鮑振襄

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊(duì)，湖南 吉首 416007）[1]

摘 要：該類礦床中的金大部分為次顯微金和顯微金，而共生的硫（砷）化物黃鐵礦和毒砂是其主要載金礦物，并以機(jī)械混入物或微包體形式賦存其間。礦石的品位與載金礦物生成期、晶形、粒度及碎裂程度有關(guān)。

關(guān)鍵詞：鎢銻砷金礦床；含金性；賦存狀態(tài)；地球化學(xué)

一、礦床地質(zhì)概況

湘西鎢銻砷金礦床賦存于區(qū)內(nèi)最古老的地層元古界冷家溪群和板溪群，厚逾2萬m，系一套具復(fù)理石和類復(fù)理石建造特征的淺變質(zhì)淺海相碎屑巖和火山碎屑巖。礦床主要集中分布于江南地軸北西側(cè)之雪峰弧形構(gòu)造帶的中段和東段，區(qū)域構(gòu)造線的方向基本上也就是礦床展布方向，并嚴(yán)格受到由褶皺和斷裂作用產(chǎn)生的剪切構(gòu)造帶控制[1]。礦體多呈層狀、似層狀和透鏡狀，部分為交錯(cuò)脈狀。依據(jù)礦床的礦物組合、礦石類型的不同，可劃分為鎢銻金礦床、銻金礦床、銻砷金礦床和砷金礦床等。礦石結(jié)構(gòu)主要為充填結(jié)構(gòu)，次為壓碎結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)。常見的礦石構(gòu)造為條帶狀、角礫狀、塊狀和網(wǎng)脈狀等。金屬礦物主要有自然金，輝銻礦、黃鐵礦、毒砂、白鎢礦及鎢鐵礦，少量或微量閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黝銅礦、磁黃鐵礦、車輪礦等。脈石礦物主要為石英，次為方解石、鐵白云石、綠泥石、絹云母、伊利石等。與成礦有關(guān)的近礦圍巖蝕變主要是褪色化、硅化、黃鐵礦化和毒砂化等。

湘西鎢銻砷金礦床，其成礦作用是在元古界揚(yáng)子板塊巖漿弧內(nèi)形成的W、Sb、As、Au元素之初始豐度值較高和易活化的礦源層基礎(chǔ)上發(fā)生的，礦質(zhì)主要來自地層或地殼深部（包括硫源）。成礦溶液具有中低溫度、偏低鹽度和中偏弱酸性特點(diǎn)，是以變質(zhì)水為主并有大氣循環(huán)水加入的混合熱液。礦床屬火山沉積 變質(zhì)熱液類型，成礦時(shí)期主要相當(dāng)于加里東運(yùn)動(dòng)早期。

二、礦物標(biāo)型特征及其含金性

1.黃鐵礦（Fe S2）的標(biāo)型特征

以桃源沃溪鎢銻金礦床為例。黃鐵礦貫穿于礦化作用的各階段，一般可分早、晚兩期。早期呈五角十二面體，少數(shù)立方體，細(xì)粒狀，自形或半自形，往往受到應(yīng)力作用具壓碎或角礫狀拉長或自生加大現(xiàn)象，星散分布于近礦蝕變圍巖中，含金量低（14.66×10-6）。晚期（即石英 硫化物期）黃鐵礦結(jié)晶程度低，多為他形、半自形晶和殘余晶，呈細(xì)粒狀、碎裂狀，粒徑多小于0.03mm。在石英脈或近蝕變板巖中呈細(xì)脈狀，條帶狀、浸染狀產(chǎn)出，含金量高（151×10-6）?？偟膩砜矗摰V床中黃鐵礦含量與金具有同步消長關(guān)系（圖1），而且原礦品位的高低亦與黃鐵礦的含金性一致（表1），表明黃鐵礦是其主要載金礦物。

圖1 礦石中黃鐵礦含量與品位的關(guān)系（沃溪）

表1 沃溪礦床原礦品位與黃鐵礦含金量關(guān)系

2.毒砂（Fe As S）礦物標(biāo)型

在砷金礦床和銻砷金礦床中，作為主要載金礦物的毒砂以溆浦龍王江礦床為例，分早、晚兩期。早期毒砂晶體粗大晶形完整，常呈自形、半自形狀，短柱狀等，橫切面為菱形，長軸可達(dá)3～4mm，有的周邊可見纖狀石英或白云母圍繞生長，形成房巢構(gòu)造，此種構(gòu)造乃是沉積成巖階段成因的標(biāo)志，多見于礦脈外帶褪色蝕變板巖中，含金較低[2]。晚期毒砂呈細(xì)長柱狀，他形粒狀，半自形—他形晶，粒度細(xì)且較均勻，其中粒徑在0.8～0.08mm的占60%，粒徑小于0.08mm的占40%。有的具碎裂構(gòu)造，主要產(chǎn)于礦脈內(nèi)和緊貼礦體的硅化蝕變帶內(nèi)，含金量較高。

據(jù)易聞等（1986）采用電子順磁共振（EPR）波譜對(duì)本區(qū)黃鐵礦和毒砂進(jìn)行的研究表明，在低溫（77K）和室溫（300K）下的EPR譜線都具有一個(gè)含金吸收峰，該峰具有各向同性的g因子（g=2.001± 0.001）；而不含金的黃鐵礦和毒砂均無該吸收峰。這是由于含金黃鐵礦和含金毒砂中，Au+等不同電價(jià)的離子替換晶格中的Fe2+，產(chǎn)生順磁中心之故。

3.載金礦物的含金性及相關(guān)因素

根據(jù)區(qū)內(nèi)主要鎢銻砷金礦床載金礦物分析資料統(tǒng)計(jì)（表2），黃鐵礦含金量為54.8×10-6～314× 10-6，平均（33件）88.97×10-6，毒砂含金量為97×10-6～513.4×10-6，平均（23件）211.26×10-6比較起來，毒砂平均含量為黃鐵礦的2.4倍。其離散度（115.2）也小于黃鐵礦（93.6）。正如博伊爾指出的那樣，在許多礦床中，金和毒砂的共生關(guān)系比金與黃鐵礦的共生關(guān)系往往密切得多。

表2 湘西鎢銻砷金礦床產(chǎn)出特征及其載金礦物黃鐵礦和毒砂的含金量

注：①湖南地礦局四〇二隊(duì)，1982；②武警黃金16支隊(duì)，1984；③武警黃金16支隊(duì)，1983；其余為本文，1981—1989；括號(hào)內(nèi)數(shù)字為樣品數(shù)。

統(tǒng)計(jì)分析資料表明（表3），在湘西鎢銻砷金礦床里，黃鐵礦和毒砂顆粒的大小及其晶形是礦石品位高低的標(biāo)志。黃鐵礦以細(xì)粒五角十二面體結(jié)晶不完整者含金高，毒砂以長柱狀細(xì)粒他形、半自形晶者含金高、尤其是當(dāng)黃鐵礦受到應(yīng)力作用而呈粉末狀時(shí)，其含金量有明顯提高。如黃金洞礦床、礦脈及其圍巖中的粉末狀黃鐵礦晶形含金分別為184×10-6和39×10-6，而礦脈及其蝕變圍巖中的黃鐵礦晶體含金分別為84×10-6和30×10-6。相反，礦物顆粒愈粗，自形程度愈高，含金量相對(duì)要低。究其原因尚不清楚。在某些情況下，這可能與初始沉淀作用涉及到許多地點(diǎn)，從而有利金在黃鐵礦（毒砂）核心上沉積下來有關(guān)。在另一些情況下，這可能與黃鐵礦（毒砂）被壓碎和糜棱化，接著金被帶進(jìn)壓碎帶和糜棱化帶有關(guān)[3]。一個(gè)有意思的現(xiàn)象是，在湘西以可見金為主的含金石英脈型礦床里，共生的少量黃鐵礦大多是粗粒的（＞2mm），故其含金量甚低，且顆粒愈大含金量愈低；而在含硫（砷）化物石英脈型金礦及近礦蝕變圍巖里，黃鐵礦則以中細(xì)粒為主，故其含金量亦較高，并成為金的主要載體礦物。

表3 不同粒度、晶形黃鐵礦和毒砂含金性

4.標(biāo)型元素與金礦化關(guān)系

該類礦床黃鐵礦和毒砂中居首位的標(biāo)型元素是As。如沃溪礦床從圍巖→蝕變帶→礦體，黃鐵礦含Au量由平均2.5×10-6→81.2×10-6→78.8×10-6，含As量由0.002%→0.27%→0.46%，As分別增長了14和23個(gè)數(shù)量級(jí)，含Au量提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)。團(tuán)結(jié)溝斑巖型金礦[2]，成礦早期的黃鐵礦含Au138.33×10-6，As0.23%，成礦期后黃鐵礦含Au350.6×10-6，As0.41%，即As量增加了1.8倍，相應(yīng)地含Au量提高了9.2倍。再如以毒砂為主要載金礦物的龍王江銻砷金礦床，一般含Au5× 10-6～12×10-6，平均7.36×10-6；相應(yīng)地礦石中一般含As1.3%～2.7%，Au平均1.72%；即當(dāng)?shù)V石中含As0.27%時(shí)，含Au約1.5×10-6；而含As量大約每提高1%，含Au量則增加2～3倍。又據(jù)該礦床1081件礦石Au、As化學(xué)分析資料，計(jì)算的Au-As相關(guān)系數(shù)為0.46，超過臨界值6倍以上；同類型的貴州三都銻砷金礦床50組砷金礦石化學(xué)分析計(jì)算的Au-As相關(guān)系數(shù)為0.99；均一致表明該類礦床中Au-As呈明顯的線性相關(guān)，兩者呈同步增長趨向（圖2），因此、毒砂和黃鐵礦可作為該類型金礦物的標(biāo)型礦物，而砷則可作為標(biāo)型指示元素。砷和金這種相關(guān)關(guān)系，不僅表現(xiàn)在區(qū)內(nèi)變質(zhì)熱液型金礦床里，而且在湖南省其他類型（如廣布于湖南的巖漿熱液型伴生金礦床）也是如此，可以說是一個(gè)普遍性的規(guī)律。甚至可以這樣說，在湘西鎢銻砷金礦床里，多數(shù)礦床的情形是有銻必有金，有金卻不一定有銻，金礦化范圍大于銻礦化，而且無論礦床里有銻無銻，有金處砷必定很高（表4）。

圖2 龍王江銻砷金礦床Au-As品位變化曲線對(duì)比圖

表4 湘西鎢銻砷金礦床標(biāo)型礦物元素組合（×10-6）

注：據(jù)羅獻(xiàn)林（1986）及本隊(duì)資料。

黃鐵礦和毒砂另一標(biāo)型元素是Sb，如沃溪礦床主要載金礦物黃鐵礦含Sb（平均）1881×10-6～7600×10-6，高于賦礦地層中黃鐵礦含Sb32×10-6的59～238倍；龍王江礦床主要載金礦物毒砂平均含Sb135×10-6，而且毒砂里含Sb量也和含Au量呈同步增長。所以說含Sb高的黃鐵礦和毒砂是本區(qū)金礦床相當(dāng)可靠的找礦標(biāo)志。

湘西鎢銻砷金礦床與金有不同程度相關(guān)的元素還有S、Pb、Zn、Hg等，這些均反映了金屬雖然由于其地球化學(xué)特性而極少與硫化合成金的硫化物，但在金礦化中，自然金多賦存于硫化物中并與硫化物密切相當(dāng)。如沃溪礦床，賦存于黃鐵礦、輝銻礦等硫化物中的金約占總金量的86.78%；龍王江礦床，賦存于硫（砷）化物中的金占總金量的96.8%。所以，在巖石中存在硫化物的情況下，金和硫及親硫元素呈明顯的正相關(guān)。這表明，自然界金的富集與硫有著密切的關(guān)系。因而，在湘西鎢銻砷金礦床里，金總是與硫（砷）化物伴生，而且礦體中硫（砷）化物含量的相對(duì)高低，直接影響著金品位的貧富。

此外，區(qū)內(nèi)具有一定標(biāo)型特征和指示成因意義的礦物中Co、Ni含量及Co/Ni比值表明（表5），無論是黃鐵礦還是毒砂，其微量元素含量Ni＞＞Co，Co＞Ni＜1（僅一件毒砂樣品例外）。據(jù)欒偉川等的研究[4]，金礦床黃鐵礦中鈷、鎳與金、銀含量呈反消長關(guān)系。黃鐵礦中Co/Ni比值小于1，其中的金含量就高。沃溪礦床黃鐵礦Co/Ni比值不僅小于1，而且似乎隨著Co/Ni比值減小含金量增高。龍王江礦床毒砂中Co/Ni比值一般雖也小于1，但相對(duì)來說較黃鐵礦大。如果說Co/Ni比值小于1的礦床標(biāo)志著花崗巖及與花崗巖有關(guān)礦床的話[5]，那么至少說明本區(qū)鎢銻砷金礦床的成礦與深部地質(zhì)作用有關(guān)。

表5 黃鐵礦和毒砂礦物Co、Ni含量及其比值

注：沃溪礦床Co、Ni由成都地質(zhì)學(xué)院測(cè)試中心采用直讀光譜分析（×10-6）；楊山莊礦床為光譜分析（×10-6）；龍王江礦床No、Ni由湖南有色金屬地質(zhì)研究所采用化學(xué)分析（%）。

三、金在黃鐵礦和毒砂中賦存狀態(tài)

1.煅燒試驗(yàn)和物相分析

（1）煅燒試驗(yàn)。沃溪礦床據(jù)400光片放大360倍自然金的可見率為：礦脈18.26%、蝕變圍巖5.22%、石英脈12.14%、輝銻礦20.96%、黃鐵礦7.3%。從單礦物含金量分析結(jié)果來看，與光片所見基本吻合，唯黃鐵礦很不吻合，黃鐵礦含金量高而光片中可見率僅為7.3%。通過153片光片觀察，在放大1050倍時(shí)，146片含黃鐵礦的光片只有2片見到金。后對(duì)其中5片未見到金的黃鐵礦光片進(jìn)行煅燒試驗(yàn)，在400℃、600℃時(shí)未出現(xiàn)金，溫度升高到800℃，有3片見到1～3粒金，粒徑0.8～1μm。此外，歷年礦山生產(chǎn)產(chǎn)量結(jié)果也證明，80%以上的金富集于浮粒和泡沫浮選輝銻礦（包括黃鐵礦等硫化物精礦）中，在冶煉過程中回收。

（2）物相分析。黃金洞砷金礦的砷物相分析結(jié)果表明[6]，毒砂為主要含砷礦物，占總砷量的90%～99%；鐵物相分析結(jié)果表明，黃鐵礦為主要含鐵礦物，硫化物形態(tài)的鐵占總鐵含量的65%～96%；金呈單體與連生體占總金量的18%～24%，包裹金占75%～80%。龍王江金礦綜合礦石加工技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果，單體金和暴露金占27.1%，金的回收工藝將隨載體礦物（毒砂、黃鐵礦和輝銻礦）回收。三都金礦經(jīng)化學(xué)物相分析，金的單體與連生體占總金量的69%，包裹金占30%。

2.金在黃鐵礦中賦存狀態(tài)

沃溪礦床黃鐵礦經(jīng)電子顯微鏡和光片觀察，有86.78%的金賦存于黃鐵礦、輝銻礦等硫化物中。據(jù)張振儒等的研究，可見金（大部分為顯微金）占53.72%，其中賦存于黃鐵礦中的金呈針狀、脈狀、帶狀、網(wǎng)格狀、樹枝狀等，沿其裂隙充填，以及呈球粒狀沉淀在黃鐵礦晶面上和沿黃鐵礦細(xì)脈一側(cè)進(jìn)行交代等形式產(chǎn)出。次顯微金占46.28%，主要呈機(jī)械混入物或微包體及夾層賦存于各種硫化物中，在黃鐵礦中顆粒一般小于0.1μm。一種為小的圓球狀或鏈狀充填在黃鐵礦晶面上、晶隙間或微裂隙中，呈星散狀或細(xì)脈狀；另一種為小的圓球狀或鏈狀的次顯微金呈包裹體夾層沉淀于黃鐵礦的晶面上，形成環(huán)帶狀構(gòu)造。

3.金在毒砂中的賦存狀態(tài)

區(qū)內(nèi)作為主要載金礦物的毒砂，經(jīng)電鏡掃描及能譜分析表明本身并無金，說明金以機(jī)械混入物的形式賦存其間。在龍王江的毒砂礦物里，自然金呈細(xì)脈狀，不規(guī)則狀產(chǎn)在毒砂的裂隙中，或呈細(xì)脈狀沿毒砂晶粒邊緣產(chǎn)出。龍山礦床毒砂裂隙中的金呈不規(guī)則粒狀、細(xì)絲狀、毛發(fā)狀產(chǎn)出，粒徑一般5～10μm。同類型的三都金礦床，金有90%以上分布于以毒砂為主和共生的黃鐵礦（黃鐵礦占1/6）中。據(jù)大量的成分像和X射線圖像觀察，均未查出含金、銀的單礦物，又經(jīng)X射線強(qiáng)度輪廓圖分析，也未發(fā)現(xiàn)小于1μm的獨(dú)立礦物。但從中可以看出微量金在毒砂中的含量（300×10-6）比黃鐵礦（70×10-6）中的多，且在這兩種礦物中的分布都是不均勻的。因此，可以認(rèn)為金是以機(jī)械混入物狀態(tài)不均勻地分布于毒砂和黃鐵礦中，這與化學(xué)物相分析結(jié)果基本一致。

上述載金礦物毒砂含金性及金的賦存狀態(tài)，不僅在湘西鎢銻砷金共生礦床中如此，在廣泛分布于湘南的伴生金礦床亦如此。如桂陽大坊含金（銀）多金屬碲化物礦床，礦體分布于花崗閃長斑巖體與石炭系壺天群大塘階梓門橋段碳酸鹽巖下接觸破碎帶中，金的礦化與毒砂、黃鐵礦化關(guān)系密切。金礦物主要充填在毒砂、黃鐵礦裂隙中，或沿毒砂晶體周邊進(jìn)行交代，或沉淀在黃鐵礦的晶面上。單礦物分析結(jié)果，毒砂是（硫）砷化合物中的主要載金礦物，含Au3.67×10-6～17.89×10-6，其次是黃鐵礦，含Au 1.13×10-6～4.05×10-6。從共生元素來看，Au與As密切相關(guān)，礦體中Au的高品位與As的高峰值互為對(duì)應(yīng)，Au與As偏相關(guān)（相關(guān)系數(shù)0.45），大于臨界值1倍。

四、結(jié)論

（1）在湖南西部鎢銻砷金礦床里，除少量的可見金（明金極少）外，大部分為次顯微金和顯微金，而共生的黃鐵礦、毒砂是其主要載金礦物。

（2）礦石中金的含量高低與其載金礦物的粒度、晶形、碎裂程度和產(chǎn)出形態(tài)有關(guān)，也與礦石中砷的含量有關(guān)。

（3）該類礦床金的富集與硫（砷）化物密切相關(guān)。礦床中硫（砷）化物富集地段，往往也是金的富集地段。在巖石中存在硫（砷）化物的情況下，金和硫（砷）及親硫元素存在著正相關(guān)關(guān)系。

（4）礦床賦存標(biāo)志是：韌性剪切帶及其圍巖的褪色化、硅化、黃鐵礦化（毒砂化）等。黃鐵礦、毒砂可作為尋找該類礦床的標(biāo)志礦物，而砷和銻可作為標(biāo)型指示元素。

成文過程中，參考了湖南冶金地質(zhì)二三七隊(duì)和本隊(duì)有關(guān)地質(zhì)資料，在此一并致謝。

參考文獻(xiàn)

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[1]文章來源：《黃金》，1990年第3期。作者簡介：鮑振襄（1933—），男，湖北襄陽人，高級(jí)工程師，從事金屬礦床找礦勘探、綜合研究。

[2] 姜信順.團(tuán)結(jié)溝金礦床考察專輯，1982.