鮑振襄

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊，湖南 吉首 416007）[1]

摘 要：江南古島弧帶金礦床中共（伴）生硫（砷）化物黃鐵礦毒砂輝銻礦是其主要載金礦物，金大部分為次顯微金和顯微金，以機械混入物或微包體形式賦存其間。載金礦物的含金性與其生成期、晶形、粒度及碎裂程度有關(guān)。Sb，As為其標型元素。

關(guān)鍵詞：鎢銻砷金礦床；黃鐵礦毒砂輝銻礦；含金性；賦存狀態(tài)；江南古島弧

從西南起，自湘西南的漠濱，經(jīng)湘西的沃溪、湘東北的黃金洞，到贛東北的金山，直至浙北的璜山、中岙等的金礦床，均賦存于前寒武系的一套海相沉積含火山物質(zhì)的復理石和類復理石建造中。其不同產(chǎn)狀形態(tài)及共生礦物組合的共（伴）生金礦床和部分單金礦床，成礦元素以（W-）Sb-As-Au組合為主，故金的主要載體礦物普遍為黃鐵礦、毒砂和輝銻礦。

1 黃鐵礦毒砂輝銻礦的礦物標型

1.1 黃鐵礦

黃鐵礦貫穿于金礦化作用的各個階段?？煞譃樵纭⑼韮善?。早期黃鐵礦呈五角十二面體，少數(shù)立方體，粒度粗細不等。在應力作用下往往壓碎成角礫狀拉長或自生加大，星散分布于近礦圍巖蝕變中，含金量較低（14.66×10-6～33.33×10-6，沃溪）。晚期即石英 硫化物階段的黃鐵礦結(jié)晶程度低，多為他形、半自形或殘余晶，呈細粒狀、碎裂狀，在石英脈或近蝕變圍巖中多呈細粒狀、條帶狀、浸染狀產(chǎn)出，金含量較高（77×10-6～151×10-6，沃溪）。區(qū)內(nèi)含金黃鐵礦，其晶胞參數(shù)（5.4175～5.4184?，金山）隨AS含量（0.58%～2.34%，金山）的增高而趨于增大；其振動光譜的吸收強度與光密度值隨黃鐵礦含金量的增加而減弱；穆斯堡爾譜參數(shù)亦與其含金性密切相關(guān)。此外，與標準黃鐵礦相比，其比重略偏上限，顯微硬度中等（1254～13555kg/mm2），這與其晶胞參數(shù)增大是一致的，也是由其貧Co的化學成分決定的，但對其反射率的影響則不明顯。

1.2 毒砂

據(jù)湘西龍王江銻砷金礦床研究[1]，毒砂有兩種產(chǎn)狀，其一呈粗粒自形晶體，浸染分布在礦化蝕變板巖中，粒徑一般0.02～0.2mm，多數(shù)大于0.05mm，最大（長邊）5～10mm，橫切面形態(tài)有長方形、菱形、三角形，常沿板巖的條帶分布，含Au96×10-6～102.6×10-6。共生礦物主要為黃鐵礦，并可見石英、輝銻礦、白鐵礦沿其邊緣分布。有時在其周邊可見纖狀石英或白云母圍繞生長，形成房巢構(gòu)造，可能為沉積成巖期生成的標志。其次為細粒、半自形 自形晶體，呈脈狀或團塊狀集合體產(chǎn)于石英脈或斷裂帶內(nèi)，粒徑多小于0.05mm。該期毒砂為構(gòu)造熱液期形成，含Au73×10-6～236×10-6。一般呈脈狀或呈基質(zhì)分布于礦石中。共生礦物有黃鐵礦、輝銻礦等并被輝銻礦、黝銅礦、自然金穿插交代。另據(jù)劉英俊等的研究[2]，湘東北黃金洞砷金礦床中的毒砂以其富Au、Sb、Ni、Co貧Mn，S/As≈1.27，F(xiàn)e/（As+S）=0.52，以及晶胞參數(shù)增大為特征。

1.3 輝銻礦

在湘西鎢銻砷金共生礦物組合的金礦床里，輝銻礦也是金的載體礦物之一[3]?？煞譃閮蓚€世代，第一世代結(jié)晶較差，第二世代為針狀、毛發(fā)狀及柱狀晶體等。呈條帶狀、塊狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出。鏡下觀察輝銻礦常呈細粒致密集合體，粒徑0.05～0.10mm，交代白鎢礦和石英，同時有大量石英被輝銻礦所包裹，或呈不規(guī)則狀充填于石英間隙中。湘西桃江西沖鎢銻金礦床中早期細粒輝銻礦Au含量（46.75×10-6）高于晚期粗晶輝銻礦近5倍。又據(jù)梁博益等研究[4]，含輝銻礦以其富含Au、Te、As為特征。

表1 主要金礦床中載金礦物Au含量

2 載金礦物的含金性及其影響因素

該區(qū)主要金礦床的黃鐵礦 毒砂 輝銻礦的金含量如表1。據(jù)統(tǒng)計，本區(qū)前寒武系共生及單金礦床中，黃鐵礦（116件）平均Au含量137.59×10-6，變化范圍0.2×10-6～973.3×10-6；毒砂（51件）平均Au含量184.04×10-6，變化范圍23.75×10-6～640×10-6，一般96×10-6～332×10-6；輝銻礦（41件）平均Au含量14.05×10-6，變化范圍0.20×10-6～110.0×10-6。金在上述礦物中總的分布率達74%～87%左右（表2）。佐證了在江南古島弧金礦床中黃鐵礦 毒砂 輝銻礦為其主要載金礦物的認識。研究表明，區(qū)內(nèi)黃鐵礦 毒砂 輝銻礦等載金礦物的含金性有其共同的特點，即與其礦物的顆粒大小、晶形（表3）、生成期（表4）和產(chǎn)出部位（表5）等有關(guān)。黃鐵礦以五角十二面體、結(jié)晶不完整者以及受應力作用后呈粉末狀者含Au高；毒砂以其細粒、他形—半自形長柱狀者含Au高；而含Au輝銻礦還與其共生的硫（砷）化物有關(guān)；一般單一的輝銻礦含Au甚微（0.044×10-6～0.35×10-6）。

表2 金在各類礦物中的分布率（%）

表3 不同晶形的載金礦物含金性比較

表4 不同成礦階段的硫（砷）化物含金性

表5 不同形態(tài)和產(chǎn)出部位的硫（砷）化物含金性

3 載金礦物的化學成分特征

本區(qū)金礦床中黃鐵礦 毒砂 輝銻礦的化學成分如表6所示。由主要元素含量計算的化學式表明，黃鐵礦的化學成分特點是多硫的，比較接近于沉積型。其中湘西共生金礦床（沃溪）Fe原子數(shù)接近于理論值（Fe S2）；贛東北及浙東南一帶的單金礦床和伴生金礦床中，黃鐵礦的鐵原子數(shù)變化于0.26～1.52之間，偏離理論值較大。這表明后者黃鐵礦的形成溫度（200～300℃）較前者（160～220℃）要高。毒砂的化學成分比較穩(wěn)定，但明顯地偏離理想毒砂的化學成分。其Fe、S、As的重量百分比變化在一個礦床內(nèi)都不超過其平均值的±1%；S/As原子百分比變化在1.27%±0.04%（黃金洞）和1.10%±0.04% （龍王江）；Fe/（As+S）值0.52～0.54。表現(xiàn)出明顯地硫富砷虧特點，具有中低溫熱液毒砂礦物性質(zhì)。輝銻礦的化學成分特征意義，與湘西共生金礦床中黃鐵礦和毒砂相同。

表6 載金礦物的化學成分（%）

4 載金礦物的微量元素特征

本區(qū)黃鐵礦毒砂輝銻礦除含Au高外，還常含有As、Sb、Co、Ni、Se、Te、Cu、Pb、Zn、Ag等元素（表7），并為找金的指示元素。

表7 載金礦物微量元素含量及比值

As往往賦存于含Au黃鐵礦中。如沃溪礦床黃鐵礦（21件）平均含As7000×10-6，約為7個典型礦床平均含As1990.97×10-6（姜信順，1984）的3.5倍，而且從圍巖→蝕變帶→礦脈，As含量由0.002→0.270→0.46（%），對應的Au含量由2.5→81.5→73.8（×10-6），表明二者大體呈同步增長關(guān)系；金山金礦床的黃鐵礦中As Au含量關(guān)系亦非常密切（表8）；其高含量的As是礦床成因的重要標志之一。由此可以看出，在江南古島弧金礦床中黃鐵礦里的As、Au均呈正相關(guān)關(guān)系。這是由于在成礦作用過程中，砷可以部分地置換黃鐵礦中對硫離子[S—S]2-中的硫，并以類質(zhì)同象存在的緣故。因此富含Au的黃鐵礦總是富含砷的，而且共生的毒砂礦物愈多，黃鐵礦中As含量愈高。由于As、Au之間表現(xiàn)出密切的地球化學聯(lián)系，而使As成為找Au的標型元素。此外，沃溪礦床含Au輝銻礦（Au6.25×10-6）含As1600×10-6（2件），As亦為其標型元素；同時還含有Se、Te、Pb、Zn等微量元素；表明在江南古島弧西段的鎢銻砷金礦床里的含Au輝銻礦以其雜質(zhì)元素含量高為特征，和黃鐵礦、毒砂一樣，主要與賦礦地層中這些元素的含量高有關(guān)[6]。

表8 金山金礦床黃鐵礦中As-Au含量關(guān)系

注：據(jù)江西省有色地質(zhì)研究所（1988）。

Sb在含Au黃鐵礦中的含量一般為20×10-6～169.7×10-6。沃溪礦床含Au黃鐵礦的Sb含量達到1881×10-6～7600×10-6，高出含Au黃鐵礦一般Sb含量的94～380倍和11～44倍。中岙礦床從遠礦圍巖→近礦圍巖→礦體，黃鐵礦中Sb含量由8.4→4.9→56.9（×10-6），對應地Au含量由4.97→11.68→238.88（×10-6），二者也大體呈同步增長。黃金洞和龍王江礦床毒砂含Sb量分別達400×10-6和1100×10-6～2400×10-6，分別高出其含Au黃鐵礦一般Sb含量的2.4～20倍和6～55倍至14～120倍。這可能是因為Sb在黃鐵礦和毒砂中可以機械混入物形式或細分散狀態(tài)存在，而Sb為江南古島弧尤其是西段鎢銻砷金礦床中最常見的金屬元素之一。因此，含Sb高的黃鐵礦和毒砂，Sb是其找金的指示元素。

璜山中岙含Au黃鐵礦中Au、Te平均含量分別為196.28×10-6和426.28×10-6，其S/Se值反映了黃鐵礦的沉積成因，Se/Te值小是大部分金礦床中黃鐵礦的特征。其黃鐵礦中的Au含量一般來說與Te含量和Se/Te值分別呈正比和反比關(guān)系，這是Au和Te的地球化學親合性的表現(xiàn)。

和含Au黃鐵礦、毒砂的微量元素特征一樣，含Au輝銻礦中亦以Se、Te、As等元素的高含量為特征，尤其是Te（19.5×10-6～41.5×10-6）和As（1500×10-6～1700×10-6）極為富集，并可作為輝銻礦含金性評價的輔助標志。此外，黃鐵礦中Cu、Pb、Zn則為伴生金的多金屬礦床的特征元素，尤其在江南古島弧東段伴生金礦床中的黃鐵礦，幾乎都有Cu、Pb、Zn含量高的特征。如銀山礦床中黃鐵礦含Cu 0.534%、Pb0.029%、Zn0.013%（鄭秀中，1989），分別高于上部大陸地殼平均含量的214倍、14倍和1.8倍。

本區(qū)黃鐵礦（毒砂等）Co、Ni含量有兩個明顯的特點，其一是大多數(shù)礦床中Co（48×10-6～180× 10-6）、Ni（93.33×10-6～305×10-6）含量較低，Co＜Ni，Co/Ni值0.03～0.71，表現(xiàn)出沉積 變質(zhì)熱液成因特點；其二為璜山中岙等礦床中黃鐵礦Co（112.5×10-6～1612×10-6）含量高，且Co＞Ni，Co/Ni＞1（1.30～5.14），反映了黃鐵礦是繼承了古火山成因黃鐵礦微量元素特征[7]，與它們所賦存的變質(zhì)海相中基性火山巖提供的成礦物質(zhì)是相聯(lián)系的。

5 載金礦物的硫同位素組成特征

本區(qū)載金礦物的硫同位素δ34S值大多在偏離“零”點附近的±5‰左右，組成較穩(wěn)定，變化范圍較小，具塔式分布，共生的硫（砷）化物同位素基本達到平衡（表9）。其中，湘西共生金礦床中硫（砷）化物的硫同位素δ34S絕大部分為負值（-13.3‰～-1.59‰），表明載金礦物的含金性明顯地與其硫同位素組成有關(guān)，尤其是含Au輝銻礦幾乎全為負值，而不含金或僅含微量金的輝銻礦則為較大的正值（±4.3‰～+8.29‰）；含Au低的毒砂亦為正值。上述說明本區(qū)硫（砷）化物的硫同位素組成與其含金性之間有著成因聯(lián)系。又如漠濱金礦δ34S值自圍巖向礦體依次降低；由淺部向深部，隨著δ34S值升高礦化趨貧。即使是以接近“零”值的、以正值為主的贛東北、浙東南地區(qū)金礦床，亦有類似硫同位素組成效應。如德興銅礦由西北向東南，黃鐵礦的含金性隨δ34S值的升高而減弱，均充分表明本區(qū)載金礦物中δ34S虧損（負值增大）之間存在的明顯相關(guān)關(guān)系。因為這種同位素組成的硫（砷）化物是在氧化態(tài)達到平衡時形成的，亦即硫（砷）化物是在氧化程度較高的熱液體系中由氧化還原反應形成的，故其氧逸度升高沉淀的硫（砷）化物富集32S；由此并表明本區(qū)載金礦物與金是同時形成或稍晚期形成的。

表9 載金礦物硫同位素組成

續(xù)表9

6 金在載體礦物中的賦存狀態(tài)

6.1 黃鐵礦（輝銻礦）中的金

本區(qū)賦存于黃鐵礦中的金，主要為顯微金和次顯微金。據(jù)張振儒等（1978，1980）的研究，沃溪礦床有86.78%的自然金賦存于以黃鐵礦、輝銻礦為主的硫化物中。其中顯微金和可見金約占53.72%，常沿黃鐵礦細脈一側(cè)進行交代或沿黃鐵礦微裂隙充填、或沉淀在黃鐵礦晶面上等。次顯微金占46.28%，在黃鐵礦中有兩種存在形式，一為小的圓球狀或鏈狀充填在黃鐵礦的晶隙間或微裂隙中，二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。

在湘西沃溪、符竹溪、西沖等礦床，鏡下均可見自然金細脈被輝銻礦交代或被輝銻礦細脈穿插，或輝銻礦沿自然金周邊進行交代等現(xiàn)象。次顯微金呈小的圓球狀或鏈狀以微包體，被包裹于輝銻礦中，或被輝銻礦解理所切割。輝銻礦的生成晚于自然金，這與礦物包體測溫資料相符。

6.2 毒砂中的金

多數(shù)研究者認為[1，8，9]，毒砂中的金主要為次顯微金，呈小的圓球狀或鏈狀分布，充填在毒砂的微裂隙中或沉淀在毒砂的晶面上。如龍王江礦床毒砂中的金，以次顯微金為主，包括分散金，約占72.12%。金的單體解離度極低，且As-Au呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。其顯微金在毒砂中的產(chǎn)狀有兩種，在粗粒自形毒砂中以極細的包裹金存在，而在細粒毒砂中則以較粗的粒間金或包裹金出現(xiàn)；但在顯微鏡下賦存于毒砂內(nèi)的顯微金并不多見。在高倍電鏡下進行金的特征X射線掃描亦未發(fā)現(xiàn)獨立的金礦物富集區(qū)。通過毒砂的溶解度測定，發(fā)現(xiàn)隨毒砂的溶解而進入溶液的分散金的比例是極低的，在光學顯微鏡下檢驗溶渣亦未發(fā)現(xiàn)金粒，說明金以極細的顆粒存在。X射線衍射對比研究，發(fā)現(xiàn)含Au毒砂與不含Au毒砂的d131值并無明顯差異，這說明毒砂的X射線難以反映其Au含量，也說明毒砂中可能沒有或很少晶格金。EPR譜實驗表明，晶格金的含量是很低的，這與毒砂中金的溶解度很低的事實是相符的。但劉英俊等（1990）對黃金洞礦床的研究，則證實金在毒砂中以晶格金存在；并認為Au置換了毒砂結(jié)構(gòu)（Fe3+（As S）3-）中的As，從而產(chǎn)生順磁中心。又據(jù)易聞等對沃溪和黃金洞礦床中毒砂的電子順磁共振（EPR）波譜研究，證實Au進入毒砂晶格中的只是少部分。所以作者仍然認為，毒砂中的金，主要呈次顯微金形式存在，并以機械狀態(tài)均勻地分布其中，不排除少量晶格金的存在（包括黃鐵礦）。

7 結(jié)論

（1）江南古島弧帶產(chǎn)于元古宙淺變質(zhì)巖系中的各類金礦床，金礦物主要為自然金，呈明金和含金礦物產(chǎn)出。明金多產(chǎn)于石英脈型金礦石中，大部分顯微金和次顯微金則賦存于黃鐵礦、毒砂以及輝銻礦中，系金的主要載體礦物。

（2）本區(qū)載金礦物中金含量高低，與其粒度、晶形、碎裂程度和產(chǎn)出部位有關(guān)。隨著其遠離礦脈，礦物顆粒變粗，自形程度增高，Au含量隨之下降。

（3）富含Au的黃鐵礦總是富含As和Sb的；含Sb毒砂為富Au的標型特征；含As和Te的輝銻礦是其含Au標志。其化學成分特征都是富硫的，Co＜Ni，Co/Ni＜1，具沉積變質(zhì)熱液成因特征；只有璜山、中岙等礦床與基性火山巖有關(guān)，其Co＞Ni，Co/Ni＞1，具火山沉積變質(zhì)熱液成因特征。

（4）黃鐵礦中的顯微金常呈顯微粒狀、條帶狀，偶見細脈狀、角礫狀沿其裂隙或粒間、邊緣充填、交代，次顯微金則呈球狀、鏈狀或細脈狀分布在黃鐵礦晶面或充填在裂隙中。毒砂中的金以次顯微金為主，主要呈不規(guī)則粒狀產(chǎn)在其裂隙中，或呈細脈狀沿其晶粒邊緣產(chǎn)出。而輝銻礦往往形成于自然金之后，并起著對金的溶蝕、交代以及金的再結(jié)晶和歸并加大作用。

（5）江南古島弧帶金礦床賦存的共同特點是：元古宙淺變質(zhì)巖系中的韌（脆）性剪切 硅化蝕變帶，黃鐵礦、毒砂、輝銻礦可作為找礦的標志礦物，而As、Sb可作為標型指示元素。黃鐵礦中As、Sb元素的高含量，毒砂中Sb元素的高含量，輝銻礦中As和Te的高含量，都是金礦出現(xiàn)的標志。多金屬礦床中的黃鐵礦，若富含As、Sb等元素，則預示著金礦存在的可能性。

參考文獻

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[1]文章來源：《黃金科學技術(shù)》，1993年第3期。作者簡介：鮑振襄（1933—），男，湖北襄陽人，高級工程師，從事金屬礦床找礦勘探、綜合研究。