柳生祥 雷祥軍 趙向農(nóng)

摘要：利用光學(xué)顯微鏡鑒定和電子探針分析等方法，研究了羊里尾溝金礦床礦石特征及金的賦存狀態(tài)。礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為毒砂、輝銻礦，金礦物主要為自然金，其次為銀金礦;金以細(xì)粒金為主，其次為微粒金和中粒金，少量次顯微金;嵌布形態(tài)主要為尖角粒狀、板片狀、細(xì)脈狀;嵌布狀態(tài)以裂隙金和粒間金為主，其次為包裹金;載金礦物為黃鐵礦、石英、褐鐵礦、毒砂、碳質(zhì)。黃鐵礦電子探針分析結(jié)果表明，羊里尾溝金礦床形成于中低溫環(huán)境，且與巖漿作用有關(guān);結(jié)合該礦區(qū)及其外圍泥盆系和石炭系地層中的金豐度，認(rèn)為羊里尾溝金礦床成礦物質(zhì)可能為地層和巖漿的混合來源。

關(guān)鍵詞：礦石特征;金礦物;賦存狀態(tài);載金礦物;羊里尾溝金礦床

中圖分類號：TD91?P616.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-1277（2020）06-0021-06doi：10.11792/hj20200605

羊里尾溝金礦床位于西秦嶺褶皺帶南秦嶺早古生代被動(dòng)陸緣褶皺帶的迭部—舟曲—武都砷汞銻金多金屬成礦帶上[1]，由甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院與舟曲鑫瑞礦業(yè)有限公司聯(lián)合勘查，通過2007—2016年的普查和詳查工作，已探明金資源量超過5.7 t，礦床規(guī)模達(dá)到中型。該礦床研究程度較低，前人僅對礦床地質(zhì)特征和礦石質(zhì)量進(jìn)行了概略研究[2]，而其礦床成因、礦石特征及金的賦存狀態(tài)仍不清楚，直接影響了礦床后續(xù)的勘查和開發(fā)。鑒于此，本文采用化學(xué)成分分析、光學(xué)顯微鏡鑒定、電子探針分析等手段，研究了羊里尾溝金礦床的載金礦物種類及金的賦存狀態(tài)，探討了黃鐵礦標(biāo)型礦物與礦床形成的成因聯(lián)系，為探索羊里尾溝金礦成礦規(guī)律和礦石選冶工藝提供依據(jù)。

1?礦區(qū)地質(zhì)概況

羊里尾溝金礦床位于中秦嶺褶皺帶與勉略構(gòu)造混雜巖帶夾持的南秦嶺褶皺帶內(nèi)（見圖1-A）。礦區(qū)出露地層為泥盆系古道嶺組（Dg）和石炭系益哇溝組（Cy）（見圖1-B）。益哇溝組是主要含礦地層，巖性為碳質(zhì)板巖、薄層灰?guī)r夾豆莢狀灰?guī)r、含碳硅質(zhì)板巖、含碳泥硅質(zhì)板巖、薄層灰?guī)r及角礫巖。其中，碳質(zhì)板巖、含碳硅質(zhì)板巖、含碳泥硅質(zhì)板巖、薄層灰?guī)r、角礫巖為主要賦礦巖性。礦區(qū)發(fā)育北西向和北北西向2組斷裂，斷裂兩側(cè)巖石破碎嚴(yán)重，共同形成了斷裂破碎帶，是最重要的控礦、容礦構(gòu)造。拉木梁巖體出露于礦區(qū)北部，與金成礦關(guān)系密切，為該礦床的成礦地質(zhì)體[3]。礦區(qū)地表可見石英閃長巖脈（δo）零星分布。

礦區(qū)共圈出礦體91條。其中，礦體Au1、Au2、Au3、Au4嚴(yán)格受斷裂破碎帶控制，多呈長條狀、脈狀、囊狀、枝杈狀分布，具有膨大狹縮、尖滅再現(xiàn)特征。礦體金品位一般1.00×10-6～54.20×10-6。圍巖蝕變有硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、高嶺土化、絹云母化等低溫蝕變組合。該礦床形成時(shí)代為印支晚期，礦床成因?qū)僦械蜏貛r漿熱液型金礦床[3]。

2?礦石特征

2.1?礦石類型及含礦性分析

根據(jù)礦石的氧化程度分為氧化礦石和原生礦石，且以原生礦石為主。氧化礦石埋深較淺，一般小于20 m，呈黃褐色，以發(fā)育褐鐵礦化、硅化為主。礦石按自然類型可分為褐鐵礦化硅化碎裂蝕變巖型、黃鐵礦化硅化角礫巖型、黃鐵礦化硅化碎裂蝕變板巖型、黃鐵礦化毒砂礦化碎裂蝕變灰?guī)r型。除上述幾種常見的礦石類型外，雌黃礦化、雄黃礦化碎裂蝕變板巖型礦石和輝銻礦化蝕變灰?guī)r型礦石相對獨(dú)立，而更多的礦石類型是由各種礦化蝕變、構(gòu)造變形、礦脈充填交代等組成的復(fù)合型礦石。

不同礦石類型含金性差別較大，雌黃礦化、雄黃礦化碎裂蝕變板巖型礦石和輝銻礦化蝕變灰?guī)r型礦石的含金性較差。圍巖中的碎屑灰質(zhì)角礫巖金含量較低，但與周圍的其他巖性相比，碎屑灰質(zhì)角礫巖的金背景值較高，此類巖石中通?？梢姶罅康臈l帶狀或團(tuán)塊狀黃鐵礦，但與成礦熱液的關(guān)系不大。圍巖中常見有機(jī)質(zhì)含量比較高的板巖中含有大量浸染狀或條帶狀黃鐵礦，其主要形成于沉積過程中強(qiáng)還原環(huán)境，此類巖石中金含量也很低。金品位較高的礦石與碳酸鹽巖關(guān)系密切，同時(shí)疊加在碳酸鹽巖中的碎裂結(jié)構(gòu)對形成高品位礦石具有重要作用，此類巖石中黃鐵礦化和毒砂礦化是最重要的金屬礦化，硅化和白云石化、綠泥石化等蝕變也與金品位呈正相關(guān)。

2.2?礦石礦物成分

通過宏觀和微觀礦相鑒定，礦石中礦物有20多種（見表1）。其中，金屬礦物以黃鐵礦為主，其次為毒砂、輝銻礦（見表2），少量褐鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、硫銻鉛礦，以及微量銅藍(lán)、輝銅礦、斑銅礦、黝銅礦、雌黃、雄黃、白鉛礦、磁鐵礦、膠狀黃鐵礦、白鐵礦等;貴金屬礦物為自然金、銀金礦;非金屬礦物主要為石英、方解石，其次為絹云母、高嶺土、碳質(zhì)，以及少量綠泥石、伊利石、白云石、斜長石、金紅石、磷灰石等。金屬硫化物在地表及淺部被氧化成褐鐵礦、銻華等，形成以褐鐵礦為主的氧化礦石，且伴隨金的次生富集。

2.3?礦石化學(xué)成分

礦石中主要有用組分為Au，其他有益組分含量低（見表3），伴生的Ag、Sb只有個(gè)別樣品達(dá)到伴生組分含量要求，Cu、Pb、Zn、Hg含量甚微。有害元素為As、S、C等，部分礦體中As、S達(dá)到伴生有用組分含量要求，C主要以有機(jī)物形式存在，礦石為As、C含量較高的較難處理礦石。

2.4?礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)有自形結(jié)構(gòu)、半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、板狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、內(nèi)部加大邊結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有稀疏浸染狀構(gòu)造、脈狀—網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、碎裂狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。

3?金的賦存狀態(tài)

3.1?金礦物種類及成色

礦石中金礦物有2種，自然金和銀金礦。其中，自然金約占88 %，銀金礦約占12 %，表明礦石中金元素主要以獨(dú)立金礦物形式存在，即多為自然金，少量以銀金礦形式存在。自然金、銀礦物具有良好的延展性及塑性。對經(jīng)富集獲得的自然金單體及連生體進(jìn)行能譜分析，結(jié)果顯示其平均成色為880[3]。

3.2?金礦物形態(tài)及粒度特征

對金礦物形態(tài)進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表4。

由表4可知：金礦物形態(tài)有尖角粒狀、板片狀、細(xì)脈狀、枝杈狀、滾圓狀，表明礦石中礦物形態(tài)具有多樣性。

礦石中金礦物粒度變化較大，從次顯微金到中粒金均有分布（見表5），以細(xì)粒金為主，其次為微粒金和中粒金，少量次顯微金。

3.3?金礦物嵌布特征

礦石中金礦物與黃鐵礦、脈石礦物、褐鐵礦、毒砂及碳質(zhì)嵌布關(guān)系密切（見表6、圖2），多數(shù)自然金呈微細(xì)粒，以包裹體形式分布于黃鐵礦及其他硫化物中，少數(shù)產(chǎn)于黃鐵礦顆粒邊部和內(nèi)部，共生礦物包括毒砂和黝銅礦。與黃鐵礦連生金占87.2 %，粒間金、裂隙金占88.7 %，包裹金占11.3 %。粒間金、裂隙金多與褐鐵礦、石英連生，金的這種賦存狀態(tài)不利于回收。

3.4?主要載金礦物嵌布特征

礦石中載金礦物主要有黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦、石英和碳質(zhì)。

1）黃鐵礦。黃鐵礦是礦石中最主要的金屬礦物，也是最主要的載金礦物，相對含量1 %～5 %。黃鐵礦主要呈他形、不規(guī)則狀嵌布于脈石礦物中，其次呈星點(diǎn)狀、脈狀，按其形態(tài)可分為粒狀黃鐵礦、薇莓球狀黃鐵礦、膠狀黃鐵礦。粒狀黃鐵礦呈自形—半自形粒狀，粒度不均勻，粗粒粒度達(dá)0.25 mm，細(xì)粒一般為0.02～0.15 mm。黃鐵礦內(nèi)部加大邊結(jié)構(gòu)發(fā)育，以早期結(jié)晶的細(xì)粒狀黃鐵礦或顯微莓球狀黃鐵礦為核心，在其周圍重結(jié)晶富集黃鐵礦，有些加大邊中可見自然金，局部包裹有黃銅礦、毒砂、方鉛礦等，偶見包裹自然金。部分黃鐵礦裂隙較為發(fā)育，裂隙中充填有褐鐵礦或其他金屬硫化物，也可見自然金充填。薇莓球狀黃鐵礦主要產(chǎn)在碳質(zhì)板巖中，局部成群產(chǎn)出，球體內(nèi)部黃鐵礦粒度一般較細(xì)，多小于0.005 mm，球體粒度一般小于0.2 mm。通常認(rèn)為薇莓球狀黃鐵礦是早期還原環(huán)境下形成的，經(jīng)后期結(jié)晶形成細(xì)小的黃鐵礦晶體，呈同心環(huán)帶狀排列，薇莓球狀黃鐵礦經(jīng)常被細(xì)粒狀黃鐵礦及毒砂包裹。

黃鐵礦的形成是多期次的。薇莓球狀黃鐵礦是早期成巖期的產(chǎn)物;中期形成的黃鐵礦粒度較大，多大于0.10 mm，部分自形程度較高，以立方體、八面體為主，少量為五角十二面體，也見他形或集合體狀黃鐵礦，黃鐵礦邊緣被溶蝕呈梳狀、犬牙交錯(cuò)狀，裂隙較發(fā)育，結(jié)構(gòu)疏松，裂隙中填充脈石礦物或者其他金屬硫化物;晚期黃鐵礦呈細(xì)脈狀，或沿早期黃鐵礦周圍形成內(nèi)部加大邊結(jié)構(gòu)，形成重結(jié)晶黃鐵礦，通常在加大邊中可見自然金。部分黃鐵礦的邊緣及裂隙已經(jīng)蝕變成褐鐵礦，局部僅見殘余的黃鐵礦，這些裂隙中可見自然金與褐鐵礦連生。

2）毒砂。毒砂相對含量約0.6 %，粒度一般為0.05～0.15 mm，菱形狀、矛頭狀，自形—半自形，少量他形。毒砂內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)較為發(fā)育，部分毒砂和黃鐵礦關(guān)系密切，相互伴生，少量毒砂產(chǎn)在石英、碳酸鹽脈中，與輝銻礦連生，在毒砂中邊部可見自然金。

3）褐鐵礦。褐鐵礦相對含量0.4 %～2.0 %，由針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦及含水的氧化硅、泥質(zhì)等組成，多為他形粒狀集合體，呈膠狀、皮殼狀、不規(guī)則粒狀或黃鐵礦假象產(chǎn)出。褐鐵礦與自然金的關(guān)系較為密切。

4）石英。石英主要有兩期，早期石英與自然金嵌布關(guān)系較為密切，在石英與黃鐵礦裂隙中可見自然金;晚期石英往往呈石英、方解石復(fù)合脈產(chǎn)出，充填于構(gòu)造裂隙中，往往不含金。

5）碳質(zhì)。碳質(zhì)相對含量 0.3 %，平均粒度0.01 mm，多呈隱晶質(zhì)，少量呈纖維狀、板條狀、片狀、不規(guī)則粒狀分散在巖石中，在高倍顯微鏡下和電子探針掃描中未發(fā)現(xiàn)自然金。但是，通過對人工重砂淘洗過程中富集的碳質(zhì)（純度90 %）進(jìn)行化學(xué)分析，其金品位為18.6×10-6。因此，推斷碳質(zhì)中的金以次顯微金的形式賦存。

4?討?論

載金礦物黃鐵礦中Co、Ni等元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及w（Co）/w（Ni）值可用來判斷礦床形成的溫度，黃鐵礦中Fe常被其同族元素Co和Ni以類質(zhì)同像代替。陳光遠(yuǎn)等[4-5]認(rèn)為，在熱液高溫階段，Co和Ni更容易進(jìn)入黃鐵礦替代Fe，故成礦溫度越高，黃鐵礦中w（Co）越高，w（Co）/w（Ni）值越高。一般高溫型黃鐵礦中w（Co）高于1 000×10-6，中溫型為100×10-6～1 000×10-6，低溫型小于100×10-6。黃鐵礦電子探針分析結(jié)果顯示（見表7），羊里尾溝金礦床黃鐵礦中w（Au）為1×10-6～83×10-6、w（Ag）為1×10-6～36×10-6、w（Ni）為3×10-6～352×10-6、w（Co）為49×10-6～206×10-6（平均值為86×10-6）、w（Co）/w（Ni）值為0.51～19.67（平均值為3.98），指示其成礦溫度不高，為低溫成礦環(huán)境。嚴(yán)育通等[6-7]認(rèn)為，w（Au）/w（Ag）值也可以指示礦床成礦溫度，高溫?zé)嵋盒徒鸬V床黃鐵礦中w（Au）/w（Ag）值小于0.5，中低溫?zé)嵋盒蛣t大于0.5。羊里尾溝金礦床黃鐵礦中w（Au）/w（Ag）值為0.71～6.91，w（Au）/w（Ag）值遠(yuǎn)大于0.5，說明羊里尾溝金礦床形成于中低溫環(huán)境。

陳光遠(yuǎn)等[4]認(rèn)為，黃鐵礦中w（Co）/w（Ni）值可以有效地指示礦化來源。一般與自然金共生的黃鐵礦w（Co）較高，w（Ni）較低，且w（Co）/w（Ni）值大于1。當(dāng)黃鐵礦中w（Co）/w（Ni）值大于1時(shí)，表明成礦物質(zhì)來源于巖漿作用。

葉天竺等[8]認(rèn)為，一般巖漿期后熱液型金礦床的成礦元素來源比較多元，巖漿分異、地層、地幔等均被認(rèn)為可能提供部分成礦物質(zhì)。殷勇等[9]通過研究與羊里尾溝金礦床相鄰的坪定金礦床，認(rèn)為成礦熱液和成礦物質(zhì)來源于地層和巖體。譚光裕[10]認(rèn)為構(gòu)成白龍江復(fù)背斜主體的志留系和泥盆系等地層為富含有機(jī)質(zhì)的黑色巖系，其中出現(xiàn)金、砷、汞、銻礦化帶的分布，其延伸超過10 km。羊里尾溝金礦區(qū)及其外圍泥盆系和石炭系地層中金平均豐度高達(dá)103.4×10-9，顯示成礦與地層具有內(nèi)在聯(lián)系。以此推測，羊里尾溝金礦床成礦物質(zhì)可能為地層和巖漿的混合來源。

5?結(jié)?論

1）羊里尾溝金礦床礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為毒砂、輝銻礦;金礦物主要為自然金，其次為銀金礦。

2）金礦物以細(xì)粒金為主，其次為微粒金和中粒金，少量次顯微金;嵌布狀態(tài)以裂隙金和粒間金為主，其次為包裹金。載金礦物種類較多，按照與金礦物關(guān)系的密切程度，依次為黃鐵礦、石英、褐鐵礦、毒砂、碳質(zhì)。

3）羊里尾溝金礦床形成于中低溫環(huán)境，成礦物質(zhì)可能為地層和巖漿的混合來源。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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