內(nèi)蒙古東部金礦床的礦物共生組合及金礦物賦存狀態(tài)

內(nèi)蒙古東部金礦床的礦物共生組合及金礦物賦存狀態(tài)

內(nèi)蒙古東部的赤峰帶是中國(guó)的重要黃金基地之一。大地構(gòu)造位置上,赤峰地區(qū)位于華北板塊與天山-興蒙造山帶兩大構(gòu)造單元拼合部位的板塊北緣,其構(gòu)造形跡顯示出受兩大構(gòu)造單元強(qiáng)烈影響的過(guò)渡帶特征。赤峰市西部紅花溝金礦田由南至北主要有紅花溝金礦床、蓮花山金礦床、柴胡欄子金礦床等(圖1)。自上世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)紅花溝金礦以來(lái),已對(duì)礦床地質(zhì)特征、構(gòu)造控礦規(guī)律、找礦地球化學(xué)等方面進(jìn)行了大量研究,但在礦床成因、成礦時(shí)代等一些問(wèn)題上仍存在爭(zhēng)議。本文重點(diǎn)研究礦田內(nèi)石英脈型(紅花溝和蓮花山)和蝕變巖型(索虎溝)金礦的礦物共生組合、金礦物的賦存狀態(tài)和微量元素成分特征。1礦的共生組合和金礦床的一般特征1.1索虎溝金礦床成礦地質(zhì)特征紅花溝金礦、蓮花山金礦均產(chǎn)于上太古界建平群下部小塔子溝組片麻巖類巖石中,礦體嚴(yán)格受構(gòu)造破碎帶控制,為石英脈型金礦。礦石中原生金屬礦物主要有自然金、銀金礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等,非金屬礦物主要有石英、絹云母、鉀長(zhǎng)石、方解石和鐵白云石等。主要載金礦物為黃鐵礦,其次為石英,有時(shí)方鉛礦也可載金。成礦階段劃分與膠東、小秦嶺等典型的石英脈型金礦床相似,可分為4個(gè)階段:Ⅰ.黃鐵礦-石英階段,形成石英脈主體;Ⅱ.石英-黃鐵礦階段,形成主要的載金黃鐵礦,可有少量其他硫化物;Ⅲ.多金屬硫化物階段,形成方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦等硫化物,亦含金;Ⅳ.碳酸鹽階段。索虎溝金礦床產(chǎn)于燕山期銘山花崗巖體和上侏羅統(tǒng)馬尼吐組地層的斷層接觸帶,礦體賦存于索虎溝斷裂構(gòu)造蝕變帶的下盤(pán),是蝕變巖型金礦。蝕變帶由石英化蝕變巖、含金黃鐵絹英巖、硅化絹云母化碎裂花崗巖等三個(gè)帶組成,金礦體主要分布于黃鐵絹英巖帶內(nèi)。索虎溝金礦的礦石礦物組合與紅花溝大致相似,但絹云母、綠泥石等蝕變礦物含量較高。金屬礦物中,除了主要礦物黃鐵礦外,黃銅礦也常見(jiàn)。成礦階段亦分為4個(gè):Ⅰ.黃鐵絹英巖化階段;Ⅱ.石英-黃鐵礦細(xì)脈階段;Ⅲ.多金屬硫化物階段,形成方鉛礦、黃銅礦等硫化物;Ⅳ.碳酸鹽階段。黃鐵礦是礦石中最主要的金屬礦物,呈半自形晶粒狀、自形晶粒狀和不規(guī)則粒狀等,并呈浸染狀分布于黃鐵絹英巖中或呈脈狀充填于石英脈裂隙中,局部呈致密塊狀。一般富含黃鐵礦的礦石,發(fā)現(xiàn)金礦物的概率較大。方鉛礦也是并見(jiàn)的金屬硫化物礦物,常呈細(xì)脈狀、浸染狀產(chǎn)于黃鐵礦或脈石礦物中,并交代黃鐵礦。黃銅礦也是礦石中常見(jiàn)的硫化物之一,呈脈狀、網(wǎng)脈狀充填在黃鐵礦裂隙中,或呈不規(guī)則狀交代黃鐵礦,有時(shí)呈粒狀單獨(dú)或與方鉛礦等連生呈細(xì)脈浸染狀分布于石英脈或黃鐵絹英巖中。1.2金器產(chǎn)脈石礦物或金礦金銀礦物的賦存狀態(tài)基本上有三種情況:(1)賦存于黃鐵礦中,具體又可分三種:a.以裂隙金形式產(chǎn)出,金礦物常單獨(dú)或與方鉛礦共生呈脈狀、網(wǎng)脈狀或枝杈狀產(chǎn)出,有時(shí)與脈石礦物同時(shí)充填;b.呈晶隙金產(chǎn)出,有時(shí)在方鉛礦邊緣;c.呈包體金產(chǎn)出;(2)賦存于黃鐵礦與脈石英邊緣,多以裂隙金形式產(chǎn)出,偶見(jiàn)單獨(dú)產(chǎn)出的方鉛礦邊緣有銀金礦;(3)以裂隙金形式分布于脈石英中。詳細(xì)特征見(jiàn)圖2。2電子探針?lè)治黾敖Y(jié)果在詳細(xì)的光片和探針片的觀測(cè)研究基礎(chǔ)上,對(duì)找到的不同產(chǎn)狀的金(銀)礦物及部分共生硫化物礦物進(jìn)行了電子探針?lè)治觥＝Y(jié)果見(jiàn)表1、2、3和4。3討論3.1石英成礦分析(1)紅花溝金礦的金礦物電子探針?lè)治鰯?shù)據(jù)(表1)表明,不同賦存狀態(tài)金礦物的金成色不一樣,包體金的成色最高,達(dá)910.2,裂隙金的成色較低,范圍為887.1～829.5,其中與II階段黃鐵礦有關(guān)的裂隙金的金成色較高,為854.7～887.1;而與多金屬硫化物階段有關(guān)的裂隙金成色較低,為781.9～799.9。前人報(bào)道紅花溝金礦的金成色為777～936,平均866,本次研究的金成色平均值為842.0,與其相當(dāng)。(2)蓮花山金礦也是石英脈型金礦床,本次主要對(duì)54號(hào)脈進(jìn)行了研究。結(jié)果(表2)表明,II階段黃鐵礦和石英中裂隙金成色范圍為643.5～780.7,平均725.1,比紅花溝的II階段黃鐵礦和石英中的低。脈石英中的裂隙金比黃鐵礦中裂隙金成色要高些,前者758.6～780.7,而后者643.～740.1。艾永德等(1994)報(bào)道蓮花山金礦的金成色為747～945,平均874,顯然高于本文數(shù)據(jù)。這可能與樣品取自不同礦脈和不同成礦階段有關(guān)。(3)索虎溝金礦為蝕變巖型,本次主要在黃鐵礦-石英細(xì)脈和多金屬硫化物細(xì)脈中發(fā)現(xiàn)金(銀)礦物。金成色測(cè)試數(shù)據(jù)(表3)比紅花溝和蓮花山的低一些,范圍為584.2～750.9。其中與方鉛礦共生的裂隙金的成色更低。但礦區(qū)普查報(bào)告中7個(gè)金礦物的電子探針?lè)治鼋鸪缮芨?為920～945,平均931.9,估計(jì)為早階段的金礦物。大量資料表明金成色的高低反映了礦化類型、成礦深度的不同,在同一礦床內(nèi)則反映了成礦階段演化。紅花溝金礦田內(nèi)不同礦化類型從成礦早階段至晚階段金成色逐漸降低,即從紅花溝金礦早期黃鐵礦中包體金(910.2)→II階段黃鐵礦中裂隙金(887.1～829.5)→與III階段多金屬硫化物共生的裂隙金(781.9～799.9)→蓮花山II階段黃鐵礦中裂隙金(643.5～780.7)→索虎溝多金屬硫化物細(xì)脈中裂隙金(584.2～750.9)逐漸降低,與已報(bào)道的金礦床資料是一致的。3.2金提升和金色三個(gè)礦床金礦物中微量元素特征基本相同,所有測(cè)點(diǎn)均含F(xiàn)e,Bi,S,部分測(cè)點(diǎn)含Co,Ni,Te。所有樣品都不含Cu,除了一個(gè)測(cè)點(diǎn),幾乎都不含Pb。金礦物中的Fe,Bi與Au,Ag(或金成色)存在一定的相關(guān)關(guān)系,總體來(lái)講金成色高的金礦物Fe和Bi含量也高(圖3a、b、c)。但從不同礦床來(lái)看,這種相關(guān)性有差別。圖3a表明,紅花溝金礦樣品中金礦物金的成色與其Fe含量成反比,蓮花山樣品中金礦物的金成色與Fe也略顯反相關(guān),而索虎溝樣品中金礦物的金成色與Fe含量則呈明顯的正相關(guān)。這也就是說(shuō)高金成色段的金礦物(自然金)Au含量越高,其Fe含量越低;而低金成色段的金礦物(銀金礦)Au含量高,Fe也高。對(duì)Bi來(lái)講,不同礦床也有差別,特別是索虎溝金礦的樣品,Bi與金成色的關(guān)系正好與Fe相反,即金成色越高Bi含量則越低(圖3b)。由Au的地球化學(xué)性質(zhì)可知,Au既有親硫性又具有親鐵性(劉英俊,1987),在自然界金礦物既與大量的硫化物礦物共生,又在與超基性-基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床和鉻鐵礦礦床中與Fe族、Pt族元素共生。在金礦物中出現(xiàn)少量Fe,有的可能以類質(zhì)同象混入,不同礦床之間的Fe含量差別有待進(jìn)一步研究。Au與Bi關(guān)系也很密切,可形成Au和Bi的互化物(如黑鉍金礦),所以上述金礦物中Bi與金成色總體上呈正相關(guān)。但Bi是典型的高溫元素,在形成溫度較低的銀金礦(如索虎溝)中就與金成色反相關(guān)了。3.3哌硫鹽礦成分對(duì)金礦物的一些寄主礦物也進(jìn)行了電子探針?lè)治?表4)。寄主黃鐵礦一般都含有一定的Au,Co,Ni等微量元素。本次測(cè)試鑒別出了較多的針硫鉍鉛礦(CuPbBiS3),下面作重點(diǎn)說(shuō)明。硫鹽礦物是國(guó)際礦物界研究的熱門課題,其中鉍硫鹽礦物共有68種,而內(nèi)有22種為未定名礦物。我國(guó)自1965年首次報(bào)道鉍硫鹽礦物以來(lái),共發(fā)現(xiàn)和描述過(guò)的鉍硫鹽礦物有46種,其中8種礦物為未定名礦物。鉍硫鹽礦物的化學(xué)成分由Bi,S組成的配位多面體和Pb,Ag,Cu等陽(yáng)離子構(gòu)成。針硫鉍鉛礦是Cu和Pb的鉍硫鹽礦物,其化學(xué)式為CuPbBiS3。紅花溝金礦曾報(bào)道過(guò)其他的鉍硫鹽礦物還有庫(kù)輝鉍鉛礦(CuPbBi3S6)、塊輝鉍鉛礦(AgPb2Bi3S7)。本次研究鑒別出的針硫鉍鉛礦見(jiàn)于紅花溝礦區(qū)2號(hào)脈群含金石英脈II階段黃鐵礦微裂隙中,與銀金礦共生(圖2-4),屬于第III階段,即金-多金屬硫化物階段的產(chǎn)物,其各元素的含量(wB/%)為:Cu11.6～12.2,Pb32.5～33.97,Bi33.9～34.5,S