貴州貞豐水銀洞金礦床礦石礦相學(xué)特征

王崇予

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院 烏魯木齊 830000）

1 礦石類(lèi)型

根據(jù)容礦巖石的不同礦石類(lèi)型可以分為：碳酸鹽巖型、硅化角礫巖型、鈣質(zhì)砂巖-粉砂巖型、泥巖型等。

⑴碳酸鹽巖型：有多個(gè)碳酸鹽巖夾層發(fā)育在上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M中，碳酸鹽巖成分復(fù)雜，主要以硅化白云石化生物碎屑灰?guī)r或硅化白云石化生物屑砂屑灰?guī)r，通過(guò)對(duì)手標(biāo)本觀察，礦石新鮮面呈深灰色-黑色，具有厚層-塊狀構(gòu)造以及紋層狀構(gòu)造。在幾乎所有的灰?guī)r當(dāng)中都可以觀察到生物化石碎屑，甚至完整的生物化石。該類(lèi)礦石所在礦層的平均厚度為1.68 m。礦石平均品位較高，金屬量比重占76.08%，礦石量約占礦床總礦石量的85%左右。

由于富金礦石主要以碳酸鹽巖型礦石為主，進(jìn)一步將碳酸鹽巖型礦石分為4類(lèi)：生物碎屑灰?guī)r型、硅質(zhì)碳酸鹽巖型、硅質(zhì)凝灰質(zhì)碳酸鹽巖型和凝灰質(zhì)生物碎屑灰?guī)r型。

⑵硅化角礫巖型：普遍分布在構(gòu)造蝕變體（Sbt）中。主要為角礫狀強(qiáng)硅化灰?guī)r、強(qiáng)硅化灰?guī)r、硅質(zhì)巖和角礫狀黏土巖。通過(guò)對(duì)手標(biāo)本觀察，此類(lèi)礦石新鮮面呈灰黃色-深灰色，具有中-厚層狀構(gòu)造及角礫狀構(gòu)造。硅質(zhì)成分主要是玉髓和自生石英。該類(lèi)礦石所在礦層的平均厚度約為3.05m，礦石平均品位較低，金屬量比重占18.23%，礦石量約占礦床總礦石量14%。

⑶鈣質(zhì)細(xì)砂巖-粉砂巖型：該類(lèi)礦石主要產(chǎn)于龍?zhí)督M一段中的小礦體，以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，通過(guò)觀察手標(biāo)本，礦石新鮮面呈灰-深灰色，具有薄-厚層狀構(gòu)造，該類(lèi)礦石所在礦層的平均厚度約為2.14m，平均品位低，金屬量比重占5.70%，此類(lèi)型礦石規(guī)模較小，礦石量約占礦床總礦石量1%。

⑷泥質(zhì)巖型：以粉砂質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥巖及粘土巖為主，通過(guò)手標(biāo)本觀察，該類(lèi)礦石新鮮面呈深灰-黑色，具有薄層狀構(gòu)造。由于該類(lèi)礦石所在礦層厚度薄，礦石品位低且變化系數(shù)大，所以目前不是水銀洞金礦的主要礦石。

2 礦石物質(zhì)成分

2.1 礦石礦物組成

通過(guò)礦石顯微礦相學(xué)特征研究，水銀洞金礦床的礦石礦物以黃鐵礦、毒砂為主，以及零星可見(jiàn)的輝銻礦、辰砂、雄（雌）黃。脈石礦物主要是石英、白云石、方解石、螢石，同時(shí)還可以看到少量高嶺石、伊利石、絹云母、海綠石、有機(jī)碳等。根據(jù)形成階段可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是由沉積成巖階段形成的礦物；另一類(lèi)為成巖期后隨熱液作用形成的礦物。

黃鐵礦：作為主要的金屬礦物，黃鐵礦具有多形態(tài)的特點(diǎn)，具有自形-半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、莓球狀結(jié)構(gòu)、球狀結(jié)構(gòu)。礦石中黃鐵礦呈浸染狀、條帶狀、透鏡狀分布。根據(jù)鏡下觀察黃鐵礦的晶形、粒徑以及化學(xué)測(cè)試分析，可將黃鐵礦的形成分為兩個(gè)階段：沉積成巖階段的黃鐵礦粒度大，主要以自形立方體或五角十二面體產(chǎn)出，粒徑0.2～0.7mm不等；熱液成礦階段的黃鐵礦又可分為兩類(lèi)：一類(lèi)為細(xì)粒黃鐵礦，主要以半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，粒徑1～5μm不等，呈浸染狀分布；另一類(lèi)為環(huán)帶狀黃鐵礦，主要以半自形-他形粒狀、球狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，粒徑5～50μm不等，此類(lèi)黃鐵礦主要是在沉積期黃鐵礦邊緣生長(zhǎng)出2～3個(gè)環(huán)帶。

毒砂：主要與黃鐵礦共生，含量較少，約占1%，結(jié)晶程度較高，主要以自形粒狀結(jié)構(gòu)（菱面體、矛狀、針狀）產(chǎn)出，顆粒細(xì)小，大部分粒徑小于50μm，只有極少數(shù)毒砂粒徑呈0.2～0.4mm之間，只能通過(guò)鏡下觀察。

雄(雌)黃:主要呈半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)于斷裂破碎帶中，主要可見(jiàn)于石英脈當(dāng)中，粒徑0.2～0.5 mm。含量很少，少于1%。

輝銻礦：是礦石中較少的礦物，結(jié)晶程度較好，主要呈自形-半自形針狀結(jié)構(gòu)，以脈（網(wǎng)脈）狀、浸染狀構(gòu)造產(chǎn)于構(gòu)造蝕變體（Sbt）中。正交偏光鏡下觀察聚片雙晶明顯。其含量少于1%。

辰砂：通過(guò)鏡下觀察，其主要產(chǎn)于構(gòu)造蝕變體當(dāng)中，多呈自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑粗大，常與雄（雌）黃共生，其含量極少。

白云石：由于礦石普遍具有強(qiáng)烈的白云石化，所以白云石的產(chǎn)出主要是由于方解石被白云石交代。以自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)（菱面體）產(chǎn)出。晶體顆粒細(xì)小，粒徑10～50μm不等。

石英：根據(jù)鏡下觀察石英晶形、粒徑以及化學(xué)測(cè)試分析，石英的形成也可以分為兩個(gè)階段：沉積成巖階段石英顆粒細(xì)小，主要呈半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出；熱液成礦階段石英主要以細(xì)脈狀穿插沉積階段的碳酸鹽巖和石英，或交代生物碎屑，粒徑0.05～0.2 mm不等。

方解石：根據(jù)鏡下觀察方解石晶形、粒徑以及化學(xué)測(cè)試分析，方解石的形成也可以分為兩個(gè)階段：沉積成巖階段方解石顆粒細(xì)小，粒徑10～30μm不等，主要為泥晶質(zhì)方解石，呈半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出；熱液成礦階段方解石顆粒較大，粒徑0.05～0.2mm不等。主要交代其他礦物，呈交代假象結(jié)構(gòu)的黃鐵礦，就是方解石交代自形粒狀黃鐵礦形成的。

螢石：礦石中極少見(jiàn)到螢石，主要見(jiàn)于構(gòu)造蝕變體（Sbt）中。鏡下觀察螢石呈自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，交代變質(zhì)圍巖。手標(biāo)本觀察在裂隙中有呈晶簇狀生長(zhǎng)的螢石。

2.2 礦石化學(xué)成分

水銀洞金礦有益組分主要為Au，其次為Ag、Sb、Cu、Zn、Pb等，有害組分有As、Tl、Hg元素，除As在礦石中的平均含量達(dá)到0.40%，在選冶過(guò)程中需要采取高溫預(yù)氧化選礦工藝，剩余有害組分含量極少，符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。

3 礦石組構(gòu)

3.1 礦石構(gòu)造

通過(guò)野外實(shí)地觀察以及巖石標(biāo)本鑒定的綜合研究，研究區(qū)內(nèi)礦石構(gòu)造主要有：浸染狀構(gòu)造、紋層狀構(gòu)造、脈（網(wǎng)脈）狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造、生物遺跡構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

浸染狀構(gòu)造：主要金屬礦物（黃鐵礦、毒砂）呈星散浸染狀或稠密浸染狀分布于礦石中。黃鐵礦多呈自形-半自形粒狀或粒狀集合體或細(xì)脈狀。

紋層狀構(gòu)造：主要為草莓狀黃鐵礦呈兩向延長(zhǎng)的為層狀，主要發(fā)育在圍巖當(dāng)中。

脈（網(wǎng)脈）狀構(gòu)造：熱液成礦期大量脈石礦物（方解石、石英、高嶺石）以及金屬礦物（黃鐵礦、雄（雌）黃）充填巖石的節(jié)理裂隙，形成脈（網(wǎng)脈）狀構(gòu)造。

晶洞狀構(gòu)造：水銀洞金礦床中，由于熱液蝕變作用，導(dǎo)致方解石被溶蝕從而形成了孔洞，后期石英、螢石、黃鐵礦等礦物生長(zhǎng)自形-半自形的礦物集合體，同時(shí)留有部分空洞。

生物遺跡構(gòu)造：在沉積成巖階段形成的生物化石，在熱液蝕變過(guò)程中，生物化石再次被黃鐵礦、石英、方解石、白云石等礦物交代或充填。

角礫狀構(gòu)造：在次級(jí)斷裂和層間滑脫帶多出現(xiàn)這種構(gòu)造，角礫主要為不純碳酸鹽巖和黃鐵礦、石英、方解石等脈石礦物膠結(jié)充填角礫之間的孔隙。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)

水銀洞金礦床的礦石結(jié)構(gòu)較為多樣化，通過(guò)顯微鏡對(duì)礦石光片及薄片的鑒定，礦石結(jié)構(gòu)主要有：結(jié)晶作用下的自形-半自形晶粒結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、聚片雙晶結(jié)構(gòu)、包含晶結(jié)構(gòu)；沉積作用下的草莓狀結(jié)構(gòu)；交代作用下的環(huán)帶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)；變質(zhì)作用下的壓碎結(jié)構(gòu)。

自形-半自形晶粒結(jié)構(gòu)：鏡下觀察到最多的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，礦區(qū)主要金屬礦物黃鐵礦呈自形-半自形晶粒結(jié)構(gòu)(立方體、五角十二面體)，毒砂呈自形-半自形晶粒結(jié)構(gòu)(菱面體、矛狀、針狀)。

他形粒狀結(jié)構(gòu)：黃鐵礦顆粒不具有自己的結(jié)晶外形而呈不規(guī)則形狀，鏡下他形粒狀黃鐵礦較少。

聚片雙晶結(jié)構(gòu)：在鏡下主要是表現(xiàn)為輝銻礦具有此類(lèi)結(jié)構(gòu)，雙晶紋呈紡錘狀并發(fā)生彎曲，正交偏光鏡下具有較明顯的波狀消光現(xiàn)象。

包含晶結(jié)構(gòu)：粗大礦物晶體中包含有另一種分布無(wú)規(guī)律的細(xì)小它形晶體。主要表現(xiàn)在毒砂包含在黃鐵礦之中。兩種組分結(jié)晶時(shí)間大致相同，而大晶體稍晚。

草莓狀結(jié)構(gòu)：主要見(jiàn)沉積成巖期黃鐵礦具有草莓結(jié)構(gòu)，主要由圓形或橢圓形或五角十二面體黃鐵礦組成莓球，莓球大小不一，0.05～0.3mm不等，每一個(gè)莓球都由數(shù)千個(gè)更小的黃鐵礦晶體組成，晶體大小均小于1μm，黃鐵礦晶體間常充填碳質(zhì)和硫化物的混合物。

環(huán)帶結(jié)構(gòu)：沉積成巖期黃鐵礦自形晶體在熱液成礦期繼續(xù)生長(zhǎng)，形成1～5個(gè)生長(zhǎng)環(huán)帶，環(huán)帶邊緣黃鐵礦含砷，水銀洞金礦的金主要賦存在含砷黃鐵礦環(huán)帶邊緣。

交代殘余結(jié)構(gòu)：此類(lèi)結(jié)構(gòu)在鏡下觀察中有較多發(fā)現(xiàn)，交代作用強(qiáng)烈，被交代的礦物僅殘余下一些破布狀、島嶼狀的殘余體，接觸界線(xiàn)極不規(guī)則。主要表現(xiàn)為毒砂強(qiáng)烈交代黃鐵礦，黃鐵礦呈破布狀的殘余體。

膠狀結(jié)構(gòu)：在鏡下觀察主要是膠狀黃鐵礦與有機(jī)質(zhì)膠粒形成的多種組合形態(tài)。

假象結(jié)構(gòu)：白云石、石英、方解石、黃鐵礦完全交代生物碎屑，并保留了生物碎屑原有的形態(tài)特征。

骸晶結(jié)構(gòu)：此類(lèi)結(jié)構(gòu)在鏡下極為少見(jiàn)，后期礦液沿早形成的自形晶礦物晶體裂隙溶蝕交代，但仍保留被交代礦物的結(jié)晶外形，通過(guò)鏡下觀察可以看到，黃鐵礦被毒砂從內(nèi)部交代，同時(shí)也有毒砂被黃鐵礦從內(nèi)部交代的情況。

壓碎結(jié)構(gòu)：此類(lèi)結(jié)構(gòu)在鏡下觀察較少，主要表現(xiàn)為黃鐵礦、毒砂在應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋和碎裂。

4 礦石礦相學(xué)特征的成因意義

水銀洞金礦床的金屬礦物主要為黃鐵礦、毒砂，以及零星可見(jiàn)的輝銻礦、辰砂、雄（雌）黃；脈石礦物主要是石英、白云石、方解石、螢石，同時(shí)還可以看到少量高嶺石、伊利石、絹云母、海綠石、有機(jī)碳等；礦石構(gòu)造主要有：浸染狀構(gòu)造、紋層狀構(gòu)造、脈（網(wǎng)脈）狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造、生物遺跡構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等；礦石結(jié)構(gòu)主要有：結(jié)晶作用下的自形-半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、聚片雙晶結(jié)構(gòu)、包含晶結(jié)構(gòu)；沉積作用下的草莓狀結(jié)構(gòu)；交代作用下的環(huán)帶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)；變質(zhì)作用下的壓碎結(jié)構(gòu)。