廣東省德慶縣某金礦礦石特征及金賦存狀態(tài)

馮進(jìn)喜

(廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì))

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

某金礦位于粵西隆起北東緣、吳川—四會(huì)斷裂帶北西側(cè)、廣寧—羅定斷裂變質(zhì)帶中段、河臺(tái)金礦田南緣部位，是構(gòu)造活動(dòng)劇烈地段，屬河臺(tái)韌性剪切帶南段[1]。該礦區(qū)地層出露廣泛，主要有震旦系、寒武系、奧陶系和第四系等(圖1)。震旦系、寒武系巖性均為一套砂泥質(zhì)碎屑巖，且均為礦床的礦源層。震旦系地層由于受區(qū)域變質(zhì)及多期構(gòu)造影響，原巖變質(zhì)較深，巖性復(fù)雜，普遍具有混合巖化、糜棱巖化，原巖結(jié)構(gòu)大部分已被改變。奧陶紀(jì)地層主要為一套淺變質(zhì)綠片巖相絹云母片巖、千枚巖、變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、糜棱巖等。第四紀(jì)地層主要分布于礦區(qū)低緩的村莊邊及河邊，主要為腐殖土、粉砂質(zhì)黏土、砂、砂礫、礫石層。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)巖漿巖以花崗質(zhì)巖石為主，巖性主要有中粒黑云母混合花崗巖和中粒黑云母二長(zhǎng)混合花崗巖，此外還分布有少量偉晶巖脈、石英脈、閃長(zhǎng)玢巖脈(圖1)，分布于1#糜棱巖帶以北，22#糜棱巖帶北西側(cè)，明顯受構(gòu)造變質(zhì)帶控制。根據(jù)目前取得的地質(zhì)資料，認(rèn)為該類花崗質(zhì)巖石為韌性剪切帶花崗巖化作用階段的次生花崗巖，成因類型屬變質(zhì)交代—重熔型(廣寧系列)[1]。

礦區(qū)位于粵桂隆起區(qū)廣寧—羅定褶斷帶內(nèi)，經(jīng)歷了多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用，褶皺強(qiáng)烈，斷裂發(fā)育(圖1)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造呈NE向展布，褶皺主要有鐵坑塘背斜、京村倒轉(zhuǎn)向斜。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，活動(dòng)期次多、規(guī)模大、數(shù)量多，主要有早期韌性剪切帶和后期脆性斷裂，已查明有NNE向、NE—NEE向、NW向3組，其中，以NE—NEE向斷裂最為發(fā)育。這3組斷裂對(duì)區(qū)內(nèi)金礦化及金異常的分布起控制作用[1]。

圖2 礦區(qū)前案區(qū)段70#線地質(zhì)剖面

2 樣品采集及測(cè)試分析方法

3 礦石特征

3.1 礦石化學(xué)多元素分析及金的物相分析

對(duì)礦石樣品進(jìn)行按比例混合縮分配制后的混合樣品進(jìn)行了化學(xué)多元素分析及金的物相分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦石樣品化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

注：Ag、Au含量單位為g/t。

根據(jù)《巖金礦地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T 0205—2002)[4]，礦區(qū)礦石Au含量約為5.26 g/t，達(dá)到了巖金礦床平均品位的工業(yè)指標(biāo)，同時(shí)通過(guò)對(duì)共生及伴生組分含量進(jìn)行分析，所有樣品中尚無(wú)元素達(dá)到綜合利用要求，因此該礦床礦石無(wú)元素可供綜合回收利用[4-5]。礦石中Au以自然金為主，占有率為78.46%;少量黑鉍金礦，占有率為20.33%;微量Jonassonite(一種罕見(jiàn)的金和鉍的硫化物，目前未見(jiàn)對(duì)應(yīng)的中文名稱)占有率為1.21%，金的賦存礦物相對(duì)簡(jiǎn)單[5-6]。

3.2 礦石礦物特征

礦石構(gòu)造主要為定向構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，與金密切相關(guān)的主要有條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造(圖3)。

圖3 礦石典型構(gòu)造特征

礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，主要有自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)、變余糜棱結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)、超糜棱結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等(圖4)。

圖4 礦石典型結(jié)構(gòu)特征

礦石經(jīng)過(guò)巖石薄片鏡下觀察和MLA礦物自動(dòng)定量檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)礦石礦物簡(jiǎn)單，金屬礦物主要為自然金、黑鉍金、Jonassonite、磁黃鐵礦、黃鐵礦，其次為黃銅礦，非金屬礦物主要為石英、長(zhǎng)石、白云母、絹云母、綠泥石等，微量礦物有錫石、方鉛礦、閃鋅礦、鈮鐵礦、獨(dú)居石、磷釔礦、銳鈦礦、褐鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、螢石、磷灰石、綠簾石、角閃石、榍石、金紅石、重晶石、石榴子石等。石英多發(fā)生變質(zhì)動(dòng)態(tài)重結(jié)晶，長(zhǎng)石發(fā)生次生蝕變，主要為黏土化、絹云母化[5]。

礦石礦化蝕變發(fā)育，主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、方解石化(圖5)。其中，硅化和黃鐵礦化與成礦關(guān)系密切，硅化主要發(fā)生于巖石裂隙中，硅質(zhì)流體沿著巖石裂隙進(jìn)入巖石，充填巖石裂隙，交代周?chē)V物發(fā)生硅化蝕變;黃鐵礦也沿著巖石裂隙充填，形成包裹大量原巖殘留體的黃鐵礦脈。礦石中的黃鐵礦主要呈他形粒狀結(jié)構(gòu)和半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)2種形式，其中，以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，該結(jié)構(gòu)的黃鐵礦形態(tài)受構(gòu)造裂隙的剩余空間控制，呈不規(guī)則狀;半自形—自形粒狀的黃鐵礦多產(chǎn)于石英脈中，根據(jù)脈體的交代和穿插現(xiàn)象，可知他形粒狀的黃鐵礦形成時(shí)間較早。

圖5 礦石硅化和黃鐵礦化蝕變特征

4 金賦存狀態(tài)特征

礦石中的有益金屬礦物主要為金，金的物相分析結(jié)果表明，金以自然金為主，少量黑鉍金礦，微量Jonassonite，褐鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、絹云母、石英則為金的主要載體。

4.1 自然金

礦區(qū)自然金主要有3種嵌布形式：其一，金粒以微細(xì)粒狀包裹體存在，多見(jiàn)包含于黃鐵礦中(圖6(a));其二，金粒與石英緊密共生，嵌布于石英與其他礦物的縫隙中，且主要位于石英一側(cè)(圖6(b)、圖6(c));其三，礦石中金與鉍礦物固熔體分離，可見(jiàn)與自然鉍或者三方碲鉍礦呈共邊結(jié)構(gòu)，兩者緊密共生，一同嵌布于石英中或石英與磁黃鐵礦之間的縫隙中(圖6(d))。

4.2 黑鉍金礦

礦石中的黑鉍金礦一般呈微細(xì)粒狀或與其他鉍礦物形成致密共生體包裹于石英顆粒中(圖7)?；瘜W(xué)成分能譜檢測(cè)結(jié)果表明，黑鉍金礦中Au與Bi的含量分別為66.32%、33.68%。

4.3 Jonassonite

Jonassonite為一種罕見(jiàn)的金與鉍的硫化物[5-6]，本礦床中其化學(xué)成分為Au 13.77%，Bi 76.16%，S 10.07%。礦石中可見(jiàn)Jonassonite與自然鉍和輝鉍礦緊密共生，呈粒狀嵌布于石英邊緣縫隙中或與磁黃鐵礦和菱鐵礦連生(圖8)。

圖7 礦石中黑鉍金礦賦存狀態(tài)

圖8 礦石中Jonassonite賦存狀態(tài)

5 討 論

根據(jù)對(duì)礦床礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成以及礦化蝕變的分析，該礦床的礦石類型屬構(gòu)造蝕變巖型。早期在高溫高壓以及剪切應(yīng)力作用下形成了河臺(tái)韌性構(gòu)造帶，根據(jù)糜棱巖帶切穿印支—海西期混合花崗巖的特征，可知糜棱巖帶形成時(shí)間晚于印支期。糜棱巖帶的形成伴隨有成礦流體的運(yùn)移和富集，但量較少，不足以成礦，韌性剪切帶在后期構(gòu)造應(yīng)力的擠壓下，為后期脆性斷層提供了有利的構(gòu)造應(yīng)力釋放空間，致使后期的脆性斷裂疊加于早期的糜棱巖帶上，脆性斷裂中的空隙為成礦流體的運(yùn)移和儲(chǔ)存提供了空間，使得深部及圍巖中的成礦流體沿著脆性斷裂帶運(yùn)移，并交代斷裂中原巖發(fā)生硅化、黃鐵礦化、綠泥石化等，在此過(guò)程中由于成礦流體壓力、溫度、成分等發(fā)生變化，致使成礦物質(zhì)結(jié)晶成礦[1-2,5]。該礦床的礦石特征與河臺(tái)金礦很相似，且形成于相同的地質(zhì)環(huán)境中，兩者具有相似的成礦模式[7]。

礦區(qū)金的載體主要為硫化物和硅質(zhì)流體，表明成礦流體為還原性的硅質(zhì)低溫?zé)嵋毫黧w。礦區(qū)自然

金多位于石英與磁黃鐵礦、方解石等其余礦物顆粒的間隙中，說(shuō)明自然金的形成時(shí)間普遍稍晚于石英、磁黃鐵礦及方解石等，同時(shí)又可見(jiàn)大量微粒金包含于黃鐵礦中，說(shuō)明金的形成時(shí)間和環(huán)境與黃鐵礦的結(jié)晶溫壓環(huán)境一致。

礦區(qū)金與鉍關(guān)系密切，鉍含量的高低在一定程度上指示了金含量的多少，可作為該礦床找金的指示性元素[7]。自然金與鉍礦物呈固溶體分離結(jié)構(gòu)，自然金與自然鉍、輝鉍礦、三方碲鉍礦呈共邊結(jié)構(gòu)，以及黑鉍金礦的存在以及與三方碲鉍礦的連生關(guān)系，都可充分說(shuō)明金與鉍關(guān)系密切。在溫度高于自然鉍(270.4 ℃)或鉍-碲化物(413 ℃)熔點(diǎn)的熱液中，自然鉍或鉍-碲化物以熔融狀態(tài)與熱液共生，并吸附熱液中的金，當(dāng)溫度降至Au-Bi、Au-Bi-Te的固溶體分離溫度(241，234 ℃)時(shí)，成礦流體的相分離引起CO2、H2S等組分大量逸出，可導(dǎo)致熱液流體系fs2降低，此時(shí)熔融狀態(tài)的黑鉍金礦分解為自然金、自然鉍[8-11]。Jonnassonite的存在再次證明礦區(qū)金與鉍關(guān)系密切，同時(shí)也在一定程度上說(shuō)明金與硫也有關(guān)系，很可能金除了與鉍呈固溶體的狀態(tài)遷移外，還以硫鉍絡(luò)合物為載體進(jìn)行遷移[8-11]。