矿体中矿物的组成特征

如题所述

第1个回答  2020-01-19

对萨瓦亚尔顿矿床中展布的金矿体,几年来作者进行了详尽的鉴定和分析工作。迄今已准确认定的金属矿物,计有多阶段或多世代的黄铁矿、多阶段的毒砂、砷黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉锑矿、脆硫锑铅矿,黝铜矿、银黝铜矿、辉铁锑矿、自然铋、辉铋矿、硫铋铅矿、方钴矿、锡石、胶黄铁矿、白铁矿、自然铅(?)、银金矿、自然金等原生金属矿物。次生氧化矿物有针铁矿、纤铁矿、纤铁矾、赤铁矿、孔雀石、蓝铜矿、自然硫、粘土矿物,铅矾、白铅矿等。与金属矿物伴生的非金属矿物主要为石英(多世代)、方解石(多世代)、菱铁矿,其次为绢云母、白云母、斜长石等。

兹将矿石中主要矿物的特征列述于后。

1.银金矿

银金矿是矿床中最主要的独立金矿物,与黄铁矿、毒砂和黄铜矿紧密共生,尤其与黄铜矿的关系最为密切。在反光显微镜下,可见到银金矿与黄铜矿和石英共同组成的细脉和网脉,穿切于毒砂和黄铁矿集合体中,如图版Ⅱ-4所示。偶尔也见银金矿单独成微细脉产出者。

银金矿多在块状硫化物矿石和条带状(毒砂与黄铁矿)矿石中出现,其余矿石类型中少见。银金矿的粒度很小,一般粒径30~50μm,最大者10μm×100μm,最小者仅10μm,肉眼难以辨认。

为准确认定银金矿,我们进行了单矿物电子探针分析,分析结果列于表5.1中。由表5.1不难看出,矿物中Ag含量很高,且含有不少其他杂质元素,其中普遍含Fe、Cu,其次有Bi、As、Te、Cr、Sb、Se等。银金矿的电子探针分析的谱线(奥地利因斯布鲁克大学电子探针分析室),如图5.1所示。

2.毒砂

毒砂是矿石中最常见的金属矿物之一,不过在不同的矿体中出现的几率差别很大。在Ⅱ号矿化破碎带内的金矿体中,此矿物极为多见,并与黄铁矿成条带状集合体相间产出,构成条带状构造矿石(图版Ⅱ-5)。此类矿石,不仅毒砂数量多,且伴生有种类繁多的其他金属矿物,独立金矿物也多见其中。

表5.1 银金矿电子探针分析数据(wB/%)

测试者:(1)国土资源部矿产综合利用研究所电子探针分析室(1995);

(2)中国科学院贵阳地球化学研究所电子探针实验室(1996,1999);

(3)奥地利因斯布鲁克大学矿物岩石研究所电子探针分析室(1998)

图5.1 银金矿电子探针能谱图

毒砂不仅在矿石中产出,也见于蚀变的砂岩和千枚岩(板岩)中。毒砂的形态呈粒状和针状(柱状),粒状者多在块状矿石中出现,而针状毒砂则多见于浸染状矿石和蚀变围岩中。

毒砂颗粒远较银金矿为大。粒状者最大粒径可达3mm左右,一般1~2mm大小;针状毒砂长者可达1cm,但直径仅1mm左右。偶尔也见呈板状产出者。根据毒砂的产出特征,有粗粒毒砂和细粒毒砂之分,它们是不同世代的产物。粗粒毒砂多碎裂,裂纹发育,在反光显微镜下其碎裂特征尤其清晰,一些金属矿物(包括银金矿)呈细网脉充填其间。就空间关系而言,毒砂与银金矿之间存在密切的依存关系。

为了解毒砂矿物自身的化学成分及含金特征,我们对此矿物进行了相当数量的电子探针分析,获得了一批化学成分数据,列于表5.2中。

表5.2 毒砂的电子探针分析数据(wB/%)

分析者:(1)中国科学院(贵阳)地球化学研究所电子探针实验室,1995;

(2)奥地利因斯布鲁克大学矿物岩石研究所电子探针实验室,1998

从表5.2中可见,毒砂矿物中普遍含有杂质元素。虽然不同测试单位检出的微量元素不同(可能与仪器和标样等有关),但杂质含量很高却是不争的事实。值得指出的是,毒砂矿物中,有些含金,有些却不含金。将其与显微镜鉴定结果对照分析后发现,含金的毒砂多为细粒状的毒砂,而不含金的毒砂则多为粗粒毒砂。显然细粒毒砂是矿床中重要的载金矿物之一。

兹随机选择一件毒砂矿物的电子探针分析谱线,示于图5.2中。

3.黄铁矿

此矿物是矿石中的遍在矿物。就总体而言,成矿早阶段和成矿晚阶段产出的黄铁矿相对较少。成矿主阶段则大量淀出,成为矿石中的最主要组成矿物。

黄铁矿单晶大小差别悬殊。小者甚至小于1mm,大者达厘米级。就目前所见,在晚阶段石英-菱铁矿脉体中黄铁矿颗粒最大,且晶形多呈半自形或自形,较早阶段形成的黄铁矿,碎裂现象普遍,甚至可见粉碎性者。在反光显微镜下,偶而可见受压的黄铁矿粉末漂移母体外流(受后期矿液迁移)的现象。某些黄铁矿晶体切面中,可见到清晰不过的环带构造,环带中可见有被包裹其中的透明微细矿物。这显然是黄铁矿在结晶生长过程中,把溶液中早结晶矿物捕虏进去的结果。另一些黄铁矿则显现胶状构造特征。由上所表述的黄铁矿的特征,可反映出在成矿过程中矿液活动出现的很不相同的物理化学条件。

图5.2 毒砂矿物的电子探针分析谱线图

表5.3为各种黄铁矿的电子探针分析数据,图5.3为黄铁矿的电子探针谱线图。

表5.3 萨瓦亚尔顿金矿床黄铁矿电子探针数据(wB/%)

分析者:(1)中国科学院(贵阳)地球化学研究所电子探针分析室,1999,1997;

(2)奥地利因斯布鲁克大学矿物岩石研究所电子探针实验室,1998

由表5.3中不难看出,黄铁矿的含金性虽然不同单位检测结果有所不同,但总体来看,黄铁矿矿物中金的含量不高。一般认为,粗粒黄铁矿不含金或少含金,细粒黄铁矿多富金。本区内无论粗粒黄铁矿抑或细粒的黄铁矿,含金性均差(细粒黄铁矿略含金),这显然与传统认识相悖。但组分分析结果与野外地质现象是一致的,即在一些矿化破碎带中黄铁矿密集产出,甚至构成块状构造者,多认为应富金,但经分析却显示金含量很低,一般均达不到金的边界品位,如0号带中,黄铁矿矿石品质极佳,然金含量多在0.1×10-6~0.5×10-6左右。相反,一些未见大量黄铁矿的矿化破碎带中,却能无困难地圈定出金矿体来,如Ⅳ号带是也。

由上看来,萨瓦亚尔顿金矿中黄铁矿不是载金矿物,至少粗粒黄铁矿不是载金矿物,因而其产出的多寡,不能做为金的找矿标志。

图5.3 黄铁矿电子探针谱线图

4.黄铜矿

黄铜矿在矿石中含量不高,甚至有些矿石中无法用肉眼加以辨认,然而此矿物却是成矿中非常重要的金属矿物之一。显微镜下观察和化学分析结果一致表明,黄铜矿与银金矿和自然金紧密共生,两者常在同一细脉中产出。含银金矿和黄铜矿的石英细(网)脉,多沿毒砂和黄铁矿的晶隙和裂隙处充填。黄铜矿在石英细脉中分布不均匀。凡黄铜矿密集部位一般均可见到银金矿和自然金。现将对黄铜矿电子探针分析结果列于表5.4中。电子探针测量谱线见图5.4所示。

与黄铜矿共生的还有脆硫锑铅矿、磁黄铁矿、黝铜矿等。鉴于黄铜矿与银金矿等金矿物紧密共生,且黄铜矿自身含金,因而就萨瓦亚尔顿金矿床而言,黄铜矿可以作为评价金富集地段的重要标志之一。

5.脆硫锑铅矿

此矿物也是矿石中最常见矿物之一。此矿物最早发现于Ⅱ号矿化破碎带中。在追索Ⅱ号矿化破碎带金矿体延伸展布情况时,于破碎带的西南端发现一条长十余米、宽3~15cm不甚稳定的锑矿脉,脉体中99%由锑矿物组成,野外初步定为辉锑矿。经室内反光显微镜鉴定以及电子探针成分分析和X射线粉晶分析结果表明,主要锑矿物为脆硫锑铅矿,辉锑矿少量。通过几年来的工作,陆续在其他矿化带和矿体中也发现了锑矿物,其中也有辉锑矿产出,但主要仍为脆硫锑铅矿。一些地段如Ⅳ号矿化带由于锑矿物相对富集,甚至可以圈定出独立的锑矿体,品位最高者含Sb达7.9%。

图5.4 黄铜矿电子探针分析谱线图

表5.4 黄铜矿电子探针分析结果(wB/%)

分析者:(1)中国科学院贵阳地球化学研究所电子探针分析室,1999;

(2)国土资源部成都矿产综合利用研究所电子探针室,1996;

(3)奥地利因斯布鲁克大学矿物岩石研究所电子探针实验室,1998

脆硫锑铅矿和辉锑矿多呈板状或针状集合体产出,脉体内仅见极微量的石英和痕量的黄铜矿。

兹列出脆硫锑铅矿的电子探针分析数据(表5.5)和X射线粉晶分析数据(表5.6),脆硫锑铅矿的电子探针分析谱线也同时列出(图5.5)。以脆硫锑铅矿为主组成的锑矿脉在矿床中与金矿体相伴产出,这种现象在一般金矿床中较为罕见。

6.自然铋

此矿物多见于Ⅱ号矿化破碎带内的诸矿体中。自然铋粒度小,肉眼一般无法辨认,粒径多为数十微米,须依靠反光显微镜的观察与鉴定,目前见到的最大自然铋粒径为100μm。此矿物多呈粒状赋存在石英集合体的缝隙中,分布很不均匀,有时在显微镜下一个视域内即可见到10余粒自然铋,而另一些矿石中却完全见不到此矿物。自然铋在反射光下的反射率与银金矿的反射率相差无几,两者的反射色也颇相类同,故两者常易混淆。但自然铋并不与黄铜矿共生,也不分布于毒砂与黄铁矿中,而常与磁黄铁矿、硫铋铅矿等共生。

表5.5 脆硫锑铅矿电子探针分析数据(wB/%)

分析者:(1)奥地利因斯布鲁克大学电子探针实验室,1998;

(2)中国科学院贵阳地球化学研究所电子探针室,1999

图5.5 脆硫锑铅矿电子探针谱线图

兹将自然铋的电子探针分析结果,列于表5.7中。

7.辉锑矿

此矿物是矿石中重要金属矿物之一,分布普遍,在大多数矿化破碎带和金矿体内均可不同程度见到,但量不大。辉锑矿呈板状、针状产出,长度最大不过1cm,一般在毫米级内。辉锑矿经常与脆硫锑铅矿共生,分布不均匀,在一些地段仅呈星散状产出;而在另一些矿段则可见其呈细脉状或团块状产出,如在Ⅵ号矿化破碎带的CM-27平硐内,普遍出现锑矿细脉和锑矿团块,按Sb的含量可独立地圈定出锑矿体。

辉锑矿的广泛分布是矿床的一大特征,但辉锑矿的含量与金含量之间,似乎并不存在相关关系。辉锑矿与脆硫锑铅矿密切共生,肉眼一般难以将两者加以区分,需依靠反光显微镜下的鉴定。辉锑矿的电子探针分析结果,列于表5.8中。电子探针分析谱线图示于图5.6中。辉锑矿虽常与银金矿伴生,但自身并非重要的载金矿物。

表5.6 脆硫锑铅矿X射线粉晶分析结果

分析者:成都理工学院X荧光分析实验室,1996

表5.7 自然铋的电子探针分析数据(wB/%)

测定者:(1)国土资源部成都矿产综合利用研究所,1996;

(2)中国科学院贵阳地球化学研究所,1997,1999

表5.8 辉锑矿的电子探针分析数据(wB/%)

图5.6 辉锑矿电子探针谱线图

8.磁黄铁矿

磁黄铁矿在矿区内分布较广,但不均匀。1998年,我们首次在Ⅵ号矿化破碎带内的金矿体中发现了大量的磁黄铁矿,与毒砂、黄铁矿、黄铜矿呈条带状相间产出,这些矿物的结晶顺序也因其在脉体中的展布显得十分清晰。图版Ⅱ-5示发现于Ⅵ号矿化破碎带中的一条完整的金属矿脉。脉内金属集合体呈对称状产出。靠近脉壁者为黄铁矿(含毒砂)条带,向内为磁黄铁矿条带(含黄铁矿),脉中央主要为石英-黄铜矿(含黄铁矿、磁黄铁矿)集合体,构成了一条难得一见的条带状构造金属矿脉,而在其他矿化破碎带中,磁黄铁矿仅见其呈星散状分布。磁黄铁矿的电子探针分析结果列于表5.9中。电子探针分析谱线示于图5.7中。由表5.9和图5.7中可知,磁黄铁矿中普遍含As并较多地含Cu和Co。磁黄铁矿中却几乎不含Au和Ag,因而不构成载金矿物,至少不是重要的载金矿物。

表5.9 磁黄铁矿的电子探针分析数据(wB/%)

分析者:(1)中国科学院贵阳地球化学研究所,1999;

(2)奥地利因斯布鲁克大学电子探针实验室,1998

9.方铅矿

方铅矿在矿石中分布不均匀。就总体而言其数量也偏少,但在局部地段的矿石中可见到方铅矿呈斑点状、团块状和细网脉状产出。方铅矿粒细,常与黄铁矿、白铁矿和胶黄铁矿等矿物连生。对方铅矿进行的电子探针分析表明,一般不含金(个别除外),但普遍含Ag和Bi,少量矿物中还含Cu。方铅矿中含Bi是物质组分中表现出的一大特色,Bi含量最高达8.607%。方铅矿的电子探针分析结果见表5.10所示。

图5.7 磁黄铁矿的电子探针谱线图

表5.10 方铅矿的电子探针分析数据(wB/%)

分析者:(1)国土资源部成都矿产综合利用研究所,1996;

(2)中国科学院贵阳地球化学研究所,1997,1999

10.锡石

此矿物虽量微,但在不同的矿化破碎带内均有发现。锡石粒径多在40~80μm左右,仅能在显微镜下观察到。晶形一般呈较规则的板状。锡石多星散地见于粗粒黄铁矿集合体中。经电子探针分析,其主要化学成分列于表5.11中。从表5.11可知,锡石中含有一定量的SiO2以及Na20、K20、AI2O3、MgO、TiO2、FeO等氧化物成分。在微量金属方面含有Hg、Tl、Cu、Ni、Co、Bi等(表5.12)。

表5.11 锡石的电子探针分析数据(wB/%)

分析者:中国科学院贵阳地球化学研究所,1999

表5.12 锡石中的微量元素含量(电子探针分析,wB/%)

11.辉铋矿

此矿物与自然铋、黄铜矿、辉锑矿、脆硫锑铅矿等共生,肉眼难以识别,需要显微镜下观察和鉴定,一般极易与辉锑矿相混淆。经电子探针分析结果表明,矿物中普遍含有Pb、Sb、Cu等杂质,见表5.13所示。

表5.13 辉铋矿电子探针分析数据(wB/%)

12.银黝铜矿、硫铋铅矿、辉铁锑矿

在矿石中均少见,痕量粒状,粒径极小,三者通常共生,赋存于毒砂与石英集合体中。银黝铜矿和辉铁锑矿多与毒砂连生,而硫铋铅矿则多与自然铋共存。上述矿物肉眼不可辨认,即使在反光显微镜下也有相当的难度。上述三种少见矿物的电子探针数据,列于表5.14,表5.15和表5.16中。

表5.14 银黝铜矿电子探针分析数据(wB/%)

分析者:(1)中国科学院贵阳地球化学研究所,1999;

(2)国土资源部矿产综合利用研究所电子探针室,1996

表5.15 辉铁锑矿电子探针分析数据(wB/%)

分析者:(1)中国科学院贵阳地球化学研究所,1999;

(2)国土资源部矿产综合利用研究所电子探针室,1996

表5.16 硫铋铅矿电子探针分析数据(wB/%)

一般来说,矿床中黝铜矿类矿物以银黝铜矿形式产出并不出人意料,因为矿床中矿石普遍富银,且独立金矿物也以银金矿为主。因此,萨瓦亚尔顿金矿床富Ag成为一大特征。如前所述,本区矿石中含Sb丰富,因而除形成辉锑矿、脆硫锑铅矿等主要锑矿物外,也形成一些少见的含锑矿物,辉铁锑矿即是此类锑矿物之一。至于硫铋铅矿,按一些学者的意见(如P.Ramdohr),此种矿物在较低温条件下是不稳定的,它将迅速分解为铅硫化物和铋硫化物。萨瓦亚尔顿金矿形成温度不高(详见后文),但此矿物依然出现在矿石中,则是不寻常的。

13.自然砷

自然砷在矿区中经常与毒砂共生,在与针状毒砂共生时极难识别。在反光显微镜下,自然砷的反射率大,反射色几乎呈白色等特征,可与毒砂加以区别。自然砷的电子探针分析数据列于表5.17中。由表5.17可见,自然砷含微量Au和Ag,以及痕量的Sb、As、S等。因而自然砷也可视为一种载金矿物,不过此矿物量过少,其意义可忽略。

表5.17 自然砷的电子探针分析数据(wB/%)

14.自然金

自然金是矿石中另一独立金矿物。自然金与银金矿、黄铜矿等共生,但其数量少。在反光显微镜下因其反射色较银金矿更艳,因而不难加以识别。在人工重砂中普遍发现自然金粒,粒径在数10-1毫米至数毫米之间。

15.自然铅

此矿物极细,被包裹于黄铁矿晶体中。反光显微镜下其反射率极高,泛亮白色,经电子探针分析,其成分如表5.18所示,电子探针分析谱线,示于图5.8中。可否定为自然铅,值得进一步研究。

表5.18 自然铅的电子探针分析数据(wB/%)

图5.8 自然铅电子探针谱线

16.方钴矿

在毒砂晶体中偶见方钴矿的微粒,方钴矿粒经10~30μm,呈半自形或其他形粒状产出。鉴于其粒细量少,一般多被忽略。在反光显微镜下根据其略带粉红的亮白色和均质性,可以加以识别。

矿石中除以上重要金属矿物外,尚有砷黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿、闪锌矿以及次生矿物孔雀石、蓝铜矿、纤铁矿、针铁矿、纤铁矾、硫磺等,限于篇幅不予赘述。

与金属矿物共生的非金属矿物主要为石英、菱铁矿和方解石。这些非金属矿物通常以脉状、网脉状集合体大量、广泛地产出。实际上,这些脉体可视为金属矿物的载体,因而其重要的成矿意义是显而易见的。

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