江西龍潭金礦床礦石特征及成礦階段探討

張 寧

(安徽省地質礦產勘查局321地質隊，安徽 銅陵 244000)

0 引言

龍潭金礦床位于由震旦系下統凝灰質巖層和千枚巖所構成的陳公排倒轉背斜的西翼，南北向永豐—安遠構造帶與新華夏系于山構造帶的交接復合部位。礦區東、南、西三面被加里東期古嶂巖體所包圍，北面被燕山期江背巖體所包圍。區內地層為震旦紀一套含火山凝灰質的淺變質巖系。礦脈賦存于震旦系下統上施組中，地層巖性為變凝灰巖、變沉凝灰巖、變凝灰質砂巖及凝灰質千枚巖、絹云母千枚巖等[1]。礦脈主要由含礦石英脈、網脈狀礦化蝕變巖及黃鐵絹英巖組成。礦床具有多階段成礦作用的特點，其礦石結構、構造也較復雜。主要成礦期為燕山早期晚階段。礦床成因類型為重熔巖漿期后中低溫熱液石英復脈型金礦床[2]。

1 礦石礦物成分

礦床礦物種類較多，已查明礦物約53種，其中自然元素3種，硫化物13種，硅酸鹽礦物23種，氧化物6種，碳酸鹽3種，硫酸鹽3種，鎢酸鹽1種，氟化物1種，詳見表1。

1.1 主要金屬硫化物特征

(1)毒砂。毒砂是礦石中主要含砷礦物。毒砂多為自形—半自形板條狀晶體，與黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦和少量黃銅礦、菱鐵礦、石英相伴呈細脈狀貫穿于礦體中。在后期應力作用下，毒砂顆粒破碎呈碎裂狀，在毒砂顆粒間隙有他形的方鉛礦、黃銅礦、銀金礦充填嵌布。

表1 礦物種類統計表

銀金礦呈不規則狀嵌布于毒砂顆粒內，或在毒砂、脈石、黃鐵礦間隙中。受應力作用，銀金礦沿毒砂破碎裂隙充填分布裂隙金，粗粒毒砂中有眾多微細金包體，表明金與砷關系密切，早期毒砂常被黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦及方鉛礦交代溶蝕。

(2)黃鐵礦。黃鐵礦在礦床中為貫通礦物，黃鐵礦自形程度較高，多為自形—半自形晶粒，呈立方體和五角十二面體，晶粒內常有閃鋅礦、方鉛礦、銀金礦等包體。部分早期粗粒黃鐵礦中常有黃銅礦和銀金礦包體。晚期黃鐵礦多呈細脈狀、網脈狀產出，伴生礦物為他形細粒毒砂、白鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、銀金礦等。黃鐵礦粒徑細小，一般顆粒<0.2 mm，有的晶粒呈凝膠狀并有較多的脈石包裹體，顯示其溫度較低，降溫較快。

銀金礦多與黃鐵礦相伴，嵌布于黃鐵礦與脈石顆粒之間；在局部地段黃鐵礦被氧化為褐鐵礦，黃鐵礦晶形保留。黃鐵礦常被黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦交代溶蝕，交代強烈時黃鐵礦呈殘晶出現。

(3)黃銅礦。黃銅礦是礦床中主要含銅礦物，為多期次產物。早期黃銅礦多為他形粒狀集合體，集合體粒徑2～3 mm；晶粒的粗細和形狀受早期結晶的毒砂、黃鐵礦所留間隙制約，多為充填狀分布；早期黃銅礦多與粗晶毒砂、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦相伴呈團塊礦石，呈他形晶充填狀嵌布于毒砂、黃鐵礦之間隙，或在黃鐵礦邊部呈共邊結構。偶見黃銅礦呈不規則包體出現于粗粒黃鐵礦中。熱液期石英硫化物階段的黃銅礦多呈他形細粒結構，粒徑通常<0.1 mm，常與石英及其他金屬硫化物構成脈體，脈體寬2～3 mm，不規則穿入絹云千枚巖、含鉛鋅粉砂巖和早期團塊狀硫化物礦石中，共生的金屬硫化物礦物有他形細粒毒砂、黃鐵礦、白鐵礦和銀金礦等。細脈內細粒銀金礦嵌布于細粒黃銅礦與石英的界面間，脈寬僅2～3 mm。偶見黃銅礦內有微粒(<0.001 mm)自然金包體。中—晚期含銅石英硫化物礦脈，脈內硫化物結晶顆粒細小(<0.1 mm)，并有較多白鐵礦和黃鐵礦相伴生，多為他形晶，晶粒中有較多脈石包體，伴生的脈石礦物除石英外有較多菱鐵礦、方解石，有的出現螢石等低溫礦物，由此推測，晚期石英—硫化物礦脈形成溫度大約在250 ℃以下。

早期黃銅礦結晶顆粒較粗，形成溫度較高，黃銅礦對黃鐵礦、毒砂均有不同程度的交代溶蝕現象。

(4)閃鋅礦。閃鋅礦分早晚兩期，早期閃鋅礦含鐵較多，顏色呈黑褐色，與毒砂、黃鐵礦、石英共生。晚期閃鋅礦結晶較粗，與黃銅礦、石英、方鉛礦、方解石相伴，有的與黃銅礦構成固溶體分離結構和乳滴結構。

(5)方鉛礦。方鉛礦呈自形或他形晶集合體，立方體解理完全，鏡下常見三組解理相交而呈黑三角孔，與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦及毒砂共生，并交代共生礦物。方鉛礦常交代黃鐵礦呈骸晶結構，有些呈網脈狀貫穿于黃鐵礦裂隙內，呈網脈狀結構。

(6)金、銀礦物。本區金、銀礦物以銀金礦為主，自然金次之。形態以角礫狀為主，次為長角粒狀、枝杈狀，少數呈圓粒狀、針狀等。以包體金為主，含量占51.90%，次為裂隙金、晶隙金，分別占29.74%和18.36%。包體金多分布于黃鐵礦顆粒內，少量分布于毒砂、閃鋅礦及石英顆粒內。晶隙金多分布于黃鐵礦與閃鋅礦、黃鐵礦與脈石、毒砂與脈石、毒砂與黃鐵礦之間。裂隙金多分布于黃鐵礦裂隙中。

(7)白鐵礦。白鐵礦為板柱狀晶粒，晚期中—低溫熱液產物。白鐵礦和黃鐵礦相伴呈細脈狀穿插入絹云千枚巖中，呈凝膠狀黃鐵礦，為晚期石英—硫化物階段和碳酸鹽階段的產物。

(8)藍輝銅礦、銅藍、斑銅礦。它們為礦床含銅次生礦物，僅在局部含銅鉛鋅黃鐵礦石英脈中可見，微量；與黃銅礦共生，并交代黃銅礦。

1.2 主要脈石礦物特征

絹云母：為礦床主要脈石礦物。呈細小鱗片狀，系泥質變質產物，為絹云千枚巖主要礦物成分。在泥質粉砂巖中為主要變質礦物，在粉砂巖中為次要變質礦物。

石英：為礦床主要貫通礦物，含量僅次于絹云母。為絹云千枚巖次要礦物，多與菱鐵礦相伴呈脈狀穿插于金屬硫化物間隙。

菱鐵礦：礦床中多期次均有產出。早期菱鐵礦產于塊狀硫化物礦石中，呈他形晶充填狀嵌布于黃鐵礦、黃銅礦和石英間隙中。在晚期石英—硫化物階段多與黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦相伴呈脈體出現。

更長石：為礦床次要礦物。更長石呈柱狀，砂巖和角閃閃長巖中均有出現，在角閃閃長巖中含量較多，部分被高嶺土、綠泥石等交代。

鉀長石：為礦床次要礦物。砂巖和角閃閃長巖中均有出現，含量較低。

角閃石：為礦床巖體主要成分。呈柱狀、菱形，見聚片雙晶，部分被綠泥石及少量鐵質交代，含量較高。

2 礦石結構

本礦床礦石結構以結晶結構、交代結構為主，其次有固溶體分離結構、壓碎結構。

2.1 結晶結構

自形—半自形晶結構：早期結晶的毒砂呈菱形、長柱狀、矛頭狀自形晶，晚期結晶的毒砂多呈半自形粒狀。黃鐵礦呈立方體和五角十二面體，多分布在含金鉛鋅黃鐵礦礦石和含銅鉛鋅多金屬石英脈(菱鐵礦石英脈)中。

半自形—他形晶結構：黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等礦物顆粒大小、形態受早期結晶的黃鐵礦、毒砂等礦物間隙限制，未能形成其本身固有的形態，呈現出充填狀分布。

共邊結構：黃銅礦與斑銅礦共生，接觸界面呈平緩波狀彎曲，未發生交代溶蝕，表明黃銅礦與斑銅礦近于同時結晶。

包含結構：微細的銀金礦顆粒嵌布于較粗的毒砂或者黃鐵礦顆粒之中，構成包含結構。

晶隙金結構：部分銀金礦嵌布于黃鐵礦與閃鋅礦、黃鐵礦與脈石、毒砂與脈石、黃鐵礦與毒砂顆粒之間，構成晶隙金結構。

裂隙金結構：部分銀金礦嵌布于黃鐵礦裂隙中，構成裂隙金結構。

2.2 交代結構

交代結構是本礦床礦石礦物非常普遍的結構類型，主要有交代溶蝕結構、交代殘余結構。早期結晶的黃鐵礦被晚期結晶的黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦交代溶蝕。交代作用首先從黃鐵礦邊部或裂隙處開始，當交代強烈時，黃鐵礦呈殘余晶粒出現于閃鋅礦、方鉛礦等礦物顆粒之中，構成交代殘余結構。中長石被高嶺土、綠泥石等交代，亦屬此類結構。

2.3 固溶體分離結構

黃銅礦呈細小圓形、紡錘形乳滴顆粒雜亂分布于閃鋅礦中，乳滴顆粒邊緣平滑無溶蝕交代閃鋅礦現象，此現象為固溶體溫度下降較快分離不夠充分的條件下形成的。當溫度下降較慢，黃銅礦沿閃鋅礦解理集中分布，即構成固溶體分離結構。

2.4 壓碎結構

早期形成的毒砂、黃鐵礦等礦物被壓碎成碎粒、碎斑。受應力作用影響，局部絹云千枚巖顯微鏡下呈褶皺狀。

3 礦石構造

礦石中最常見的構造類型主要有脈狀構造、網脈狀構造、浸染狀構造、團塊狀構造、角礫狀構造。

3.1 脈狀、網脈狀構造

早期脈狀、網脈狀構造形成于主要成礦階段，在含硅質的成礦熱液充填于破碎絹云千枚巖裂隙中形成，礦脈較寬，局部形成團塊狀構造，成分復雜，礦物顆粒相對較粗。晚期脈狀、網脈狀構造礦脈較細，成分單一，礦物顆粒相對較細，多為低溫礦物。

3.2 浸染狀、細脈浸染狀構造

黃銅礦、斑銅礦等金屬硫化物呈星散狀分布于絹云千枚巖中，構成浸染狀構造。浸染狀構造多與脈狀、網脈狀構造共存，金屬硫化物呈星散狀分布于脈的兩側，構成細脈浸染狀構造。

3.3 團塊狀構造

毒砂、黃鐵礦、黃銅礦等單礦物或兩種以上礦物局部聚集連成團塊，在黃鐵礦間隙有少量閃鋅礦、方鉛礦等硫化物。

3.4 角礫狀構造

角礫狀構造在該礦床中少見，僅局部絹云千枚巖破碎強烈，被晚期石英充填膠結，形成角礫狀構造。

4 金的嵌布特征

本礦床硫化物主要有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等。自然金多嵌布于黃鐵礦晶粒內和毒砂晶粒內，呈包體金；有的嵌布于黃鐵礦裂隙中，呈裂隙金；有的嵌布于黃鐵礦與毒砂、閃鋅礦、脈石的間隙，呈晶隙金；總之，自然金與石英硫化物密切相關。從礦物相關性來看，當毒砂、黃鐵礦、黃銅礦出現較多時，金就相對富集；從樣品分析結果來看，金與硫、砷同步，因此，金礦石應屬于較均勻性礦石。

自然金嵌布類型以包體金為主，占51.90%，裂隙金占29.74%，晶隙金占18.36%，見表2。自然金與共生礦物為不等粒簡單連生體，接觸界面多為直線或微帶彎曲界面。自然金的形狀多為半渾圓形、麥粒狀、角粒狀。從粒度上來看，以中細粒金為主，占78.16%，粗粒金約占13.13%，微粒金占8.72%，見表3。

表2 金礦物嵌布類型統計表

表3 金礦物嵌布粒度統計表

綜上所述，從自然金的嵌布類型、粒度、形狀特征分析，該礦床的自然金屬于較難解離類型。

5 成礦階段探討

根據礦體內部結構、礦石礦物共生組合、結構構造及相互穿插關系，將成礦階段劃分為熱液期與表生期，共分五個內生成礦階段和一個表生階段。

5.1 石英—黃鐵礦階段

該階段主要由第Ⅰ、Ⅱ世代的黃鐵礦和部分灰色石英及少量自然金組成，弱金礦化。黃鐵礦具自形—半自形晶結構、包含變嵌晶結構，顆粒粗大，粒徑以0.3～0.8 mm為主，常聚集成條帶或團塊，受構造應力作用發生破碎，呈角礫狀、碎裂狀和形成各種形態的微裂隙，被晚階段黃銅礦、方鉛礦等礦物充填膠結。自然金多呈乳滴狀、渾圓狀嵌布于黃鐵礦晶粒及裂隙中。

5.2 毒砂—石英階段

該階段由第Ⅰ、Ⅱ世代的毒砂，少量第Ⅲ世代的黃鐵礦、石英組成。金礦化不強，見少量自然金與銀金礦。它們多分布于前礦化階段礦物的邊緣，或呈不規則細脈穿插其裂隙中。受應力作用，毒砂裂紋較發育，常被黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦等充填交代。

5.3 閃鋅礦—石英階段(多金屬硫化物—石英階段)

該階段是金、銀的主要成礦階段。由閃鋅礦，第Ⅰ世代的方鉛礦，第Ⅰ、Ⅱ世代的黃銅礦，第Ⅲ、Ⅳ世代的黃鐵礦及石英組成。它們常呈條帶狀、不規則脈狀分布于礦脈的中心部位或與大量的銀金礦、金銀礦組成微細脈，沿第Ⅰ、Ⅱ世代的黃鐵礦、毒砂的粒間或裂紋、裂隙中充填交代。

5.4 方鉛礦—石英階段

該階段是銀的主要成礦階段。由第Ⅱ、Ⅲ世代的方鉛礦，第Ⅲ世代的黃銅礦及第Ⅳ世代的石英組成。呈不規則的團塊狀集合體產出。方鉛礦呈半自形晶，集合體顆粒稍粗，在方鉛礦中普遍可見乳滴狀、蠕蟲狀、他形粒狀的銀黝銅礦、深紅銀礦，或與自然銀連生。

5.5 碳酸鹽—石英階段

該階段是最后一個內生成礦階段。由乳白色石英、不規則菱鐵礦、少量的方解石組成。

5.6 表生階段

表生作用主要發生在地表淺部的氧化作用沿后期斷裂、裂隙、片理等部位發育，使黃鐵礦變成褐鐵礦，黃銅礦變為斑銅礦、藍輝銅礦、銅藍，銀金礦、金銀礦形成自然金、自然銀，方鉛礦變成鉛礬和白鐵礦或與砷結合生成砷酸鉛鐵礦。

6 結語

本文在野外地質工作的基礎上，結合光學顯微鏡等測試技術，對礦床礦石特征以及成礦階段進行了探討。本礦床已查明礦物約53種，礦石結構以結晶結構、交代結構為主，其次有固溶體分離結構、壓碎結構。礦石中最常見的構造類型主要有脈狀構造、網脈狀構造、浸染狀構造、團塊狀構造、角礫狀構造。自然金多嵌布于黃鐵礦晶粒內和毒砂晶粒內呈包體金，為本礦床金的主要嵌布類型，占51.90%，次為裂隙金、晶隙金，分別占29.74%、18.36%。根據礦體內部結構、礦石礦物共生組合、結構構造及相互穿插關系，將成礦階段劃分為熱液期與表生期，共分五個內生成礦階段和一個表生階段。