安徽拾金坡金矿床地质特征及金矿物组成分析

安徽拾金坡金矿床地质特征及金矿物组成分析

自然金属的形态、组成、性质和矿物组成、成因和外观的标准特征是对金矿成因的类型进行分类，并指示时间和空间的形态。它是评估矿浆岩质量、规模和形成机制的标志（陈光远，1984），它对矿床地质评估和成因研究以及采矿和开采具有重要的现实意义。为此,对拾金坡金矿床的矿石物质组分、矿石的结构构造和金矿物特征进行了研究。1矿床地质特征拾金坡金矿床位于甘肃省安西县境内,东距兰新铁路敦煌站(原柳园站)40公里。矿床地理坐标为东经95°01′18″,北纬41°10′39″。大地构造位置属哈萨克斯坦-北山板块南部陆缘活动带花牛山地体西部。区域内出露岩石主要有蓟县系角闪片岩、斜长角闪片岩、黑云母石英片岩夹大理岩,震旦系中统白云岩、结晶灰岩、硅化大理岩夹千枚岩、变质长石砂岩及硅质板岩,奥陶系中-下统花牛山群斜长混合岩、角岩、板岩、变砂岩、安山岩、玄武岩夹大理岩,二叠系下统上组哲斯群玄武岩、安山凝灰岩、凝灰质砂岩夹板岩,二叠系上统砾岩、砂岩、页岩及含砾英安斑岩,第四系为冲、洪、残积物及风成砂土。区域范围内不同时代、各种成因类型花岗岩类侵入体分布广泛,约占岩石出露面积的45%,主要岩石类型有石英闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩和斑状花岗岩。岩体呈近东西向展布,受宝石山区域性深大断裂控制(图1)。区域构造主要是近东西向、北东向和北西向断裂,其中,近东西向韧——脆性和脆性断裂是北山南部铜、铅、锌、银、金矿集中区重要的控矿构造。拾金坡金矿床产于宝石山近东西向主断裂北侧的与子近于平行的次一级断裂中,断裂中充填有乳白色或烟灰色石英脉。矿区内大面积分布有海西期斑状花岗岩,蚀变碎裂花岗岩是金矿床的含矿主岩。矿区内中基性脉岩和石英脉极为发育,金矿产于近北西向近乎平行排列的石英脉群中。矿床主要由7号、8号、9号、10号4条黄铁矿-石英脉组成。矿体地表延长数十至数百米,厚度0.32-0.89米,倾向13-16°,倾角75-82°,10号矿体为隐伏矿体。矿床平均品位Au29.26×10-6,Ag11.27×10-6。矿床类型属少硫化物石英脉型,围岩蚀变种类有绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化和黄铁矿化等。2由矿石材料组成2.1地表带矿物拾金坡金矿床矿石的矿物组合较为简单,原生金属矿物有自然金、银金矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和少量磁铁矿,地表氧化带矿物有褐铁矿、赤铁矿、孔雀石和铜蓝等。脉石矿物有石英、少量的绢云母、绿泥石以及碳酸盐矿物等。下面简要描述矿石中主要矿物的形貌和组构特征。(1)含量0.510%矿石中分布最广泛的金属矿物,呈淡黄白色,以细小单晶或细脉网脉状或浸染状分布于石英中,含量0.5～10%。黄铁矿单晶粒径一般1～2mm,呈立方体状、五角十二面体以及各种不规则状。黄铁矿是重要的含金矿物,以细粒不规则状含金量最高,五角十二面体次之,颗粒较大的立方体状较差。矿石含金量与黄铁矿含量呈正相关,黄铁矿是金矿床良好的找矿标志。(2)含金石英脉中单矿的铅同位素组成灰色、灰黑-钢灰色,含量0.5～5%;粒度小于5mm,一般0.1～0.5mm。主要呈半自形-它形粒状集合体的细脉充填于黄铁矿裂隙,或者胶结黄铁矿角砾团块。由含金石英脉中单矿物方铅矿、黄铁矿的铅同位素组成见表1。它们的模式年龄为246～323Ma,比岩体全岩Rb-Sr法等时线年龄388.84±17.2Ma小,说明成矿石年龄晚于围岩,是花岗岩侵入之后形成的。测试单位:核工业北京地质研究院,1992(3)黄铜矿铜黄色,含量较少,粒度0.06mm以下,多呈乳滴状存在于闪锌矿中构成固溶体分离结构。(4)褐铁铁铁矿原生金属硫化物在地表被氧化成褐铁矿、赤铁矿、铜蓝、孔雀石等,其中以褐铁矿最为发育。褐铁矿有时保留黄铁矿假像。褐铁矿常呈粉末状,并将地表矿石染成红色或褐红色。(5)石英的充填含量最高,约占70～95%,乳白色或烟灰色,油脂或土状光泽,它形粒状集合体,粒径多为1～5mm,显微镜下具波状消光。大部分石英因受应力作用而拉长或破碎成角砾状,并被硅质和泥质物胶结。镜下可见微晶石英和尘状绢云母充填于先期粗晶石英角砾间或石英裂隙中。暗灰色或烟灰色石英不均匀分布于乳白色石英中。烟灰色石英含有较多的染色杂质元素和硫化物微粒,Au、Ag、Pb、Zn、Cu等的含量也较高。烟灰色石英是乳乳白色石英改造后形成,是金的主要载体之一,也是金矿良好的找矿标志。(6)丝绸云和绿色粘土石含量少,多呈细脉状沿矿石裂隙充填。2.2微量元素特征矿石SiO2含量高,其它氧化物含量低,不同金品位矿石的化学成分见表2。矿石主要有用组分是Au,伴生有用组分有Ag、Pb、Zn等。Ag、Pb、Zn与Au呈正相关,含矿段Ag、Pb、Zn及Cu、As明显高于无矿地段。有害杂质As及Sb、Hg等含量低,对选治基本无影响。矿石微量元素分析结果列于表3。矿石中石英氧同位素组成δ18O石英平均为11.38,由此推算出成矿热液δ18O水值为7.29～8.99,平均8.17,斑状花岗岩石英包裹体δ18O水值为6.421,两者δ18O水值相近;矿石石英δD值为-91.342～-93.139,平均-92.24,位于标准花岗岩δD变化范围-50～-120之内;矿石黄铁矿δ34S介于2.90～4.75,平均3.6,蚀变花岗岩δ34S为3.1～5.1,平均4.1,在误差范围内两者基本一致。矿石与围岩同位素组成相一致表明两者具有同源继承演化的历史。2.3矿石结构2.3.1矿石结构(1)中粗粒、半自形晶的黄铁矿、铁矿、铁矿、铁矿、铁锌矿、铁矿、铁矿、铁锌矿、铁矿、铁矿的微粒包括自形、半自形、它形粒状结构等。中粗粒的黄铁矿常呈立方体的自形、半自形晶分布于矿石中,微细粒的黄铁矿、方铅矿、闪锌矿常呈半自形或它形粒状。(2)压碎结构早期形成的石英和黄铁矿受应力作用而碎裂,具网状裂隙或形成大小不等的角砾,裂隙和角砾往往被晚期的石英和金属硫化物充填或胶结。(3)矿溶蚀结构安排晚期形成的方铅矿、闪锌矿和银金矿等充填在黄铁矿粒间或裂隙中,并对黄铁矿溶蚀交代形成交代溶蚀结构。褐铁矿、赤铁矿交代黄铁矿,其内残留黄铁矿晶骸,形成交代残余结构;若交代矿物保留黄铁矿晶形,则成交代假像结构。黄铁矿氧化形成的褐铁矿呈薄膜状或皮壳状分布在黄铁矿的周边形成交代环边结构。(4)固溶体分离结构闪锌矿与其中的乳滴状微粒黄铜矿构成固溶体分离结构(图2,A)。(5)包括结构黄铁矿包裹自然金、银金矿,黄铁矿呈残晶状包于闪锌矿中(图2,B)。2.3.2采矿构造(1)染染结构金属矿物比较均匀地分布于矿石中,金属硫化物少时形成稀疏浸染状构造,多时形成稠密浸染状构造。(2)块和团块的结构黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物在矿石中局部富集而形成块状、团块状构造。(3)角砾岩结构矿石因受构造应力作用破碎而呈角砾,角砾被晚期的金属硫化物、石英、方解石等胶结而形成角砾状构造。(4)细脉结构和网络脉结构金属硫化物等呈细脉状、网脉状充填在矿石裂隙中(图2,C)。(5)条带状结构乳白色、烟灰色石英等浅色矿物与灰黑色、灰绿色绿泥石、绢云母等组成的暗色矿物相间排列而形成条带状构造。(6)蜂窝结构矿石因氧化矿物褐铁矿等遭受淋失而留下大量空洞或空隙,仅见于地表氧化带。3金矿床的特性3.1粒级所统计的金矿物粒级按粗粒(>0.074mm)、中粒(0.074-0.037mm)、细粒(0.037-0.01mm)、微粒(<0.01mm=四个粒级所统计的金矿物粒级含量见表4。从表4可以看出,矿石中金矿物粒度以中-细粒为主。3.2矿床金矿物形态特征金矿物形态受载金矿物的裂隙和颗粒间隙形态所制约,本矿床金矿物形态主要为角粒状、其次为长角粒状和枝叉状,少量尖角状、浑圆状以及针状(表5)。3.3裂隙金属构化表现为枝叉状、尖角状、角粗糙度和形态变异经研究,矿石中金矿物的嵌布类型有3种,即粒间金、裂隙金和包体金。粒间金占50.32%,常呈枝叉状、尖角状和角粒状分布于黄铁矿、石英等矿物晶间;裂隙金约占31.31%,多呈长角粒状和针状分布于石英和黄铁矿裂隙中(图2,D);包体金呈浑圆状和角粒状,在黄铁矿和石英中包体金分别占14.38%、3.99%。黄铁矿和石英是主要的载金矿物(表6)。3.4银金矿占3.3%根据电子探针分析(表7),矿石中金矿物主要为自然金(占86.13%),其次为银金矿(占13.87%)。金矿物中银含量较高,另外还有少量的铁、铜等杂质,金矿物的平均值成色为738。金矿物成色较低,其原因是矿石中银金矿占多数,更可能与其成因有关。3.5内生矿床特征一般地,热液型金矿床中金的成色变化较大(680～900),且有一定规律。(1)随着温度的升高,成色升高。高温、中温、低温热液型金矿床金的成色范围分别为800～900、700～900、680～760;(2)矿物组合不同,金的成色各异。一般地多硫化物型金的成色最高,低硫化物型次之,贫硫化物型最低;(3)矿床形成深度愈大,金成色愈高;形成深度愈浅,金成色愈低。据前苏联远东地区91个内生矿床统计,51个中深成金矿床成色平均为886.7,40个浅成金矿床金成色平均为647.3。此外,世界上10个中深成金矿床平均成色为864.3,8个浅成者为641.2;(4)矿床形成时代愈老,金成色愈高(见表8);但形成时代新的,金成色未必就低,如在板块内部,我国中生代的许多金矿床也常见高成色。据刘星(1991)资料整理。研究发现,金的形态与其形成深度和形成时代等因素有关。(1)自然金晶形随形成深度的增加而有简单化的趋向。一般深成的金以八面体为主,立方体可见,其它晶形少见或缺乏;中深成的除八面体和立方体外、还有菱形十二面体及其聚形;浅成和近地表形成的金,形态复杂,多呈片状、条带状、树枝状。(2)自然金晶形和其形成时代的关系是,从新到老,晶形从菱形十二面体、立方八面体变向简单的八面体,即时代愈老,形成趋向于八面体晶形。金的粒度也与矿床形成深度和温度有关。在深成高温条件下形成的金,一般粒度较粗,圆滑;在浅成低温条件下,金粒细小而不规则,呈树枝状、锯齿状等;各种中温热液矿床,一般为细粒金,浑圆状及不规则状。通过以上分析可以看出,金矿物的成色、形态和粒度等标型特征在一定程度上反映了矿床的相对形成时代及和矿床形成时的温压条件。拾金坡金矿属贫硫化物类型,金矿物成色低,粒度以中-细粒为主,形态较复杂,表明矿床形成时代较新,形成温度较低,形成深度较浅。4成矿环境及矿石成分(1)拾金坡金矿产于花岗岩体的内接触带,矿化受断裂构造控制,其成因类型应属岩浆热液型。拾金坡金矿的主要矿物组合为黄铁矿-方铅矿-自然金、银金矿-石英,按王秀璋等(1984)的金矿床分类,该矿床属Ⅰ金-多金属硫化物型中的I5Au-Ag-Pb-Zn亚型。(2)矿床主要金属矿物和蚀变矿物均为典型的中温矿物组合,结合前述讨论可以推断出矿床形成于中深成中温环境。海西期和中新生代是我国金-多金属硫化物型矿床的主要成时期,该时期也是北山地区构造-岩浆活动的高峰期和大规模成矿作用的发生期,根据矿体产出环境和矿石铅同位素年龄推断矿床形成于海西期。(3)石英脉成矿的标志是:①石英脉中含有较多的金属硫化物,特别是含有较多的