòu)造、石英晶洞狀構(gòu)造(圖4中B)。
表2 紫金山銅金礦床礦物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(wB/%)
注:由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所電子探針實(shí)驗(yàn)室(儀器型號(hào):日本JXA-8230;工作條件:加速電壓20 kV,探針電流20 nA,電子束斑直徑5 μm)陳小丹分析測(cè)試。
2.3悅洋銀多金屬礦床載銀礦物特征
悅洋銀多金屬礦床銀礦物顆粒細(xì)小,粒徑普遍小于1 μm,本文主要在掃描電子顯微鏡下研究銀礦物的產(chǎn)出形式,能譜分析結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)條件列于表3。本文對(duì)黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦進(jìn)行了電子探針定量測(cè)試分析,分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)條件列于表4。
圖4 悅洋銀多金屬礦床銀礦物背散射圖像Fig.4 The SEM images of silver minerals in the Yueyang Ag-polymetallic depositA.輝銀礦與含銀方鉛礦被包裹在黃銅礦中;B.石英間隙銀礦物;C、D.銀礦物在黃鐵礦中呈包裹體產(chǎn)出;E.銀礦物在黃鐵礦晶面間隙中產(chǎn)出或呈包裹體產(chǎn)出;F.銀礦物在黃鐵礦晶隙中或呈包裹體產(chǎn)出。Py.黃鐵礦;Ccp.黃銅礦;Q.石英;Gn.閃鋅礦;Arg.輝銀礦,紅色圓圈內(nèi)高亮度礦物為銀礦物
2.3.1銀礦物
前人研究認(rèn)為銀礦物種類(lèi)繁多,我國(guó)發(fā)現(xiàn)的銀礦物已近190種,銀礦物粒度細(xì)小,賦存形式多樣,與其他礦物的嵌布關(guān)系復(fù)雜,這增加了對(duì)銀礦物的賦存特點(diǎn)和工藝礦物學(xué)研究的難度[33]。銀礦物的嵌布類(lèi)型包括包裹銀、粒間銀和裂隙銀[33]。銀在載體礦物中主要的賦存形式為:獨(dú)立礦物的微晶包裹體,在礦相顯微鏡下可以鑒別;亞顯微礦物,粒徑一般小于0.5 μm;類(lèi)質(zhì)同象[34]。經(jīng)觀察本區(qū)銀賦存狀態(tài)包括銀礦物、含銀方鉛礦、含銀黃鐵礦。本文在礦相顯微鏡下未觀察到銀,前人研究認(rèn)為本區(qū)存在自然金、銀金礦、金銀礦、自然銀、輝銀礦和含銀黃銅礦。本文在掃描電鏡下觀察到輝銀礦粒徑3 μm,晶體化學(xué)式為(Ag1.30,Sn0.16)1.46(S0.78,Te0.22)1.00,輝銀礦與含銀方鉛礦被包裹在黃銅礦中(圖4中A)。除了輝銀礦之外,本區(qū)大部分銀礦物粒徑小于0.5 μm,因此亞顯微銀礦物也是悅洋銀多金屬礦床銀重要的賦存狀態(tài)之一。
2.3.2黃鐵礦
黃鐵礦在礦石中一般呈浸染狀分布(圖5中A)。顆粒粗大不規(guī)則狀黃鐵礦,因擠壓破碎發(fā)育裂紋,內(nèi)部有晚期石英及金屬硫化物充填(圖5中D)。黃鐵礦呈自形、半自形或者它形,被其他金屬硫化物強(qiáng)烈交代,部分黃鐵礦中含有銅類(lèi)質(zhì)同象。根據(jù)表4電子探針定量分析數(shù)據(jù)計(jì)算出黃鐵礦分子式的主要化學(xué)組成在硫?yàn)?時(shí),鐵變化于0.99~1.02。黃鐵礦中含銅、鉛、鉬、鈷、銀、金、鎳等元素。黃鐵礦中銀的平均含量為0.020%,金的平均含量為0.024%。掃描電子顯微鏡下含銀黃鐵礦呈自形粒狀,粒徑10 μm左右。含銀黃鐵礦中銀的存在形式有包裹體(圖4中C、D、E、F)、晶面間隙(圖4中E)和晶體裂隙(圖4中F),銀的粒徑均小于0.5 μm,為亞顯微銀礦物。銀面掃描結(jié)果如圖6中D所示,包裹體中銀含量明顯高于黃鐵礦中銀含量。含銀黃鐵礦中銀含量為15.28%~35.72%。
表4 悅洋銀多金屬礦床銀礦物和含銀方鉛礦組成(wB/%)
Table 4 The content of silver minerals and silver-bearing galena in the Yueyang Ag-polymetallic deposit(%)
礦物名稱(chēng)AgSFePbCuBiOTeSiSn總量產(chǎn)出形式輝銀礦 64.9811.531.5913.128.78100黃銅礦中包裹體亞顯微銀 43.874.3629.5621.0198.8石英粒間 含銀黃鐵礦34.2323.2313.200.991.609.039.111.144.65 97.18黃鐵礦晶隙 15.2845.6232.746.36100黃鐵礦晶面間隙20.7944.1228.326.77100黃鐵礦晶面間隙29.9735.7319.007.258.0499.99黃鐵礦中包裹體35.7230.8613.958.6010.240.63100黃鐵礦中包裹體20.2943.3427.963.554.490.37100黃鐵礦中包裹體15.6546.0131.031.783.551.98100黃鐵礦中包裹體19.1843.9431.780.764.34100黃鐵礦中包裹體含銀方鉛礦2.2613.7384.0099.99方鉛礦中類(lèi)質(zhì)同象2.0312.9081.803.27100方鉛礦中類(lèi)質(zhì)同象2.7613.010.8883.35100方鉛礦中類(lèi)質(zhì)同象4.1517.775.4972.59100方鉛礦中類(lèi)質(zhì)同象2.3315.815.5073.233.13100方鉛礦中類(lèi)質(zhì)同象5.0014.663.1070.873.761.9499.33方鉛礦中類(lèi)質(zhì)同象2.3913.3184.30100方鉛礦中類(lèi)質(zhì)同象
注:掃描電子顯微鏡分析在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)中心場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室完成(儀器設(shè)備:蔡司Supra55型場(chǎng)發(fā)射掃描、牛津X-ACT電制冷能譜儀;工作條件:加速電壓15 kV,燈絲電流2.360 A,光闌大小60 μm);實(shí)驗(yàn)員:湯冬杰。
2.3.3黃銅礦
黃銅礦鏡下呈它形粒狀及不規(guī)則細(xì)脈狀,常與其他金屬硫化物一起沿早期晶出的黃鐵礦、石英晶隙及裂隙充填,或者強(qiáng)烈交代黃鐵礦(圖5中C),在薄片中觀察到黃銅礦沿黃鐵礦的外沿呈鑲邊狀產(chǎn)出(圖5中D),是熱液礦床中少見(jiàn)的現(xiàn)象。根據(jù)表4計(jì)算出黃銅礦化學(xué)式為CuFeS2,黃銅礦中含有鋅、鉛、鉬、金、銀等元素。黃銅礦中銀含量為0.010%,金含量為0.037%。
2.3.4方鉛礦
圖5 悅洋銀多金屬礦床礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物組成Fig.5 The minerals and fabric of ores in the Yueyang Ag-polymetallic deposit A.脈狀礦石;B.晶洞狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造;C. 它形黃鐵礦被黃銅礦強(qiáng)烈交代;D.黃銅礦沿著自形黃鐵礦外緣呈鑲邊狀產(chǎn)出;E.黃銅礦從閃鋅礦中出溶;F.閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦礦物組合; Py.黃鐵礦;Ccp.黃銅礦;Gn.方鉛礦;Sp.閃鋅礦
方鉛礦鏡下灰白色,常見(jiàn)特征性黑三角,呈它形粒狀,與黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦形成礦物組合(圖5中F)。根據(jù)電子探針定量分析結(jié)果計(jì)算出的方鉛礦化學(xué)式分別為PbS、(Pb0.95Fe0.02)1.05S,主要包含鐵、鍺、銅、碲等元素。方鉛礦中銀含量平均值為1.237%,為主要的載銀礦物。掃描電子顯微鏡下含銀方鉛礦廣泛存在,顆粒粒徑差別較大。顆粒相對(duì)較大(粒徑100 μm左右)的含銀方鉛礦交代黃銅礦和黃鐵礦(圖7中A)或者存在于石英顆粒間(圖7中B),二者含銀方鉛礦中銀的含量分別為2.03%、2.26%。顆粒較小的含銀方鉛礦在掃描電鏡下比較常見(jiàn),粒徑一般小于1 μm,廣泛被包裹在黃鐵礦中或者閃鋅礦中。黃銅礦中包裹著的含銀方鉛礦面掃描結(jié)果(圖6中B)顯示銀在方鉛礦中均勻分布,因此推測(cè)方鉛礦中銀主要以類(lèi)質(zhì)同象形式存在。
2.3.5閃鋅礦
閃鋅礦鏡下灰色,常呈它形、半自形晶與方鉛礦、黃銅礦共生,或者從黃銅礦中出溶(圖5中E)。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果計(jì)算出閃鋅礦的化學(xué)式列于表3,部分閃鋅礦中Zn被Fe類(lèi)質(zhì)同象取代。閃鋅礦中主要包含鎘、銅、鉬等元素。閃鋅礦中金的含量為0.02%,基本不含有銀。掃描電子顯微鏡下觀察到它形粒狀閃鋅礦中包裹含銀方鉛礦。
2.3.6石英間隙
掃描電鏡下觀察到石英間隙存在銀礦物(圖4中E),粒徑2 μm,面掃描結(jié)果如圖6中F所示,銀礦物中銀的含量為43.87%。
圖6 悅洋銀多金屬礦床銀礦物面掃描圖像Fig.6 The planar scanning images of silver minerals in the Yueyang Ag-polymetallic deposit
圖7 悅洋銀多金屬礦床含銀方鉛礦掃描電鏡圖像Fig.7 The SEM images of silver-bearing galena in the Yueyang Ag-polymetallic deposit
紫金山銅金礦床銅礦石包含藍(lán)輝銅礦、硫砷銅礦、久輝銅礦、銅藍(lán)、斜方藍(lán)輝銅礦、斑銅礦等銅的硫化物以及黃鐵礦。礦床主要銅礦物藍(lán)輝銅礦、硫砷銅礦、久輝銅礦同時(shí)也是載金礦物。含金性最好的礦物為硫砷銅礦,金含量最高達(dá)0.037%。礦床銀含量最高的礦物是藍(lán)輝銅礦和久輝銅礦,最高含量為0.048%。
悅洋銀多金屬礦床礦物主要有輝銀礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鐵礦等。本次研究中除觀察到前人所述輝銀礦外,銀還呈亞顯微銀礦物形式存在于黃鐵礦中、石英間隙中和以類(lèi)質(zhì)同象方式進(jìn)入方鉛礦中。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果表明含金、銀的礦物有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦。方鉛礦是主要的載銀礦物,銀含量最高達(dá)1.525%,其次是黃鐵礦和黃銅礦。金主要存在于黃鐵礦中,最高含量可達(dá)0.037%,其次為黃銅礦和閃鋅礦。
在不同的物理化學(xué)條件下產(chǎn)生的黃鐵礦,存在著微量元素含量不同等微小差異,研究這些差異可以分析和推測(cè)黃鐵礦形成的地質(zhì)條件,幫助解決礦床的成因問(wèn)題[35]。
標(biāo)準(zhǔn)黃鐵礦的分子式為FeS2,理論值w(Fe)為46.55%,w(S)為53.45%。沉積成因的黃鐵礦S、Fe含量與理論值相近或硫的含量略高,中低溫?zé)嵋旱V床中黃鐵礦虧S、虧Fe[35-36]。紫金山銅金礦床黃鐵礦中S的平均含量為53.004%,F(xiàn)e的平均含量為46.005%,與黃鐵礦的標(biāo)準(zhǔn)值比較虧S、虧Fe。根據(jù)嚴(yán)育通[37]的研究,紫金山黃鐵礦與火山熱液型金礦黃鐵礦特征最為接近。悅洋銀多金屬礦床中黃鐵礦中S的平均含量為52.870%,F(xiàn)e的平均含量為45.841%,相對(duì)于紫金山礦床中的黃鐵礦更加虧S、虧Fe,接近于火山熱液型金礦床黃鐵礦組成。
Co、Ni、Fe同屬于鐵族元素,化學(xué)性質(zhì)相似,常與Fe呈類(lèi)質(zhì)同象進(jìn)入黃鐵礦晶格。高溫條件有利于類(lèi)質(zhì)同象進(jìn)行且Co和Fe可以形成完全類(lèi)質(zhì)同象,因此熱液礦床中Co含量大于Ni含量,但由于熱液的不同性質(zhì),導(dǎo)致熱液礦床中Co/Ni變化很大[35,37-38]。近代沉積和前寒武紀(jì)同生沉積礦床中黃鐵礦多數(shù)含鈷幾十克/噸左右,鎳的含量大于鈷的含量[35]。熱液成因黃鐵礦Co/Ni一般介于1.7到5之間。紫金山銅金礦床黃鐵礦中Co平均含量0.060%,Ni平均含量0.015%,二者比值范圍是2.15~11.67。悅洋銀多金屬礦床黃鐵礦中Ni的含量低,測(cè)試結(jié)果中僅有25%的黃鐵礦中Ni含量在檢出限以上,Ni含量分別是0.005%、0.018%,Co平均含量為0.073%,Co/Ni比值分別為6.0和5.5。總體上反映兩處礦床黃鐵礦形成均與熱液有關(guān),與前人研究結(jié)果一致[39]。
(1)紫金山銅金礦床礦石礦物主要包括藍(lán)輝銅礦、硫砷銅礦、久輝銅礦、銅藍(lán)、斜方藍(lán)輝銅礦、斑銅礦等銅的硫化物以及黃鐵礦、針鐵礦。悅洋銀多金屬礦床礦石礦物主要有輝銀礦等銀礦物、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鐵礦等硫化物。
(2)紫金山銅金礦床銅礦石中金主要賦存于常見(jiàn)的硫砷銅礦、藍(lán)輝銅礦和黃鐵礦中。悅洋銀多金屬礦床銀的賦存狀態(tài)除了輝銀礦等銀礦物之外,銀還以亞顯微銀礦物和類(lèi)質(zhì)同象形式存在。亞顯微銀礦物的存在形式有黃鐵礦中包裹體、黃鐵礦晶面間隙、黃鐵礦裂隙和石英顆粒間隙中。紫金山礦床與悅洋礦床兩礦床礦物組合不同,礦物含金銀性質(zhì)不同。
(3)黃鐵礦成分標(biāo)型表明紫金山銅金礦床和悅洋銀多金屬礦床的形成均與火山熱液相關(guān),與前人研究成果一致。
致謝: 感謝蔣美琛、廖建國(guó)在圖件處理上給予的幫助,以及陳小丹、湯冬杰在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予的指導(dǎo)。
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Study on Occurrences of Gold and Silver, and Typomorphism of Pyrite in the Zijinshan Ore Field, Fujian Province
LU Mei1, SHEN Shuoguo2,WANG Bixue1,ZHANG Bimin3,YE Rong1,GUO Donghang1
(1.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.HenanProvinceRock&MineralTestingCentre,Zhengzhou,Henan450012,China;3.InstituteofGeophysicalandGeochemicalExploration,ChinaAcademyofGeologicalSciences,Langfang,Hebei065000,China)
The Zijinshan Cu-Au deposit, the Yueyang Ag-polymetallic deposit and the Luoboling porphyry deposit all belong to the Zijinshan porphyry-epithermal metallogenic system related to continental volcanic activities. It is based on microscope examination, EPMA, FESEM/EDS, content of elements in ores that occurrences of gold and silver have been studied. Gold not only occurs in the form of native gold in gold ores, but also exists in the digenite and enargite,djurleite and pyrite in copper ores in the Zijinshan Cu-Au deposit. Argentite, submicroscopic silver and silver-bearing galena have been observed in the Yueyang Ag-polymetallic deposit, of which submicroscopic silver exists in the pyrite, galena or between quartz. The silver element is also found in galena, pyrite, chalcopyrite based on the EPMA. The contents of Fe, S, Co, Ni of pyrites indicate that the genesis of the Zijinshan Cu-Au deposit and the Yueyang Ag-polymetallic deposit is in connection with hydrothermal activity conforming to what has been researched.
Zijinshan ore field; occurrence; pyrite; typomorphism;Fujian
2015-05-08;改回日期:2015-12-08;責(zé)任編輯:樓亞兒。
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41273063,41573037,41203038);中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(1212011120206);國(guó)土資源部行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)(201311169-3);中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(2013AB010)。
魯美,女,博士研究生,1990年出生,地球化學(xué)專(zhuān)業(yè), 主要從事勘查地球化學(xué)研究。Email:lumei925@163.com。
葉榮,女,教授, 1956年出生,地球化學(xué)專(zhuān)業(yè),主要從事勘查地球化學(xué)的教學(xué)與研究。
Email:yerong@cugb.edu.cn。
P57;P618.5
A
1000-8527(2016)02-0303-13