新疆加曼特金礦的顯微礦物學(xué)及黃鐵礦研究?

鄭子軍，馬海杰，汪立今?，李健肖飛，王永，王見蓶，侯輝

(1.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)學(xué)院，新疆烏魯木齊830049;2.新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局703隊(duì)，新疆伊寧835000;3.新疆西部黃金股份有限公司，新疆伊寧835000)

新疆西天山地區(qū)是中國重要的成礦帶和礦床勘查區(qū)，區(qū)內(nèi)的吐拉蘇—也列莫頓火山巖帶呈一條狹長帶北西西向展布，組成了西天山北段晚古生代構(gòu)造—巖漿成礦帶重要的一部分，并嚴(yán)格控制著礦帶內(nèi)金礦床的分布.[2].其大地構(gòu)造位置位于伊犁—中天山陸塊北東緣的博羅霍洛早古生代島弧帶[3,4].該火山巖帶西段吐拉蘇地區(qū)有著名的阿希金礦，而加曼特、鐵列克特、小于贊等金礦床位于該火山巖帶東段的也列莫頓火山構(gòu)造隆起帶內(nèi).相對(duì)于成礦帶內(nèi)西段的阿希金礦及其周圍礦點(diǎn)，東段也列莫頓地區(qū)加曼特金礦的研究相對(duì)程度較低[5].我們在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)加曼特金礦床金的賦存狀態(tài)及顯微礦物學(xué)特征研究，發(fā)現(xiàn)黃鐵礦中賦含金，有可能其賦存狀態(tài)是晶格金.同時(shí)發(fā)現(xiàn)金礦中黃鐵礦的Co/Ni的比值為2.765(Co/Ni＞1)，Au/Ag比值為5.889（Au/Ag＞0.5），通過投圖、計(jì)算，發(fā)現(xiàn)加曼特金礦為中—低溫?zé)嵋撼梢?，這與吳艷爽等通過流體包裹體研究所得出的結(jié)論一致.

1 礦石礦物組合特征

加曼特金礦的礦石礦物共十多種，總的來看，礦物組分較復(fù)雜(表1)，除了金、銀礦系列外，金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、斑銅礦、白鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、藍(lán)銅礦、孔雀石等；脈石礦物主要是石英、重晶石、絹云母、方解石和粘土礦物等.

表1 礦石礦物成分一覽表

2 礦石的顯微礦物學(xué)特征

按主要礦物的結(jié)晶程度、顆粒相對(duì)大小和相互嵌布關(guān)系以及組成礦物集合體的空間分布形態(tài)等特征，將本礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造[6]歸納如下幾種常見的類型.

2.1 結(jié)構(gòu)特征

該礦區(qū)發(fā)育多種礦石結(jié)構(gòu)，主要有自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、碎裂狀結(jié)構(gòu).

自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)：主要是黃鐵礦呈自形-半自形晶，呈立方體及五角十二面體的自形晶粒狀結(jié)構(gòu)；他形粒狀結(jié)構(gòu)：多數(shù)金屬硫化物的晶形不規(guī)則，呈他形充填于先結(jié)晶的礦物顆粒間.固溶體分離結(jié)構(gòu)：多見于黃銅礦、閃鋅礦中，黃銅礦呈乳滴狀分布于閃鋅礦中.交代結(jié)構(gòu)：早期形成的黃鐵礦被晚期形成的黃銅礦、鉛鋅礦脈，磁鐵礦被褐鐵礦交代形成港灣狀或骸晶.碎裂狀結(jié)構(gòu)：礦石中較大的斑晶，如石英、黃鐵礦、斜長石受應(yīng)力作用破碎，呈碎裂狀結(jié)構(gòu)（圖1）.

圖1 加曼特金礦礦石礦物和組構(gòu)

2.2 構(gòu)造特征

礦石構(gòu)造主要有稀疏浸染狀構(gòu)造、梳狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、皮殼狀構(gòu)造和晶洞狀構(gòu)造（圖2）.

梳狀構(gòu)造：在某些張性裂隙中，金屬硫化物和脈石礦物由裂隙壁向中心相間對(duì)稱排列生長；角礫狀構(gòu)造：安山質(zhì)巖屑被石英－硫化物脈分割成角礫，有棱角、次棱角；脈狀構(gòu)造：石英—金屬硫化物細(xì)脈沿節(jié)理裂隙充填，呈脈狀分布；皮殼狀晶洞狀構(gòu)造：石英由洞壁向中間生長出較完好的晶形.

圖2 加曼特金礦脈石礦物和組構(gòu)

3 黃鐵礦（FeS2）的顯微特征及成分特征

3.1 黃鐵礦的顯微特征

黃鐵礦在許多金礦床中是最常見的載金礦物之一.該礦區(qū)黃鐵礦總體表現(xiàn)出多晶形，多期次，成分簡單等特征，這些特征與金的成礦作用和演化有密切的關(guān)系.黃鐵礦呈淡黃色、銅黃色，粉末呈黑綠色，條痕為綠黑色，強(qiáng)金屬光澤，表面有錆色，晶形以自形-半自形立方體為主，它形粒狀次之，粒徑為0.05～1 mm，黃鐵礦多以細(xì)粒浸染狀分布于巖石中（圖3），在不同礦石類型中，黃鐵礦的含量不一，在蝕變巖型礦石中含量較低，多氧化成褐鐵礦，石英脈型礦石中，含量較高，可達(dá)5%.目前通過含金巖脈中光薄片的鑒定發(fā)現(xiàn)黃鐵礦中及粒間有包裹金、粒間金及裂隙金存在，而電子探針分析（表2）又有部分金元素的顯示，含量在0～0.143×10?2之間，平均值為0.053×10?2；Ag的含量大多在0.007～0.011×10?2區(qū)間范圍內(nèi)，平均值為0.009×10?2，因此推斷此類礦石中的金可能以晶格金的形式存在.

圖3 加曼特金礦礦石中的黃鐵礦

3.2 黃鐵礦的成分特征

自然界中黃鐵礦的理論組分為Fe占46.55×10?2，S占53.45×10?2，S/Fe≈2.但在不同的金屬礦床中Fe與S含量與理論值會(huì)略有差異.一般將S/Fe比值小于2者稱為虧硫型，比值大于2者稱為多硫型.黃鐵礦中Co、Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定的標(biāo)型意義[7]，而巖漿熱液成因的黃鐵礦Co/Ni=1～5[8].本礦床黃鐵礦中Fe含量平均值為46.8×10?2，S含量平均值為52.9×10?2，其成分標(biāo)型的特征研究顯示，S、Fe比值平均值為1.13，小于2，顯示出礦區(qū)內(nèi)存在虧硫型的黃鐵礦；且黃鐵礦中的Co/Ni平均值為2.73，介于1～5之間，充分顯示其巖漿熱液成因的特征.

表2 礦石中黃鐵礦電子探針分析結(jié)果（%）

4 黃鐵礦的成分分析研究

4.1 黃鐵礦Co/Ni比值分析

由于Co在高溫下比較活躍，而Ni在低溫條件下比較活躍[9]，這一對(duì)微量元素在同一物理環(huán)境下就產(chǎn)生了富集的差異.因此，對(duì)黃鐵礦中Co/Ni的比值進(jìn)行了分析，從表1中就可以看出，Co的含量變化很大，而Ni的含量相對(duì)變化不大，Co/Ni的值分別為2.600、2.297、4.400，其平均比值為2.765.通過投圖可知，加曼特金礦中的黃鐵礦中的Co/Ni比值都落在了熱液成因區(qū)內(nèi)（見圖4），這與吳艷爽[10]等研究加曼特金礦床是淺成低溫?zé)嵋盒偷V床相吻合.

圖4 加曼特金礦床中黃鐵礦Co/Ni分布圖

4.2 黃鐵礦Au/Ag的比值分析

金礦床中黃鐵礦的Au/Ag比值也可以反映礦床成因方面的信息.欒世偉認(rèn)為，巖漿熱液型金礦床中黃鐵礦含量較高，Au/Ag≥0.5；火山巖型、構(gòu)造破碎帶蝕變巖型、沉積變質(zhì)熱液交代型及各類伴生金礦床中黃鐵礦的Au/Ag大部分是<0.5[13].根據(jù)加曼特金礦石中黃鐵礦電子探針分析結(jié)果（見表2）計(jì)算出，Au/Ag平均比值為5.889（Au/Ag＞0.5），初步認(rèn)為加曼特金礦床與巖漿熱液有關(guān)，這個(gè)結(jié)論與上面進(jìn)行的Co/Ni比值所得出的結(jié)論一致.

4.3 黃鐵礦中Cu,Zn等元素的成分標(biāo)型分析

通過對(duì)加曼特金礦礦石中的黃鐵礦電子探針分析（見表2），我們發(fā)現(xiàn)黃鐵礦中Cu、Zn等元素含量較高，其中Cu的平均含量是0.046×10?2，Zn的平均含量是0.026×10?2.我們知道黃鐵礦中Cu、Zn等成分標(biāo)型也是有重要的成礦信息指示意義.Cu2+、Zn2+作為銅型離子與Fe2+作為過渡元素差別較大，通過顯微鏡，我們發(fā)現(xiàn)加曼特金礦中的黃鐵礦中含有極其細(xì)微的包裹體粒狀黃銅礦、極細(xì)小的網(wǎng)脈狀黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦.這可能導(dǎo)致了黃鐵礦中Cu、Zn等元素含量較高（Cu的平均含量是0.046×10?2，Zn的平均含量是0.026×10?2）的主要原因.這些金屬硫化物以充填交代方式成網(wǎng)脈狀分布于破碎黃鐵礦中.而破碎的黃鐵礦是金的有利賦存場所，較高的Cu、Zn等元素含量與黃鐵礦的含金性之間有一種非線性的正相關(guān)[13].這為找礦提供了一方面的微觀信息.

5 結(jié)論

通過以上顯微礦學(xué)特征研究以及黃鐵礦成分標(biāo)型特征分析，可以得出以下結(jié)論：

加曼特金礦中礦石礦物可見十余種礦物.礦物成分較復(fù)雜，除了金、銀礦系列外，金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等，脈石礦物主要是石英、重晶石、絹云母等.其中黃鐵礦是載金礦物之一.

通過對(duì)加曼特金礦中黃鐵礦的Co/Ni分析發(fā)現(xiàn)，黃鐵礦的Co/Ni的比值為2.765，通過投圖，樣點(diǎn)分布在熱液成因區(qū)域.

通過電子探針分析，發(fā)現(xiàn)加曼特金礦中，黃鐵礦中富含金（表2），其平均含量為0.053×10?2，有可能是晶格金.

通過對(duì)加曼特金礦床中黃鐵礦的Au/Ag分析，得知Au/Ag比值為5.889（Au/Ag＞0.5），說明黃鐵礦的成因與巖漿熱液有關(guān).

電子探針分析加曼特金礦中的黃鐵礦，可知Cu、Zn等元素含量較高，其中Cu的平均含量是0.046×10?2，Zn的平均含量是0.026×10?2.通過顯微特征分析，黃鐵礦中含有極其細(xì)微的包體粒狀黃鐵礦，極細(xì)小的網(wǎng)脈狀黃銅礦和閃鋅礦等礦物.

綜上所述，加曼特金礦中的黃鐵礦是金的主要載金礦物之一，加曼特金礦中金的賦存狀態(tài)可能是晶格金，加曼特金礦可能屬淺層低溫?zé)嵋盒徒鸬V.