安徽蚌埠隆起中家山铅锌金矿床金赋存状态研究

黄岩，陈曦，陈杨，刘青，周晓雪

(1.安徽省地质矿产勘查局312地质队，安徽蚌埠 233040；2.安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽合肥 230022；3.合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥 230009)

0 引言

安徽蚌埠隆起东部产出一系列金矿床，这类矿床中的金主要赋存于黄铁矿中，前人对黄铁矿中金的赋存状态开展了大量研究，明确了金在黄铁矿中的赋存状态[1,13]。前人研究表明，中家山矿床中金主要赋存于闪锌矿中，但本次工作通过光学显微镜和电子探针方法均未在闪锌矿中发现颗粒金和不可见金，因此矿床中金的赋存状态仍不清楚。随着近年来矿物LAICP-MS微区分析技术飞速发展，其具有分析灵敏、检测限低的特点，可精确测试矿物微区中金的含量和赋存状态。本次工作在矿物学研究的基础上，利用LAICP-MS 测试方法分析矿床中的金赋存状态，尝试建立矿物微区金赋存状态分析流程。

1 区域地质背景

蚌埠隆起位于安徽省北部，华北克拉通东南缘，郯庐断裂带西侧，华北板块与扬子板块的结合部位，总体上呈东西向展布。蚌埠隆起被第四系覆盖严重，仅在其东部有少量的基底岩石的出露，基底岩石主要为五河岩群的变质岩系。蚌埠隆起区内出露较多的花岗质侵入岩体，根据前人的年代学研究，可将其分成三期岩浆活动。杨德彬等[11]、郭素淑和李曙光[4]测得磨盘山和庄子里钾长花岗岩的年龄为2.1～2.2Ga，属于古元古代岩浆活动；荆山、涂山、女山和蚂蚁山的成岩年龄约为160Ma，属于晚侏罗世岩浆活动[2,6,8,10]；淮光、东庐山、西庐山、曹山、燕山和陶山岩体形成于110～130Ma 之间，属于早白垩世岩浆活动[2,5,12]。蚌埠隆起构造主要为断裂构造，由一系列东西向、北东向和北北东向断裂组成，其中北东-北北东向断裂多为郯庐断裂带的次级断裂（图1）。

图1 蚌埠隆起基岩地质图（据安徽省地质矿产勘查局312地质队，2012修改）Figure 1. Geological map of the bedrocks of the Bengbu lift(modified after No.312 Unit of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province, 2012)

2 矿床地质

中家山矿床为一铅锌（金）矿床，地处蚌埠隆起东段，位于洼子陈-清塘断裂和管沟-下纪家断裂交汇部位的东部。

该矿床的赋矿地层为新太古代五河岩群小张庄岩组，岩性为黑云微斜长片麻岩、浅粒岩、含电气石浅粒岩、变粒岩、白云片岩、白云石大理岩夹石英片岩。矿区地层呈单斜产出，产状走向北东，倾向南东，倾角30°～45°。

中家山矿床的控矿构造为郯庐断裂带的次级断裂，该断裂属于张性、扭性断裂。矿床内断裂走向北东向，倾向南东（图2）。该断裂带主要由构造蚀变岩、构造角砾岩、碎裂岩和断层泥组成。该断裂是中家山矿床的主要控矿构造，矿体基本沿着构造分布，形成断裂构造带、矿化蚀变带、矿化体三体一位的构造格局。中家山矿床岩浆岩不发育，仅见一些细小岩脉，主要有煌斑岩和闪长玢岩。矿区内围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化、绢云母化和绿泥石化。

中家山铅锌金矿体严格受构造蚀变带控制，依据其赋存构造蚀变带空间分布、矿体特征，划分为10个矿体，共有金金属量约4t，平均品位为1.98g/t。

图2 中家山矿床17线剖面（据华东冶金地质勘查局811地质队，2007）[3]Figure 2. Line 17 profile across the Zhongjiashan deposit(after No. 811 Unit of East China Metallurgical Bureau of Geology and Exploration, 2007)[3]

中家山矿床矿石构造主要为块状构造、脉状构造和少量的团块状构造、浸染状构造，结构上呈现固溶体分离结构、细脉交代结构、交代结构和交代残余结构。矿石中金属矿物主要有闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、褐铁矿、黝铜矿、硫铜银矿等。脉石矿物以石英、微斜长石、黑云母、方解石为主。含金矿物主要为闪锌矿。

3 样品及测试方法

为了测定中家山矿床金的赋存状态，本次工作对中家山矿床的块状矿石中的闪锌矿进行了LA-ICPMS的测试分析。

闪锌矿的微量元素测试在合肥工业大学资源与环境工程学院矿床成因与勘察技术研究中心（ODEC）矿物微区分析实验室利用LA-ICP-MS完成。激光剥蚀系统为Cetac Analyte HE，ICP-MS 为Agilent7900。激光剥蚀过程中氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度。详细的仪器操作条件和数据处理方法同宁思远等[7]和汪方跃等[9]。

4 闪锌矿微量元素特征

在显微镜和电子探针下，中家山矿床的闪锌矿未有形貌学或者明显的成分变化，因此认为该矿床闪锌矿只有一种类型。在显微镜下，闪锌矿呈面状结构、出溶结构，出溶矿物主要为黄铜矿。

在中家山矿床闪锌矿Au与其他微量元素的二元图解中（图3），闪锌矿中的Au 与Ag、As、Cd、Co、Sb、Ga 元素均没有相关性。并且在图中可以看出，Au 的含量变化较大，在0.1×10-6～8×10-6之间都有出现。但是对LA-ICP-MS 测试的信号图的分析可以看出，闪锌矿中金含量较低的测试点，金是以晶格金的形式赋存于闪锌矿中，金的信号平滑（图4a）。而较高金含量的点中，金的信号均有较明显的突起，显示金是以金包体的形式存在于闪锌矿中（图4b，4c）。并且在部分点中，Au 与Ag 信号的突起具有一致性，显示有部分的Au、Ag 包体赋存于闪锌矿中（图4b，4c，4d），并有少量的Ag、Sb、As包体（图4d）。

5 结论

（1）在中家山矿床中，金主要以不可见金的形式赋存于闪锌矿中，通过LA-ICP-MS微量元素测试，闪锌矿中的金含量变化较大，最高可达到10×10-6，最低小于0.1×10-6。

（2）根据LA-ICP-MS 测试峰谱图中金信号的突起和平缓的变化，确定金的赋存状态。突起的信号表明金以包体金形式赋存，平缓的信号表明金是以晶格金的形式赋存于闪锌矿中。

图3 闪锌矿微量元素二元图解Figure 3. Binary diagram of trace elements in sphalerite

图4 闪锌矿LA-ICP-MS峰谱图Figure 4. LA-ICP-MS peak spectrum of sphalerite

（3）LA-ICP-MS微量元素测试方法，不仅可以测试元素的含量，同时可根据峰谱中元素信号的变化，推测相关元素的赋存状态。