上宮金礦床深部礦石礦物及圍巖蝕變特征研究

李紅松 史寶堂 閆金苗 謝一波 李萍

基金項目：中國地質調查局危機礦山接替資源勘查項目（項目編號：2007-040、2008-125）資助。

作者簡介：李紅松（1966-），男，漢族，高級工程師，主要從事地質礦產勘查及資源開發(fā)工作。

摘 要：上宮金礦床的礦石礦物組分及結構構造復雜，礦石中金礦物主要為自然金、銀金礦和碲金礦，金的賦存狀態(tài)有兩類，即可見金和次顯微金。物相分析結果標明，金礦物多以粒間金和裂隙金的形式賦存，包裹金相對較少。石英和黃鐵礦是最重要的載金礦物；主要蝕變類型為硅化、黃鐵礦化、鐵白云石化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化等。蝕變分帶現(xiàn)象明顯，與金礦化關系密切，蝕變帶中心金礦化最為富集。

關鍵詞：上宮金礦 圍巖蝕變 礦石類型 賦存狀態(tài)

中圖分類號：P61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

上宮金礦位于河南省洛寧縣，其大地構造位置屬華北地臺南緣、華熊臺隆熊耳山隆斷區(qū)，地層區(qū)劃為豫西分區(qū)熊耳山小區(qū)[1]。區(qū)內地層主要為太古界太華群、中元古界熊耳群及新生界新近系，以單斜形式產出。區(qū)內斷裂構造較發(fā)育，包括北東向、近南北向及東西向三組，北東向斷裂為主要控礦構造。本區(qū)巖漿活動強烈，表現(xiàn)為火山噴發(fā)及火山巖侵入，巖石蝕變較強，其中中生代燕山期酸性巖漿的多期、多階段侵入不僅為區(qū)內礦床的形成提供了強大的熱源，同時也攜帶成礦物質在斷裂構造帶內富集成礦，因此，對本區(qū)金礦的成礦過程起著重要的控制作用。

1 礦石性質

上宮金礦床屬重熔巖漿熱液構造蝕變巖型，礦體產出受構造控制，賦存圍巖主要為熊耳群火山巖及太華群角閃斜長片麻巖。金礦體由金屬硫化物型構造角礫巖、碎裂巖、構造蝕變巖等組成，呈透鏡狀、脈狀或平行復脈狀。礦石類型與礦體賦存深度關系密切，中淺部以氧化礦石居多，而深部礦石則以混合型和原生礦石為主，隨深度變化特征較為明顯。

1. 1礦石類型

1.1.1礦石自然類型

根據(jù)上宮金礦床深部礦石結構、構造及原巖性質，可分為角礫巖型、碎裂巖型、泥礫巖型、蝕變巖型、蝕變糜棱巖型等礦石自然類型。其中角礫巖型礦石最為常見，泥礫巖型、碎裂巖型、蝕變巖型礦石次之，蝕變糜棱巖型礦石相對較少。

從礦石氧化程度看，礦床深部以混合礦和原生礦為主，兩類礦石約占礦石總量的83%左右，其中混合型礦石最多，高達76%；氧化礦次之，約為17%左右。

1.1.2礦石工業(yè)類型

礦石中與金關系較為密切的金屬礦物尤其是金屬硫化物含量較低，一般為2-4%，因此，礦石工業(yè)類型應屬少硫化物型金礦石。

1.2礦石結構、構造

礦石結構以自形一半自形晶粒狀結構、它形晶粒狀結構及碎裂結構為主，包含結構、網(wǎng)脈狀結構及交代殘余結構次之；礦石構造主要為角礫狀構造、細脈-網(wǎng)脈狀構造、稀疏浸染狀構造等，次為團塊狀構造、蜂窩狀構造及條帶狀構造和土狀構造等。

1.3礦石的化學成分

礦石主要化學成分見表1，由表中可知，上宮金礦床的礦石主要成分為SiO2、A12O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、MnO、TiO2、K2O，Na2O、P2O5等，占礦石化學成分總量的90%以上，此外，還具有明顯的富鋁及高燒失量等特征。

表1 礦石化學成分

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成分 SiO2 P2O5 K2O Na2O TiO2 A12O3 MnO Fe2O3 FeO CaO MgO LOI

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含量 57.67 0.10 2.45 0.74 0.68 11.90 0.10 8.24 1.83 5.33 2.96 8.00

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注：表中數(shù)據(jù)由12個樣品分析結果平均求得，含量單位：%.

礦石中的成礦元素以金為主，伴生元素有銀、碲、鉛、鋅、銅、鈷、鎳、硫等。其中銀的含量約為（3.0-102）×10-6，以碲銀礦、碲金銀礦、銀金礦及自然銀、輝銀礦等形式與金屬硫化物、碲礦物、石英、絹云母、鐵白云石等共生，分布極不均勻。部分以次顯微銀賦存于方鉛礦及閃鋅礦、黃鐵礦等礦物中，以方鉛礦中含銀最高，可達333.6×10-6，故可作為有益伴生元素加以綜合回收利用。鉛（0.011-0.35%）、碲（0.00036-0.017%）、硫（0.01-5.27%）、鋅（0.014-0.54%）、銅（0.0009-0.24%）及鎳（0.0003-0.0176%）、鈷（0.0016-0.0066%）等其他組分因含量較低，無綜合利用價值。

有害元素主要為砷，含量約0.014-0.17%，存在于黃鐵礦及方鉛礦中，以固溶體產出，偶見有辰砂。其次為銻，含量約0.0001—0.03%，賦存于黃鐵礦、方鉛礦、石英、鐵白云石等礦物中。由于砷、銻含量甚微，對選礦無明顯影響。

1.4礦石品級

從大量樣品分析結果看，該礦床的金品位一般在（2.0-8.0）×10-6，礦石品級中等，僅局部礦段品位相對較高，礦體分段富集特征較為明顯。礦石中除銀以外的其它有用元素含量均未達綜合利用水平，有害元素砷、銻含量極低，屬易選礦石。

2礦物特征

據(jù)野外及室內鏡下觀察和分類統(tǒng)計結果，該礦床的礦石中已發(fā)現(xiàn)金屬礦物48種，占礦物總數(shù)的61%，總含量一般不超過4%；脈石礦物30種，占礦物總數(shù)39%，含量大于96%，包括熱液交代礦物、原巖殘留礦物、次生礦物等。金屬礦物以金屬硫化物為主，主要為黃鐵礦，次為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦等；金礦物主要為自然金、銀金礦，次為碲金礦；氧化礦物主要為褐鐵礦。脈石礦物以石英、鐵白云石、絹云母為主，次為綠泥石、白云石、方解石、螢石、長石及其次生礦物等。

2.1主要金屬礦物特征

黃鐵礦（FeS2）：黃鐵礦為礦石中最常見的金屬礦物，灰綠-淡黃綠色，在礦石中分布不太均勻。多呈自形-半自形晶粒狀，晶形多為五角十二面體，以星散浸染狀分布，局部形成不規(guī)則細脈。根據(jù)黃鐵礦的粒度大小可將其劃分為兩期，其中粒度細小的黃鐵礦與金礦化最為密切，是最為重要的載金礦物，該期黃鐵礦粒度一般為0.002-0.1毫米，少數(shù)為0.15-0.3毫米，主要形成于黃鐵絹英巖化階段，局部可見含金礦物在黃鐵礦裂隙及晶粒間嵌布。除少數(shù)黃鐵礦Au含量為≤50×10-6外，該期黃鐵礦含金多在（476-1236）×10-6，最高可達1267×10-6。與該期黃鐵礦相比，粒度較大的黃鐵礦含金性較差甚至基本不含金，可能形成于礦化早期。

方鉛礦（PbS）：礦石中方鉛礦分布廣泛而不均勻，含量僅次于黃鐵礦，一般均<1%。多金屬礦石中方鉛礦含量相對較高，有時可達1%或更多。呈它形不規(guī)則粒狀，粒徑為多0.02-1毫米，少數(shù)為0.003-0.1毫米。以浸染狀、細脈狀及斷續(xù)細脈狀與鐵白云石共生，脈寬0.01-1毫米。主要分布于多金屬礦石中。粒度較大的方鉛礦中常見黃鐵礦包體，偶見黃銅礦、閃鋅礦、黝銅礦、銀金礦小包體。根據(jù)單礦物分析，方鉛礦含Au為（7-444）×10-6，Ag為（182-698）×10-6，與金礦化關系較為密切，是該礦床的又一重要載金礦物。

閃鋅礦（ZnS）：呈灰黑色，有時呈棕黃色，它形晶不規(guī)則粒狀，粒徑多為0.01-0.5毫米，少數(shù)達0.8-1.6毫米及0.003-0.008毫米，呈不均勻浸染狀及不規(guī)則細脈產出，與方鉛礦、黃銅礦、黝銅礦、銀金礦共生，明顯少于方鉛礦。較大閃鋅礦晶體中見有黃鐵礦小包體，也見其穿插、包裹方鉛礦。據(jù)單礦物分析，閃鋅礦中含Au2.5×10-6，Ag為22×10-6。

黃銅礦（CuFeS2）、黝銅礦（3Cu2S·As2S2）：含量少于方鉛礦、閃鋅礦，呈它形不規(guī)則粒狀零星散布于脈石中。粒徑0.005-1毫米。與方鉛礦、閃鋅礦共生。呈浸染狀、細脈狀產出。統(tǒng)計結果表明，該礦床黃銅礦中Au品位約為9.6×10-6；Ag 品位90×10-6；Pb含量約1.615%；Zn含量0.1375%；Co含量0.0019%；Ni含量0.00335%。

褐鐵礦（Fe2O3·nH2O）：分布于地表氧化帶，主要由黃鐵礦氧化形成。多呈土狀、隱晶質集合體狀，使被交代礦物呈假象或殘余。褐鐵礦中Au含量為51.5×10-6，為氧化礦石中次顯微金的主要載體礦物。

2.2主要非金屬礦物特征

石英（SiO2）：為該礦區(qū)的主要脈石礦物，也是重要的載金礦物，多為乳白色-灰白色，呈柱狀或它形-半自形粒狀，粒徑一般為0.2-20毫米。多以不規(guī)則脈狀、透鏡狀、團塊狀集合體分布于斷裂構造中，有零星黃鐵礦伴生。

絹云母（KA12〔A1Si3O10〕（OH）2）：與金礦化關系密切，鱗片狀或顯微鱗片狀，多與鐵白云石或綠泥石交織共生并交代近礦圍巖。形成黃鐵絹英巖化鐵白云石化金礦石。絹云母含金1.91×10-6，為上宮金礦床的載金礦物之一。

鐵白云石（Ca（Mg·Fe）〔CO3〕2）：為該礦區(qū)的主要脈石礦物，灰白色，局部氧化后呈鐵紅色。與金礦化關系密切的鐵白云石呈不規(guī)則的微細粒，大多數(shù)顆粒的粒徑為0.003-0.08毫米；而粒徑較大的鐵白云山則多為不規(guī)則中粗粒粒狀，以細-中脈、細網(wǎng)脈狀沿裂隙充填、交代分布于石英蝕變巖、黃鐵礦化絹英巖化角礫巖及碎裂巖中。偶見方鉛礦伴生。鐵白云石中Au含量為0.72-8.3×10-6，并有Ag、Pb、Zn、Cu等雜質。

螢石（CaF2）：螢石在該礦區(qū)分布較少，僅在部分工程中見到。紫、綠色常見，黃色及無色較為少見，它形不規(guī)則粒狀，粒徑一般為0.3-5毫米，多以不規(guī)則團塊狀或脈狀分布于鐵白云石石英蝕變巖中，可見其被鐵白云石交代現(xiàn)象。偶見黃鐵礦、黑鎢礦、白鎢礦與其伴生。螢石中Au含量最高可達3.01×10-6，因此，是該礦區(qū)的載金礦物之一。

2.3金礦物特征及賦存狀態(tài)

2.3.1金礦物特征

電子探針分析結果表明，礦石中金礦物包括自然金、銀金礦、碲金礦等，其中以自然金和銀金礦為主，碲金礦次之，其它金礦物較為少見。自然金、銀金礦分別呈金黃色和淺金黃色，多呈它形晶片狀、圓粒狀、不規(guī)則粒狀及麥粒狀、網(wǎng)脈狀、針線狀等形態(tài)。

2.3.2金礦物賦存狀態(tài)

金礦物粒度變化較大，從微粒金-巨粒金均有分布，粒度一般為0.005-0.8毫米，最大可達1.2毫米。根據(jù)粒度特征和賦存狀態(tài)，可將其分為可見金和次顯微金。礦石中粗粒一巨粒金礦物顆粒體積比約為27.52-92.24%，其中巨粒金為19.3-52.82%，粗粒金為27.52-50.18%。兩者在可見金中占主要地位；中粒金為4.26-27.98%，明顯少于前兩者；細粒金為2.17-18.33%，微粒金為0.84-26.16%，均居次要地位。金礦物粒度與賦存礦體標高間具有一定的成因關系，在礦體中淺部及地表金礦物顆粒相對較為粗大，成色較高；而隨著礦體向下延深，金礦物粒度明顯變細且成色降低，該特征與區(qū)內相鄰金礦床基本一致[2-3]。

2.3.3金礦物嵌布特征

金礦物在礦石中的分布極不均勻，根據(jù)其嵌布形式可將其劃分為粒間金、裂隙金及包裹金等三種形式[4-6]。

（1）粒間金

金礦物顆粒單獨嵌布在兩種以上礦物晶粒間，偶見與其它金屬礦物形成連晶。與金粒毗鄰的礦物主要有：黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、石英、鐵白云石及碲金銀礦、碲銀礦等。金礦物顆粒形態(tài)較簡單，以它形晶為主，粒度相對較大，最大約1.2毫米。粒間金為可見金主要嵌布形式。其中自然金、銀金礦占60.94-78.70%；碲金礦占37.20%。

（2）裂隙金

金礦物顆粒呈它形晶不規(guī)則狀、細脈狀及細網(wǎng)脈狀充填于礦物裂隙中。常見載體礦物主要為黃鐵礦、石英，方鉛礦、閃鋅礦、碲礦物等次之。金粒最大粒徑為0.25毫米，小到0.001毫米。自然金、銀金礦占13.25-20.95%；碲金礦占23.26%，稍高于前者。

（3）包裹金

金礦物顆粒結晶形態(tài)多樣。自然金、銀金礦以它形晶粒狀為主；碲金礦自形程度較高，最大粒徑為0.15毫米。包裹金主要賦存于石英及碲礦物、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦等礦物中。其中碲礦物中以自然金為主，而硫化物中以銀金礦為主，而石英中的包裹金則包含自然金、銀金礦，碲金礦等多種形式。包裹金是碲金礦的主要嵌布形式，占39.53%。自然金、銀金礦占8.02-18.09%，為次要嵌布形式。

自然金、銀金礦主要呈粒間金產出，次為裂隙金、包裹金；碲金礦主要以包裹金為主，次為粒間金、裂隙金。

金礦物分布特征見表2。

表2 金礦物分布特征

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金 礦 物 可見金 次顯微金

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含 量（%） 13.65 86.35

主要鑲嵌于石英、黃鐵礦、碲礦物及黃銅礦、 主要賦存于黃鐵礦中，次為菱

賦存狀態(tài) 閃鋅礦、鐵白云石、絹云母粒間和石英、黃 鐵礦、長石、石英等礦物中，

鐵礦、碲礦物裂隙中；次為包于石英、碲礦 少數(shù)見于方鉛礦、閃鋅礦、鐵

物、閃鋅礦、方鉛礦中。 白云石內。

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3 圍巖蝕變特征

受熱液活動影響，上宮金礦床圍巖蝕變較為強烈，主要呈面狀、浸染狀、透鏡狀、細脈-網(wǎng)脈狀分布在礦脈及兩側圍巖中，蝕變類型多、強度大。蝕變類型主要包括硅化、絹云母化、黃鐵絹英巖化、鐵白云石化、碳酸鹽化、綠泥石化、赤鐵礦化等，而重晶石化、綠簾石化等蝕變在區(qū)內零星分布。

蝕變分帶現(xiàn)象較為明顯，自含礦斷裂構造中心向兩側圍巖，圍巖蝕變呈現(xiàn)由強變弱的規(guī)律性變化，且兩側蝕變帶的出現(xiàn)近于平行和對稱分布。其中含礦斷裂構造內為含金硫化物鐵白云石絹云母石英蝕變帶，向兩側依次為絹云母綠泥石化帶、絹云母鐵白云石化帶、弱鐵白云石化帶。赤鐵礦化主要分布于絹云母鐵白云石化帶及弱鐵白云石化帶中。上述蝕變分帶均呈漸變過渡，無明顯界線。各蝕變帶含金性差異明顯，礦脈中心蝕變較強，蝕變礦物組合主要為黃鐵礦等金屬硫化物及石英、絹云母等，含金性較好，多形成工業(yè)金礦體；而兩側隨著蝕變程度的減弱，蝕變圍巖含金性較差甚至不含礦，呈現(xiàn)顯著的正相關關系。

4 結論

（1）上宮金礦床深部的礦石類型以混合型和原生型礦石為主，氧化礦較少；礦石中礦物種類豐富，金屬礦物主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等，脈石礦石以石英、絹云母、鐵白云石居多，金礦物包括自然金和銀金礦、碲金礦，以粒間金、裂隙金及包裹金等形式嵌布于礦石中。

（2）圍巖蝕變強烈且具顯著的帶狀分布規(guī)律，由含礦斷裂向外，蝕變程度漸弱，礦石含金性也明顯下降，兩者正相關關系明顯，金礦化與硅化、絹云母化及黃鐵礦化等具有密切的聯(lián)系。

參考文獻：

[1] 河南省地質礦產局.河南省區(qū)域地質志[M].北京：地質出版社，1989.

[2] 吳長航，方念喬，金云霄等.吉家洼金礦床圍巖蝕變與金礦化特征研究[J].有色金屬（礦山部分），2008，60（5）：19-22.

[3] 王君憲，杜河川，劉新會等. 河南欒靈金礦礦石礦物特征及成因分析[J].黃金科學技術，2011，19（6）：12-17.

[4] 胡海祥，牛桂強，劉洪瀾等.焦家金礦主礦區(qū)金礦石的賦存特征[J].巖礦測試2013，32（6）：931-937.

[5]梁俊紅，劉海波，王建國.自然金的標型及成色特征在金礦床研究中的意義[J].黃金，2000，21（12）：1-4.

[6] 謝玉玲，陳 偉，李臘梅等.西藏弄如日金礦礦石礦物組成、金銀賦存狀態(tài)及工藝特性[J].北京科技大學學報，2010，32（5）：543-551.