安徽休寧縣大丘田金礦床金的賦存狀態(tài)研究

鄭光文，張宜勇，杜玉雕

(安徽省地質調查院，安徽 合肥 230001)

0 引言

安徽省休寧縣大丘田金礦自2006年發(fā)現之后，經歷了2006年的預查和2016年的普查，并最終圈定了礦體[1-2]。礦石類型主要為石英脈型，金的平均品位為6.79×10-6，最高品位為19.73×10-6。雖然礦床金的品位較高，然而自開始發(fā)現到普查結束，除在地表水系自然重砂樣中見砂金顆粒外，在手標本和礦石加工尾樣淘洗物中均未見明金，光薄片下也未見自然金。那么，高含量且具有一定規(guī)模的金在大丘田金礦床中的分布特征和賦存形式亟待查明。為此，本文在詳實的礦相學基礎上，配套開展了電子顯微鏡背散射觀察(BSE)、能譜分析(EDS)和電子探針(EPMA)測試，綜合研究了大丘田金礦床中金的分布特征和賦存狀態(tài)，為該礦床的成因研究和下一步找礦勘查方向提供一定的理論依據。

1 礦區(qū)地質概況

大丘田金礦處于江南地塊(古陸)東段障公山地體核部，其地理位置位于安徽省南部休寧縣境內，毗鄰江西，其南西245°方向約38 km處即為江西省浮梁縣大背塢金礦[3]。礦體主要產于中元古界溪口巖群木坑巖組(Pt2m)中的一條斷裂帶中。木坑巖組巖性主要為砂質、粉砂質千枚巖和絹云粉砂質千枚巖夾玄武巖(細碧巖)、含炭板巖，屬一套陸緣細碎屑成分為主夾少量海底火山噴發(fā)熔巖碎屑成分的淺變質海相復理石巖石體系，其受構造作用原生沉積組構大部或全部被置換。斷裂帶(F1)呈NEE走向，長度大于2200 m，帶寬20～50 m(圖1)，傾向SE，傾角≥70°至近直立(圖2)，具有韌性剪切構造特征，為金礦控礦構造帶[4]。

圖1 大丘田礦區(qū)地質簡圖

圖2 大丘田礦區(qū)2線勘探剖面圖

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

礦體主要賦存在構造帶的北東段及其旁側，初步圈出工業(yè)礦體3個(Au2-5、Au4-1、Au6-2)、低品位礦體2個(Au1、Au13)，以及10余個礦化體。主要礦體呈透鏡狀、扁豆狀，走向延長80～180 m，傾向延深40～80 m，厚1.05～3.12 m，賦礦巖石及頂底板圍巖為碎裂糜棱巖化絹云石英巖(脈)。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石類型及其礦物組成

大丘田金礦床的礦石類型主要為(金-黃鐵礦-毒砂)石英巖(脈)。主要金屬礦物為毒砂和黃鐵礦，微量方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、銅藍、磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦，可見自然金；非金屬礦物主要有石英、絹云母、白云母、黑云母、斜長石、正長石、微斜長石、輝石、方解石、綠泥石、蠕綠泥石、纖閃石，其次有磷灰石、綠簾石、黝簾石、蛋白石、玉髓、水云母和高嶺石等。

毒砂 主要呈自形-半自形柱粒狀，斷面呈菱形，反射光下顯微帶黃色的亮白色，粒徑0.2～0.5 mm為主，強非均質性(淡藍綠色/淡玫瑰色)，碎裂浸染狀分布或短脈狀分布(圖3a、3b)。

圖3 大丘田金礦礦石礦物顯微照片

黃鐵礦 可劃分為兩個期次，分別形成于區(qū)域變質期和石英-金礦化期。區(qū)域變質階段的黃鐵礦呈自形—半自形粒狀，顯黃白色至淺黃白色，粒徑0.02～0.05 mm，少量粗粒徑者可達1～2 mm，粗粒狀者碎裂結構發(fā)育，沿裂紋有褐鐵礦呈網紋狀交代；石英-金礦化階段黃鐵礦呈自形、半自形、他形粒狀，粒徑0.05～0.20 mm，顯黃白色，呈脈狀、斑點浸染狀、稀疏浸染狀分布，與黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦共生，可見穿插、包裹碎裂毒砂以及被赤鐵礦交代，部分可見碎裂結構，裂紋內有黃銅礦、方鉛礦交代充填，或自然金呈裂隙金、包體金分布(圖3a、3c、3d、3f、3g、3h)。礦體及其周邊所見基本為石英-金礦化期黃鐵礦。

方鉛礦 主要呈他形粒狀，粒徑0.1～0.2 mm，顯亮白色，可見形成三角形凹坑，磨痕呈褶邊狀、他形粒狀，分布于脈石礦物的顆粒間隙(圖3d、3e)。

閃鋅礦 主要呈他形粒狀，粒徑0.1～0.2 mm，透射光下顯深褐色、黃褐色，半透明反射光下呈帶褐色帶灰白色，偶見乳濁狀黃銅礦包體，形成乳濁狀結構，黃銅礦其粒徑遠遠小于0.01 mm(圖3f)。

黃銅礦 黃銅礦主要呈他形粒狀，反射光下呈銅黃色，易磨光，粒徑以0.01～0.15 mm為主，多見黃銅礦外緣形成一斑銅礦圈層，少見黃銅礦呈乳濁狀分布于閃鋅礦內(圖3g、3h)。

石英 可劃分為三個期次，區(qū)域變質期、石英-金礦化期、石英-碳酸鹽化期。區(qū)域變質作用階段的石英分布于各種千枚巖、砂質板巖中，包括變余砂屑石英及變質作用過程中形成的脈狀石英，前者呈變余砂屑結構，后者呈微晶—隱晶質變晶結構。石英-金礦化階段石英呈不規(guī)則脈狀、透鏡狀、似層狀、皺紋狀分布(圖4)，鏡下石英顆粒?？梢姴钕?，有的發(fā)育變形紋，或拉長呈絲帶狀。依次經歷充填和糜棱巖化階段，與毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、綠泥石、絹云母等礦物共生。在構造帶內及近側的早期石英發(fā)生了變形變質，壓扁、拉長、細粒化、重結晶等，原礦物印跡已經消失。石英-碳酸鹽化階段石英多呈較規(guī)則的脈狀或與方解石呈復合脈狀切割前期的石英脈、構造條紋條帶，且質地干凈少裂紋。

2.2.2 礦石結構構造

礦石具碎裂結構、粒狀片狀變晶結構、蠕蟲狀變晶結構、交代溶蝕(殘余)結構、乳濁狀結構， 礦石構造為條帶狀構造、細脈狀構造、稀疏浸染狀構造等(圖4)。

圖4 大丘田金礦床礦石手標本特征

3 金的賦存狀態(tài)研究

3.1 樣品采集與分析方法

本次研究主要針對礦區(qū)圈出的3個工業(yè)礦體(Au2-5、Au4-1、Au6-2)，選擇在2號勘探線的TC07-2探槽和ZK201、ZK202鉆孔中采集礦石樣品(圖2)，化學分析獲得這些礦石樣品的金含量為(2.21～8.32)×10-6，選擇高含量金礦石樣品磨制探針片(20片)。先在光學顯微鏡下觀察，識別出毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦及初步確定的金礦物(圖3)，再從中優(yōu)選出4塊具有代表性的片子做進一步的電子探針分析(EPMA)和能譜分析(BSE)，研究金的賦存狀態(tài)。

礦相分析所用顯微鏡型號為Nikon ECLIPSE Ci-POL偏光顯微鏡。EPMA型號為JEOL JXA-8230，測試Au的加速電壓為20 kV，測試硫化物的加速電壓為15 kV，束斑尺寸3～5 μm，Au元素的檢出限為779×10-6；能譜儀型號為伽ford Sl-XMX1033，工作電壓15 kV，分辨率5.9 keV。

3.2 分析結果

3.1.1 金礦物

電子探針光束掃描照射下，當金的粒度達到或大于電子探針微束的分辨率時，可以直接看到金的高亮點，成為識別自然金的重要依據[5]，同時借助能譜分析進一步識別。

4塊探針片中僅有兩片可見金礦物，其中一片(圖5a、5b)見金約8顆，金礦物呈粒度5～26 μm大小不等的他形顆粒，具團粒狀、多邊形狀、雞骨狀等不規(guī)則形狀，或包于黃鐵礦、毒砂礦物中，或分布于黃鐵礦、毒砂礦物粒間；另一片(圖5c、5d)則局部見金密集、難計其數，金礦物呈粒度2～37 μm大小不等的他形顆粒，具團粒狀、多邊形狀、雞骨狀、枝杈狀等不規(guī)則形狀，在黃鐵礦中呈包體或沿裂隙分布，同時有少量方鉛礦相伴產出。

圖5 金礦物、金屬硫化物嵌布BSE圖像

由于金礦物顆粒較為細小，在光學顯微鏡下難以區(qū)分是自然金還是銀金礦，因此挑選了9顆粒度校大的金礦物(裂隙金5個、包體金3個、粒間金1個)開展了電子探針 EPMA 定量分析(表1)。

表1 金礦物電子探針分析結果

3.1.2 金屬硫化物

金屬硫化物常見礦物為黃鐵礦，毒砂、方鉛礦、黃銅礦次之，閃鋅礦則偶見。4塊探針片中見有黃鐵礦分布者4片，見有毒砂分布者1片，黃銅礦1片，方鉛礦2片，未見閃鋅礦。

在電子探針光束掃描電鏡下，自然金(銀金礦)與方鉛礦均呈亮白色，兩者并無明顯區(qū)別，其他如黃鐵礦呈灰色，毒砂呈灰白色，黃銅礦呈淺灰色，較易區(qū)分(圖5)。圖5a中自形立方體黃鐵礦包裹毒砂，黃鐵礦、毒砂中均包裹自然金；圖5f中的淺灰色黃銅礦外圈有一更亮的圈層，能譜分析顯示Cu含量明顯比S、Fe高，初步鑒定為銅藍，光學顯微鏡下顯示為墨藍色。

為了解金屬硫化物是否為載金礦物，對黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、黃銅礦以及銅藍開展了電子探針 EPMA 定量分析(表2)。

表2 金屬硫化物電子探針分析結果

4 討論

本次研究發(fā)現，大丘田金礦床礦石中“可見金”呈粒度2～37 μm大小不等的他形團粒狀、多邊形狀、骨頭狀、枝杈狀等不規(guī)則形狀，或沿黃鐵礦、毒砂礦物裂隙分布，或在黃鐵礦、毒砂中呈包體分布，或分布于黃鐵礦、毒砂礦物粒間。經粗略統計，20～50 μm的顯微中粒金8顆，5～20 μm的顯微細粒金11顆，其余多為小于5 μm、大于2 μm的顯微微粒金，多于100顆(未準確計數)，未見顯微粗粒金(50～100 μm)及顆粒金(大于0.1 mm)。以包體金數量最多，但粒度小，其次是裂隙金，粒間金最少。

金礦物電子探針分析結果顯示，少部分(2顆)為銀金礦，大多數(7顆)為自然金。銀金礦中w(Ag)=20.84%～22.39%，w(Au)=65.67%～72.68%，平均銀金比約為24∶76。自然金的銀金比約為7∶93，其w(Ag)5.25%～8.51%，w(Au)=91.19%～93.21%，自然金成色[6]為915～949。自然金或銀金礦中含有少量As、S、Fe，以及微量的Ga、Co、Cu、Zn等。

本次研究，20塊探針片中僅有2塊發(fā)現了自然金，見金率僅有10%，自然金的分布少且極不均勻。

金屬硫化物電子探針分析結果顯示，黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、黃銅礦、銅藍均不同程度含有Au、Ag，方鉛礦中的w(Au)最高(0.67%)，毒砂(0.28%)、黃銅礦(0.23%)及黃鐵礦(0.17%)中的次之。雖然這些硫化物都是載金礦物，但其金礦物由于粒度更細(小于2 μm)，不能在檢測樣品的BSE圖像中顯示為“亮點”，所以這部分金稱為超顯微微粒金或不可見金。

金屬硫化物為載金礦物，但礦石中金屬硫化物的含量總體偏少，主要是黃鐵礦、毒砂，一般含量為0.2%～1.0%，局部可達到3%。若以礦石中金屬硫化物含量占0.2%，并以黃鐵礦平均含Au 0.10%、毒砂平均含Au 0.15%估算，則其相應礦石含金品位(2.0～3.0)×10-6。據此推算，礦石中“不可見金”應該有較大的占比。

此外，黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、黃銅礦的主成分Fe、S、As、Pb、Cu含量均與其理論值接近，唯有銅藍具有較大的差異，其Cu的質量分數偏高，與銅藍接近，而S比銅藍低，且有少量的Fe，可能是交代黃銅礦不均勻而致殘余。

江西浮梁大背塢金礦礦石中Au元素幾乎全部以自然金形式存在，以分布于石英、黃鐵礦、毒砂、鐵鎂碳酸鹽礦物、方鉛礦等礦物的微裂隙中的裂隙金最多，占68.06%，并以大于0.076 mm的中粗粒金、粗粒金及巨粒金為主，最大粒徑達3.5 mm，占自然金總礦物量的75. 25%，肉眼可見的明金較多，自然金成色超過980[7]。安徽五城天井山金礦也是韌性剪切構造控制的金礦床，礦石中金主要集中分布于石英脈和金屬硫化物的裂隙中，以自然金為主，偶見銀金礦，金粒度一般為0.1～1.0 mm，自然金成色超過945[8]。相比大背塢金礦、天井山金礦，大丘田金礦的規(guī)模還很小，控礦構造的規(guī)模、構造作用的期次、各期次構造作用的強度等方面均有所不及，這可能反映在金的賦存狀態(tài)的差異，前者由于脆-韌性剪切作用非常強烈，成礦作用進行得徹底、完全，有利于金的重新活化、重新沉淀、持續(xù)聚集[9]，金主要以“可見金”甚至“明金”的形式分布，而后者由于剪切作用偏弱，成礦作用進行得不充分，則以部分“可見金”、部分“不可見金”的形式分布，且可見金的粒度明顯較小。

5 結論

大丘田金礦床金的賦存狀態(tài)為“可見金”和“不可見金”兩種形式。

“可見金”指以粒度大于2 μm，主要為5～37 μm的顯微中細粒的自然金或銀金礦。自然金或銀金礦呈團粒狀、多邊形狀、骨頭狀、枝杈狀等不規(guī)則形狀，極不均勻分布于黃鐵礦、毒砂等礦物粒間、裂隙中，或呈包體被包裹，以裂隙金為主。自然金中w(Au)為91.19%～93.21%，w(Ag)為5.25%～8.51%，自然金成色為915～949。

“不可見金”指分布于黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、黃銅礦等金屬硫化物中且粒度小于2 μm的超顯微微粒金礦物。從礦石的高Au含量化學分析結果、金屬硫化物的高Au含量分析數據、自然金的稀見實際情況分析，大丘田金礦“不可見金”可能占有較大的比重。