元阳大坪金矿矿物学特征及金赋存状态研究

张陆佳，罗万全

(1.文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司，云南 麻栗坡 663600；2.云南华西矿产资源有限公司，云南 昆明 650214)

哀牢山金矿成矿带是中国重要的区域构造成矿带[1，2]，大坪金矿区位于哀牢山成矿带南端，是该带造山型金矿的典型代表。区内出露下元古界、古生界、中生界及新生界，构造-岩浆活动-变质作用多期且强烈，与之相关的矿产资源丰富[5]，金属矿产有金、铅、锌、铜、银、铬、镍、钼等；非金属矿产有石棉、水晶、冰洲石、石膏和无烟煤等。

1 矿区地质特征

大坪金矿区出露主要有泥盆系中统莲花曲组(D2l)和中上统烂泥箐组(D2-3ln)灰岩、板岩；奥陶系下统海东组(O1h)和向阳组一段(O1x1)石英砂岩。岩浆岩主要为晋宁期闪长岩(δ2)，另有大量燕山期岩脉、岩墙等零星分布在闪长岩体中，岩性为辉绿岩、石英角闪二长岩[5]。矿体明显受北西-南东向构造控制，主要赋存于小新街断裂(F2)两侧次级断裂中(图1)。区内蚀变类型有硅化、钠长石化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、大理岩化等[3]。区内断裂十分发育，北西-南东向的主干断裂有小寨-金平断裂(F1)小新街断(F2)、三家河断裂(F3)，三条断裂大致平行，具多期次活动的特点。

2 矿床特征

大坪金矿区已揭露矿脉50多条，主要分布在小新街断裂(F2)两侧，成羽状、雁行列状近平行分布，以F2断裂为界分东西两个矿段[3]。容矿围岩主要有晋宁期闪长岩和泥盆系灰岩，局部煌斑岩、辉绿岩脉；金矿类型以金-硫化物-石英脉型为主，少量破碎蚀变闪长岩型和角砾岩型[5]。

2.1 矿床地质特征

(1)东矿段

东矿段位于小新街断裂带东侧，长约15km，宽1.6km～3.0km，呈北西-南东向沿小新街断裂展布。矿体走向300°～315°，倾向南西，倾角65°～80°，呈陡倾斜薄脉状。长700m～4000m不等，最大控制延深达700m，厚度0.05m～2m，矿体平均厚度0.22m，金品位0.24×10-6～307.08×10-6，平均品位12.43×10-6。呈脉状、薄板状、席状，具尖灭再现特征[5]。

(2)西矿段

西矿段位于小新街断裂下盘，矿脉群长约16km，宽2km～3.5km，总体走向320°～325°，与小新街断裂夹角较小，部分矿脉与小新街断裂平行产出，倾向南西，倾角较陡(58°～85°)，局部甚至反转，倾向南东。矿体长度600m～5000m，厚0.04m～1.72m，平均厚度0.25m，金品位0.13×10-6～249.25×10-6，平均品位8.87×10-6。主要呈脉状、岩墙状、薄板状产出[5]。

2.2 蚀变特征

矿区内围岩主要为闪长岩，少量为煌斑岩和辉绿岩，南部围岩为碳酸盐岩。矿区闪长岩受构造及强烈的热液蚀变作用，可分为面型蚀变和线型蚀变两大类。

面型蚀变主要为绿泥石化，其它有硅化、钠长石化、绢云母化、绿帘石化、碳酸盐化、透闪石化、白云母化。

线型蚀变主要沿矿脉及两侧分布，有黄铁矿化、硅化、钠长石化、绢云母化、绿泥石化、黝帘石化等。

硅化、碳酸盐化、绿泥石化与金矿化关系最为密切。

3 矿物组合特征

3.1 矿石化学特征

区内钻孔中采取矿石样40件，分布在矿区西矿段ZK128-1、ZK152-5、ZK164-5、ZK176-2、ZK192-2、ZK268-1、ZK278-1钻孔的V8、V9主矿体石英脉中。由云南省地质矿产勘查开发局中心实验室对样品的常量元素进行了光谱分析、化学多元素分析、XRD分析等研究工作。

(1)矿石光谱分析

利用原子发射光谱仪，原子发射光谱法进行分析。光谱分析结果(表1)表明，矿石中主要可利用元素是铁元素。其他元素含量较低。

表1 矿石光谱半定量分析结果(%)

(2)矿石化学多元素分析

利用电感耦合等离子体(ICP)光谱发生仪进行多元素分析。分析结果表明(表2)，矿石中有益元素为Au、Ag、TFe；有害元素S、P、As含量低。

表2 矿石多元素分析结果

(3)矿石XRD分析

利用XRD衍射仪进行X射线衍射分析，由矿石 X 衍射谱图与标准物相的衍射数据进行比较结果表明(图2，表3)，原矿中主要存在矿物为菱铁矿、针铁矿、赤铁矿、白云母、白云石、方解石和石英。

3.2 矿石矿物成分及主要矿物特征

经镜下观察、化学多元素分析、X-衍射分析，矿石中有自然元素、硫化物、氧化物、碳酸盐、硅酸盐五类14种矿物存在。氧化物占矿石的86.6%；碳酸盐占矿石的12%；硅酸盐和硫化物占比均较低。自然金占矿石的0.2×10-6，硫金银矿0.5×10-6，褐铁矿占82%(表4)。

表4 矿石矿物简表

自然金：元素符号Au，含量0.2×10-6，主要是指可见金。金黄色，强金属光泽，具延展性，成色约90%。镜下观察呈它形粒状、枝状。与风化作用关系密切，主要见于胶态隐晶质褐铁矿之中，偶见于方解石中。粒度在0.02mm～0.05mm之间(图3、图4)。

硫金银矿：矿石中含量约0.5×10-6，扫描电镜能谱分析时发现此矿物，主要包裹在褐铁矿中，或与褐铁矿连生，粒度一般在0.01mm～0.05mm之间(图5)。能谱分析显示(图6)，硫金银矿中含Au 31%～40%之间，含Ag 53%～58%之间，含S 9%～12%(表5)。

表5 能谱分析结果

黄铁矿：分子式FeS2，含量0.2%±，浅黄铜色，金属光泽。呈它形粒状，大多残余状于褐铁矿中，少数未蚀变。粒度一般在0.004mm～0.2mm。扫描电镜能谱分析中未检出金。

黄铜矿、方铅矿：分子式分别是CuFeS2和PbS，偶见于矿石中。黄铜色，金属光泽。矿石中它形粒状，星点状分布。粒度0.01mm～0.03mm之间。

褐(赤)铁矿：分子式FeOOH(Fe2O3)，主要的矿石矿物之一，矿石中主要呈胶态隐晶质形式产出，集合体胶态皮壳状、不规则它形粒状、黄铁矿假象状、空心菱铁矿假像的网格状、网状以及似胶结物状、吸附状等。与自然金的关系密切，除镜下见到的自然金主要产于褐铁矿中外(图5)，单矿物化学分析，其中金的含量有1.20×10-6，说明矿石中部分金是以极微细粒包裹体的形式存在于褐铁矿中，这部分金多数不可见。

石英：矿石中少量的脉石矿物。镜下观察，矿石中的石英多呈碎屑状及它形粒状，与褐铁矿镶嵌连生，粒度一般在0.05mm～0.7mm之间。

方解石、白云石：主要的脉石矿物，方解石多数为后期形成，沿脉中分布，晶体干净明亮，粒度大小不一，微晶到粗晶均可见，少数也充填分布在褐铁矿之中；白云石则为原生矿物，与颗粒之间被褐铁矿浸染状充填。

镜下观察矿石结构：胶态隐晶质结构、假象结构、细晶-粗晶结构、微晶结构、它形粒状结构、蚀变残余结构、片状结构；矿石构造：多孔状构造、块状构造。

4 金赋存状态

4.1 矿石金物相分析

矿石金物相分析结果(表6)表明，原矿中主要的金矿石矿物为自然金，硫金银矿、褐铁矿。其中矿石中可见金仅占12.30%；硫金银矿中金占11.96%；褐铁矿中金占67.75%；脉石中金占7.99%。

表6 矿石金物相分析结果

4.2 金的赋存状态

矿石化学分析金含量1.7×10-6，经镜下观察，人工重砂分析、单矿物化学分析、扫描电镜能谱元素面分布分析等研究，矿石中金有两种赋存状态，一种为镜下肉眼可见金，以自然元素形式赋存在自然金和独立矿物形式赋存在硫金银矿中；另一种为镜下肉眼不可见金，以极微粒包裹体或吸附形式赋存在褐铁矿及脉石矿物中。表7结果显示了金的分布情况，可见矿石中可见金(显微镜和重砂)仅占12.30%，粒度细小，不适合重选或浮选；硫金银矿中金占11.96%；分布在褐铁矿和脉石矿物中金占比最大，褐铁矿中占67.75%，脉石中占7.99%。

表7 金在各主要矿物中分配率

5 结论

(1)由多元素分析和X衍射分析结果得知，原矿中主要存在矿物为菱铁矿、针铁矿、褐(赤)铁矿、白云母、白云石、方解石和石英。

(2)矿石中主要的矿石矿物为自然金(可见金)，硫金银矿和褐铁矿，主要的脉石矿物有方解石，其次为白云石、石英，少量云母。

(3)金有两种赋存状态：一种为镜下肉眼可见金，一部分以自然元素形式赋存在自然金中，另一部分以独立矿物形式赋存在硫金银矿中；另一种为镜下肉眼不可见金，以类质同象或吸附形式存在于褐铁矿和脉石矿物中。