吉林省樺甸市大禿頂子金礦礦石成分特征及成因探討

賈 楠，周樹亮，周 陽(yáng)，梁 敬，李明濤

吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○七隊(duì)，吉林 吉林市 132105

0 引言

吉林省樺甸市大禿頂子地區(qū)北東向蝕變帶深部發(fā)現(xiàn)金礦體，有關(guān)礦體成礦地質(zhì)特征已有文章[1]進(jìn)行論述，本文只針對(duì)金礦體礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦石的物質(zhì)組成方面進(jìn)行討論，以求有助于在該區(qū)進(jìn)行下一步金礦找礦。

1 礦床概述

大地構(gòu)造位置位于東北陸緣巖漿弧―盆嶺系疊加構(gòu)造帶，長(zhǎng)白山陸緣火山盆嶺疊加構(gòu)造帶，張廣才—哈達(dá)嶺火山—沉積隆盆帶(MCⅠ-33)。

地層為古生界二疊系東南岔組(P2dn)，巖性為變質(zhì)(粉)砂巖、砂質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖等，有沉積韻律，類似鮑馬序列(有待進(jìn)一步研究)。

礦床位于二道甸子—漂河嶺復(fù)式背斜，梨樹溝—大禿山弧形構(gòu)造帶(中弧)上。該帶長(zhǎng)約7 km，控制著南天門金礦床和偏嶺子金銻礦、大禿山金礦的產(chǎn)出，帶內(nèi)發(fā)育北西向近于平行多組斷裂帶。

本區(qū)侵入巖巖體為植林巖體的一部分，為早侏羅世花崗巖體(γδJ1)，該巖體侵入到東南岔組中。主要巖性為花崗閃長(zhǎng)巖、黑云母斜長(zhǎng)花崗巖，見圖1。

圖1 大禿頂子礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Datudingzi mining area 1.河床、河漫灘砂礫卵石淤泥；2.東南岔組變質(zhì)(粉)砂巖、砂質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖等；3.早侏羅世花崗巖；4.船底山組玄武巖； 5.花崗斑巖脈；6.斷裂構(gòu)造；7.弧形構(gòu)造帶；8.銻礦體(滑脫構(gòu)造)

金礦賦存在背形構(gòu)造左翼東南岔組地層層間滑脫構(gòu)造帶中，現(xiàn)有4層金礦體，礦體傾斜延深未封閉。Ⅰ號(hào)帶控制AuⅠ-1金礦體，Ⅱ號(hào)帶控制AuⅡ-1金礦體，Ⅲ號(hào)帶控制AuⅢ-1、AuⅢ-2金礦體和SbⅢ-1、SbⅢ-2礦體，Ⅳ號(hào)帶控制AuⅣ-1、AuⅣ-2、AuⅣ-3金礦體。

AuⅢ-1金礦體長(zhǎng)400 m，最大傾斜延深330 m，賦存標(biāo)高552～270 m，埋深30～210 m，礦體形態(tài)為脈狀，礦體走向33°，傾向SE，傾角35°，金品位(1.04～46.28)×10-6，平均品位7.01×10-6，有用組分沿走向和傾向上分布均勻，礦體厚度在0.73～9.91 m，平均厚度1.90 m，礦體在走向和傾向上厚度較穩(wěn)定。該礦體在走向上北東端已經(jīng)封閉，傾向上南東端及南西端未能封閉。該礦體資源儲(chǔ)量占全區(qū)的50%。

2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造(1)吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○七隊(duì). 吉林省樺甸市大禿頂子金銻礦勘探報(bào)告[R].2017.

通過(guò)對(duì)礦石的觀察及光片鑒定得知，金礦石組構(gòu)簡(jiǎn)單，礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形晶粒結(jié)構(gòu)、他形晶粒結(jié)構(gòu)，局部見固溶體分解結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為稀疏浸染—浸染狀構(gòu)造，另見有脈狀—細(xì)脈狀—顯微脈狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造。

礦石的結(jié)構(gòu)包括自形晶—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)(部分星散狀分布的黃鐵礦等呈此結(jié)構(gòu))、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)(多數(shù)金屬硫化物呈此結(jié)構(gòu))、包含結(jié)構(gòu)(銀金礦、自然金被金屬硫化物及脈石包裹)、固溶體分離結(jié)構(gòu)(細(xì)小黃銅礦在閃鋅礦晶體中分布構(gòu)成該結(jié)構(gòu))、交代溶蝕結(jié)構(gòu)(少量方鉛礦交代溶蝕黃鐵礦)。

礦石的構(gòu)造包括稀疏浸染狀構(gòu)造—浸染狀構(gòu)造(礦石中的主要構(gòu)造類型，多數(shù)金屬硫化物礦物集合體形狀不定，呈星散狀較均勻分布構(gòu)成該構(gòu)造)、脈狀—細(xì)脈狀—顯微脈狀構(gòu)造(石英、碳酸鹽、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等脈狀細(xì)脈狀交叉脈體穿插構(gòu)成脈狀構(gòu)造)、稠密浸染狀構(gòu)造(礦石礦物黃鐵礦等含量高，集合體呈稠密的星點(diǎn)狀)、角礫狀構(gòu)造(粉砂質(zhì)板巖角礫和硅化的團(tuán)塊狀石英膠結(jié)而成，角礫呈次棱角狀—次圓狀)。

3 礦石化學(xué)成分(2)吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○七隊(duì). 吉林省樺甸市大禿頂子金銻礦勘探報(bào)告[R].2017.

3.1 化學(xué)成分

礦石化學(xué)成分見表1。礦石多元素分析結(jié)果見表2。

表1 金礦石化學(xué)成分一覽表Table 1 List of chemical composition of gold ore %

表2 金礦石多元素分析結(jié)果表Table 2 Analysis results of gold ore multi-element %

礦石有用組分單一，主要為金。

分析結(jié)果表明，該礦體主要伴生有用組分為銀、銻。銀單樣(組合樣)最低為1.0×10-6，最高可達(dá)34.5×10-6，平均6.15×10-6；銻單樣(組合樣)最低為0.005%，最高可達(dá)2.755%，平均0.389%；硫單樣(組合樣)最低為0.29%，最高可達(dá)2.15%，平均0.91%；砷單樣(組合樣)最低為0.017%，最高可達(dá)0.566%，平均0.175%。總體看與金礦品位成正比的特征，金與銀、硫關(guān)系密切、與銅關(guān)系不十分密切[1]。

伴生有用組分工業(yè)指標(biāo)要求銀2×10-6、銻0.3%、硫2.0%[2]，金礦體中銀、銻、硫均在該指標(biāo)之上，但銻、硫分布不均勻，只有銀進(jìn)行了資源量估算。

金礦體中有害組分為As 、C等，含量甚微，不影響礦石的加工與選冶。

3.2 礦物成分

礦石由礦石礦物和脈石礦物[2]組成，在金礦體中礦石礦物為金屬礦物，脈石礦物為非金屬礦物。

3.2.1 金屬礦物

礦石中相對(duì)含量較高的金屬硫化物為黃鐵礦，其他相對(duì)含量較少的金屬硫化物有輝銻礦、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦，金屬氧化物為錳鐵礦及單質(zhì)自然銻、自然鉍，礦石中含少量其他金屬礦物。

貴金屬礦物主要為銀金礦，少量自然金。該礦石金屬硫化物有輝銻礦、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、磁黃鐵礦(圖2、圖3)等，金屬礦物特征見表3。

表3 金礦體中金屬礦物特征一覽表Table 3 Characteristics of metal minerals in gold ore bodies

圖2 礦石顯微照片F(xiàn)ig.2 Micrograph of orePy.黃鐵礦；Ccp.黃銅礦；Sp.閃鋅礦；Q.脈石；Ele.連生針線狀銀金礦

圖3 銀金礦顯微照片F(xiàn)ig.3 Micrograph of electrum銀金礦(Ele)在輝銻礦(Sti)中與黃鐵礦(Py)脈石(Q)連生

輝銻礦：該礦石中相對(duì)含量較高的金屬硫化物，多呈纖維狀、長(zhǎng)條狀、針柱狀或細(xì)粒狀在礦石中分布。聚片雙晶和受擠壓變形常見，單晶多0.03～0.10 mm，集合體較粗大0.5 mm，個(gè)別粒徑可達(dá)數(shù)毫米以上。輝銻礦與其他金屬礦物互連生，輝銻礦與金礦物關(guān)系密切，是金礦物的重要載體礦物，輝銻礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.1%。

黃鐵礦：該礦石中含量最多的金屬硫化物，多呈半自形晶—他形晶，少呈自形晶粒狀或集合體在礦石中浸染狀—稠密浸染狀分布。單晶粒級(jí)多0.05～0.10 mm，集合體粒徑多0.30～0.50 mm，局部數(shù)毫米以上。黃鐵礦與其他金屬硫化物輝銻礦、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等互連生，部分黃鐵礦晶體表面輕度污染，部分黃鐵礦呈微、細(xì)脈狀在礦石中分布，部分黃鐵礦晶體中有脈石分布，黃鐵礦與金礦物關(guān)系密切，是金礦物的重要載體礦物，黃鐵礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%。

黃銅礦、黝銅礦：該礦石中相對(duì)含量較少的金屬硫化物，多呈他形晶粒狀或集合體，少呈半自形晶粒狀或集合體在礦石中稀疏浸染狀—浸染狀分布。單晶粒級(jí)多0.02～0.05 mm，集合體粒徑0.20～0.50 mm，局部數(shù)毫米以上。黃銅礦、黝銅礦與其他金屬硫化物互連生，少量黃銅礦呈細(xì)脈狀在礦石中分布，脈寬0.01～0.05 mm，銅礦物與金礦物關(guān)系密切，是金礦物的重要載體礦物，黃銅礦、黝銅礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.10%。

方鉛礦：該礦石中相對(duì)含量較少的金屬硫化物，多呈他形晶，少呈半自形晶在礦石中與其他金屬硫化物互連生或交代較早生成的黃鐵礦等。單晶多0.01～0.05 mm，集合體多0.2～0.5 mm。少量方鉛礦呈細(xì)脈狀分布，脈寬0.02～0.03 mm。方鉛礦與金礦物關(guān)系密切，是金礦物的重要載體礦物，方鉛礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.04%。

閃鋅礦：該礦石中相對(duì)含量較少的金屬硫化物，單晶較細(xì)小多0.01～0.03 mm，集合體0.2～0.5 mm。少量微細(xì)黃銅礦呈固溶體在閃鋅礦晶體中分布，閃鋅礦與黃鐵礦等金屬硫化物互連生。閃鋅礦與金礦物關(guān)系密切，是金礦物重要載體礦物，閃鋅礦含鐵量較高，閃鋅礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.02%。

根據(jù)礦石中主要礦物交代、共熔關(guān)系，本區(qū)成礦作用劃分為三個(gè)階段，即早期石英階段、中期含金硫化物—石英階段、晚期黃鐵礦(細(xì)粒)—石英階段。

礦物生成順序：半自形中粗粒黃鐵礦→方鉛礦、黃銅礦、銀金礦、自然金→他形細(xì)粒黃鐵礦[4]。

礦物組合：自然金，黃鐵礦+自然金，黃鐵礦→方鉛礦+自然金。

3.2.2 非金屬礦物

非金屬礦物主要為石英、長(zhǎng)石、碳酸鹽、綠泥石、重晶石、螢石、黏土礦物等，見表4。

表4 金礦石中脈石礦物測(cè)量結(jié)果一覽表Table 4 Measurement results list of gangue mineral in gold ore

石英：礦石中的主要脈石礦物，多呈他形晶粒狀或集合體，單晶粒級(jí)多0.03～0.05 mm，集合體粒級(jí)數(shù)毫米以上，石英與其他金屬礦物互連生，石英與金礦物關(guān)系密切，是金礦物的重要載體礦物，石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)56.0%。

3.2.3 金在礦石中的賦存狀態(tài)

(1)金礦物的粒度特征：顯鏡下統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析該礦石中金礦物粒級(jí)主要以中、細(xì)粒金為主，相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.50%、45.50%，粗粒金、微粒金質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為11.00%、10.00%。測(cè)量結(jié)果見表5。

表5 金礦石中金礦物粒度測(cè)量結(jié)果一覽表Table 5 List of particle size measurement results of gold minerals in gold ores

(2)金礦物的形態(tài)特征：測(cè)量結(jié)果見表6。

表6 金礦體脈石礦物特征一覽表Table 6 List of gangue mineral characteristics of gold ore body

(3)金礦物賦存狀態(tài)：主要以金的獨(dú)立礦物出現(xiàn)，并以粒間金為主，裂隙金、包裹金次之，其測(cè)量結(jié)果見表7。金物相分析結(jié)果見表8，從結(jié)果可以看出，礦石中的金元素主要是賦存在裸露和半裸露自然金中，占61.75%。

表7 金礦物賦存狀態(tài)測(cè)量結(jié)果表Table 7 Measurement results of gold mineral occurrence state

表8 金物相分析結(jié)果表Table 8 List of metallographic analysis results

3.2.4 金銻、金銀元素關(guān)系

大禿頂子礦床原為銻礦床[2]，本次在銻礦化系統(tǒng)傾斜延伸200 m以外發(fā)現(xiàn)金礦體，通過(guò)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，金銀之間(圖4)、金銻之間(圖5)關(guān)系不密切。結(jié)合金礦體、銻礦全空間展布特征，宏觀看存在上銻下金的關(guān)系，即在銻礦化系統(tǒng)傾斜延伸部存在金礦體。

圖4 金礦體基本分析樣金銀相關(guān)圖Fig.4 Gold and silver correlation diagram of basic analysis sample of gold ore body

圖5 金礦體基本分析樣金銻相關(guān)圖Fig.5 Gold and stibium correlation diagram of basic analysis sample of gold ore body

4 礦床成因分析

4.1 成因類型

成礦物質(zhì)來(lái)源于東南岔組，也來(lái)源于黑云母斜長(zhǎng)花崗巖巖體，二者為成礦提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源。礦體賦存在東南岔組層間滑脫構(gòu)造層中，頂、底板均為該組變質(zhì)砂巖、砂質(zhì)板巖，礦床為產(chǎn)于滑脫構(gòu)造帶中的變質(zhì)—熱液金礦床。

4.2 礦體成因分析

東南岔組中有沉積韻律，類似鮑馬序列(有待進(jìn)一步研究)，應(yīng)為礦源層(金豐度值待查定)，含有Au(據(jù)87件樣品統(tǒng)計(jì)黑云母斜長(zhǎng)花崗巖巖石Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.13×10-9，高出同類巖石的13倍[3])的酸性巖漿為礦液運(yùn)移提供足夠的熱動(dòng)力來(lái)源，同時(shí)提供了成礦物質(zhì)來(lái)源。在背形構(gòu)造翼部形成的滑脫構(gòu)造為礦液運(yùn)移提供了通道和容礦空間，深部的含礦熱液沿滑脫構(gòu)造帶向上運(yùn)移，并萃取地層中的Au、Ag等元素，因此含礦熱液在淺部進(jìn)一步疊加富集，在適應(yīng)的物理化學(xué)條件下、含礦熱液逐漸冷卻，形成金礦體，由于Sb元素特有性質(zhì)，運(yùn)移能力更強(qiáng)，在金礦體傾斜方向上方形成銻礦體。

從礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組合和有益有害組分分析可知，金礦體為含金構(gòu)造蝕變巖型礦體。金銻關(guān)系不密切，印證了傾斜方向上形成“上銻下金”各自獨(dú)立的銻、金礦體。

5 成礦預(yù)測(cè)

大禿頂子金礦床傾斜方向深部及垂向上可能出現(xiàn)的平行礦化系統(tǒng)。1989年至1990年吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇七隊(duì)在二道甸子金礦施工一個(gè)坑道，在其中的東南岔組中見到與地層產(chǎn)狀相近的蝕變破碎帶，有金礦化顯示，個(gè)別樣品金品位很高，也佐證該類型金礦的存在，同時(shí)也是預(yù)測(cè)的靶區(qū)；在蛟河市漂河鎮(zhèn)蛇嶺溝上屯金礦點(diǎn)ZK6號(hào)孔中發(fā)現(xiàn)金礦體，也產(chǎn)于地層中，該位置處在二道甸子弧形構(gòu)造帶內(nèi)弧北側(cè)。