安徽拾金坡金礦床地質(zhì)特征及金礦物組成分析

安徽拾金坡金礦床地質(zhì)特征及金礦物組成分析

自然金屬的形態(tài)、組成、性質(zhì)和礦物組成、成因和外觀的標(biāo)準(zhǔn)特征是對金礦成因的類型進(jìn)行分類，并指示時(shí)間和空間的形態(tài)。它是評估礦漿巖質(zhì)量、規(guī)模和形成機(jī)制的標(biāo)志（陳光遠(yuǎn)，1984），它對礦床地質(zhì)評估和成因研究以及采礦和開采具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此,對拾金坡金礦床的礦石物質(zhì)組分、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和金礦物特征進(jìn)行了研究。1礦床地質(zhì)特征拾金坡金礦床位于甘肅省安西縣境內(nèi),東距蘭新鐵路敦煌站(原柳園站)40公里。礦床地理坐標(biāo)為東經(jīng)95°01′18″,北緯41°10′39″。大地構(gòu)造位置屬哈薩克斯坦-北山板塊南部陸緣活動(dòng)帶花牛山地體西部。區(qū)域內(nèi)出露巖石主要有薊縣系角閃片巖、斜長角閃片巖、黑云母石英片巖夾大理巖,震旦系中統(tǒng)白云巖、結(jié)晶灰?guī)r、硅化大理巖夾千枚巖、變質(zhì)長石砂巖及硅質(zhì)板巖,奧陶系中-下統(tǒng)花牛山群斜長混合巖、角巖、板巖、變砂巖、安山巖、玄武巖夾大理巖,二疊系下統(tǒng)上組哲斯群玄武巖、安山凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖夾板巖,二疊系上統(tǒng)礫巖、砂巖、頁巖及含礫英安斑巖,第四系為沖、洪、殘積物及風(fēng)成砂土。區(qū)域范圍內(nèi)不同時(shí)代、各種成因類型花崗巖類侵入體分布廣泛,約占巖石出露面積的45%,主要巖石類型有石英閃長巖、花崗閃長巖、花崗巖和斑狀花崗巖。巖體呈近東西向展布,受寶石山區(qū)域性深大斷裂控制(圖1)。區(qū)域構(gòu)造主要是近東西向、北東向和北西向斷裂,其中,近東西向韌——脆性和脆性斷裂是北山南部銅、鉛、鋅、銀、金礦集中區(qū)重要的控礦構(gòu)造。拾金坡金礦床產(chǎn)于寶石山近東西向主斷裂北側(cè)的與子近于平行的次一級(jí)斷裂中,斷裂中充填有乳白色或煙灰色石英脈。礦區(qū)內(nèi)大面積分布有海西期斑狀花崗巖,蝕變碎裂花崗巖是金礦床的含礦主巖。礦區(qū)內(nèi)中基性脈巖和石英脈極為發(fā)育,金礦產(chǎn)于近北西向近乎平行排列的石英脈群中。礦床主要由7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)4條黃鐵礦-石英脈組成。礦體地表延長數(shù)十至數(shù)百米,厚度0.32-0.89米,傾向13-16°,傾角75-82°,10號(hào)礦體為隱伏礦體。礦床平均品位Au29.26×10-6,Ag11.27×10-6。礦床類型屬少硫化物石英脈型,圍巖蝕變種類有絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化和黃鐵礦化等。2由礦石材料組成2.1地表帶礦物拾金坡金礦床礦石的礦物組合較為簡單,原生金屬礦物有自然金、銀金礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦和少量磁鐵礦,地表氧化帶礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、孔雀石和銅藍(lán)等。脈石礦物有石英、少量的絹云母、綠泥石以及碳酸鹽礦物等。下面簡要描述礦石中主要礦物的形貌和組構(gòu)特征。(1)含量0.510%礦石中分布最廣泛的金屬礦物,呈淡黃白色,以細(xì)小單晶或細(xì)脈網(wǎng)脈狀或浸染狀分布于石英中,含量0.5～10%。黃鐵礦單晶粒徑一般1～2mm,呈立方體狀、五角十二面體以及各種不規(guī)則狀。黃鐵礦是重要的含金礦物,以細(xì)粒不規(guī)則狀含金量最高,五角十二面體次之,顆粒較大的立方體狀較差。礦石含金量與黃鐵礦含量呈正相關(guān),黃鐵礦是金礦床良好的找礦標(biāo)志。(2)含金石英脈中單礦的鉛同位素組成灰色、灰黑-鋼灰色,含量0.5～5%;粒度小于5mm,一般0.1～0.5mm。主要呈半自形-它形粒狀集合體的細(xì)脈充填于黃鐵礦裂隙,或者膠結(jié)黃鐵礦角礫團(tuán)塊。由含金石英脈中單礦物方鉛礦、黃鐵礦的鉛同位素組成見表1。它們的模式年齡為246～323Ma,比巖體全巖Rb-Sr法等時(shí)線年齡388.84±17.2Ma小,說明成礦石年齡晚于圍巖,是花崗巖侵入之后形成的。測試單位:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院,1992(3)黃銅礦銅黃色,含量較少,粒度0.06mm以下,多呈乳滴狀存在于閃鋅礦中構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)。(4)褐鐵鐵鐵礦原生金屬硫化物在地表被氧化成褐鐵礦、赤鐵礦、銅藍(lán)、孔雀石等,其中以褐鐵礦最為發(fā)育。褐鐵礦有時(shí)保留黃鐵礦假像。褐鐵礦常呈粉末狀,并將地表礦石染成紅色或褐紅色。(5)石英的充填含量最高,約占70～95%,乳白色或煙灰色,油脂或土狀光澤,它形粒狀集合體,粒徑多為1～5mm,顯微鏡下具波狀消光。大部分石英因受應(yīng)力作用而拉長或破碎成角礫狀,并被硅質(zhì)和泥質(zhì)物膠結(jié)。鏡下可見微晶石英和塵狀絹云母充填于先期粗晶石英角礫間或石英裂隙中。暗灰色或煙灰色石英不均勻分布于乳白色石英中。煙灰色石英含有較多的染色雜質(zhì)元素和硫化物微粒,Au、Ag、Pb、Zn、Cu等的含量也較高。煙灰色石英是乳乳白色石英改造后形成,是金的主要載體之一,也是金礦良好的找礦標(biāo)志。(6)絲綢云和綠色粘土石含量少,多呈細(xì)脈狀沿礦石裂隙充填。2.2微量元素特征礦石SiO2含量高,其它氧化物含量低,不同金品位礦石的化學(xué)成分見表2。礦石主要有用組分是Au,伴生有用組分有Ag、Pb、Zn等。Ag、Pb、Zn與Au呈正相關(guān),含礦段Ag、Pb、Zn及Cu、As明顯高于無礦地段。有害雜質(zhì)As及Sb、Hg等含量低,對選治基本無影響。礦石微量元素分析結(jié)果列于表3。礦石中石英氧同位素組成δ18O石英平均為11.38,由此推算出成礦熱液δ18O水值為7.29～8.99,平均8.17,斑狀花崗巖石英包裹體δ18O水值為6.421,兩者δ18O水值相近;礦石石英δD值為-91.342～-93.139,平均-92.24,位于標(biāo)準(zhǔn)花崗巖δD變化范圍-50～-120之內(nèi);礦石黃鐵礦δ34S介于2.90～4.75,平均3.6,蝕變花崗巖δ34S為3.1～5.1,平均4.1,在誤差范圍內(nèi)兩者基本一致。礦石與圍巖同位素組成相一致表明兩者具有同源繼承演化的歷史。2.3礦石結(jié)構(gòu)2.3.1礦石結(jié)構(gòu)(1)中粗粒、半自形晶的黃鐵礦、鐵礦、鐵礦、鐵礦、鐵鋅礦、鐵礦、鐵礦、鐵鋅礦、鐵礦、鐵礦的微粒包括自形、半自形、它形粒狀結(jié)構(gòu)等。中粗粒的黃鐵礦常呈立方體的自形、半自形晶分布于礦石中,微細(xì)粒的黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦常呈半自形或它形粒狀。(2)壓碎結(jié)構(gòu)早期形成的石英和黃鐵礦受應(yīng)力作用而碎裂,具網(wǎng)狀裂隙或形成大小不等的角礫,裂隙和角礫往往被晚期的石英和金屬硫化物充填或膠結(jié)。(3)礦溶蝕結(jié)構(gòu)安排晚期形成的方鉛礦、閃鋅礦和銀金礦等充填在黃鐵礦粒間或裂隙中,并對黃鐵礦溶蝕交代形成交代溶蝕結(jié)構(gòu)。褐鐵礦、赤鐵礦交代黃鐵礦,其內(nèi)殘留黃鐵礦晶骸,形成交代殘余結(jié)構(gòu);若交代礦物保留黃鐵礦晶形,則成交代假像結(jié)構(gòu)。黃鐵礦氧化形成的褐鐵礦呈薄膜狀或皮殼狀分布在黃鐵礦的周邊形成交代環(huán)邊結(jié)構(gòu)。(4)固溶體分離結(jié)構(gòu)閃鋅礦與其中的乳滴狀微粒黃銅礦構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)(圖2,A)。(5)包括結(jié)構(gòu)黃鐵礦包裹自然金、銀金礦,黃鐵礦呈殘晶狀包于閃鋅礦中(圖2,B)。2.3.2采礦構(gòu)造(1)染染結(jié)構(gòu)金屬礦物比較均勻地分布于礦石中,金屬硫化物少時(shí)形成稀疏浸染狀構(gòu)造,多時(shí)形成稠密浸染狀構(gòu)造。(2)塊和團(tuán)塊的結(jié)構(gòu)黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬硫化物在礦石中局部富集而形成塊狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造。(3)角礫巖結(jié)構(gòu)礦石因受構(gòu)造應(yīng)力作用破碎而呈角礫,角礫被晚期的金屬硫化物、石英、方解石等膠結(jié)而形成角礫狀構(gòu)造。(4)細(xì)脈結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)脈結(jié)構(gòu)金屬硫化物等呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀充填在礦石裂隙中(圖2,C)。(5)條帶狀結(jié)構(gòu)乳白色、煙灰色石英等淺色礦物與灰黑色、灰綠色綠泥石、絹云母等組成的暗色礦物相間排列而形成條帶狀構(gòu)造。(6)蜂窩結(jié)構(gòu)礦石因氧化礦物褐鐵礦等遭受淋失而留下大量空洞或空隙,僅見于地表氧化帶。3金礦床的特性3.1粒級(jí)所統(tǒng)計(jì)的金礦物粒級(jí)按粗粒(>0.074mm)、中粒(0.074-0.037mm)、細(xì)粒(0.037-0.01mm)、微粒(<0.01mm=四個(gè)粒級(jí)所統(tǒng)計(jì)的金礦物粒級(jí)含量見表4。從表4可以看出,礦石中金礦物粒度以中-細(xì)粒為主。3.2礦床金礦物形態(tài)特征金礦物形態(tài)受載金礦物的裂隙和顆粒間隙形態(tài)所制約,本礦床金礦物形態(tài)主要為角粒狀、其次為長角粒狀和枝叉狀,少量尖角狀、渾圓狀以及針狀(表5)。3.3裂隙金屬構(gòu)化表現(xiàn)為枝叉狀、尖角狀、角粗糙度和形態(tài)變異經(jīng)研究,礦石中金礦物的嵌布類型有3種,即粒間金、裂隙金和包體金。粒間金占50.32%,常呈枝叉狀、尖角狀和角粒狀分布于黃鐵礦、石英等礦物晶間;裂隙金約占31.31%,多呈長角粒狀和針狀分布于石英和黃鐵礦裂隙中(圖2,D);包體金呈渾圓狀和角粒狀,在黃鐵礦和石英中包體金分別占14.38%、3.99%。黃鐵礦和石英是主要的載金礦物(表6)。3.4銀金礦占3.3%根據(jù)電子探針分析(表7),礦石中金礦物主要為自然金(占86.13%),其次為銀金礦(占13.87%)。金礦物中銀含量較高,另外還有少量的鐵、銅等雜質(zhì),金礦物的平均值成色為738。金礦物成色較低,其原因是礦石中銀金礦占多數(shù),更可能與其成因有關(guān)。3.5內(nèi)生礦床特征一般地,熱液型金礦床中金的成色變化較大(680～900),且有一定規(guī)律。(1)隨著溫度的升高,成色升高。高溫、中溫、低溫?zé)嵋盒徒鸬V床金的成色范圍分別為800～900、700～900、680～760;(2)礦物組合不同,金的成色各異。一般地多硫化物型金的成色最高,低硫化物型次之,貧硫化物型最低;(3)礦床形成深度愈大,金成色愈高;形成深度愈淺,金成色愈低。據(jù)前蘇聯(lián)遠(yuǎn)東地區(qū)91個(gè)內(nèi)生礦床統(tǒng)計(jì),51個(gè)中深成金礦床成色平均為886.7,40個(gè)淺成金礦床金成色平均為647.3。此外,世界上10個(gè)中深成金礦床平均成色為864.3,8個(gè)淺成者為641.2;(4)礦床形成時(shí)代愈老,金成色愈高(見表8);但形成時(shí)代新的,金成色未必就低,如在板塊內(nèi)部,我國中生代的許多金礦床也常見高成色。據(jù)劉星(1991)資料整理。研究發(fā)現(xiàn),金的形態(tài)與其形成深度和形成時(shí)代等因素有關(guān)。(1)自然金晶形隨形成深度的增加而有簡單化的趨向。一般深成的金以八面體為主,立方體可見,其它晶形少見或缺乏;中深成的除八面體和立方體外、還有菱形十二面體及其聚形;淺成和近地表形成的金,形態(tài)復(fù)雜,多呈片狀、條帶狀、樹枝狀。(2)自然金晶形和其形成時(shí)代的關(guān)系是,從新到老,晶形從菱形十二面體、立方八面體變向簡單的八面體,即時(shí)代愈老,形成趨向于八面體晶形。金的粒度也與礦床形成深度和溫度有關(guān)。在深成高溫條件下形成的金,一般粒度較粗,圓滑;在淺成低溫條件下,金粒細(xì)小而不規(guī)則,呈樹枝狀、鋸齒狀等;各種中溫?zé)嵋旱V床,一般為細(xì)粒金,渾圓狀及不規(guī)則狀。通過以上分析可以看出,金礦物的成色、形態(tài)和粒度等標(biāo)型特征在一定程度上反映了礦床的相對形成時(shí)代及和礦床形成時(shí)的溫壓條件。拾金坡金礦屬貧硫化物類型,金礦物成色低,粒度以中-細(xì)粒為主,形態(tài)較復(fù)雜,表明礦床形成時(shí)代較新,形成溫度較低,形成深度較淺。4成礦環(huán)境及礦石成分(1)拾金坡金礦產(chǎn)于花崗巖體的內(nèi)接觸帶,礦化受斷裂構(gòu)造控制,其成因類型應(yīng)屬巖漿熱液型。拾金坡金礦的主要礦物組合為黃鐵礦-方鉛礦-自然金、銀金礦-石英,按王秀璋等(1984)的金礦床分類,該礦床屬Ⅰ金-多金屬硫化物型中的I5Au-Ag-Pb-Zn亞型。(2)礦床主要金屬礦物和蝕變礦物均為典型的中溫礦物組合,結(jié)合前述討論可以推斷出礦床形成于中深成中溫環(huán)境。海西期和中新生代是我國金-多金屬硫化物型礦床的主要成時(shí)期,該時(shí)期也是北山地區(qū)構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的高峰期和大規(guī)模成礦作用的發(fā)生期,根據(jù)礦體產(chǎn)出環(huán)境和礦石鉛同位素年齡推斷礦床形成于海西期。(3)石英脈成礦的標(biāo)志是:①石英脈中含有較多的金屬硫化物,特別是含有較多的