厄瓜多爾Humedo金礦床礦石礦物學(xué)特征與成礦條件分析

湯磊

摘要：Humedo金礦床位于安第斯山脈北部的Cangrejos-Zaruma地區(qū)，該地區(qū)發(fā)育斑巖型銅金礦床和淺成熱液型金銀礦床。已探明礦體分布在Humedo金礦區(qū)露天采場，產(chǎn)于巖體內(nèi)外接觸帶中，主要賦礦圍巖為英安斑巖和閃長巖，其次為片麻巖。礦石中金屬礦物主要為銀金礦、鐵閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦等，脈石礦物主要為石英、絹云母、電氣石，圍巖蝕變類型主要有黃鐵絹英巖化、電氣石化、磁黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化和褪色化等。礦石中金礦物以銀金礦為主，多呈包體分布于毒砂、鐵閃鋅礦和黃鐵礦中，少數(shù)呈晶隙金分布于石英等礦物晶隙中。銀金礦中Au質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.127 %～78.209 %，Ag質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.103 %～31.593 %。電氣石常與含金多金屬硫化物伴生，形成晶洞狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造，微區(qū)X射線衍射分析和電子探針分析結(jié)果顯示該電氣石類型屬于黑電氣石。毒砂是主要載金礦物之一，利用毒砂溫度計求得其形成溫度為330 ℃～400 ℃。英安斑巖和閃長巖鋯石U-Pb年齡為（16.75±0.17）～（17.30±0.21）Ma，表明成礦母巖侵位和成礦時代為新近紀(jì)中新世。Humedo金礦床的形成主要受大地構(gòu)造條件、成礦物源與熱源條件、礦田構(gòu)造條件、大地電場條件和物理化學(xué)條件制約。

關(guān)鍵詞：礦石;礦物學(xué);成礦條件;Humedo金礦床;厄瓜多爾

引 言

Humedo金礦床是招金礦業(yè)股份有限公司在厄瓜多爾共和國（下稱“厄瓜多爾”）開發(fā)的一處金礦床，位于安第斯山脈北部的Cangrejos-Zaruma地區(qū)，該地區(qū)是厄瓜多爾最大的黃金產(chǎn)業(yè)聚集地，發(fā)育斑巖型銅金礦床和淺成熱液型金銀礦床，包括Cangrejos、El Poglio、Zaruma、Portovelo、Sabadel、Beroen[1-7]和Humedo等礦床。這些礦床的形成在時間和空間上均與中新世早期火山巖-次火山巖和大陸弧的熱液活動和構(gòu)造運動密切相關(guān)[3-5]。已有研究表明，Cangrejos-Zaruma地區(qū)的礦床是斑巖活動和淺成熱液作用相互疊加所形成的[2，8]。

Humedo金礦床礦體在空間和成因上與新近紀(jì)中新世英安斑巖關(guān)系密切，并發(fā)育電氣石化蝕變，因此具有獨特的研究價值。本文分析了Humedo金礦床礦石中金礦物、電氣石和毒砂的礦物成分特征，并探討了該礦床形成的地質(zhì)條件與物理化學(xué)條件，以期為同類型礦床研究提供參考。

1 礦區(qū)及礦床地質(zhì)概況

Humedo金礦床位于厄瓜多爾西南部的構(gòu)造-巖漿巖帶中，位于安第斯山脈走向由北西向北東的轉(zhuǎn)折處。

礦區(qū)出露地層主要為侏羅系與第四系地層。其中，侏羅系地層受后期地質(zhì)活動影響，多已發(fā)生變質(zhì)作用，巖性以片麻巖為主，多出露在礦區(qū)中部及南部（見圖1）。區(qū)域性Portovelo斷裂從礦區(qū)南側(cè)約7 km處穿過。礦區(qū)主要發(fā)育北東向和北西向2組斷裂。露天采場主要含礦裂隙走向300°～315°，普遍具有張性裂隙特征。礦區(qū)出露侵入巖類型有英安斑巖、閃長巖和花崗閃長巖，根據(jù)巖體穿切關(guān)系判斷，侵位先后順序為：閃長巖→英安斑巖→花崗閃長巖。礦區(qū)露天采場主要賦礦圍巖為英安斑巖和閃長巖，均發(fā)育黃鐵絹英巖化蝕變，而花崗閃長巖中蝕變明顯較弱。據(jù)此判斷，英安斑巖和閃長巖為成礦母巖，花崗閃長巖為成礦后侵位的巖漿巖。

目前，已探明的礦體主要分布在露天采場內(nèi)。金礦帶總體走向北西，傾向北東，傾角40°。以0.5×10-6為邊界品位圈出礦體的厚度可達(dá)50～100 m，呈筒狀;以2.0×10-6為邊界品位圈出的礦體呈脈狀，傾角40°～80°，厚度0.47～46.30 m。礦體主要產(chǎn)于巖體內(nèi)外接觸帶中，受巖體接觸帶、斷裂和熱液角礫巖復(fù)合制約，主要賦礦圍巖為英安斑巖和閃長巖，次為片麻巖。

礦石中金屬礦物主要為銀金礦、鐵閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦、膠黃鐵礦，以及少量磁黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、斑銅礦、針硫鉍鉛礦等;脈石礦物主要為石英、絹云母、電氣石，以及少量白云石、菱鐵礦、方解石。典型礦石構(gòu)造有角礫狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造等（見圖2）。圍巖蝕變類型主要有黃鐵絹英巖化、電氣石化、磁黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化和褪色化等。

2 礦石礦物學(xué)特征

2.1 金礦物

礦石中金礦物以銀金礦為主，其反射色呈金黃，多呈角粒狀，粒度0.02～0.05 mm。金礦物嵌布狀態(tài)可分為包體金和晶隙金2種，以包體金為主，晶隙金次之。銀金礦多呈包體分布于毒砂、鐵閃鋅礦和黃鐵礦中，少數(shù)呈晶隙金分布于石英等礦物晶隙中。電子探針分析顯示，銀金礦中Au質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 66.127 %～78.209 %，Ag質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.103 %～31.593 %，并含有少量Cr、Fe、S等元素。

2.2 電氣石

礦石中電氣石較為發(fā)育，常與含金多金屬硫化物伴生，形成晶洞狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造（見圖2-b）。微區(qū)X射線衍射分析顯示，該電氣石類型屬于黑電氣石（見圖3）。

對礦石中電氣石進(jìn)行了電子探針分析，結(jié)果見表1。電氣石中w（B2O3）為9.097 %～12.117 %，w（SiO2）為33.424 %～35.728 %，w（Al2O3）為27.509 %～34.124 %，w（FeO）為9.254 %～18.046 %，w（MgO）為1.854 %～4.732 %，w（CaO）為0.456 %～1.366 %，w（Na2O）為0.867 %～2.031 %。此外，電氣石中含有微量K2O和MnO，質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于0.200 %。 因此，各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯示，該電氣石類型屬于黑電氣石。

2.3 毒 砂

在露天采場礦石中，毒砂是常見金屬礦物之一，反射光下呈乳白色，正交偏光下非均質(zhì)性顯著，呈褐黃色—灰藍(lán)色;晶型相對較好，自形、半自形和他形晶均有發(fā)育，大小不等，粒度0.05～5.00 mm。毒砂是主要載金礦物之一，常與鐵閃鋅礦、黃銅礦、電氣石等礦物密切伴生。

對毒砂進(jìn)行了電子探針分析，結(jié)果見表2。毒砂成分較純，僅含極微量Sb、Cu、Co、Pb、Cd等元素。

KRESTSCHMAR等[7]首次提出毒砂中As含量與毒砂形成溫度的關(guān)系，隨后SHARP等[8]對其進(jìn)行了修正，指出毒砂溫度計適用于毒砂形成溫度高于300 ℃的成礦環(huán)境。Humedo金礦區(qū)有4件毒砂成分?jǐn)?shù)據(jù)符合溫度計條件[8]，As原子數(shù)占比為30.673 %～32.820 %，平均為31.725 %。

毒砂溫度計圖解（見圖4）中，在相應(yīng)顏色區(qū)域作直線（毒砂百分含量）就可以求得成礦溫度的范圍。Humedo金礦區(qū)毒砂樣品中As原子數(shù)占比平均值31.725 %。 根據(jù)毒砂溫度計求得毒砂形成溫度為330 ℃～400 ℃，中值約為365 ℃。

3 成礦條件分析

Humedo金礦床的形成主要受大地構(gòu)造條件、成礦物源與熱源條件、礦田構(gòu)造條件、大地電場條件和物理化學(xué)條件的制約。

3.1 大地構(gòu)造條件

Humedo金礦床的形成與安第斯山脈獨特的大地構(gòu)造背景密不可分。厄瓜多爾境內(nèi)的安第斯山脈是沿南美大陸西部邊緣延伸山鏈的一部分，其中的中新世金屬成礦帶發(fā)育于秘魯中部，沿安第斯山脈向北延伸到厄瓜多爾和哥倫比亞，形成了許多世界級銅及金礦床[9-10]。ROSENBAUM等[11]的地球動力學(xué)重建證實海底高地與南美板塊的碰撞與中新世礦床具有明顯的時空一致性。

3.2 成礦物源與熱源條件

厄瓜多爾南部發(fā)育大量熱液型貴金屬礦床和斑巖銅鉬礦床。這些礦床的成礦時代多為中新世，與秘魯北部、哥倫比亞南部中新世金屬礦床一起構(gòu)成中安第斯山脈西部的中新世金屬成礦帶。該成礦帶發(fā)育大面積新生代巖漿巖，成巖時代為晚始新世—早上新世。

在Humedo金礦區(qū)，英安斑巖和閃長巖是主要成礦母巖，是成礦熱源及物源的主要提供者。本次測得露天采場賦礦英安斑巖和閃長巖鋯石U-Pb年齡為（16.75±0.17）～（17.30±0.21）Ma，表明成礦母巖侵位和成礦時代為新近紀(jì)中新世。

3.3 礦田構(gòu)造條件

區(qū)域巖漿侵位活動與成礦作用明顯受地質(zhì)構(gòu)造控制，與成礦有關(guān)的巖漿活動主要受南北向安第斯主斷裂控制，脈型和裂隙充填型礦化受南北向主斷裂和東西向斷裂復(fù)合制約[12]。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和遙感影像資料，Humedo金礦區(qū)處在安第斯山脈由北西向北東的轉(zhuǎn)折部位，及其與北西西向區(qū)域性斷裂的復(fù)合部位，且疊加了一系列環(huán)形構(gòu)造，不僅控制了該地區(qū)中新世巖漿巖的侵位及展布，也制約了斑巖型金礦床的形成與分布。

Humedo金礦區(qū)構(gòu)造控礦的特點是巖體接觸帶構(gòu)造、斷裂與熱液角礫巖筒構(gòu)造復(fù)合控礦，形成了Humedo金礦區(qū)露天采場熱液角礫巖型、細(xì)脈網(wǎng)脈型復(fù)合礦體。

3.4 大地電場條件

Humedo金礦典型地質(zhì)特征之一表現(xiàn)為導(dǎo)電礦物的聚集，即銀金礦、黃鐵礦、毒砂、鐵閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等金屬硫化物的聚集。該礦區(qū)金成礦的關(guān)鍵是金的陽離子在還原性物理化學(xué)條件下生成銀金礦等，該反應(yīng)為典型的電化學(xué)反應(yīng)。電氣石是眾多礦物質(zhì)中唯一帶永久電極的晶體，也是一種具有壓電效應(yīng)和熱電效應(yīng)的礦物。Humedo金礦區(qū)中電氣石的廣泛發(fā)育，以及金礦物與具有壓電效應(yīng)的石英密切伴生，均表明熱液成礦過程中發(fā)生了電化學(xué)作用。因此，Humedo金礦床的形成與大地電場條件存在因果關(guān)系。

3.5 物理化學(xué)條件

根據(jù)毒砂溫度計計算結(jié)果，結(jié)合礦石中常出現(xiàn)電氣石化蝕變，可以判斷Humedo金礦床形成的溫度條件屬中高溫條件。從礦體賦存深度及其與斑巖體和角礫巖帶的空間關(guān)系判斷，認(rèn)為Humedo金礦床的形成與地殼淺部偏低壓環(huán)境有關(guān)。

4 結(jié) 論

1）Humedo金礦床位于安第斯山脈北部的Cangrejos-Zaruma地區(qū)，在空間和成因上與中新世英安斑巖及閃長巖關(guān)系密切。成礦母巖英安斑巖和閃長巖鋯石U-Pb年齡為（16.75±0.17）～（17.30±0.21）Ma。

2）礦石中金礦物以銀金礦為主，且多呈包體分布于毒砂、鐵閃鋅礦和黃鐵礦中，少數(shù)呈晶隙金分布于石英等礦物晶隙中。礦石中電氣石較為發(fā)育，其常與含金多金屬硫化物伴生，類型屬于黑電氣石。毒砂是該礦區(qū)的主要載金礦物之一，根據(jù)毒砂溫度計求得毒砂形成溫度為330 ℃～400 ℃，中值約為365 ℃。

3）Humedo金礦床的形成主要受大地構(gòu)造條件、成礦物源與熱源條件、礦田構(gòu)造條件、大地電場條件和物理化學(xué)條件的制約。電氣石的廣泛發(fā)育，以及金礦物與具有壓電效應(yīng)的石英密切伴生，揭示了成礦過程中大地電場條件的重要性。

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