周雪斐 陳 佳 段百吉

（1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊(duì)；2.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

安徽涇縣石芒坑金礦為硅化角礫巖型金礦，和以往該區(qū)域的其他金礦床的成礦模式不同［1］。為揭示石芒坑金礦床金的賦存狀態(tài)和礦床成因，進(jìn)行了以工藝礦物學(xué)為主要內(nèi)容的系統(tǒng)研究工作。

1 礦床地質(zhì)特征

石芒坑金礦床屬揚(yáng)子陸塊東部，太平褶斷帶，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，按其形成時(shí)代、變形特征可大致劃分為兩期，即印支期北東向褶皺和印支期北西向?qū)捑忨薨櫍?］。區(qū)域志留紀(jì)—第四紀(jì)地層發(fā)育較為齊全，該區(qū)裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要表現(xiàn)為脆性斷層。巖漿巖主要發(fā)育有燕山期花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖-正長(zhǎng)花崗巖為主的中酸性侵入巖和酸性巖脈，脈巖展布多呈北東向、北北東向、北西向，受區(qū)域構(gòu)造控制明顯［3］。圍巖蝕變以巖漿熱液蝕變和區(qū)域性中低溫蝕變?yōu)橹?，前者以圍巖內(nèi)與巖體有關(guān)的酸性脈巖出露為主，后者主要表現(xiàn)為圍巖硅化、絹云母化等中、低溫蝕變。

2 礦石的礦物成分及主要特征

2.1 礦石的自然類型

礦石工業(yè)類型可分為銅金銀礦石、銅金礦石、金礦石、銅礦石、鉛礦石，根據(jù)氧化程度可劃分為氧化礦石和原生礦石。

礦石自然類型簡(jiǎn)單，依結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分為角礫巖型、含金石英脈礦石。角礫巖型礦石為最主要的礦石類型，石英脈型僅見(jiàn)于單工程控制的零星礦體。角礫巖型礦石，礦物成分主要為黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、方鉛礦、石英、黏土礦物等，黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦是主要載金礦物，其比例隨氧化程度的不同而變化，近地表氧化帶以褐鐵礦為主，黃銅礦及黃鐵礦在該帶少見(jiàn)；深部則以黃鐵礦為主，次為黃銅礦等。

2.2 主要金屬礦物的特征

（1）黃鐵礦。黃鐵礦是最主要的載金礦物，銅黃色、黃白色，金屬光澤，高硬度，部分晶體裂理發(fā)育。黃鐵礦分布廣泛，在圍巖及花崗閃長(zhǎng)斑巖中呈星散或稀疏浸染狀構(gòu)造，在含礦角礫巖中多呈粉末狀、浸染狀構(gòu)造，另見(jiàn)于各類充填型礦脈中，與方解石脈、石英脈巖構(gòu)成脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造，其多見(jiàn)于礦脈的邊緣，礦脈中的黃鐵礦局部富集，可呈塊狀、稠密浸染狀及稀疏浸染狀構(gòu)造。黃鐵礦晶體呈自形—半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度一般為0.02～2.5 mm，最大可達(dá)3 mm；多數(shù)光片中可見(jiàn)方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝銅礦包裹和交代黃鐵礦，構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)和交代浸蝕結(jié)構(gòu)；另有部分黃鐵礦呈細(xì)脈狀構(gòu)造，壓碎結(jié)構(gòu)。

（2）黃銅礦。黃銅礦是本區(qū)的次要礦石礦物，也是重要載金礦物。銅黃色，金屬光澤，中等硬度，無(wú)解理。黃銅礦分布廣泛，局部礦石中含量高，可單獨(dú)成礦。黃銅礦呈半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度多為0.02～0.4 mm，最大可達(dá)4.0 mm。黃銅礦可包裹并交代黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，均構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)、交代浸蝕結(jié)構(gòu)。

（3）褐鐵礦。褐鐵礦是主要載金礦物，廣泛發(fā)育于地表，地表褐鐵礦由于被淋濾，僅?？斩矗瑯?gòu)成骸晶結(jié)構(gòu)。褐鐵礦膠體充填裂隙和空洞，沿裂隙兩側(cè)或洞壁向內(nèi)漸次沉淀，形成同心環(huán)帶狀構(gòu)造。膠狀褐鐵礦又重結(jié)晶，生成針鐵礦，針鐵礦為柱狀纖維狀，粒度在0.05 mm 以下，晶體垂直于環(huán)帶生長(zhǎng)，構(gòu)成膠狀構(gòu)造及變膠狀構(gòu)造。

（4）方鉛礦。方鉛礦粒徑一般為0.01～0.40 mm，與黃銅礦一起呈微細(xì)脈狀穿插壓碎了的黃鐵礦集合體或閃鋅礦，這種含有細(xì)脈的黃鐵礦及閃鋅礦集合體又被壓碎，呈角礫狀，說(shuō)明黃鐵礦至少遭受過(guò)2 次壓應(yīng)力作用并破碎。

（5）閃鋅礦。閃鋅礦呈他形粒狀，灰色微帶褐色，具有紅褐色、黃褐色內(nèi)反射色［4］，與方鉛礦呈平行連生，呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑一般為0.02～0.40 mm。閃鋅礦晶體中包裹乳滴狀黃銅礦，構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)。

（6）自然金。自然金呈金黃色，片狀、棒狀、枝丫狀、不規(guī)則粒狀，富延展性，包裹在褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、石英顆粒中。自然金包裹在褐鐵礦中（圖1），光片經(jīng)過(guò)濃硝酸強(qiáng)烈浸蝕后，視野內(nèi)黃鐵礦消失，自然金沒(méi)有被浸蝕（圖2），另有少量金顆粒包裹在石英和褐鐵礦中，呈包含結(jié)構(gòu)（圖3）。

2.3 主要脈石礦物的特征

主要脈石礦物為硅酸鹽礦物及少量碳酸鹽礦物，主要有石英、黏土礦物、電氣石、方解石。

（1）石英。石英主要呈半自形—他形粒狀，一般2～30 mm；多呈壓碎狀、角礫狀，少量作膠結(jié)物，晶體中含較多的泥質(zhì)和氧化鐵塵點(diǎn)，顯得較“臟”，沿石英晶體的邊緣或微裂隙被褐鐵礦交代呈齒狀。

（2）黏土礦物。黏土礦物主要為絹云母和高嶺石等，多沿邊緣交代碎屑石英。

（3）電氣石。電氣石呈粒狀、短柱狀、微粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑一般小于0.1 mm，沿裂隙充填，也見(jiàn)生于角礫內(nèi)裂隙中和裂隙兩側(cè)交代石英。

（4）方解石。方解石呈板狀、不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，沿裂隙充填呈脈狀。高級(jí)白干涉色，閃突起顯著，兩組斜交菱形解理［5］。

2.4 礦物共生次序

依據(jù)礦床礦脈穿切關(guān)系結(jié)合各光片各礦物之間的結(jié)晶程度、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、穿切關(guān)系、包含結(jié)構(gòu)等，可將石芒坑礦床熱液成礦期劃分為3個(gè)成礦階段，礦物共生次序見(jiàn)圖4。

3 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3.1 礦石的結(jié)構(gòu)

礦石的結(jié)構(gòu)有粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、固熔體分離結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)，其中以他形粒狀結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)最發(fā)育。

（1）自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)。自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物的自形晶—自形晶。

（2）他形粒狀結(jié)構(gòu)。他形粒狀結(jié)構(gòu)是最普遍的一種結(jié)構(gòu)形態(tài)，構(gòu)成黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等金屬礦物的他形晶—半自形晶。

（3）交代假象結(jié)構(gòu)。黃鐵礦完全褐鐵礦化，褐鐵礦完全交代并保留黃鐵礦晶形，構(gòu)成交代假象結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)（圖5）。

（4）交代浸蝕結(jié)構(gòu)。黃銅礦自邊緣交代先期形成的黃鐵礦，或黃鐵礦和黃銅礦局部交代磁鐵礦，都能構(gòu)成交代浸蝕結(jié)構(gòu)。輝銅礦可自晶體邊緣交代黃鐵礦、黃銅礦，也構(gòu)成交代浸蝕結(jié)構(gòu)。

（5）交代殘余結(jié)構(gòu)。斑銅礦晶體可包裹并交代黃銅礦，黃銅礦只剩殘余，構(gòu)成交代殘余結(jié)構(gòu)。

（6）包含結(jié)構(gòu)。黃鐵礦碎塊被閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦包裹并交代，構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)。

（7）交代浸蝕結(jié)構(gòu)。閃鋅礦晶體中包裹多量的乳滴狀黃銅礦包裹體，構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)（圖6），自然金包裹于褐鐵礦、黃鐵礦、石英顆粒中。

（8）壓碎結(jié)構(gòu)。壓碎結(jié)構(gòu)的特征為少量的黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物受動(dòng)力作用，碎成棱角狀細(xì)小碎塊。

3.2 礦石的構(gòu)造

礦石以角礫狀構(gòu)造為主，少量脈狀構(gòu)造。

（1）角礫狀構(gòu)造。礦石受應(yīng)力作用擠壓破碎，形成角礫狀構(gòu)造，粒徑一般2～20 mm，多呈棱角狀，黃鐵礦、黃銅礦破碎呈壓碎結(jié)構(gòu)，閃鋅礦、自然金等常包裹并交代黃鐵礦、黃銅礦。

（2）脈狀構(gòu)造。金屬礦物沿巖石裂隙或穿插于巖石中，呈細(xì)脈狀分布，細(xì)脈狀構(gòu)造脈寬多為1 mm左右（圖7）。

3.3 礦石的化學(xué)成分

礦石的主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

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從表1 可看出，礦石中的主要及伴生有益組分有Au、Ag、Cu、Pb、Zn，有害成分為As含量很低，不超標(biāo)。

4 金的賦存狀態(tài)

4.1 金礦物的成分

礦石中的金礦物主要為銀金礦和自然金，金礦物顆粒細(xì)小，在高倍光學(xué)顯微鏡下仍難以區(qū)分自然金和銀金礦。

（1）自然金。自然金的反射光呈金黃色，反射率較銀金礦略低，自然金礦物呈不規(guī)則粒狀，粒徑普遍比銀金礦大，表面具擦痕。自然金的Au 含量為81.88%～89.14%，平均為85.51%，Ag 含量為6.34%～16.31%，平均為11.33%。

（2）銀金礦。銀金礦反射光呈淡黃色，反射率較自然金高，銀金礦呈樹(shù)枝狀、不規(guī)則粒狀，粒度多為2～20 μm。銀金礦的Au 含量為40.64%～72.01%，平均為56.321%，Ag 含量為17.52%～26.73%，平均為22.13%，部分測(cè)點(diǎn)含有少量的S、Cu、Fe。

4.2 金礦物的嵌布粒度

在光學(xué)顯微鏡觀察基礎(chǔ)上開(kāi)展BSE 分析，結(jié)果顯示，礦石中的金礦物呈團(tuán)粒狀、長(zhǎng)棒狀、樹(shù)枝狀等不規(guī)則他形粒狀，粒徑大小一般為1～18 μm。本次顯微觀察光片9 個(gè)，探針片12 個(gè)，電子探針?lè)治鳇c(diǎn)位77 個(gè)，43 個(gè)測(cè)點(diǎn)含金。3 個(gè)光片上發(fā)現(xiàn)包裹于黃銅礦、黃鐵礦和褐鐵礦中的16 顆包裹金（圖8），1 顆產(chǎn)于黃鐵礦裂隙中的裂隙金，2 顆分布于黃鐵礦、褐鐵礦等礦物顆粒邊緣的粒間金，共計(jì)18粒獨(dú)立金礦物。據(jù)此，石芒坑金銀多金屬礦床中“可見(jiàn)金”的賦存狀態(tài)以包裹金為主，其次為粒間金和裂隙金。對(duì)這些可見(jiàn)金礦物粒徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)其中顯微極微粒金（小于5 μm）占66.7%，顯微微粒金（5～10 μm）占11.1%，顯微細(xì)粒金（10～20 μm）占22.2%，因此，“可見(jiàn)金”主要為顯微極微粒金。

4.3 金礦物類型及賦存狀態(tài)

4.3.1 金礦物類型

礦石的金礦物類型主要為明金、包裹金、粒間金、間隙金。

（1）明金。礦石中的主要重礦物有磁鐵礦、赤褐鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、鋯石、磷灰石、白鉛礦、自然金，自然金顆粒呈黃色，片狀、棒狀、枝丫狀、粒狀，密度大，富延展性，粒度一般在0.03～0.4 mm。

（2）包裹金。金礦物呈包裹金形式包裹于黃銅礦、黃鐵礦和褐鐵礦中。

（3）粒間金。粒間金主要分布于黃鐵礦、褐鐵礦等礦物顆粒邊緣。

4.3.2 金礦物的賦存狀態(tài)

礦床中金屬硫化礦物黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦中均含有不可見(jiàn)金，可能是以類質(zhì)同象形式存在的晶格金或固溶體金。各金屬礦物的Au含量見(jiàn)表2。

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4.4 載金礦物

黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、石英中均可見(jiàn)包裹金，黃銅礦、黃鐵礦普遍含金量較高，尤其是黃鐵礦，偶見(jiàn)褐鐵礦為主要載金礦物。因此，黃鐵礦與金的關(guān)系最密切。

5 本礦床金富集成礦成因分析

從地質(zhì)構(gòu)造背景來(lái)看，石芒坑金礦床目前發(fā)現(xiàn)的金礦體和礦區(qū)內(nèi)的花崗閃斑巖巖脈密切相關(guān)。金礦體主要賦存于花崗閃長(zhǎng)斑巖巖脈和志留系唐家塢組地層的接觸帶上，礦體受斷層構(gòu)造帶控制明顯。地表斷層發(fā)育為2 條寬4～20 m 的硅化角礫巖破碎帶，2 條含礦構(gòu)造連續(xù)性較好，為含金的成礦熱液組分提供了運(yùn)移通道，為金在氧化環(huán)境中富集成礦提供了良好的容礦空間，而上部志留系唐家塢地層主要為泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂粉砂巖，孔隙度小、滲透率低、巖性致密，起到作為容礦空間的保護(hù)層的作用。

從礦物生成順序來(lái)看，根據(jù)主要載金礦物黃鐵礦、黃銅礦多生成于中、低溫?zé)嵋弘A段，可分析出當(dāng)高溫的含礦酸性巖漿進(jìn)入斷層角礫巖破碎帶，并初始富集運(yùn)移時(shí)，隨著溫度降低，含礦熱液處于中、低溫?zé)嵋弘A段，使得金隨著黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、石英等載金礦物沉淀，得以在容礦空間富集成礦，越接近地表，角礫巖帶孔隙度越大，氧化作用增強(qiáng)，金礦物越易沉淀，近地表風(fēng)化作用使得黃鐵礦氧化成褐鐵礦。

從礦化規(guī)律來(lái)看，與成礦關(guān)系最密切的蝕變礦化主要為黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化，通過(guò)金的賦存狀態(tài)研究可知，金主要以包裹金賦存于黃鐵礦中，黃鐵礦在近地表氧化為褐鐵礦，其金顆粒析出并疊加，金顆粒變大，形成明金；黃鐵礦化、褐鐵礦化的強(qiáng)弱影響著金礦化的強(qiáng)弱；金礦化一般伴隨強(qiáng)烈的硅化，硅化是本區(qū)金礦的一個(gè)顯著標(biāo)志；對(duì)硅化帶的劃分、對(duì)找礦有很好的指導(dǎo)意義；另外，金亦賦存于黃銅礦、方鉛礦中，說(shuō)明金屬硫化礦物與金存在密切的關(guān)系。

綜上所述，涇縣石芒坑金礦床主要為硅化角礫巖型金礦床。

6 結(jié) 論

因在志留紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)了受構(gòu)造、花崗斑巖脈作用控制的角礫巖型金礦，打破了原有的該地區(qū)的金礦成礦模式。石芒坑金礦床的“可見(jiàn)金”粒徑以顯微極微粒金為主，金的賦存狀態(tài)以包裹金為主，其次為粒間金和裂隙金。與成礦關(guān)系最密切的蝕變礦化主要為黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化，尤以硅化關(guān)系最為密切，通過(guò)研究本區(qū)金礦相關(guān)的礦化以及金的賦存狀態(tài)，多方面論證了金礦成因的可能性，可以更好地指導(dǎo)找礦工作，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靶向找礦。