卡特巴阿蘇銅金礦床金屬礦物特征及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

孟慶鵬，姚 瑤，劉曉亮

（新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所，新疆 烏魯木齊 830000）

中亞造山帶是世界著名的巨型成礦域，產(chǎn)出了一大批世界級(jí)的大型、超大型金銅礦床，構(gòu)成了聞名于世的“中亞金腰帶”[1]。新疆西天山位于中亞造山帶南緣，是我國(guó)重要的金銅鐵多金屬成礦帶[2]，新疆卡特巴阿蘇金銅礦床恰好位于中天山構(gòu)造帶，該礦的發(fā)現(xiàn)是中亞金腰帶向東延入我國(guó)的重要地質(zhì)證據(jù)。目前已探明黃金資源儲(chǔ)量80 余噸，銅近10×104t，為西天山發(fā)現(xiàn)的首個(gè)特大型金銅礦，眾多專家學(xué)者對(duì)該礦進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，包括礦體和圍巖的成礦時(shí)代、礦床地質(zhì)特征及成礦環(huán)境、圍巖蝕變及金賦存狀態(tài)等[3，4]，本文著重對(duì)礦區(qū)內(nèi)的含金、銀及銅礦物進(jìn)行研究，探討圍巖蝕變，為進(jìn)一步研究同類型金銅礦具有重要借鑒意義。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)域礦床位于中天山北部邊緣，即塔里木板塊與準(zhǔn)噶爾板塊碰撞對(duì)接縫合帶內(nèi)，中天山微板塊內(nèi)主要巖石建造包括前寒武紀(jì)基底古老變質(zhì)巖系和不整合其上的早古生代淺變質(zhì)碎屑巖夾碳酸鹽巖及侵入其中的中酸性巖體，構(gòu)成了今天的西天山主峰。礦區(qū)構(gòu)造主分兩類：①受區(qū)域構(gòu)造控制的斷裂系統(tǒng)；②受火山機(jī)構(gòu)控制的放射狀張性斷裂系統(tǒng)。礦區(qū)侵入巖發(fā)育，主要分布于礦區(qū)東南部，出露面積較大。礦區(qū)內(nèi)脈巖較發(fā)育，脈巖類型以中性脈巖為主，礦區(qū)北部見(jiàn)有多條輝綠巖脈，少量石英斑巖、霏細(xì)斑巖脈。脈巖廣泛分布，尤其是金礦體附近，地層與巖體接觸帶處脈巖分布更為密集。

2 礦石物質(zhì)成分

本次研究在前人工作基礎(chǔ)上，采集了礦區(qū)8 號(hào)平硐、51 號(hào)平硐以及鉆孔5112 內(nèi)的110 件樣品，經(jīng)過(guò)對(duì)以上光、薄片詳細(xì)鑒定研究，結(jié)合野外地質(zhì)情況，對(duì)容礦巖石及成礦母巖進(jìn)行了深入研究，取得了一些認(rèn)識(shí)。經(jīng)鏡下光薄片鑒定、人工重砂鑒定，結(jié)合X—射線衍射分析和電子探針?lè)治觯鸦敬_定礦石中存在礦物共3 類29 種（見(jiàn)表1），其中金屬礦物11 種，脈石礦物14 種，表生礦物4 種。主要金屬礦物類型簡(jiǎn)單，主要為黃鐵礦；次要礦物為黃銅礦、磁鐵礦、斑銅礦、銅藍(lán)等；稀少礦物為含銀自然金、銀金礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦。表生礦物孔雀石、褐鐵礦、赤鐵礦、黃鉀鐵礬等。脈石礦物數(shù)量多，類型復(fù)雜，分布十分廣泛，主要礦物有石英、斜長(zhǎng)石、堿性長(zhǎng)石等；次要礦物有綠泥石、綠簾石等；少見(jiàn)礦物有角閃石、透輝石、榍石。本文著重對(duì)含金及含銅礦物進(jìn)行系統(tǒng)研究及討論。

表1 卡特巴阿蘇礦石礦物成分表

自然金是礦石中唯一可利用的工業(yè)礦物，這種礦物非常珍貴，被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候都是星點(diǎn)浸染狀或“窩狀”形態(tài)。在42 個(gè)光片中共發(fā)現(xiàn)含銀自然金、銀金礦共計(jì)89 粒。

金礦物主要以含銀自然金和銀金礦為主，含銀自然金顏色為金黃色，少量呈銅紅色，多呈他形粒狀，以角粒狀、等粒狀和長(zhǎng)粒狀為主。在89 粒金礦物中，粒狀金占78 粒，柱狀金10 粒，形態(tài)復(fù)雜金1 粒，占1.1%（見(jiàn)表3）。

自然金電子探針?lè)治鼋Y(jié)果，其主元素金平均值84.22%（見(jiàn)表）。礦物主要以含銀自然金為主，其次還含有少量的銀金礦。按自然金成色計(jì)算公式：Au/(Au+Ag+Zn+As+Co+Ni+Te+Sb+Bi)×1000/‰，求得成色平均值841，成色較低，介于798 ～911之間。根據(jù)成礦深度與金成色之間的關(guān)系可知，卡特巴阿蘇金礦床應(yīng)屬于中- 深成礦床，根據(jù)熱力學(xué)條件與金成色關(guān)系可知，該礦床可能為熱液礦床（見(jiàn)圖1a）。

銀金礦分布較少，多呈他形粒狀與黃鐵礦相伴生，反射色呈亮黃色（見(jiàn)圖1b）。

銀金礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表2，主元素平均值為金65.44%，銀27.09%，其余元素除鐵3.63% 外，微量元素整體含量較少，無(wú)明顯富集。

分析單位：新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所電子探針室。

碲銀礦分布較少，呈短柱狀，鉛灰色，多賦存于黃銅礦中（見(jiàn)圖1c）。碲銀礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表4，主元素平均值為銀61.25%，碲36.72%，微量元素除銅1.13% 外，其余微量元素含量較少，無(wú)明顯富集。

分析單位：新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所電子探針室。

圖1 金屬礦物顯微鏡下特征

表4 卡特巴阿蘇碲銀礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果

分析單位：新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所電子探針室。

斑銅礦在礦床中常見(jiàn)，常與銅藍(lán)相伴生，但含量相對(duì)較低，分布不均勻，僅在黃銅礦周邊可以見(jiàn)到。斑銅礦多呈片狀集合體，常與銅藍(lán)一起交代黃銅礦，呈交代環(huán)邊結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1d）。

斑銅礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表5，主元素平均值為銅62.15%，硫26.14%，鐵11.32%，微量元素整體含量較少，無(wú)明顯富集。

黃銅礦是礦石中重要的工業(yè)礦物之一，呈浸染狀或脈狀產(chǎn)出，常與黃鐵礦、斑銅礦、輝銅礦等硫化物共生在一起。黃銅礦多呈他形粒狀，少量呈半自性粒狀（見(jiàn)圖1），粒徑在0.01mm ～0.5mm±，多呈他形粒狀集合體或網(wǎng)脈狀分布于黃鐵礦或透明礦物的裂隙間，交代早期形成的黃鐵礦（見(jiàn)圖1e、圖1f）。

黃銅礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表6，主元素平均值為鐵30.52%，銅34.24%，硫35.11%，微量元素整體含量較少，無(wú)明顯富集，與礦化關(guān)系不明顯。

銅藍(lán)在礦床中分布普遍，但含量低，一般為微量至1%，主要呈細(xì)片狀集合體與斑銅礦共生，沿黃銅礦的邊緣發(fā)生交代，形成交代環(huán)邊結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1d）。

3 卡特巴阿蘇礦區(qū)礦石構(gòu)造及類型

3.1 礦石結(jié)構(gòu)

自形粒狀結(jié)構(gòu)多見(jiàn)于黃鐵礦或磁鐵礦中。粒徑變化大，在0.01mm ～2mm±，少部分＜0.02mm，主要呈單體或粒狀集合體產(chǎn)出（見(jiàn)圖2c、2d）。金礦物主要以他形粒狀為主，部分形態(tài)不規(guī)則，黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、黝銅礦、閃鋅礦等硫化物均呈他形晶產(chǎn)出。脈石中包裹的金礦物、黃鐵礦、黃銅礦，黃鐵礦中金礦物，黃鐵礦中包含的磁黃鐵礦等呈此結(jié)構(gòu)分布。斑銅礦或銅藍(lán)沿黃銅礦邊緣交代，形成交代環(huán)邊結(jié)構(gòu)。

3.2 礦石構(gòu)造

礦石中金屬礦物分布以不均勻?yàn)橹饕攸c(diǎn)，與成礦時(shí)產(chǎn)生的微裂隙發(fā)育程度及性質(zhì)有關(guān)。從鏡下觀察可知，沿張裂隙或壓扭性裂隙充填的多以脈狀為主，沿綹裂分布的礦物則呈團(tuán)塊狀、網(wǎng)脈狀或條帶狀產(chǎn)出。

在礦石中最為常見(jiàn)，分布很廣，常見(jiàn)的有金礦物呈浸染狀分布和黃鐵礦呈浸染狀分布。星散和稀疏浸染狀構(gòu)造在工業(yè)礦體

表5 卡特巴阿蘇斑銅礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果

分析單位：新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所電子探針室。

表6 卡特巴阿蘇黃銅礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果

圖2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

分析單位：新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所電子探針室。中常見(jiàn)。在礦石中較少見(jiàn)，局部可見(jiàn)黃鐵礦富集呈塊狀構(gòu)造，黃鐵礦較自形，粒徑一般介于0.2mm ～1mm 之間（見(jiàn)圖2a、圖2b、圖2c）。

脈狀構(gòu)造在礦石中較為常見(jiàn)，黃鐵礦等金屬礦物呈脈狀產(chǎn)出于巖體中，同時(shí)也是金礦物主要賦存的位置。這種脈狀構(gòu)造區(qū)別與后期熱液疊加的細(xì)脈狀構(gòu)造，脈厚在零點(diǎn)二毫米到二十毫米左右，脈長(zhǎng)十幾毫米到幾百毫米，規(guī)模較大，脈體時(shí)而連續(xù)，時(shí)而又?jǐn)嗬m(xù)延裂隙分布，一般來(lái)講，硫化物礦脈發(fā)育的地段，同時(shí)也是金比較富集的地段。

由脈狀分布的硫化物和呈浸染狀分布的硫化物共同構(gòu)成細(xì)脈浸染狀構(gòu)造（見(jiàn)2a），此類黃鐵礦細(xì)脈屬晚期熱也階段的產(chǎn)物，穿插交代早期形成的黃鐵礦和黃銅礦，并且這類黃鐵礦中并不含金礦物，區(qū)別于早期形成的黃鐵礦脈。

3.3 礦石類型

礦床內(nèi)金礦石中金屬硫化物主要為黃鐵礦、次有黃銅礦，通過(guò)對(duì)礦石化學(xué)分析，礦石中可利用有價(jià)元素主要為金，含少量銀和銅。其中銀主要為金的伴生元素，形成銀金礦。因此，根據(jù)礦石中可利用元素組合劃分為金礦石、金銅礦石和銅礦石三種類型。

4 小結(jié)

（1）卡特巴阿蘇金礦物主要以含銀自然金為主，其次還含有少量的銀金礦，自然金嵌布粒徑很細(xì)，多數(shù)在0.003mm ～0.010mm。嵌布形式主要為包裹金和裂隙金，粒間金較少。含銀礦物為碲銀礦，多分于黃銅礦中。含銅礦物主要為黃銅礦、斑銅礦及銅藍(lán)。

（2）礦石中金屬礦物分布不均勻，與成礦時(shí)產(chǎn)生的微裂隙發(fā)育程度及性質(zhì)有關(guān)。從鏡下觀察可知，沿張裂隙或壓扭性裂隙充填的多以脈狀為主。

（3）金礦石的自然類型分為氧化礦石、混合礦石及原生礦石。在礦區(qū)銅既能與金伴生也可局部富集形成獨(dú)立的銅礦體。