四川丹巴金礦床金礦物學特征及黑鉍金礦的指示意義

摘要：丹巴金礦床是位于松潘—甘孜造山帶東南緣典型的碲化物型金礦床。該礦床中發(fā)育大量明金與碲鉍礦物。以葉碲鉍礦和自然金為主要研究對象，通過顯微巖相學觀察、掃描電鏡能譜分析，對自然金的礦物學特征進行了較為詳細的研究。結(jié)果顯示，丹巴金礦床載金礦物主要有磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、葉碲鉍礦、自然鉍、黑鉍金礦，大量自然金與葉碲鉍礦、自然鉍具有密切的時空關(guān)系，黑鉍金礦的產(chǎn)出是鉍熔體析出并清除金最直接的證據(jù)。

關(guān)鍵詞：碲化物型；丹巴金礦床；黑鉍金礦；自然金；礦物學特征；松潘—甘孜造山帶

中圖分類號：TD11 P618.51 文章編號：1001-1277（2024）02-0075-05

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20240215

引 言

許多金礦床中都伴生碲鉍礦物、碲金銀礦物、鉍金礦物等一系列特殊礦物組合，只是由于大部分金礦床中碲、鉍含量低且礦物顆粒細小而不易被發(fā)現(xiàn)^［1-4］。然而，近年來發(fā)現(xiàn)的部分熱液金礦床中碲、鉍異常富集，顯示出了獨特的礦物組合，大部分金與碲、鉍礦物展現(xiàn)出了極強的相關(guān)性，如華北克拉通東北緣的五龍金礦床^［5］，柴達木盆地北緣的賽壩溝金礦床^［6］，福建的雙旗山金礦床^［7］，河南的祁雨溝金礦床^［8］等。陳翠華等^［9］將碲化物型金礦床中金的賦存特征分為：①金全部為自然金，并伴生鉍、鎳、鉛、銀等碲化物；②金部分為自然金，其他以金-銀-碲等礦物出現(xiàn)；③金全部以碲化物形式產(chǎn)出。其中，①類最常見，②類次之，③類較為少見。

丹巴金礦床礦石中金多為明金，并伴隨大量碲鉍礦物產(chǎn)出，金與碲、鉍展現(xiàn)了極強的相關(guān)性^［10］。前人在成礦物質(zhì)來源、成礦流體及成礦年代學方面進行了相應的研究^［11-13］，但在礦物學方面的研究較為薄弱。因此，本次工作通過顯微巖相學觀察、掃描電鏡能譜分析，針對丹巴金礦床中的自然金進行了詳細的礦物學研究，旨在揭示碲化物型金礦床金礦物學特征，為礦石資源的開發(fā)利用提供資料^［14-16］。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

丹巴金礦床位于揚子板塊西緣（見圖1-A），松潘—甘孜造山帶東南部，夾持于鮮水河深大斷裂、龍門山斷裂之間（見圖1-B）^［17］。區(qū)域地層從前震旦紀基底形成開始，到加里東期接受海侵，在海西期逐步形成一套以危關(guān)群為主的海相復理石沉積建造。晚三疊紀，古特提斯洋閉合，使得松潘—甘孜造山帶受到了強烈擠壓，形成了一系列褶皺與逆沖推覆斷裂，并于早侏羅世在揚子板塊西緣形成了大于1 000 km的穹窿帶^［18］。區(qū)域巖漿活動主要集中在晚三疊世到早侏羅世^［19-20］，形成了大量中酸性巖類，對應該時期強烈的構(gòu)造活動。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)出露地層主要為泥盆系危關(guān)群第三巖組（Dwg³）、第四巖組（Dwg⁴）。其中，危關(guān)群第三巖組是主要賦礦地層，主要為一套角閃巖相的沉積變質(zhì)巖，傾向220°～270°，傾角46°～74°，上部為大理巖薄層，厚度平均為15 m，礦區(qū)北西部可見斜長角閃巖與大理巖互層，厚度平均約為50 m，礦體主要賦存在下部二云母石英片巖與石英巖層間的薄面上，下部石英巖與二云母石英片巖互層，厚度大于200 m。礦區(qū)巖漿巖出露較少，東部出露少量偉晶巖脈，但距離礦體較遠。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育5條斷裂，控礦斷裂主要為3條南北走向的逆斷裂。其中，F(xiàn)₂斷裂為主要控礦斷裂（見圖2）。勘探資料顯示，主礦體厚度0.8～27.3 m，平均金品位7.0 g/t，共查明金資源量50 t，該礦床屬于大型金礦床^［10］。

2.2 礦石特征

礦石中金屬礦物為磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、多種碲鉍礦物（以葉碲鉍礦為主）^［24］、自然鉍、自然金，少量閃鋅礦、輝鉬礦、金紅石。礦石結(jié)構(gòu)可見填隙結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造為主（見圖3-b、c），部分可見團塊狀構(gòu)造（見圖3-a），主要為磁黃鐵礦呈團塊狀。

2.3 圍巖蝕變

圍巖蝕變以強烈硅化為特征，主要沿礦體兩側(cè)發(fā)育，無明顯分帶，可見少量蝕變黑云母、絹云母，晚期疊加碳酸鹽化和綠泥石化。

3 測試方法

測試樣品均采自主礦體，采樣位置見圖2。將樣品磨制成探針片，厚度為60 μm，共制作探針片12件。探針片在成都理工大學礦相實驗室進行鏡下鑒定，挑選出現(xiàn)象較好的4件，對目標礦物進行圈定。測試前先對樣品進行預處理，將探針片鍍上厚度約20 nm的碳膜。在西南石油大學電子探針實驗室對目標礦物進行了掃描電鏡能譜分析等測試工作。

4 金賦存特征

丹巴金礦床載金礦物有金屬硫化物（少量金）及碲鉍礦物（大量金）。自然金能譜分析結(jié)果見表1。由表1可知：自然金中含Au 84.55%～93.91%，平均值為89.07%；含Ag 6.09%～15.45%。現(xiàn)根據(jù)自然金產(chǎn)出特征，將自然金分為3種類型：與金屬硫化物相關(guān)的自然金、與葉碲鉍礦相關(guān)的自然金、與自然鉍相關(guān)的自然金。

4.1 與金屬硫化物相關(guān)的自然金

許多熱液金礦床中金主要以可見金或不可見金的形式賦存于金屬硫化物中^［25-26］，丹巴金礦床中僅有少量金與金屬硫化物相關(guān)，礦石中與自然金相關(guān)的金屬硫化物主要為磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦，可見包裹金產(chǎn)于磁黃鐵礦或黃銅礦中（見圖4-a、b），或呈不規(guī)則顆粒狀與碲鉍礦物產(chǎn)于金屬硫化物邊緣（見圖4-b、c）；自然鉍與自然金產(chǎn)于磁黃鐵礦團塊縫隙中（見圖4-c）；自然金與葉碲鉍礦產(chǎn)于膠黃鐵礦邊緣（見圖4-d），自然金粒度接近100 μm。

4.2 與葉碲鉍礦相關(guān)的自然金

葉碲鉍礦及自然鉍能譜分析結(jié)果見表2。由表2可知：葉碲鉍礦中含Bi 68.21%～69.15%，含Te 30.85%～31.79%。詳細的顯微礦相學研究發(fā)現(xiàn)，葉碲鉍礦呈不規(guī)則狀集合體賦存于金屬硫化物邊緣（見圖4-d），或呈他形塊狀集合體賦存于石英脈中（見圖4-e、h、i），粒度多大于100 μm，高反射率，反射色呈乳白色，與自然金具有極其密切的相關(guān)性。多見自然金呈固溶體分離結(jié)構(gòu)產(chǎn)于葉碲鉍礦中（見圖4-f、h），或與葉碲鉍礦共邊產(chǎn)出，并且具有極其平滑的共結(jié)邊（見圖4-e），或與葉碲鉍礦連生，呈脈狀產(chǎn)于石英顆粒間隙中（見圖4-g）。

4.3 與自然鉍相關(guān)的自然金

鏡下觀察到大塊葉碲鉍礦附近常出現(xiàn)一些渾圓狀礦物顆粒（見圖4-h、i），這種礦物顆粒常常具有一相或兩相，部分可至三相，各相之間具有平滑的共結(jié)邊。能譜數(shù)據(jù)顯示，單相的礦物顆粒多為自然鉍，兩相的礦物顆粒為自然金與自然鉍，三相的礦物顆粒為自然鉍、自然金及黑鉍金礦。自然鉍顆粒較為細小，粒度通常為5～20 μm，表面易被氧化，覆蓋一層黑色斑點狀的氧化膜。黑鉍金礦能譜分析結(jié)果見表3。由圖4和表3可知，黑鉍金礦中含Au 63.48%～68.02%，含Bi 31.98%～36.52%，粒度5～8 μm，反射率低于自然金，反射色為淡藍色。

5 葉碲鉍礦、自然鉍與自然金的關(guān)系

詳細的顯微礦相學研究結(jié)果表明，丹巴金礦床中葉碲鉍礦、自然鉍與自然金具有極其密切的時空關(guān)系，由于自然鉍顆粒均較為細小，不適合進行能譜面掃描分析。本次研究圈定1處粒度超過500 μm且邊緣帶有自然金出溶的葉碲鉍礦（見圖5-a）。對其進行了能譜面掃描分析，結(jié)果見圖5-b～f。除了邊緣出溶的金顆粒顯示出明顯金富集，其余位置未顯示出明顯金富集，由于能譜半定量的特性，僅能說明金是以包裹體金的形式賦存于葉碲鉍礦中或與其共邊產(chǎn)出。

大量研究結(jié)果表明，鉍熔體可以從流體中析出并清除熱液中的金，即便熱液中的金未達到飽和，也能清除^［27］。熱液中的金被鉍熔體吸收后形成鉍-金熔體，隨著溫度降低，該熔體冷卻沉淀，形成渾圓狀、液滴狀金屬顆粒，并在硅酸鹽礦物的裂隙中呈線形排列^［28］。顆粒中黑鉍金礦的產(chǎn)出是鉍熔體析出并清除金最直接的證據(jù)^［29-30］。

6 結(jié) 論

1）丹巴金礦床主要載金礦物有磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、葉碲鉍礦、自然鉍、黑鉍金礦，少量自然金與金屬硫化物相關(guān)，大量自然金與葉碲鉍礦、自然鉍具有極其密切的時空關(guān)系。

2）丹巴金礦床中金的富集與鉍熔體析出并清除金有關(guān)，含金液滴狀金屬顆粒及黑鉍金礦的發(fā)現(xiàn)是最直接的證據(jù)。

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Gold mineralogical characteristics and indicative significance

of maldonite in Danba Gold Deposit，Sichuan Province

Ma Tianqi¹，Huang Rui²，Liu Xiaokong¹，Chen Cuihua¹

（1.College of Geosciences，Chengdu University of Technology;

2.College of Literature，Sichuan Normal University）

Abstract：Danba Gold Deposit is a typical telluride-type gold deposit located in the southeastern margin of the Songpan-Ganzi orogenic belt.A large number of visible gold and tellurium-bismuth minerals are developed in this deposit.The mineralogical characteristics of native gold were studied in detail through microscopic petrographic observation and scanning electron microscopy，with pilsenite and native gold as the main research objects.The results show that the gold-bearing minerals in Danba Gold Deposit mainly include pyrrhotite，chalcopyrite，pyrite，pilsenite，native bismuth，and maldonite.A large amount of native gold has a close spatiotemporal relationship with pilsenite and native bismuth.The occurrence of maldonite is the most direct evidence of bismuth melt precipitation and gold removal.

Keywords：telluride type;Danba Gold Deposit;maldonite;native gold;mineralogical characteristics;Songpan-Ganzi orogenic belt