滇西南墨江金厂金镍矿床金、镍赋存状态及成矿过程探讨*

熊伊曲 杨立强 邵拥军 赵凯 李坡 卢宜冠 杜达洋

XIONG YiQu1，2，YANG LiQiang2＊＊，SHAO YongJun1，ZHAO Kai2，LI Po2，LU YiGuan2 and DU DaYang2

1. 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，长沙 410083

2. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083

1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring，Ministry of Education，Central South University，Changsha 410083，China

2. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China

2015-03-01 收稿，2015-06-11 改回.

1 引言

近年来，热液镍矿床因具有独特的地质年代和构造背景成为了矿床学研究的热点(González-álvarez et al.，2013b;Melekestseva et al.，2013;Loukola and Lahtinen，2013;Lisitsin et al.，2013)。然而，Ni 在成矿流体中的迁移及沉淀机制的研究仍然非常缺乏，热液型硫化镍矿床更是少有报道(González-álvarez et al.，2013b)。

金沙江-哀牢山成矿带已发现北衙斑岩型金多金属矿(和文言等，2012，2013)、马厂箐斑岩型铜钼金矿(孙诺等，2014)、老王寨造山型金矿(张闯等，2012;赵凯等，2013)、墨江金厂热液金镍矿、大坪造山型金矿(杨立强等，2011a)、长安类卡林型金矿(张静等，2010;Zhang et al.，2014)等一批大型-超大型金矿床，是我国最重要的喜马拉雅期金矿带(邓军等，2010a，b，2011，2012，2013;Deng et al.，2014a，b;Deng and Wang，2015;杨立强等，2010，2011b，2015;Wang et al.，2014a;刘江涛等，2013;孟健寅等，2013)，其中位于哀牢山金矿带中段的墨江金厂金镍矿是罕见的金镍共生矿床(蒋志，1984;李元，1992;Burnard et al.，1999)。三江哀牢山成矿带内分布有100多个超基性岩体，其中与墨江金镍矿关系密切的金厂超基性岩体是带内唯一伴生热液硫砷镍矿体的岩体，且矿床的载镍矿物为极其独特的砷硫化镍及硫化镍矿物(辉砷镍矿、锑硫镍矿和针镍矿)，这在国内外也是独特且罕见的。

墨江金厂金镍矿床的地质特征(蒋志，1984;李元，1992)、金银矿物学(江永宏和李胜荣，2011;江永宏，2013)、成矿流体(毕献武和胡瑞忠，1997;谢桂青等，2001)、矿床成因(张志兰等，1987;应汉龙等，2000)等方面受到学者的关注，但以往的工作侧重金的成矿研究，对于共生的镍矿涉及很少，部分研究表明墨江金厂矿床为热液改造型矿床(张志兰等，1987;李元等，1999)，但针对热液型镍矿的专门研究较少;而金-镍的赋存状态与其成矿过程尚不清楚。为此，本文拟通过野外和镜下观察到的矿体穿插及矿物共生组合等现象，划分金镍成矿作用的期次及阶段，运用电子探针的方法，厘定各阶段中含金、镍矿物的化学组成及其变化，探讨金、镍赋存状态及其成矿过程。

2 矿床地质

墨江金厂金镍矿床位于西南三江成矿域-哀牢山成矿带中段，云南省普洱市墨江县辖内，金矿储量27t 以上，镍矿储量33.3 万吨，均达大型以上。矿区从北至南可分为四十八两山矿段、烂山矿段、老金牛矿段、平坡矿段、猫鼻梁子矿段(图1)。矿区东部出露金厂超基性岩体，岩石强烈蛇纹石化，边部发育滑镁岩和菱镁岩，原岩以辉橄岩、橄榄岩为主。谢桂青等(2004)用Rb-Sr 和Sm-Nd 法测得金厂岩体成岩年龄为302 ±7.3Ma ～304 ±16Ma。西部出露两套地层，最西侧出露上三叠统一碗水组(红层)，岩性为变余粉砂岩和硅质岩，局部见变质火山碎屑岩。岩体与红层之间出露一条狭长带的浅变质岩系地层，岩性为变余粉砂岩与板岩互层。“红层”不整合于浅变质岩系或岩体之上，部分呈断层接触，超基性岩侵位于浅变质岩系中。矿床受逆冲推覆构造及次级构造控制。矿区内节理、裂隙发育，主要为断层构造派生的最次级羽状裂隙，为矿区的容矿构造。区内岩浆岩有海西期的金厂超基性岩体、燕山期的花岗岩群、加里东期的基性和酸性的火山岩，并有少量的基性岩和脉岩侵入。

图1 墨江金厂金镍矿床地质图(a 据Fan et al.，2010;b 据应汉龙等，2005 改编)Fig.1 Geological map of the Jinchang gold-nickel deposit (a，after Fan et al.，2010;b，after Ying et al.，2005)

金矿体和镍矿体均主要位于超基性岩体与围岩接触带上，但在空间上多数分离，少数重叠。金矿体可分为三种矿化类型，一是含金石英脉型(图2c)，主要产于猫鼻梁子矿段，呈NW 向雁行成群分布;二是含金蚀变岩型(图2a)，主要产于老金牛和烂山矿段;三是混合型，主要分布于四十八两山矿段和平坡矿段。镍矿体主要为浸染状铬水云母化黄铁矿型(图2b)，矿石常呈绿色土状。矿石构造主要有浸染状构造、块状构造、多孔状-皮壳状构造、胶状-变胶状构造。矿石结构主要为他形晶粒状结构、包含结构、自形晶-半自形晶-他形晶不等粒结构、包含结构和交代残余结构、压碎结构等。

图2 墨江金镍矿床矿石特征(a)含金硅化蚀变岩型矿石;(b)浸染状铬水云母化黄铁矿型镍矿石;(c)含金石英脉型矿石;(d)含金石英脉包含镍矿物Fig.2 Features of gold and nickel ore in Mojiang deposit(a)silicified alteration rock type gold ore;(b)disseminated pyrite type nickel ore;(c)quartz vein type gold ore;(d)nickel bearing mineral wrapped in gold bearing quartz vein

矿区矿物种类较多，组成复杂(图3)，作者已鉴定出的矿物超过20 种。既有大量硫化物、氧化物、碳酸盐，又有自然金属及金属互化物、卤化物等。常见金属矿物主要为黄铁矿(图3b-e、l)、辉砷镍矿(图3d)、针镍矿(图3b)、方硫镍矿、锑硫镍矿(图3c)、斜方砷镍矿、辉镍矿、磁黄铁矿、白铁矿、黄铜矿(图3g)、辉锑矿(图3i)、方铅矿(图3f)、闪锌矿(图3e)、毒砂、磁铁矿(图3k)、铬铁矿(图3a)等。脉石矿物有石英、玉髓、蛋白石、铬水云母、绢云母、绿泥石、钠长石、铁白云石、白云石、蛇纹石、滑石、高岭石等。与成矿关系密切的围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、铬水云母化、碳酸盐化及褐铁矿化等。

3 成矿期次及阶段

根据区域地质环境、矿床形成条件及矿床地质特征，包括野外观察到的脉体之间的穿切关系和矿石组构，以及在矿石标本和光薄片下观察到的矿物组合及其镜下特征，并结合前人资料，将墨江金厂金镍矿床的成矿作用分为沉积变质期、热液成矿期和表生氧化淋滤期。其中热液成矿期可分为三个阶段，其矿物组合分别为早阶段石英-铬水云母-黄铁矿-辉砷镍矿-针镍矿-锑硫镍矿(图4a-c)、主阶段为石英-黄铁矿-毒砂-硫锑铜银矿-金(图5a、c)、晚阶段为方解石-石英-玉髓-黄铁矿(表1)。并识别出四个世代的黄铁矿(Py0～Py3)。

沉积变质期(Py0):在晚泥盆世存在的热水喷流沉积作用下形成的硅质岩，即赋矿层位。硅质岩的形成过程中进行了金的初步矿化富集(谢桂青等，2001)。沉积变质期主要形成少量草莓状、纹层状黄铁矿及胶状黄铁矿(图6)。主要矿物有黄铁矿、金红石、石英。单个草莓状黄铁矿多由n×50～n×100 个黄铁矿莓粒组成，拥簇成草莓状或圆形，莓粒直径约为0.08 ～0.25μm，主要分布于烂山矿段的硅质岩中;纹层状黄铁矿颗粒极细，约2 ～10μm，集合体呈纹层状，其外面被热液期的黄铁矿包围，零星分布于猫鼻梁子矿段;胶状黄铁矿颗粒普遍较细，粒径约5 ～20μm，较自形，镜下切面多呈五边形、六边形、多边形或不规则形状，表面较干净，以星点状或浸染状分布在猫鼻梁子矿段。

表1 墨江金镍矿床矿物共生序列Table 1 Mineral paragenetic sequence of the Mojiang goldnickel deposit

热液成矿期(Py1～Py3):热液期是最关键的成矿期，可进一步分为早、主、晚3 个阶段，具体说明如下:

图3 墨江金厂金镍矿床部分金属矿物(a)铬铁矿充填于铬尖晶石裂隙;(b)针镍矿包含黄铁矿;(c)锑硫镍矿与黄铁矿共生;(d)辉砷镍矿与黄铁矿共生;(e)闪锌矿与黄铁矿共生;(f)方铅矿;(g)黄铜矿;(h)钛磁铁矿包含金红石;(i)辉锑矿;(j)钛铁矿;(k)磁铁矿呈网脉状分布;(l)压碎后变形的黄铁矿. Chrome Spinel-铬尖晶石;Chr-铬铁矿;Py-黄铁矿;Mlr-针镍矿;Ulm-锑硫镍矿;Gd-辉砷镍矿;Sp-闪锌矿;Gn-方铅矿;Ccp-黄铜矿;Tmn-钛磁铁矿;Rt-金红石;Snt-辉锑矿;Ilm-钛铁矿;Mag-磁铁矿Fig.3 Part of the metallic minerals of Mojiang gold-nickel deposit(a)chromite filled in crack of chrome spinel;(b)pyrite wrapped in millerite;(c)ullmannite coexists with pyrite;(d)gersdorffite coexists with pyrite;(e)sphalerite coexists with pyrite;(f)galena;(g)chalcopyrite;(h)rutile wrapped in Titanomagnetite;(i)stibnite;(j)ilmenite;(k)magnetite distributed in stockwork;(l)cracked pyrite. Chr-chromite;Py-pyrite;Mlr-millerite;Ulm-ullmannite;Gd-gersdorffite;Sp-sphalerite;Gngalena;Ccp-chalcopyrite;Tmn-titanomagnetite;Rt-rutile;Snt-stibnite;Ilm-ilmenite;Mag-magnetite

(1)早阶段(Py1):主要形成石英-针镍矿-辉砷镍矿-锑硫镍矿-黄铁矿组合。黄铁矿(图6c，d)以半自形-他形立方体、五角十二面体为主，表面较粗糙，有部分黄铁矿连晶;粒度较粗，粒径一般为50 ～300μm;由于受构造改变较强烈，黄铁矿已经十分破碎，部分黄铁矿呈树枝状或条带状广泛分布于蚀变超基性岩中，但主要集中在金厂超基性岩体与泥盆系地层的接触部位。

图4 墨江金镍矿床各类含镍矿物(a)针镍矿;(b)辉砷镍矿;(c)锑硫镍矿;(d)镍华. Py-黄铁矿;Mlr-针镍矿;Gd-辉砷镍矿;Ulm-锑硫镍矿;Anb-镍华Fig.4 Different nickel-bearing minerals in Mojiang(a)millerite;(b)gersdorffite;(c)ullmannite;(d)annabergite. Py-pyrite;Mlr-millerite;Gd-gersdorffite;Ulm-ullmannite;Anb-annabergite

图5 墨江金镍矿床各类含金矿物(a)自然金及硫锑铜银矿;(b)黄铁矿;(c)毒砂;(d)黄铁矿及辉砷镍矿. Gl-明金;Pol-硫锑铜银矿;Py-黄铁矿;Asp-毒砂;Gd-辉砷镍矿Fig.5 Different gold-bearing minerals in Mojiang(a)native gold and polybasite in quartz;(b)euhedral pyrite;(c)arsenopyrite;(d)pyrite and gersdorffite. Gl-native gold;Pol-polybasite;Pypyrite;Asp-arsenopyrite;Gd-gersdorffite

图6 墨江金镍矿床不同世代的黄铁矿(a)草莓状黄铁矿;(b)纹层状黄铁矿;(c)条带状黄铁矿;(d)树枝状黄铁矿;(e)自形黄铁矿;(f)大片黄铁矿;(g)方解石脉中的黄铁矿;(h)方解石脉中的黄铁矿(透射光). Rt-金红石;Py0-沉积变质期黄铁矿;Py1-热液早阶段黄铁矿;Py2-热液主阶段黄铁矿;Py3-热液晚阶段黄铁矿;Cal-方解石Fig.6 Mineral assemblages of different mineralization stages on representative pyrites in Mojiang(a)framboidal pyrite of sedimentary diagenesis;(b)lamellar pyrite of sedimentary diagenesis;(c)layered pyrite in hydrothermal stage;(d)dendritic pyrite in hydrothermal stage;(e)pyritohedron pyrite in hydrothermal stage;(f)many pyrites;(g)pyrites in calcite vein;(h)pyrites in calcite vein (transmitted light). Rt-rutile;Py0-pyrite of sedimentary diagenesis;Py1-pyrite of hydrothermal early stage;Py2-pyrite of hydrothermal main stage;Py3-pyrite of hydrothermal late stage;Cal-calcite

(2)主阶段(Py2):形成石英-黄铁矿-毒砂-硫锑铜银矿-自然金组合，为主要的金矿化阶段。该阶段的黄铁矿(图6e，f)以自形-半自形立方体、五角十二面体为主，镜下切面呈五边形、六边形、多边形或不规则形状，表面粗糙，麻点较多;晶体粒径较大，20 ～500μm 皆有，黄铁矿集合体成片状沿石英脉裂隙充填;自然金颗粒(图5a)以不规则状分布在石英颗粒间隙中，与硫锑铜银矿紧密连生，颗粒大小一般为2 ～23μm，该阶段黄铁矿主要产出于烂山及猫鼻梁子矿段的黄白色石英脉中，黄白色石英脉金的品位较高，最高可达700g/t。

表2 墨江金厂金镍矿床EPMA 样品地质特征Table 2 The geological characteristics of EPMA samples in Mojiang

(3)晚阶段(Py3):以发育透明度较高的方解石-石英-黄铁矿脉为特征，它们多沿裂隙充填。黄铁矿(图6g，h)以自形-半自形立方体、五角十二面体为主，镜下切面多呈五边形、六边形或不规则状，粒径约为10 ～100μm，集合体较少，零星充填于石英方解石脉中。可见晚阶段的方解石-黄铁矿脉切穿早阶段和主阶段石英脉。

4 样品特征与分析方法

本次测试的20 件原生矿石样品主要采自墨江金厂金镍矿床的烂山及猫鼻梁子矿段中(表2)。将一些代表性样品磨制光、薄片;在系统显微岩相学研究的基础上，采用电子探针(EPMA)分析技术，对鉴定的矿物进行电子探针成分分析，各元素分析条件如表3。电子探针成分分析实验在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成。硅酸盐、氧化物等的仪器型号:日本JXA-8230，加速电压:15kV，电流:20nA，束斑直径:5μm，标样:天然矿物或合成氧化物国家标准;硫化物、金属合金等的仪器型号:日本JXA-8230，加速电压:20kV，电流:20nA，束斑直径:5μm，标样:天然矿物或合成金属国家标准。

表3 EPMA 各元素分析条件Table 3 Analysis condition of different EPMA elements

5 测试结果

Total 99.42 99.46 99.28 99.04 99.53 99.18 98.98 99.25 98.85 99.32 99.17 99.35 99.42 99.15 99.19 99.16 Te 0.03 0 0 0.004 0.002 0 0.01 0.02 0 0.02 0.03 0.001 0.04 0.01 0 0 Ni 0 0.12 0.10 0.07 0.15 0.10 0.02 0.09 0.06 0.82 0.52 0.41 0.66 0.55 0.55 0.43 Cu 0.01 0.02 0.01 0 0.02 0.001 0 0.03 0.01 0 0.02 0 0.02 0 0.03 0.05 Zn 0.02 0.001 0 0 0 0.01 0 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0 Ag 0 0.01 0.004 0 0.001 0 0 0 0 0 0.002 0 0 0 0.01 0 Sb 0.02 0.05 0.03 0.05 0.02 0.06 0.01 0.11 0.05 0.04 0 0.04 0 0.04 0.04 0 Co 0.08 0.07 0.11 0.18 0.08 0.27 0.13 0.24 0.17 0.10 0.11 0.06 0.12 0.13 0.10 0.08 Fe 45.92 46.12 45.49 45.89 45.99 45.87 45.99 45.66 45.68 44.97 45.46 45.71 45.12 45.05 46.02 45.67 Au 0 0.04 0 0 0 0 0 0.02 0 0.04 0.04 0 0.02 0.12 0 0.004 Bi 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0）Pb 0 dataofpyritein differentepisodesin Mojianggold-nickeldeposit（wt%0.02 0.03 0 0 0.01 0.03 0.02 0.09 0 0 0 0 0.05 0.003 0.003 S 53.30 52.95 53.40 52.76 53.27 52.70 52.71 52.88 52.71 52.81 52.84 53.02 53.18 52.98 52.93 52.93）（wt%As 0.04 0.07 0.10 0.08 0 0.15 0.08 0.18 0.09 0.53 0.15 0.12 0.27 0.22 0.04 0.22据矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿EPMA数述铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁描矿黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄矿矿品铁状状状状状状状状状状状状状铁铁样黄莓莓莓莓莓莓莓莓层层层层层黄黄草草草草草草草草纹纹纹纹纹的矿铁黄（001）（002）（003）（004）（005）段号阶点同及不号床品矿样1 783-P1-B02-2-2 LS-D02-B02-1-1 LS-D02-B02-1-2 LS-D02-B02-1-3 LS-D02-B02-1-4 LS-D02-B02-1-6 LS-D02-B02-1-7 LS-D02-B02-1-8 LS-D02-B02-1-9 1810-P2-B02-3-1 1810-P2-B02-3-3镍金厂1810-P2-B5-1-1 LINE 1810-P2-B5-1-1 LINE 1810-P2-B5-1-1 LINE 1810-P2-B5-1-1 LINE 1810-P2-B5-1-1 LINE金江E PMA期墨段阶质变4 矿积表T able4 成沉99.92 100.13 100.02 99.27 99.19 99.74 99.24 99.23 99.07 99.73 99.43 98.97 99.74 99.41 99.46 99.45 99.41 99.97 99.53 99.13 0.02 0.02 0 0 0.04 0.03 0 0 0.05 0.01 0.04 0.003 0.003 0.02 0.03 0.03 0 0.05 0 0.004 0.60 0.98 0.87 0.59 0.72 0.68 2.26 1.28 0.71 3.05 1.21 0.79 1.46 1.80 0.85 1.42 3.15 2.66 2.68 1.46 0.001 0.03 0.10 0.03 0.01 0.03 0.02 0.02 0.002 0 0.03 0 0.03 0 0 0 0.01 0 0.06 0.03 0 0.02 0 0 0.02 0 0 0 0 0 0.003 0 0.01 0 0 0.01 0 0 0 0 0 0.02 0 0.01 0.02 0.01 0.02 0 0.02 0.01 0 0 0.01 0 0.03 0 0 0.004 0.01 0 0.02 0.14 0.06 0.13 0.20 0 0.03 0.07 0.001 0.04 0.07 0.06 0.06 0.02 0.01 0.07 0.23 0.04 0.08 0.06 0.05 0.11 0.12 0.05 0.07 0.39 0.26 0.17 0.08 0.03 0.14 0.11 0.11 0.14 0.11 0.10 0.23 0.24 0.23 0.15 45.64 45.01 45.09 46.22 45.72 44.71 44.36 44.69 45.62 42.99 45.33 44.99 44.23 43.57 45.49 44.63 42.78 42.83 43.43 43.91 0 0.01 0.08 0.02 0 0 0 0 0 0 0.02 0.08 0 0.02 0.05 0.02 0 0.01 0.02 0.05 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0 0 0 0 0 0 0.02 0 0 0.03 0.02 0.06 0 0.03 0.03 0 0.03 0 0 0.04 0 0 0 0.01 52.90 52.90 52.59 53.00 53.15 53.22 52.64 52.94 52.58 52.74 52.77 52.95 52.44 52.62 52.96 52.97 52.63 52.86 52.88 52.98 0.24 0.20 0.21 0.07 0.12 0.34 0.31 0.31 0.26 0.28 0.12 0.27 0.85 0.85 0.22 0.13 0.16 0.52 0.51 0.32矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁黄黄黄矿矿矿矿黄矿黄黄黄黄黄黄黄矿矿矿矿状状状铁铁铁铁状铁状状状状状状状铁铁铁铁菇菇菇黄黄黄黄枝黄枝枝枝枝枝枝枝黄黄黄黄蘑蘑蘑树树树树树树树树1810-P2-B02-4-1 1810-P2-B02-4-2 1810-P2-B02-4-3 1783-P2-B04-2-1 1783-P2-B04-2-2 1810-B06-2-2 1810-B07-2-1 1810-B10-1-1 1810-B10-1-2 1810-B10-1-3 1810-B10-1-4 1810-B10-1-5 1810-B10-1-6 1810-B10-1-7 Line001 1810-B10-1-7 Line002 1810-B10-1-7 Line003 1783-P1-B02-1-3 1783-P1-B02-4-2 1783-P1-B02-4-4 1810-P2-B02-2-2段阶早期液热

Total 99.44 99.16 99.24 99.27 99.60 100.09 99.66 100.10 99.35 99.89 99.12 100.09 100.10 99.18 99.18 Te 0.02 0 0.02 0.03 0.06 0.03 0.03 0.02 0.04 0.03 0.01 0.03 0.02 0 0 Ni 1.51 2.07 2.56 0.95 1.84 0.78 0.82 0.87 1.25 2.43 2.71 0.78 0.87 0.97 0.63 Cu 0 0 0.03 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0 0 0 0.01 0.01 0.04 0.04 Zn 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0 0 0 0 0 Ag 0.01 0.002 0 0 0.02 0.004 0.02 0.01 0.02 0 0.02 0.004 0.01 0 0.02 Sb 0.06 0.08 0 0 0.02 0 0.10 0.01 0.02 0 0.08 0 0.01//Co 0.54 0.60 0.07 0.07 0.23 0.24 0.23 0.15 0.54 0.60 0.23 0.09 0.08 0.07 0.05 Fe 43.69 43.56 43.41 44.88 42.78 42.83 43.43 43.91 43.69 43.56 42.78 45.66 45.95 44.60 45.00 Au 0 0 0.01 0 0 0 0 0 0 0.02 0 0 0 0.03 0.04 Bi 0 0 0 0 0 0.01 0 0 0 0 0 0.01 0 0 0 Pb 0 0.02 0 0.05 0.02 0.06 0.02 0 0.02 0 0 0.06 0 0.03 0.02 S 52.91 51.98 53.09 53.20 52.89 53.18 52.96 52.90 53.40 52.98 53.39 53.18 52.90 52.58 52.96 As 0.70 0.85 0.05 0.07 0.36 0.26 0.20 0.26 0.04 0.05 0.06 0.26 0.26 0.87 0.43述描矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿品铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁样黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄号点及号品样1810-P2-B03-2-1 1810-P2-B03-2-3 1810-P2-B06-1-1 1810-P2-B06-1-2 1810-P2-B06-1-4 1810-P2-B06-2-1 1810-P2-B06-2-2 1810-P2-B06-2-3 1810-P2-B4-3-1 1810-P2-B4-3-2 1810-P2-B4-3-3 1810-P2-B6-2-1 1810-P2-B6-2-3 MJ-LS-D01-B02-1-5 MJ-LS-D01-B02-1-6阶段段4早阶表矿期续C ontinued Table4成液热99.80 99.10 99.06 99.89 99.24 99.54 99.45 100.12 99.60 99.60 99.63 99.29 99.14 99.12 99.67 99.09 99.43 99.08 0.01 0.003 0.03 0 0.01 0 0.02 0.02 0 0.03 0.01 0.01 0 0 0 0 0 0.01 0.02 0.08 0.01 0.56 0.00 0.80 0.99 0.22 0.32 0.04 0.04 0.02 0.03 0 0 0.02 0 0.09 0.06 0.001 0.01 0 0.01 0.01 0 0.68 0 0 0 0 0 0 0.01 0.03 0 0.01 0.03 0 0 0 0.03 0 0 0 0 0.04 0.03 0.01 0 0 0 0.01 0 0.01 0.01 0 0 0 0 0.01 0.02 0 0.01 0 0 0.02 0.003 0 0.02 0 0.01 0 0 0.03 0.01 0.02 0 0.16 0.10 0 0.05 0.17 0.05 0.001 0 0.01 0.05 0 0 0.01 0.03 0.05 0.07 0.11 0.07 0.07 0.06 0.07 0.05 0.07 0.04 0.06 0.03 0.07 0.04 0.05 0.08 0.07 45.59 45.66 45.78 45.81 46.07 45.12 44.78 44.88 45.82 45.65 45.87 45.94 46.53 46.18 46.29 45.97 45.99 45.81 0.02 0.05 0.04 0.03 0.11 0.06 0.05 0.13 0.10 0.07 0.05 0.06 0.02 0.02 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.03 0 0 0 0 0 0.02 0 0 0 0.003 0 0 0 0 0.01 0 0.02 0 0.04 0.03 0.003 0 0 0 0 0 0 0 54.02 53.18 53.10 53.20 52.88 53.26 52.98 53.23 52.92 53.14 54.13 53.95 52.48 52.82 52.43 51.98 52.96 53.00 0 0.05 0.02 0.17 0.05 0.08 0.18 0.05 0.29 0.02 0.04 0.03 0.04 0 0.83 1.03 0.40 0.06 素矿矿矿矿元矿矿矿矿铁铁铁铁该矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿铁铁铁铁黄黄黄黄测铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁黄黄黄黄中中中中未黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄形形形形石石石石示自自自自解解解解方方方方；“/”表限测1810-P2-B02-3-2 1783-P1-B01-1-1 Line001 1783-P1-B01-1-1 Line003 1783-P1-B01-1-1 Line005 1783-P1-B02-2-1检1810-B01-1-2 1810-B01-1-4 1810-P2-B03-1-1 LS-CC-B5-1-1 LS-CC-B5-2-1 1783-P1-B2-3-1 LINE（003）1783-P1-B2-4-1 LINE（001）1783-P1-B2-4-1 LINE（003）LS-D02-B02-1-5 LS-CC-B4-1-1 Line001 LS-CC-B4-1-1 Line002 LS-CC-B4-1-1 Line003 1783-D1-B01-1-1其于低值量含测所素元示段段阶阶主晚“0”表期期中液液：表热热注

根据电子探针分析结果(表4)可知，沉积变质期黄铁矿样品共14 件，其中含金的黄铁矿有6 件，含金率42.9%，黄铁矿中Au 的平均含量0.02%，说明沉积变质期黄铁矿中已经进行了金的初步富集;热液早阶段黄铁矿样品共37 件，其中含金黄铁矿16 件，含金率43.2%，黄铁矿中Au 的平均含量0.01%;热液主阶段黄铁矿样品共13 件，其中含金黄铁矿13 件，含金率100%，黄铁矿中Au 的平均含量达0.06%;热液晚阶段黄铁矿样品共4 件，其中含金的黄铁矿0 件，含金率为0。沉积变质期黄铁矿中的Au 含量、含金率与热液早阶段黄铁矿中的Au 含量、含金率相比没有明显的变化，但是到了热液主阶段，黄铁矿中的Au 含量、含金率显著升高，而热液晚阶段黄铁矿中几乎不含金。由此可见，热液主阶段是含金黄铁矿形成的主要时期。

另外，不同阶段黄铁矿Ni 的含量不同。沉积变质期黄铁矿中Ni 的含量较低，为0.00% ～0.82%，平均0.26%;热液早阶段黄铁矿中Ni 的含量最高，为0.43% ～3.15%，平均1.38%;热液主阶段黄铁矿中Ni 的含量降低，为0.00% ～0.99%，平均0.22%;热液晚阶段黄铁矿中Ni 的含量最低，为0.00% ～0.09%，平均0.03%。

6 金、镍矿物学特征

6.1 含金矿物特征

结合前人研究、详细的野外观察、岩相学研究和电子探针成分分析，发现墨江金厂金镍矿床中含金的矿物主要为:自然金、黄铁矿、毒砂、硫锑铜银矿以及少量辉砷镍矿，并对所观察到的矿物进行详细的矿相学描述。

6.1.1 自然金

细粒石英脉中的自然金颗粒，不规则状分布在石英颗粒间隙中，与硫锑铜银矿紧密连生，颗粒大小一般为2 ～23μm(图5a)。在反光显微镜下呈亮金黄色，均质性，硬度明显较低，表面麻点多或有擦痕。电子探针成分分析结果(表5)表明，自然金主要元素含量为Au 80.55% ～82.75% (平均81.65%)，Ag 15.80% ～17.77%平均(16.61%)，并含微量S、Ni、Co、Fe、Bi 和Te。

根据电子探针分析结果的平均值计算，自然金的化学分子式为Au0.82Ag0.16，简写式为Au。

6.1.2 黄铁矿

黄铁矿是矿床中数量众多、分布广泛的一个贯通性载金镍矿物。黄铁矿的理想分子式为FeS2，而矿石中的大多数黄铁矿都含微量的砷。在显微镜下，作者观察到了草莓状、纹层状、树枝状、自形大颗粒、破碎细粒的黄铁矿(图6a-h)，其颗粒大小悬殊，在3 ～600μm 之间。电子探针分析结果表明，黄铁矿主要元素含量为:Fe 43.56% ～46.53% (平均45.64%)，S 51.98% ～54.13% (平均52.98%)，并含少量的As、Ni、Co 及微量的Au、Ag、Sb、Zn、Cu、Te。

根据电子探针分析结果的平均值计算，黄铁矿的化学分子式为(Fe0.81Ni0.01)1.00(S1.66As0.00)2.05，简写式为FeS2。

6.1.3 毒砂

毒砂主要分布在强矿化硅质岩中，在显微镜下呈亮白色微带淡红色调，强非均质性，结晶好，呈特征性的菱形、长柱型、矛头状等自形晶。颗粒较大，一般为100 ～500μm。包含了早期的细粒半自形黄铁矿(图5c)。电子探针分析结果表明，毒砂主要元素含量为:Fe 35.15% ～35.65% (平均35.49%)，As 41.59% ～43.32%(平均42.59%)，S 20.87%～22.03%(平均21.20%)，并含微量Au、Co。

根据电子探针分析结果的平均值计算，毒砂的化学分子式为Fe0.63As0.57S0.66，简写式为FeAsS。

6.1.4 硫锑铜银矿

硫锑铜银矿主要分布于猫鼻梁子矿段，多见于石英脉中，在显微镜下呈灰白色微带浅蓝色调，他形晶粒状，粒度一般为9 ～67μm，弱非均质性。常见与自然金共生，包裹自然金或与之呈连生体(图5a)。电子探针分析结果表明，硫锑铜银矿主要元素含量为:Ag 12.47% ～13.72% (平均13.09%)，Cu 26.58% ～27.07%(平均26.83%)，Sb 27.01%～27.45% (平均27.23%)，S 20.74% ～21.57% (平 均21.16%)，并含少量的Zn(平均3.97%)、Fe(平均1.58%)、As(平均1.06%)和微量Co、Ni，表明在该矿物中有部分Cu被Fe、Zn 以类质同象方式代替，还有部分Sb 被以As 类质同象方式代替。

根据电子探针分析结果平均值计算，硫锑铜银矿的化学分子式为(Ag0.12Cu0.42Zn0.06Fe0.03)2.88(Sb0.22As0.01)1.05S3.02，简写式为(Ag，Cu)3SbS3。

6.2 含镍矿物特征

镍矿物主要分布于猫鼻梁子矿段的1783、1810 和1820中段，为金厂岩体与泥盆系地层的接触部位。所采集的矿石中绝大部分硫化物都含有Ni 元素(表5)，含镍矿物主要有针镍矿、辉砷镍矿、锑硫镍矿、黄铁矿和镍华。

6.2.1 针镍矿

针镍矿是矿床中比较常见的镍矿物。常与黄铁矿共生，并将细粒黄铁矿包裹(图4a)。主要为针柱状、不规则多边形状。在反光显微镜下呈纯黄色，比黄铁矿稍黄，显多色性，强非均质性。电子探针分析结果(表5)表明，针镍矿主要元素的含量分别为Ni 62.08% ～65.17% (平均63.79%)，S 34.29% ～34.85%(平均34.55%)，Fe 0.02% ～0.67%(平均0.38%)，Te 0.38% ～1.90% (平均0.77%)并含微量Cu、Co。

根据电子探针分析结果的平均值计算，针镍矿的化学分子式为Ni1.08Fe0.01S1.08Te0.01，简写式为NiS。

6.2.2 辉砷镍矿

辉砷镍矿是矿床中数量较多、分布较广的镍矿物。常与黄铁矿共生，颗粒较小，不易与细粒黄铁矿区分，在反光镜下呈白色，略带浅灰黄色，为均质性矿物(图4b)。电子探针结果(表5)表明，辉砷镍矿的主要元素含量分别为Ni 23.40%～32.57% (平均27.988%)，As 29.16% ～33.60% (平均31.38%)，S 18.09% ～22.25% (平均20.17%)，并含Fe 0.79% ～7.62%(平均4.20%)，Sb 6.42% ～10.22% (平均

8.33%)，微量的Co、Cu，表明在该矿物中有部分Ni 被Fe、Co和Cu 以类质同象方式代替，还有部分As 被Sb 以类质同象方式代替。

表5 墨江金厂金镍矿床不同矿物的EPMA 数据(wt%)Table 5 EPMA data of different minerals in Mojiang gold-nickel deposit (wt%)

根据电子探针分析结果的平均值计算，辉砷镍矿的化学分子式为(Ni0.47Fe0.08)1.12(As0.42Sb0.07)1.00S1.32，简写式为(Ni，Fe)AsS。

6.2.3 锑硫镍矿

锑硫镍矿是热液镍矿床中少见的含镍矿物(Gonzálezálvarez et al.，2013b)。我国也仅在新疆哈密地区和贵州松林地区有报道过该矿物(包相臣，1994;杨瑞东等，2005)。墨江金厂地区为我国首次发现该矿物地区(雷蕴芬等，1987)。锑硫镍矿在该矿床中主要分布在猫鼻梁子矿段，常与黄铁矿共生，并充填于黄铁矿裂隙中(图4c)。该矿物在反光显微镜下呈灰白色微带淡黄色，比黄铁矿稍暗，偶见黑三角形孔，常见解理。电子探针结果(表5)表明，锑硫镍矿的主要元素含量分别为Ni 25.86% ～26.41% (平均26.15%)，Sb 51.88% ～53.25%(平均52.63%)，S 15.42%～15.65% (平 均15.51%)，As 5.58% ～6.84% (平 均6.11%)，并含微量Fe 0.13% ～0.18%(平均0.16%)，表明在该矿物中有部分的Ni 被Fe 以及部分Sb 被As 以类质同象的方式代替。

根据电子探针分析结果的平均值计算，锑硫镍矿的化学分子式为Ni0.92(Sb0.43As0.08)1.06S1.00，简写式为Ni(Sb，As)S。

6.2.4 镍华

镍华为砷酸盐矿物，常见于坑道或者封闭潮湿的空间里。呈白、灰、淡绿色，透明到半透明都有，具玻璃光泽。灰色或白色镍华晶体呈针状、毛状，常集结成放射状。鲜绿色镍华晶体的集合体常为皮壳状、土状分布于坑道中矿石的表面(图4d)。由于镍华在室外常温环境下易变质分解，所以未进行电子探针分析。

通过详细的岩相学观察和电子探针分析得出，墨江金镍矿金的赋存形式有三种:(1)粒间金(赋存在中细粒石英脉中的自然金颗粒);(2)离子金，主要赋存在黄铁矿中(推测主要以Au+形式赋存于黄铁矿中);(3)包体金，主要被硫锑铜银矿包裹。

镍的赋存状态有两种:(1)以独立矿物，如针镍矿、辉砷镍矿及锑硫镍矿存在;(2)以离子态赋存于黄铁矿、毒砂等矿物中。

7 讨论

7.1 不同成矿阶段黄铁矿特征对金、镍赋存状态的制约

黄铁矿是热液金矿床中重要的载金矿物，不同物理化学环境下形成的黄铁矿，其晶体形貌、微量元素含量及组合特征等有一定差异(陈光远等，1987;Reich et al.，2005)。墨江金厂金镍矿中，黄铁矿是含金镍的贯通性矿物。因此研究黄铁矿中微量元素的组成以及不同阶段黄铁矿中元素含量的变化，对我们了解Ni 在热液中的迁移机制、金镍关系以及探讨金镍矿床的形成过程具有重要意义。研究者应用矿床地质特征、元素地球化学等多种技术方法厘定成矿物理化学条件及矿床成因(Yang et al.，2014，2015e，f;Yang and Badal，2013;杨立强等，2014;邵拥军等，2007;Wang et al.，2014b，2015;邱昆峰等，2011;刘忠法等，2014)。许多研究实例表明，黄铁矿中微量元素的组合、含量与比值可作为研究矿石成因和矿床类型的灵敏的地球化学指示剂(Yang et al.，2016a;宋学信和张景凯，1986;李楠等，2012;张宇等，2013)。黄铁矿中的微量元素主要为在形成过程中所捕获的，其微量元素含量的多少与黄铁矿形成时矿液的介质成分和形成的物理化学条件直接相关(胡楚雁，2001)，因此在不同类型的矿床或同一矿床的不同成矿阶段中，黄铁矿微量元素含量及组合往往具有不同的特征(Yang et al.，2007，2016b)。

在高温条件下，黄铁矿中以含亲铁、亲石元素为主，如Cr、Ti、Co、Ni、V、Mo、Zr、Bi、Cu、Zn 和As 等;在中温条件下，主要为含亲铜元素，如Cu、Au、Pb、Zn、Bi 和Ag 等;在中-低温环境中，黄铁矿以含高活动性的亲铜元素为特征，如Hg、Sb、Ag和As(刘英俊和马东升，1991)。墨江金镍矿成矿主阶段黄铁矿中含有Au、As、Sb、Pb、Zn、Cu、Co、Ni 和Te，显示流体成分复杂，其微量元素组成表明墨江金厂金镍矿床形成于中-低温环境中，且形成环境不稳定，这也被熊伊曲(2014)的研究所证实。

墨江金厂金镍矿床不同成矿阶段黄铁矿元素组成(表4)总体相似，但含量存在明显差异。黄铁矿的Fe-S、Fe-As 和As-S 关系图(图7a-c)可以看出，热液早阶段黄铁矿的Fe 含量普遍较低，S 含量分布范围广，且Fe、S 含量与理论值相比，均有不同程度亏损，这可能与Co、Ni、Cu、Pb、Zn 等元素以类质同象进入黄铁矿中有关，反映出成矿流体成分的复杂性;各个阶段的黄铁矿中都含As，总体上Fe、S 均与As 呈强烈的负相关，Fe、S 相关性不明显。含砷黄铁矿中的As 可以有两种形式存在:(1)以As1-的形式替代［Fe(S，As)2］中的S;(2)以As3+的形式替代［(Fe，As)S2］中的Fe。而墨江金镍矿的含砷黄铁矿中As 和S 呈负相关，指示As 主要以As1-的形式存在于含砷黄铁矿中(Fleet et al.，1993;Reich et al.，2005;Deditius et al.，2008;Li et al.，2014)。沉积变质期黄铁矿中能检测到部分Au，热液成矿期早阶段黄铁矿中已存在金的初始富集，并且热液主阶段五角十二体黄铁矿中Au的含量往往达到最大值，这些特征表明热液主阶段成矿流体中Au 开始大量进入黄铁矿中。

图7 墨江金镍矿床不同阶段黄铁矿As、S、Fe 含量及其关系图Fig.7 The contents and correlations of As，S and Fe in different stages’pyrite of the Mojiang gold-nickel deposit

图8 沉积变质期与热液期各阶段黄铁矿中微量元素含量Fig.8 Content of trace elements in sedimentary-metamorphic episode and hydrothermal episode

图9 沉积变质期与热液期各阶段金、镍含量Fig. 9 Ni and Au content in sedimentary-metamorphic episode and hydrothermal episode

依据不同成矿阶段黄铁矿的微量元素含量可以看出(图8、图9)，沉积变质期黄铁矿中各微量元素的含量均较低，而热液早阶段黄铁矿中Ni、As、Sb、Ag、Cu、Te 等元素的含量显著升高，这说明该阶段黄铁矿的形成环境极不稳定。熊伊曲(2014)对热液成矿期的流体包裹体进行了显微测温表明，热液早阶段均一温度为132 ～320℃，平均220℃，压力平均为55.17bar，在该温度压力下，各种活性较高的元素(如Ni、Sb、Te 等)以离子形式进入其晶格当中;热液主阶段均一温度126～200℃，平均163℃，压力平均为6.18bar，流体的温度压力降低，部分元素的活性降低，热液活动逐渐趋于稳定，黄铁矿中Ni、As 的含量逐步减少。但部分亲Cu 元素如Cu、Au、Zn、Bi活性增强，继续进入到黄铁矿晶格中;到了热液晚阶段(均一温度98 ～180℃，平均139℃，压力平均5.34bar)，黄铁矿中Ni、Au、Cu、Sb、Te 等元素的含量已经达到测定的最低值，而且方解石脉中的黄铁矿较自形，说明当时形成环境比较稳定，且热液晚阶段温度较低，大部分微量元素不易进入其晶格。

通过热液期每个阶段对应的流体包裹体均一温度和黄铁矿中Ni 的含量，我们可以发现，黄铁矿中Ni 的含量与对应阶段的流体包裹体均一温度呈正相关(图10)。黄铁矿中Ni 的含量越高，说明在对应的温度下，Ni 在流体中活性越高，进入黄铁矿晶格的能力越强，即迁移能力越强。

图10 热液期各阶段均一温度与Ni 含量关系图Fig.10 Relationship between homogenization temperature and Ni content in hydrothermal episode

值得注意的是，热液早阶段的黄铁矿非常破碎，且含各种微量元素，这表明该阶段黄铁矿形成环境非常不稳定，应是遭受了强烈的构造运动影响，而这期构造运动可能是一期岩浆侵入活动所伴随的运动行迹。往往成矿流体与构造的耦合是导致成矿的关键因素(邓军等，2001;Deng et al.，2004，2007，2009;Yang et al.，2015a，b，c，d，2016c )。

7.2 金、镍成矿过程

前人认为墨江金厂为混合热液叠加改造金矿床(蒋志，1984;张志兰等，1987;胡云中和唐尚鹑，1995;方维萱等，2001)，也有学者认为墨江金厂为镍金叠加的复合矿床(应汉龙等，2005;孙晓明等，2006)。这都指示了墨江经历了多期次、多阶段的成矿作用。

通过系统的野外调研，根据野外脉体间的穿插关系、矿物共生组合及矿石组构，墨江金厂金镍矿床的成矿过程可分为三个期次:

(1)沉积变质期:泥盆系金厂组地层沉积形成过程中，伴随区域变质作用，形成了矿区赋矿围岩——硅质岩，使得由于海水沉积作用形成的大量草莓状、纹层状黄铁矿中，包含了部分吸附态或晶格缺陷中的易活化金。

(2)热液成矿期:在燕山中-末期，哀牢山褶皱带有一期强烈的酸性岩浆侵入活动(Fan et al.，2010)可能导致了矿床的形成。谢桂青等(2004)通过测定富金石英脉中的石英流体包裹体得到金成矿年龄约为135 ～90Ma，相当于燕山晚期。应汉龙(2002)测定富金石英脉石英的40Ar/39Ar 快中子活化年龄为91 ±1Ma，胡云中和唐尚鹑(1995)通过Rb-Sr 法测定与金矿化密切相关的铬水云母得出成矿年龄约为61Ma，也相当于燕山中-晚期，说明金的成矿可能形成于该时期。金厂矿区离母岩较远，远源的岩浆期后中低温热液，沿金厂岩体西接触带(通道)上升，热液本身富含H+，而且还富含Fe2+、Sb2+、Zn2+等金属阳离子和部分S2-、As2-等阴离子(沿途又从围岩和岩体中溶解携带一些矿质)，地层岩石中呈吸附态或晶格缺陷中的易活化金(Lewis，1982;韩润生等，1990)，在酸性氧化条件及有利的构造条件下被活化，形成Au+，淋滤出的金与热液中的碱性离子、阳离子构成金的络合物，随着热液迁移。毛世德等(2003)认为，金在中温弱碱性溶液中可能主要以AuS-、Au(HS)2-、［AuAsS3］2-和AuSbS32-等形式迁移;熊伊曲(2014)对该矿床的成矿流体进行了包裹体显微测温、气液相群分析及同位素研究，认为热液期的成矿流体从早阶段到晚阶段温度、盐度逐渐降低，气体成分主要为H2O 和CO2，并含部分CH4、C2H6、N2和H2S，流体来源可能为深部流体(幔源或深部变质)，并有明显大气降水的加入。

在热液早阶段，富含成矿物质的深部流体温度较高(132～320℃)，热液不断萃取围岩中的S2-、As2-，当离子浓度足够高时，岩体含镍矿物(橄榄石、辉石、蛇纹石)中的Ni2SiO4发生离解，Ni2+与S2-、As2-反应形成镍的硫砷化物和镍的硫化物等，另一部分Ni2+则进入黄铁矿晶格中，而流体中Au+与HS-等形成Au(HS)2-等金的络合物继续迁移。热液主阶段，由于大气降水的加入，并伴随流体体系的自然冷却(温度下降到126 ～200℃)，导致流体物理化学条件发生改变，热液中Fe2+与金的络合物，如Au(HS)2-等反应，使金在超基性岩体与浅变质地层接触带中的有利构造位置发生沉淀，并生成黄铁矿、硫锑铜银矿等硫化物。热液晚阶段，随着大气降水不断加入，流体体系的继续冷却(温度降至98 ～180℃)，形成以发育透明度较高的方解石-石英-黄铁矿脉为特征，它们多沿裂隙充填，并切穿热液主阶段形成的石英脉。其形成过程的化学反应式如下:

反应式①表示地层岩石中呈吸附态或晶格缺陷中的易活化金在酸性氧化条件及有利的构造条件下被活化;反应式②、③、④和⑤表示金厂主要镍矿物(即针镍矿、辉砷镍矿、锑硫镍矿)的形成过程，并使围岩发生硅化、黄铁矿化、铬水云母化等热液蚀变。反应式⑥和⑦表示在弱还原环境下，淋滤出的金与热液中的碱性离子、阳离子构成金的络合物，然后金的络合物与热液中的Fe2+发生反应，使金沉淀并形成黄铁矿等硫化物，即金的沉淀过程。由此可见，金和镍的沉淀应该都是由于燕山中-末期的酸性岩浆侵入而引发的。

(3)表生富集期:主要是喜山期的强烈造山运动导致矿区地层褶皱变形，地层中的矿体和矿脉发生断裂，并遭受挤压。随着地势上升，地表的部分矿体被剥蚀、氧化和淋滤。矿床中的黄铁矿遭受氧化形成大量褐铁矿，吸附自然金颗粒，并富集成矿。

图11 墨江金厂金镍矿床不同尺度金-镍关系图(a)墨江金镍矿床猫鼻梁子矿段金、镍矿体关系剖面图(据江永宏等，2003);(b)猫鼻梁子矿段PD1810 中实拍金镍矿体照片;(c)采集的含金镍矿物的手标本(含金石英脉穿插于镍矿体中，且含金石英脉又包含了部分镍矿体);(d)辉砷镍矿包含黄铁矿;(e)锑硫镍矿充填于黄铁矿裂隙Fig.11 Different scales of Au-Ni relationship graph in Mojiang gold-nickel deposit(a)Au-Ni ore body relationship section drawing in Maobiliangzi ore section，Mojiang (after Jiang et al. ，2003);(b)photograph of Au-Ni ore body in adit PD1810，Maobiliangzi ore section;(c)hand specimen of gold and nickel bearing ore (gold-bearing quartz filled in nickel ore body，and some nickel ore body wrapped in gold-bearing quartz);(d)pyrite wrapped in gersdorffite;(e)ullmannite filled in crack of pyrite

本次研究在前人认识的基础上，结合金厂实地勘察和镜下显微观测结果，认为金矿和镍矿是相互包含的关系，推测金和镍应该是属于同一个成矿期。镍矿体与金矿体在空间上相互穿插，部分迭合，部分独立;含金石英脉切穿镍矿体，但含金石英脉中又包含了镍矿角砾;在显微观测中，观察到了辉砷镍矿包含了细粒黄铁矿，锑硫镍矿充填于黄铁矿的裂隙中的现象(图11)，说明金、镍矿物应是同一期热液形成。

此外，黄铁矿既是主要载金矿物，也是主要的载镍矿物。通过电子探针分析得出的数据(表4)，对每个阶段黄铁矿的金和镍的含量进行对比(图9)，发现金和镍的含量最高点分别在热液期的不同成矿阶段，镍在热液早阶段含量最高(图12)，而金在热液主阶段含量最高，因此推测在时间上金矿化要晚于镍矿化。造成金比镍成矿晚的原因是由于载金镍贯通性矿物黄铁矿在强烈地构造运动影响下，其形成环境极其不稳定，易形成细粒他形或十分破碎的黄铁矿晶型，这使得许多微量元素以离子形式进入其晶格之中。且Ni 是在高温条件下活性较高的亲石元素之一，在成矿早阶段，温度较高，Ni 容易进入黄铁矿的晶格;而Au 作为亲铜元素之一，在中-低温环境下活性较高，成矿主阶段为中低温环境，Au+大量进入黄铁矿晶格中，从而形成了金的富集。

7.3 热液镍矿成因初探

详细对比了墨江金厂金镍矿床与Ishkinino、Ivanovka、Dergamysh 典型热液镍矿床中的矿物特征及成矿环境(表6;Melekestseva et al.，2013 及其引文)，发现墨江金厂金镍矿床与典型热液矿床的载金-镍矿物特征、矿石特征、成矿流体特征和成矿物质来源特征相似。

图12 沉积变质期与热液期各阶段黄铁矿中镍的含量Fig.12 Nickel content in sedimentary-metamorphic episode and hydrothermal episode

正如本文及前人研究(González-álvarez et al.，2013b;Loukola-Ruskeeniemi and Lahtinen，2013;Lisitsin et al.，2013)所述，含镍矿物的地质-地球化学特征及其成矿物理化学条件可以反应Ni 在热液中的迁移机制。墨江金厂金镍矿床热液主阶段含金镍贯通性矿物——黄铁矿中含有Au、As、Sb、Pb、Zn、Cu、Co、Ni 等元素，显示其流体成分复杂，与热液镍多金属矿床Zálesí 流体成分特征类似(Dolnicˇek et al.，2009)。墨江金厂金镍矿床的含镍矿物为辉砷镍矿、针镍矿、黄铁矿等，这与Epoch、Maluhe、Ishkinino 等热液镍矿床含镍矿物类似(表6;Baglow，1986;Pirajno and González-álvarez，2013;Coveney and Chen，1991;Lehmann et al.，2007;Xu et al.，2011，2013)。热 液 镍 矿 床 中 偶 见 Au 的 富 集(Melekestseva et al.，2013)，金厂金镍矿床含金矿物为自然金、黄铁矿、毒砂等，且自然金中Ag 含量为15.8% ～17.8%，这与Ivanovka 和Dergamysh 的含金矿物特征相似。成矿流体为中低温低盐度特征(熊伊曲，2014)，总体上与Ishkinino、Ivanovka 和Dergamysh 热液镍矿成矿流体特征相似。Ni 来源于超基性岩(蒋志，1984;熊伊曲，2014)，与上述三个典型热液矿床的成矿物质来源一致。另外，金厂镍矿石中微量元素之间的相关性也与典型热液镍矿床类似(表6)。

表6 墨江金厂金镍矿床与部分典型热液镍矿床的矿石、矿物及成矿流体特征对比Table 6 Comparison of ore，minerals and ore-forming fluid between Mojiang Au-Ni deposit and some typical hydrothermal Ni deposits in the world

将墨江金厂金镍矿床与国内外热液镍矿床的构造背景、成矿时代、矿床地质-地球化学特征、成矿条件等进行了对比(Davies，1969;Buchkovskiy，1970;Loukola-Ruskeeniemi and Heino，1996;Melekestseva，2005;González-álvarez et al.，2013b 及其引文)。发现墨江金镍矿床在矿石矿物、围岩蚀变、成矿条件、成矿与热液活动和超基性岩密切相关等方面与其他热液镍矿床具有相似性。燕山期中酸性岩浆侵入交代金厂超基性岩可能导致金厂金镍矿床的形成(Fan et al.，2010;本文)，这和Avebury 热液镍矿是由于超基性岩被晚泥盆世的花岗岩侵入交代所形成(González-álvarez et al.，2013a;Keays et al.，2009;Keays and Jowitt，2013)的特征相似。热液镍矿床的围岩蚀变常为蛇纹石化、滑石化、粘土化、碳酸盐化等，成矿常与热液活动相关。墨江金镍矿床东侧被金厂超基性岩侵入，其侵入部位在地表常发育蛇纹石化、碳酸盐化、粘土化等蚀变，矿区内也发育代表岩浆热液活动的花岗斑岩、基性岩和中酸性岩脉等。这些特征均与Talvivaara、Doriri Creek、Epoch 等 热 液 镍 矿 床 特 征 相 似(González-álvarez et al.，2013b 及其引文)。

同时，在构造方面，墨江金镍矿床位于哀牢山造山带，产于经历过多次构造活动的九甲-安定韧性剪切带中。围岩为一套浅变质岩系，镍矿体赋存于金厂超基性岩体及其围岩接触带，金矿体与镍矿体偶见穿插共生，矿体形态多呈透镜状。上述特征均与我国秦岭造山带中的煎茶岭岩浆热液改造型镍矿一致(聂江涛，2010;姜修道等，2010)。

因此，结合前人对墨江金镍矿的地质特征、流体包裹体、同位素等方面的研究(熊伊曲，2014)对矿床成因的约束及本文对金、镍成矿过程的论述，认为墨江金厂金镍矿床是一个受岩浆热液改造的中-低温热液金镍矿床。

8 结论

(1)墨江金镍矿金的赋存状态有两种:可见金和不可见金。其中可见金又有两种赋存形式:1)粒间金(赋存在中细粒石英脉中的自然金颗粒);2)包体金，主要被硫锑铜银矿包裹。而不可见金主要是以主要以Au+形式赋存于黄铁矿中。其含金矿物主要为黄铁矿、毒砂和硫锑铜银矿。镍的赋存状态有两种:1)以独立矿物，如针镍矿、辉砷镍矿及锑硫镍矿存在;2)以离子态赋存于黄铁矿、毒砂等矿物中。黄铁矿既是主要载金矿物，也是主要的载镍矿物。

(2)墨江金厂金镍矿床中的成矿过程可以分为三个期次:沉积变质期，热液成矿期和表生富集期。沉积-成矿期共发育4 个世代黄铁矿，其中热液成矿期可划分为:Ⅰ石英-铬水云母-针镍矿-辉砷镍矿-锑硫镍矿-黄铁矿阶段，Ⅱ石英-黄铁矿-毒砂-硫锑铜银矿-自然金阶段，Ⅲ方解石-石英-玉髓-黄铁矿阶段。热液主阶段黄铁矿中含有Au、As、Sb、Pb、Zn、Cu、Co、Ni 和Te，显示流体成分复杂，其微量元素组成表明墨江金厂金镍矿床形成于中-低温环境中。结合矿床地质特征和EPMA 的研究，认为金、镍的形成属于同一成矿期，镍矿化主要发育于热液早阶段，而金矿化主要发育于热液主阶段。Ni在热液流体中的迁移能力与流体温度正相关，温度越高，Ni进入黄铁矿晶格的能力越强。

(3)通过与国内外热液镍矿床特征对比，并结合前人研究成果和金、镍成矿过程研究，认为墨江金厂金镍矿床是一个受岩浆热液改造的中-低温热液金镍矿床。

致谢 野外工作得到墨江县矿业有限责任公司领导与相关技术人员的大力支持及帮助;电子探针分析工作得到了中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室陈振宇老师的支持;责任编辑及审稿老师、刘建平老师、和文言老师、刘忠法老师、张潮博士、张宇博士为论文的完善提出了宝贵的意见;硕士生赵睿成、冯雨周等参与了部分研究工作;谨此致谢。

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