安徽省蚌埠五河蓝天铜金矿床物质组分及赋存状态

魏旭，李磊，张青，阳珊

(安徽省地质实验研究所，安徽 合肥 230041)

矿区位于蚌埠复背斜的东段即小溪河段之东端与郯庐断裂带交汇处。区内出露地层主要为下五河群西堌堆组及白垩系朱巷组。矿区断裂带主要包括Fz断裂带、Fs1矿化构造蚀变带及Fs2矿化构造蚀变带。其中，Fs1矿化构造蚀变带深部被Fz断裂带断失，Fs2矿化构造蚀变带是本区的主要控矿容矿构造。区内岩浆岩为脉岩，五河群西堌堆组地层中石英二长斑岩脉特别发育，其次为石英闪长岩、石英闪长斑岩。

1 矿石物质组分

1.1 矿石化学成分特征

原矿多元素化学分析结果见表1。物相分析结果见表2。

表1 原矿多元素分析/%Table 1 Multi-element analysis table of the ore

表2 原矿铜物相分析/%Table 2 Copper phase analysis table of the ore

1.2 矿石矿物特征

1.2.1 矿石矿物组成

经光薄片鉴定、电子探针分析、人工重砂分析，本矿床矿石的矿物组合简单，发现8种金属矿物，主要金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、自然金，微量针硫铋铅矿、辉铅铋矿、赤铁矿、自然铋、褐铁矿；6种脉石矿物，主要脉石矿物有石英，次要矿物有方解石、白云石，微量菱铁矿、绢云母、重晶石。

蓝天金矿矿石的X衍射结果显示，该矿床以石英为主，少量黄铁矿、黄铜矿、方解石、铁白云石。

1.2.2 主要矿物特征

黄铁矿（FeS2）：为该矿床中主要金属硫化物，含量一般为微量至26%，个别样品可达43%左右，是与自然金关系较密切的金属矿物之一。黄铁矿按形成先后分为二个阶段，早阶段黄铁矿显微镜下呈浅黄色反射色（图1a）。

多不等粒他形-半自形晶粒状结构，少量自形晶粒状，结晶粒径为0.05 ～ 1 mm，个别粒径可达2 mm，部分碎粒、碎粉状，有的大颗粒者碎裂现象明显，有的呈残余包于黄铜矿内。晚阶段黄铁矿细小半自形-他形粒状（图1b），粒径多＜0.05 mm，分布于早期黄铁矿或黄铜矿边部，或呈细脉状沿黄铜矿内部、晶粒间交代分布。

电子探针分析其Au含量0 ～ 0.080%，均低于检出线0.1%（表3）。

表3 黄铁矿的电子探针分析表/%Table 3 Electronic probe analysis table of pyrite

综合镜下鉴定及电子探针分析数据说明，与黄铁矿相关的金矿物，63%分布于黄铁矿与其他矿物粒间，27%包于黄铁矿内，表明Au在黄铁矿内以独立金矿物自然金、银金矿的形式包于黄铁矿内，几乎不存在以晶格金或金的类质同像形式存在于黄铁矿内，黄铁矿经碎磨后其内存在微量难解离的单体金的细小包体金矿物。

黄铜矿：本矿床有用金属矿物之一，为主要的铜赋存矿物，也是与自然金关系最密切的金属矿物，镜下观察到与黄铜矿有关的自然金占总量53%。含量微量到10%，个别样品含量达20%左右。呈不等粒他形晶粒状，结晶粒度多0.02 ～ 2 mm，少量粒径细小，浸染状或斑杂状分布，部分呈细脉、网脉状分布黄铁矿、石英裂隙间，部分内部包裹、半包裹黄铁矿残余，少量被晚期黄铁矿或辉铅铋矿、针硫铋铅矿沿粒间或边部交代，个别被针硫铋铅矿包裹，内部常包裹自然金、银金矿（图1c、1d、1e）。

图1 五河蓝天铜金矿床矿石镜下照片Fig .1 Ore microscope photograph of the Copper-gold Mine in Lantian, Wuhe

电子探针分析其Au含量0～0.038%，均低于检出线0.1%（表4）。

表 4 黄铜矿电子探针分析/%Table 4 Electronic probe analysis table of chalcopyrite

综合镜下鉴定及电子探针分析数据说明，与黄铜矿有关的金矿物，57%为包体金，43%为粒间金，Au在黄铜矿内主要以独立金矿物自然金、银金矿的形式包于黄铜矿内，几乎不存在以晶格金或金的类质同像形式存在于黄铜矿内，同时也说明黄铜矿经碎磨后其内仍存在少量难解离的单体金的细小包体金矿物。

石英：为矿床中主要脉石矿物，是与自然金关系最密切的脉石矿物(图1f)。石英按形成先后分早、中、晚三期，早期石英呈粒径粗大的他形粒状、大小不等的碎粒状，内部具亚晶粒波状消光，有的内部包裹细小不透明金属矿物；中期石英由早期石英破碎的碎粉重结晶形成，细小石英沿裂隙分布；晚期石英呈细脉状，与白云石、方解石共生。与石英相关的自然金，以粒间金为主，占总量95%，说明石英经碎磨后其内仅存微量难解离的包体金矿物。

其他少量-微量矿物见表5。

表5 其他矿物电子探针分析/%Table 5 Electronic probe snalysis table of other minerals

2 矿石组分赋存状态

2.1 Au的赋存状态

光片观察及电子探针分析发现，Au以独立金矿物存在于矿石中，石英、黄铁矿、黄铜矿等矿物中几乎不含类质同象形式存在的金。独立金矿物为自然金、银金矿等金的自然元素及金银互化物，未见其他金矿物。镜下观察及金的赋存状态测量统计显示无论从金矿物的颗粒数还是面积配分上说，均以晶隙金为主，表明该矿床金矿物较易解离，按面积百分含量统计，包体金的面积百分含量达到23.41%（表6）。

表6 五河蓝天铜金矿床的嵌布类型测量统计Table 6 Statistic table of the embedded type of the copper-gold mine in Lantian Wuhe

表明黄铜矿、黄铁矿及石英尤其是黄铜矿磨碎后内部仍会包裹少量细小金矿物。

2.1.1 金矿物嵌布类型

对五河蓝天铜金矿中金矿物嵌布类型测量统计发现，金矿物的嵌布类型主要为晶隙金（粒间金），其次为包体金，微量的裂隙金（表6）。

其中晶隙金62.65%、包体金23.41%、裂隙金13.95%。晶隙金、裂隙金粒级以微细粒金为主，少量中粒金及粗粒金，主要分布于黄铜矿、石英晶粒间或石英裂隙间。包体金粒径也是以微细粒金，微量中粒金、粗粒金，多包于黄铜矿内，少量包于石英、黄铁矿内。

综上所述，本矿床矿石中金矿物的嵌布类型以晶隙金（粒间金）为主，其次为包体，少量裂隙金，此种嵌布类型有利于矿石在碎磨过程中金矿物解离为单体金，便于金的回收利用。

2.1.2 金的嵌布粒度

根据《岩金矿地质勘探规范》中划分的金矿物粒级分类，本次研究测量的金矿物粒级统计见表7。

表7 五河蓝天铜金矿中金的粒级测量统计Table 7 Particle size measurement statistics of the copper-gold mine in Lantian Wuhe

按颗粒数统计，以微、细粒金颗粒最多，少量中粒金、粗粒，其百分比分别为50.72%、33.33%、7.25%、8.7%；按面积统计，则以粗粒金为主，中粒金、细粒金、微粒金三者含量接近，其百分比分别为55.72%、14.66%、16.02%、13.6%。以上数据显示，本矿床中金矿物粒径粗细不均，相差较大，在选矿方法、选矿流程上须充分考虑不同粒级金矿物的特性。

2.1.3 金的嵌布形态

对大量光片中百余粒自然金、银金矿的形态统计发现，矿石中金矿物的赋存形态多种多样。按颗粒数统计，主要有长角粒状、圆粒状、枝丫状，其颗粒数分别为43、34和28，部分为角粒状、麦粒状，其颗粒数分别为18和15；按面积百分含量统计以长角粒状、枝丫状为主，其面积百分比分别为47.47%和46.90%，少量角粒状、圆粒状、麦粒状，其面积百分比分别为2.54%、1.41%和1.68%，数据说明不同形态金矿物粒径相差较大，枝丫状金矿物的粒径远大于圆粒状、角粒状、长角粒状等其他形态金矿物的粒径。

2.1.4金矿物的成色

对电子探针分析的金矿物金银百分含量统计显示，矿石中金矿物为自然金、银金矿，成色较低。自然金中Au含量80.123% ～ 87.678%，平均82.719%；Ag含 量11.552% ～ 19.764%，平 均16.816%。银金矿中Au含量75.311% ～ 78.927%，平均77.204%，Ag含量20.533% ～ 21.574%，平均21.159%（表8）。

表8 金矿物电子探针分析/%Table 8 Electronic probe analysis table of gold minerals

2.2 Cu的赋存状态

结合镜下观察及物相分析结果，本矿床伴生有益组分Cu主要赋存于原生硫化物黄铜矿中。

采用横尺线测法在显微镜下对12片光片中黄铜矿进行工艺粒度测量。结果表明黄铜矿工艺粒度范围较宽，但以+0.2 mm者为主，占总量72.1%（图2）。

图2 五河蓝天铜金矿黄铜矿粒度特性曲线Fig.2 Grain size characteristic curve of the chalcopyrite in the Copper-gold Mine in Lantian Wuhe

3 结 论

（1）本矿床矿石的矿物组合简单，主要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、自然金，微量针硫铋铅矿、辉铅铋矿、赤铁矿、自然铋、褐铁矿；6种脉石矿物中主要为石英，次要矿物有方解石、白云石，微量菱铁矿、绢云母、重晶石。

（2）矿石中Au的赋存状态：矿石中Au主要以独立金矿物自然金、银金矿存在；且金矿物主要以晶隙金（粒间金）、裂隙金的形式存在矿石中；金矿物粒径以微细粒金为主，形态多样，成色较低。其赋存状态说明，该矿床中金矿物在碎磨过程中易于解离，便于金的回收利用。

（3）Cu的赋存状态：主要以黄铜矿形式存在，粒度分布范围较广，但以+0.2 mm者为主。