四川木里梭羅溝金礦黃鐵礦標(biāo)型特征及地質(zhì)意義

王兆成，勾永東，范 曉，羅 濤

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，四川 雙流 610213）

0 前言

四川木里梭羅溝金礦地處甘孜～理塘結(jié)合帶的南段，唐央穹隆南傾伏端。木里梭羅溝金礦為一大型金礦，該礦的發(fā)現(xiàn)是近十余年來甘孜～理塘成礦帶找礦取得的重大突破，該礦山現(xiàn)已列入首批國土資源部礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用示范基地，首批國土資源部野外科學(xué)觀測(cè)研究基地（難選冶金礦類）。梭羅溝金礦的載金礦物標(biāo)型特征、礦床成因類型和找礦模式均有典型意義，但研究程度比較低，因此加強(qiáng)這方面的研究，對(duì)促進(jìn)甘孜～理塘金成礦帶取得找礦突破，具有十分重要的意義。

梭羅溝金礦區(qū)圈有礦體七個(gè)，礦體產(chǎn)于上三疊統(tǒng)曲嘎寺組基性火山巖系中，受發(fā)育于碎屑巖與中基性火山巖之間的近東西向的脆～韌性斷裂控制。礦體平面展布形態(tài)多呈脈狀、透鏡狀，剖面形態(tài)多呈向北陡傾，上寬下窄的漏斗狀。圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、毒砂礦化、絹云母化、碳酸鹽化和綠泥石化。組成原生金礦石的礦物有十余種，主要礦石礦物為黃鐵礦和毒砂，占礦石的1%～21%。主要脈石礦物為絹云母、白云石（方解石）和石英。用浮選法回收原生礦中的黃鐵礦、毒砂，金回收率可達(dá)86.12%～96.43%，這說明黃鐵礦、毒砂是梭羅溝金礦的主要載金礦物。關(guān)于梭羅溝金礦的成因類型主要有兩種觀點(diǎn)，即基性火山巖構(gòu)造蝕變巖型金礦床和巖漿熱液型金礦。

1 黃鐵礦形態(tài)特征

梭羅溝金礦黃鐵礦晶形以不規(guī)則形態(tài)和五角十二面體為主，立方體晶形少見，粒度一般為0.05mm～0.2mm。不規(guī)則形態(tài)黃鐵礦（它形粒狀黃鐵礦）多呈團(tuán)塊狀、莓狀集合體及細(xì)脈狀產(chǎn)出。立方體、五角十二面體黃鐵礦多呈星點(diǎn)狀或細(xì)脈狀產(chǎn)出。激光離子探針分析（見下頁表1）顯示，36個(gè)測(cè)點(diǎn)中有27個(gè)測(cè)點(diǎn)含Au，占76%，其中，它形黃鐵礦18個(gè)測(cè)點(diǎn)中有14個(gè)測(cè)點(diǎn)含金，占77.8%，Au含量 為 1.72×10－6～791.00×10－6，均 值 為50.86×10－6。五角十二面體黃鐵礦18個(gè)測(cè)點(diǎn)中有13個(gè)測(cè)點(diǎn)含金，占72.22%，Au含量為1.91×10－6～92.66×10－6，均值為26.15×10－6。峰值和均值均表明它形黃鐵礦較五角十二面體黃鐵礦含金性較好。

2 黃鐵礦結(jié)構(gòu)特征

電子探針分析顯示，黃鐵礦中個(gè)別測(cè)點(diǎn)化學(xué)成份與理論值差異較大，特別是Cu含量、As含量較高（見下頁表2）。根據(jù)陽離子計(jì)算結(jié)果反演，黃鐵礦中有鐵黝銅礦、黝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、輝銅礦、磁黃鐵礦、砷黃鐵礦等存在。利用電子探針和掃描電鏡觀察進(jìn)一步證實(shí)：①一些黃鐵礦存在次生的含砷較高的邊或砷黃鐵礦的環(huán)（見下頁圖1）；②是黝銅礦在黃鐵礦、毒砂中分布較普遍，多沿黃鐵礦、毒砂礦物中的裂隙呈脈狀產(chǎn)出或沿黃鐵礦表面分布（見下頁圖2、圖3）。黝銅礦呈脈狀穿插黃鐵礦分布，可證明黝銅礦（鐵黝銅礦）晚于黃鐵礦生成。

表1 黃鐵礦激光離子探針分析成果表Tab.1 Au，Ag，As value in pyrite analyzed by LIM

表2 電子探針分析的黃鐵礦成份表Tab.2 Content of pyrite analyzed by EPM

斑銅礦、黃銅礦、輝銅礦、磁黃鐵礦在黃鐵礦中的產(chǎn)出狀態(tài)不明，推測(cè)可能以機(jī)械混入物、顯微包體等形式產(chǎn)出。線性相關(guān)分析表明，Au與As相關(guān)性較好，與Cu的相關(guān)性較差，推測(cè)黝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、輝銅礦、磁黃鐵礦、砷黃鐵礦等屬主成礦期后的產(chǎn)物。

載金黃鐵礦具含砷黃鐵礦“邊”這一特點(diǎn)在國內(nèi)、外的一些金礦床常有報(bào)道，這種“邊”被多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是黃鐵礦賦存金的標(biāo)志之一。

3 黃鐵礦化學(xué)成份特征

3.1 主要成份（Fe、S、As）特征

28件黃鐵礦電子探針分析結(jié)果見表3。ω（S）50.93% ～ 53.17%， 均 值 為 52.26%；ω（Fe）42.45% ～ 48.08%，均 值 為 45.21%；ω（As）0.53%～2.9%，均值為1.25%；S／Fe原子數(shù)之比為1.85～2.15，均值為2.02。一般情況下，熱液型黃鐵礦虧損S，沉積型黃鐵礦多S或S接近理論值［1］。沉積成因的黃鐵礦主要化學(xué)成份鐵和硫與理論值相近或硫的含量略多［ω（Fe）46.16%，ω（S）53.84%］［2］。梭羅溝金礦床黃鐵礦硫含量偏低，屬于S虧損型黃鐵礦，為熱液成因，這與甘孜～理塘成礦帶內(nèi)其它金礦床黃鐵礦相似。甘孜～理塘金礦帶內(nèi)的黃鐵礦化學(xué)成份為ω（S）50.05～52.68%，均 值 為 51.51%；ω（Fe）44.65% ～47.08%，均 值 為 46.21%；S／Fe比 值 為 1.88～2.02，均值為1.94［1］。

表3 黃鐵礦電子探針分析成果表Tab.3 Content of pyrite analyzed by EPM

ω（Fe）／ω（S＋ As）比值與其形成深度有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.87，深部產(chǎn)出的黃鐵礦ω（Fe）／ω（S＋ As）比值為0.846，中部產(chǎn)出的黃鐵礦ω（Fe）／ω（S＋ As）比值為0.863，淺部產(chǎn)出的黃鐵礦ω（Fe）／ω（S＋ As）比值為0.926［1］。梭羅溝金礦黃鐵礦的ω（Fe）／ω（S＋ As）比值為0.77～0.93，將其投于圖4上，可以看出，有一個(gè)比值分布于淺部線附近，有六個(gè)比值分布于中部線附近，有十九個(gè)比值分布于深部線附近，另有二個(gè)偏離深部線較遠(yuǎn)；均值0.845，處在深部線附近，據(jù)此推測(cè)梭羅溝金礦形成深度變化較大，具有多期次成礦之特點(diǎn)。主成礦期發(fā)生在深部，次成期發(fā)生在中部。與甘孜～理塘成礦帶上的其它金礦床相比，其形成深度更深，反映該礦形成后經(jīng)歷了長期隆升與剝蝕，其原因可能是由于松潘～甘孜造山帶邊緣山鏈向南逆沖所致。主礦體形態(tài)在剖面上多呈漏斗狀可能與剝蝕深度較大有關(guān)。

3.2 微量元素特征

3.2.1 ω（Co）、ω（Co）／ω（Ni）值

Co、Ni與Fe屬于同族元素，具有相似的化學(xué)行為，所以Co、Ni常以類質(zhì)同象的形式代替Fe而進(jìn)入黃鐵礦中，在熱液的高溫階段Co2＋能優(yōu)先進(jìn)入黃鐵礦替代Fe2＋，故高溫階段ω（Co）／ω（Ni）比值較大［1］。黃鐵礦的Co含量能夠反映其形成溫度，一般高溫型黃鐵礦ω（Co）高于0.1%，中溫型黃鐵礦ω（Co）約為0.01%～0.10%，低溫型黃鐵礦ω（Co）小于0.01%［1］。據(jù)宋煥斌［3］對(duì)金礦床中黃鐵礦的微量元素特征的研究成果，受熱液影響的金礦床黃鐵礦的ω（Co）＞100ppm，且Co＞Ni，沉積～變質(zhì)金礦床黃鐵礦中通常是Co＜Ni。據(jù)王順金［4］研究，沉積～改造型黃鐵礦Co／Ni比值近于“1”或小于“1”。

本區(qū)28個(gè)電子探針測(cè)點(diǎn)有十三件檢測(cè)出Co，十八件檢出 Ni，Co、Ni檢出率分別為46.4%、64.3%。同時(shí)檢出Co和Ni的僅有三件，占11%。ω（Co）0.02%～0.18%，平均0.08%，ω（Ni）含量為0.01%～0.49%，平均為0.13%，ω（Co）／ω（Ni）比值為0.128～0.833，平均為0.392。ω（Co）含量低，顯示黃鐵礦主要形成于中溫環(huán)境，ω（Co）／ω（Ni）比值小于“1”，顯示黃鐵礦成因具沉積型或沉積～改造型的特點(diǎn)（見下頁圖5）。

礦區(qū)載金礦物黃鐵礦、毒砂的硫同位素δ34S（‰）值介于－1.18～7.79之間，與典型的卡林型金礦、火成巖、變質(zhì)巖中的硫同位素值相似。礦體或礦化蝕變巖的氫同位素δDV－SMOW（‰）值介于－114‰～－52‰，氧同位素δ18O（V－SMOW0）值位于16.5‰～20.3‰之間，與大氣降水、變質(zhì)水相似。綜合礦床成礦地質(zhì)條件及黃鐵礦的其它標(biāo)型特征，可以認(rèn)為梭羅溝金礦中的黃鐵礦屬沉積～改造型，成礦流體主要來自變質(zhì)熱液。

3.2.2 ω（Au）／ω（Ag）值

中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床的黃鐵礦ω（Au）／ω（Ag）＞0.5［5］。本礦區(qū)黃鐵礦 ω（Au）／ω（Ag）比值為3.01～796.00，均值為111.92，遠(yuǎn)大于0.5，屬中低溫?zé)嵋盒汀?/p>

3.2.3 ω（As）、ω（As）／ω（Co＋Ni）值

圖4 梭羅溝金礦黃鐵礦的w（Fe）／w（S＋As）值分布Fig.4 The distribution map of Fe／（S＋As）of pyrites Ganzi－litang gold belt

圖5 不同成因類型黃鐵礦的Ni、Co含量（據(jù)Song Xnexin，1984）Fig.5 Ni－Co value in different genesis of pyrite（from Song，1984）

據(jù)陳光遠(yuǎn)等［6］的研究成果，金礦床中黃鐵礦的砷含量大于600×10－6，ω（As）／ω（Co＋Ni）比值大于2.5，以及出現(xiàn)單一P型的黃鐵礦等是大型金礦的標(biāo)志；砷含量為400×10－6～500×10－6，ω（As）／ω（Co＋Ni）＝1～2為中～小型金礦的標(biāo)志。

梭羅溝金礦黃鐵礦離子探針分析ω（As）1 667.76×10－6～30 621.26×10－6，均 值 為17 160.61×10－6。電子探針分析ω（As）0.53%～2.9%，均值為1.25%；ω（As）／ω（Co＋Ni）比值為2.98～113.00，均值為21.62。由此可見本礦區(qū)黃鐵礦ω（As）明顯大于600×10－6，ω（As）／ω（Co＋Ni）比值明顯大于2.5，是大型金礦的標(biāo)志，這與查明的大型金礦床規(guī)模吻合，這進(jìn)一步驗(yàn)證了金礦中黃鐵礦的ω（As）、ω（As）／ω（Co＋Ni）值可以作為礦區(qū)遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)的依據(jù)之一。

4 結(jié)論

（1）黃鐵礦的含金性。它形黃鐵礦較五角十二面體黃鐵礦含金性較好，黃鐵礦的含砷黃鐵礦“邊”是其賦存金的標(biāo)志之一。

（2）形成溫度與深度。（Au）／ω（Ag）比值反映黃鐵礦形成于中低溫環(huán)境，ω（Co）、ω（Co）／ω（Ni）比值指示黃鐵礦形成于中溫環(huán)境，因此，認(rèn)為黃鐵礦形成于中溫環(huán)境。黃鐵礦的ω（Fe）／ω（S＋ As）比值反映出黃鐵礦主要形成于中深部，后期經(jīng)歷強(qiáng)烈的隆升與剝蝕后出露于地表。

（3）物質(zhì)來源。根據(jù)ω（Co）／ω（Ni）比值，結(jié)合穩(wěn)定同位素成果，顯示成礦熱液來源于變質(zhì)熱液或滲流熱鹵水。

（4）礦床成因。根據(jù)黃鐵礦的標(biāo)型特征，結(jié)合成礦地質(zhì)條件及穩(wěn)定同位素成果，作者在本文中認(rèn)為梭羅溝金礦成因?qū)儆诨曰鹕綆r構(gòu)造蝕變巖型，而非巖漿熱液型。成礦具有多期性，三疊系曲嘎寺組基性火山巖是初始礦源層，為成礦提供了豐富的物質(zhì)來源；松潘～甘孜造山帶邊緣山鏈向南逆掩逆沖，為成礦提供了熱源、容礦構(gòu)造與成礦流體。成礦流體主要由變質(zhì)熱液組成，形成溫度為中溫。

（5）其它。梭羅溝金礦屬大型金礦，進(jìn)一步驗(yàn)證了前人的研究結(jié)果，即ω（As）、ω（As）／ω（Co＋Ni）值可作為礦床遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)的標(biāo)志之一。

［1］郇偉靜，袁萬明，李娜，等.川西甘孜－理塘金礦帶形成條件的礦物電子探針與裂變徑跡研究［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2010，25（5）：261.

［2］周學(xué)武，李勝榮.浙江弄坑金銀礦區(qū)黃鐵礦成分標(biāo)型研究［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2005（4）：317.

［3］宋煥斌.黃鐵礦標(biāo)型特征在金礦地質(zhì)中的應(yīng)用［J］.地質(zhì)與勘探，1989，25（7）：31.

［4］王順金.礦床礦物學(xué)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1989.

［5］周學(xué)武，李勝榮.魯力，等.遼寧丹東五龍礦區(qū)石英脈型金礦床的黃鐵礦標(biāo)型特征研究［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2005，19（2）：231.

［6］陳光遠(yuǎn)，邵偉，孫岱生，等.膠東金礦成因礦物學(xué)與找礦［M］.重慶：重慶出版社，1989.