金属矿物特征

如题所述

(一)主要硫化物

1.闪锌矿

闪锌矿为矿石中主要工业矿物,是锌的存在形式及银的主要载体矿物。含Ag0~6200.0×10-6、平均1153.06×10-6;含Cd0.325%~0.454%,平均0.368%。他形粒状,以单矿物或集合体及复矿物形式存在,呈脉状、星点状、斑点状、团块状分布于矿石中。粒径以中细粒为主。闪锌矿部分与连生矿物呈规则毗连嵌镶,部分与连生矿物呈不规则的毗连和交代穿插、包裹、嵌镶,闪锌矿内常嵌布有方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、黄铜矿、银矿物等,或呈交代残留于方铅矿等交代矿物之中。

冷水坑矿田的闪锌矿形成温度区间较宽,可分为高温、中温、低温三组。高温闪锌矿形成温度300~343℃,见于闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿组合或闪锌矿-黄铜矿-黄铁矿组合中。中温闪锌矿形成温度200~300℃,仅在含矿斑岩体近根部带局部可见,中温闪锌矿一般在黄铁矿主要结晶之后晶出,见于闪锌矿-方铅矿-黄铁矿组合中,常交代早期的黄铁矿。低温闪锌矿形成温度180~200℃,见于闪锌矿-方铅矿-螺状硫银矿组合中,主要分布在含矿斑岩近前缘带及外带火山岩中。由于形成的温度不同,闪锌矿的含Fe量、Zn/Cd值和Ga/In值有较大的差别:高温闪锌矿含Fe10%~20%,Zn/Cd>600,Ga/In0.01~0.05,中温闪锌矿的则分别为3%~10%,600~100,0.1~5,低温闪锌矿分别为1%~3%,<100,1~100。冷水坑矿田闪锌矿含Fe以3%~10%居多,平均7.48%(表4-5),Zn/Cd145~171,Ga/In0.04~0.10,说明矿田闪锌矿大部分是在中温条件下形成的。而在鲍家矿区ZK10011孔905m(-715m标高)的闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿组合中见到的闪锌矿,含Fe达27.72%,Zn/Cd为3993,属黑闪锌矿,说明它是在高温条件下FeS与ZnS充分混溶的产物。

2.方铅矿

为矿石中主要工业矿物,是银的主要载体矿物,含Ag2.15×10-6~4901.8×10-6,平均1254.60×10-6。多呈他形粒状,少数为自形粒状。大部分为不规则细粒集合体或他形粒状,呈星点状、斑点状分布在非金属矿物基质内。粒径大小悬殊,大者可达5.6mm,一般以中细粒为主。与脉石矿物的接触界面多为参差不齐,属不规则毗连嵌镶;与闪锌矿、黄铁矿为穿插包裹关系,如在方铅矿中有闪锌矿、黄铁矿的交代残留体,以及在闪锌矿、黄铁矿中穿插有分布不规则的方铅矿;与银矿物多为包裹嵌镶。方铅矿平均含Pb82.44%,S13.69%,方铅矿中含有微量的Zn,Fe,Sb,Cd,Ag,In,Cu,Sn,As等杂质元素(见表4-5)。

方铅矿的形成温度区间较宽,高温的为300~340℃,中温的为200~300℃,低温的仅175℃。矿田以中高温方铅矿为主。

3.黄铁矿

为矿石中主要金属矿物,是银的主要载体矿物。含Ag0.7×10-6~1800×10-6,平均236.53×10-6(见表4-5)。多为半自形粒状,少数为自形或他形粒状。多以单一矿物呈细脉浸染状分布,少数以复矿物呈斑点状、团块状产出。粒径以中粒为主。与脉石矿物的接触面多较平整,属规则毗邻嵌镶。

表4-5 冷水坑矿田主要单矿物元素平均含量表

注:括号内为样品数;资料据江西省地勘局九一二大队。

矿田内的黄铁矿具有多期多阶段,大致分为三个阶段:

1)铜铁硫化物阶段:形成的黄铁矿以自形-半自形晶为主。分布较广,数量较多,呈星点浸染状、细脉浸染状产出。颗粒粗大者常见破碎现象,其间充填有闪锌矿、方铅矿、螺状硫银矿、自然银等矿物,其内还常见微量乳滴状-细粒状磁黄铁矿包裹体。此阶段形成的黄铁矿并有充填交代毒砂的现象。

2)铅锌硫化物阶段:黄铁矿晶出时间与闪锌矿晶出时间相近。黄铁矿多呈中细粒自形晶分布在闪锌矿内,或与磁黄铁矿、黄铜矿紧密共生,呈细脉浸染状、细脉状产出。仅有少部分黄铁矿被后期生成的方铅矿、螺状硫银矿、硫银锡矿所充填、溶蚀和交代。

3)银铅锌硫化物阶段:黄铁矿晶出的时间晚于闪锌矿、方铅矿,呈半自形-他形晶粒状或胶粒状等集合体沿矿石的裂隙充填。黄铁矿集合体的形态为针状、叶片状、放射状、发状等。

黄铁矿的形成温度可分为高温、中温两组。高温黄铁矿形成温度300~367℃,分布于赋矿岩体内带及近根部带。中温黄铁矿形成温度220~300℃。

4.黄铜矿

多见于铜矿石中,以浸染状产出为主。常见在闪锌矿中呈乳滴状、团粒状、浸染星散状的固溶体分离形式产出(图4-8b),或在黄铁矿裂隙中呈细脉状分布。另外在矿田中尚有极少量的方黄铜矿存在,说明在铜铁硫化物阶段铜矿化发生时的温度应当在300℃以上。

5.毒砂

为矿石中的有害杂质矿物。含As平均41.45%。呈自形-半自形粒状,多数以包裹体形式分布在脉石矿物内,少数以闪锌矿、黄铁矿、方铅矿中的包裹体形式产出。

6.磁黄铁矿

在矿石中含量极微,常呈包裹体分布于黄铁矿、闪锌矿等矿物中,部分在具出溶结构的闪锌矿中呈星点状或乳滴状产出。

(二)主要银金矿物

1.螺状硫银矿

是最主要的银矿物,占银矿物总量的73%~90%。含Ag86.19%,S13.34%,含微量Sb,Zn,Pb(见表4-5)。常呈他形粒状、片状、浸染状、乳滴状等,细至微细粒。生成时间晚于闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等矿物,常充填分布于这些矿物的粒间、晶体裂隙,并交代其薄弱部位,形成不同的形态和结构:在方铅矿中呈乳滴状、圆粒状的固溶分离体分布;与方铅矿呈连晶分布于闪锌矿粒间或裂隙之中;呈粒状、片状、短细脉状沿闪锌矿粒间裂隙、晶体边缘充填交代;呈树枝状、细脉状沿粗晶黄铁矿、毒砂裂隙充填分布;与闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、毒砂等矿物中的几种矿物呈细粒、微粒混晶连体;呈粒状、片状、不规则状分布于层控型铁锰矿石裂隙中。

2.自然银

为矿石中的主要银矿物,占银矿物总量的10%~25%。含Ag98.99%,含微量Cu,Sn(见表4-5)。常呈他形粒状、片状、不规则状,细-微细粒。主要嵌布于石英和碳酸盐矿物中,其次以包裹体嵌布于闪锌矿、方铅矿等硫化矿物中。

图4-8 冷水坑矿田矿化分带略图

1—上侏罗统鹅湖岭组上段;2—上侏罗统打鼓顶组;3—下石炭统梓山组;4—上震旦统老虎塘组;5—花岗斑岩;6—断层及编号。(a)平面图;(b)剖面图

3.硫银锡矿

为矿石中较常见的银矿物,约占银矿物总量的5%~8%。电子探针分析含Ag70.80%,Sn10.28%,S17.28%(见表4-5)。细至微粒,呈乳滴状-固溶体嵌布于方铅矿中;或充填于闪锌矿、黄铁矿粒间、裂隙中;或与碳酸盐矿物、粘土矿物连在一起。

4.深红银矿

为矿石中较常见的银矿物,占银矿物总量的3%~6%。电子探针分析含Ag60.03%,Sb22.12%,S17.49%(见表4-5)。微粒为主。绝大部分呈乳滴状、蠕虫状包裹体嵌布于方铅矿中。

5.金银矿与银金矿

为金和银的固溶体,含Au20%~50%称为金银矿,含Au50%~80%称为银金矿。金银矿含Au20.80%~32.51%,Ag78.44%~67.11%;银金矿含Au72.86%,Ag26.95%。多分布于石英和碳酸盐矿物中,而在硫化矿物内相对减少。

6.自然金

自然金呈微细粒嵌布于石英颗粒间,仅偶尔见及。呈不规则片状、树枝状。电子探针分析,含Au90%~90.39%,Ag 9.3%~9.23%。

(三)铁锰矿物

1.铁锰碳酸盐矿物

产出形态有两种:呈块状、局部角砾状产出者,属早期火山喷气沉积产物,常被次火山期后热液期形成的硫化矿物充填交代;作为浸染状产出者,形成于次火山热液成矿中晚阶段,属蚀变产物,明显交代斑岩或火山碎屑岩中的长石斑晶或晶屑,并交代黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等矿物。主要矿物为:菱锰矿(MnO/(FeO+MnO)≥80%)、菱铁锰矿(50%~80%)、菱锰铁矿(20%~50%)、菱铁矿(小于20%)。矿田铁锰碳酸盐矿物以菱锰铁矿、菱铁锰矿为主,其次为菱铁矿、菱锰矿,化学成分见表4-6。铁锰碳酸盐矿物多为他形粒状或鲕状集合体(蚀变而成的不具鲕状结构),细至微粒状。靠近赋矿岩体局部处有重结晶现象,粒度加粗。菱形解理完全。颜色变化较大,随Fe和Mn 含量和氧化程度不同其颜色各异。具较强电磁性,是遭受次火山接触变质的结果。含Ag0.9×10-6~63.87×10-6,平均16.25×10-6。铁锰碳酸盐单矿物中含银量很低,说明铁锰矿石的高含银是与后期的热液叠加矿化有关。

表4-6 冷水坑矿田铁锰碳酸盐矿物化学成分 单位:%

注:括号内数字为样品数,资料据江西省地勘局九一二大队。

铁锰碳酸盐矿物的形成温度一般为270~320℃,少数大于320℃,是次火山高温变质影响所致。

2.磁铁矿

与铁锰碳酸盐矿物共生,常呈稀疏或稠密星散状、团块状分布于靠近赋矿斑岩体附近的铁锰碳酸盐型矿石中。为他形细粒状集合体、鲕状、骸晶状等。细至微粒状。具强磁性。平均含Ag42.90×10-6。磁铁矿散布于铁锰碳酸盐矿物之上,时呈共生接触关系,说明磁铁矿大部分晚于、部分同时与铁锰碳酸盐矿物一起形成。磁铁矿还常被闪锌矿、方铅矿、螺状硫银矿、自然银等充填交代。对一鲕状磁铁矿圆环的内核进行电子探针分析,含TFe58.40%,MnO0.25%,MgO0.19%,CaO0.67%,TiO20.05%,Al2O30.43%,表明磁铁矿圆环内核为铁锰碳酸盐矿物。同时,显微结构特征显示,磁铁矿呈微粒骸晶结构,在粗晶质碳酸盐矿物中呈稠密浸染分布,显示温度条件不充分的情况下铁锰碳酸盐型矿石热变质特征,而且,在空间上磁铁矿石的分布与菱铁锰矿石相邻并在靠近花岗斑岩的接触带出现,这些均表明磁铁矿是铁锰碳酸盐矿物经次火山接触变质改造的产物。

磁铁矿由于具骸晶状的特殊外形,其爆裂温度难以测定,仅有一个样品测温结果为312℃。

3.赤铁矿

少量分布于层控型铁锰矿石中,与磁铁矿等共生;主要分布于氧化矿石中,是在风化作用下形成,与针铁矿、硬锰矿、软锰矿共生。呈胶状、柱状、板状,有的呈放射状与针铁矿混溶连晶形成环带构造。

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