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西藏邦布造山型金矿金的赋存状态研究

2012-09-08孙清钟郑远川黄克贤

关键词:方铅矿黄铜矿细粒

孙清钟, 郑远川, 李 为, 黄克贤

(1.东华理工大学地球科学学院,江西抚州 344000;2.中国地质科学院地质研究所,北京 100037;3.中国地质大学(北京)地球科学与与资源学院,北京 100083)

西藏邦布造山型金矿金的赋存状态研究

孙清钟1,2, 郑远川2, 李 为3, 黄克贤3

(1.东华理工大学地球科学学院,江西抚州 344000;2.中国地质科学院地质研究所,北京 100037;3.中国地质大学(北京)地球科学与与资源学院,北京 100083)

西藏邦布金矿为一处典型的碰撞造山型金矿,成矿主要与区域内巨厚石英脉密切相关。矿床主要发育四期成矿阶段:石英-粗粒硫化物阶段、金-细粒硫化物阶段、碳酸盐阶段和胶黄铁矿阶段,前两个阶段为主要金成矿阶段。通过手标本样品统计、显微镜观察、电子探针扫描等综合技术对金矿石中金的赋存状态进行了研究。结果表明,金主要以独立矿物相存在,自然金成色为750~931,Au/Ag为11.3~17.6。矿石中金的粒度以细粒金、微粒金为主。主要赋金矿物有石英、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等,自然金主要呈裂隙金、包裹金形式嵌布在硫化物和石英中。

造山型金矿;赋存状态;邦布;西藏

孙清钟,郑远川,李为,等.2012.西藏邦布造山型金矿金的赋存状态研究[J].东华理工大学学报:自然科学版,35(2):136-142.

Sun Qing-zhong,Zheng Yuan-chuan,Li Wei,et al.2012.Study on the occurrence state of Au in the Bangbu Orogenic gold deposit,southern Tibet[J].Journal of East China Institute of Technology(Natural Science),35(2):136-142.

邦布金矿床自2003年被发现至今,地质勘探工作从未间断(吕义鹏,2005),其矿床地质和成因也有些初步研究。孙晓明等(2010)对含金石英脉内的石英颗粒进行了详细的流体包裹体研究,韦慧晓等(2010)则对含金黄铁矿开展了惰性气体研究,并预测该矿床为典型的造山型金矿。但关于邦布金矿中金的赋存状态和存在形式,尚未有人做过相关的报道。对金的赋存状态及其精确含量的研究不仅能够为金的开采及选冶提供重要的参数(李成秀等,2008),而且对金的成因、金成矿期次具有重要的实际意义(王学明等,2002;祝向平等,2008)。对黄铁矿中晶格金的差异性研究可以指示不同的流体来源和成矿环境(陈伟等,1991;贾建业等,1996;和中华等,2008),同时对成矿潜力预测、隐伏金矿体的查找具有指导意义(陈景河等,2007;于成涛,2010;刘玖芬等,2011)。本文拟对加查邦布金矿的矿石组合、含金矿物特征、金的赋存状态等方面进行研究,探讨金的赋存状态与成矿作用之间的关系,为进一步研究该类矿床的成因提供依据。

1 区域地质

邦布金矿位于西藏加查县南部,地处朗杰学增生楔东段的南缘,朗杰学增生楔逆冲带位于特提斯喜马拉雅和拉萨地体之间,属于雅鲁藏布江构造缝合带东段南缘的重要组成部分。区域出露上三叠统朗杰学群中-浅构造层次的单一的绿片岩变质地层,主要为姐德秀组(T3j)、江雄组(T3jx)和宋热组(T3s)。姐德秀组主要岩性为炭质绢云千枚岩、长石石英粉砂岩、细砂岩、杂砂岩,局部夹大理岩透镜体;江雄组岩性为变长石石英砂岩、粉砂岩,含黄铁矿炭质绢云千枚岩夹纳长绿泥片岩;宋热组主要为以灰黑色炭质绢云千枚岩为主,局部夹薄—中厚层状变细粒长石石英砂岩、杂砂岩、纳长绿片岩等①西藏自治区矿产调查局.1995.1∶20万区域地质调查报告(加查幅).。

矿区位于朗杰学增生楔内曲松-错古-折木朗壳型脆—韧性剪切带中段EW向金地-鲁农次级复向斜构造的北翼。该复式向斜轴线近WE向,轴面产状210°∠85°,枢纽向西斜起,产状 310°∠30°。区内主要构造方向为近EW向、NNW向次级断裂交错成“X”形,次级构造发育。所在区域为雅鲁藏布江成矿区仲巴-朗县成矿带,乃东铬、金成矿远景区等多个资源评价区覆盖②西藏自治区地质调查院.2003.西藏自治区江孜—隆子金、锑多金属成矿带资源调查评估报告.。

区域上岩浆岩主要分布于雅鲁藏布江断裂构造缝合带以北,朗杰学群内岩浆活动不发育,一般仅有中酸性-中基性脉岩沿东西向断裂带侵入,且规模均较小,其岩性为花岗闪长岩脉、辉绿岩脉。

2 矿床地质

2.1 矿区地层

矿区出露地层主要为上三叠统朗杰学群宋热组第二、第三岩性段及第四纪覆土。朗杰学群宋热组第二岩性段(T3s2),主要分布在矿区北部,岩性为灰黑色炭质绢云千枚岩夹中-薄层变细粒长石石英杂砂岩,变砂岩单层厚5~20 cm不等,占岩石比例25% ~30%,发育顶厚褶皱。宋热组第三岩性段(T3s3),在矿区范围内大量分布,主要为灰色-灰黑色炭质绢云千枚岩夹砂质千枚岩、变长石石英细砂岩及变粉砂岩,砂岩占岩石比例的15% ~20%。

2.2 矿体特征

邦布矿区目前发现了11条矿(化)体,矿(化)体长度从几十米到几百米不等,成脉状产出。含金石英巨脉按产状分为走向NNW(340°)和SW(205°~230°)向两组。其中Ⅲ矿体为矿区的主矿体,矿体由白色石英组成,长593 m,宽158 m,平均厚度为3 m③西藏自治区区域地质调查大队.2006.西藏自治区加查县邦布矿区金矿普查报告.,其呈低角度穿切围岩。矿体内主要发育黄铁矿化及金矿化,同时含少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿及胶黄铁矿,局部发育绢云母、铁白云石、绿泥石(图1)。

2.3 成矿阶段

邦布金矿成矿期可以划分四个阶段:①石英-粗粒硫化物阶段,主要为厚层石英及粗粒黄铁矿形成阶段,少量方铅矿、闪锌矿与粗粒黄铁矿共生;②金-细粒硫化物阶段,可见细粒黄铁矿及石英细脉穿切早期厚石英脉及粗粒黄铁矿,见有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿同细粒黄铁矿共生,该阶段为金的主要形成阶段;③碳酸盐阶段,该阶段以张性充填的碳酸盐矿物为主要特征,主要为方解石、绿泥石、铁白云石;④胶黄铁矿阶段,该阶段代表矿物为胶黄铁矿,可见胶黄铁矿以脉状形式穿切早期硫化物及碳酸盐,该阶段为矿化晚期,表明矿化接近尾声。

2.4 矿石成分

矿石单件样品金品位一般为2.45×10-6~13.61 ×10-6,最高为 50.60 ×10-6,Ⅲ号矿体平均品位8.14×10-6④西藏自治区地质矿产勘查开发局.2008.西藏自治区加查县邦布矿区Ⅲ号矿体金矿详查报告.。含金量高的样品主要集中在细粒黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及石英颗粒中,矿石中有用矿物主要为自然金,次为伴生银等。围岩蚀变类型主要有黄铁绢英岩化、黄铜矿化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化、绢云母化等。

3 金及载金矿物特征

3.1 自然金特征

金主要以自然金分布于石英及硫化物裂隙或硫化物中。在手标本及显微镜下所观察到的自然金共近百粒。自然金在反光显微镜下为均质矿物,反射色为金黄色,无内反射现象。金粒产出形态多种多样,主要为大小不等的浑圆状、椭圆粒状,期次为长条状、透镜状、不规则粒状等(图2)。金粒自然金分布相对较广,级配均匀,粒径在3~213 μm,其中主要分布在4~40 μm,属于细粒金、微粒金粒度。其中细粒金(10~37 μm)为51%,其次为微粒金(<10 μm)为 21%,中粒金(37 ~74 μm)为16%,粗粒金(74~295 μm)为12%(图3)。虽然中-粗粒金含量相对较少,但它对矿石品位和储量有重要意义。在理想状态下,磨矿细度达到显微细粒时就可选出79%的自然金,在磨矿细度达显微微粒金(10~5 μm)时可选出99%以上的自然金。

对自然金成分进行电子探针(仪器为 JXA-8230,中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室,分析时加速电压为15 kV,电流为20 nA)成分分析表1。结果表明,邦布金矿的金矿物以自然金、含银自然金为主,并含有其他微量元素。根据化学成分计算自然金成色变化范围750~931,其中粒间金成色最高,其次为裂隙金,包裹金成色最低。Au/Ag为11.3~17.6,这和俯冲型造山型金矿的典型特性相一致(Groves et al.,1998)。砷含量较低,与西藏马攸木金矿形成鲜明的对比(Jiang et al.,2009;多吉等,2009),后者砷含量较高,不利于金的选冶。总体而言,自然金的成色较高,含杂质较少。

图1 邦布金矿矿床地质图③Fig.1 Geological sketch map of Bangbu gold deposit

表1 自然金电子探针成分分析Table 1 Electron microprobe analyses of Au in Bangbu gold deposit %

3.2 载金矿物

通过手标本和镜下观察,矿床中主要载金矿物石英、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等。为了查明金在载金矿石中的赋存状态,对主要载金矿物进行详细手标本和显微镜下观察,统计分析金在不同载金矿物中出现频数的百分含量(图4),并对载金硫化物进行电子探针分成分析(表2)。

3.2.1 石英

石英是矿石中主要的载金脉石矿物,石英受矿区应力作用,具有扭性剪切特征,石英脉发育多组劈理,单颗粒石英具有波状消光特征。在手标本中,与石英有关的自然金出现频数最高(47%),自然金在石英中主要产于石英裂隙中,形成时期晚于石英。在显微镜下,未观察到与石英有关的自然金,可能与金主要分布于石英裂隙中,薄片磨制过程中不易保存的原因有关。

3.2.2 黄铁矿

黄铁矿是矿石中最主要的载金矿物,黄铁矿呈黄铜色立方体,自形程度较高。在显微镜下观察,黄铁矿以粒状自形颗粒为主,反射色为灰白色、浅黄色,均质性。自然金主要以粒状包裹于黄铁矿或以长条状、透镜状分布于黄铁矿裂隙中。在手标本中,黄铁矿中自然金统计频数百分含量为42%,在显微镜下观察,黄铁矿为赋金最主要的矿物,统计频数百分含量为76%,其中黄铁矿包裹金为35%,黄铁矿裂隙金为41%。经过电子探针分析,黄铁矿中含有一定量的晶格金、银,含晶格金含量较低,为0~0.068%。砷的含量同样较低,但是相对其它含金硫化物,前者的砷含量略高。

表2 含金硫化物电子探针成分分析Table 2 Electron microprobe analyses of sulfide in Bangbu gold deposit %

3.2.3 方铅矿

方铅矿是主要的载金矿物之一。方铅矿主要与黄铁矿、闪锌矿伴生。显微镜下反射色为亮白色,均质性,镜下主要为他形、半自形。金主要成浸染状包裹于方铅矿中,金颗粒粒度分布较广30~110 μm,方铅矿中包裹自然金统计频数含量为7%~8%。但经过电子探针分析,方铅矿中几乎不含晶格金,或晶格金的含量极低。

3.2.4 黄铜矿

黄铜矿也是主要的载金矿物之一。镜下观察黄铜矿反射色为铜黄色、米黄色,主要成不规则状。黄铜矿中自然金主要为包裹金,同时含金黄铜矿包裹于黄铁矿,自然金在黄铜矿中统计频数含量为13%。经过电子探针分析,黄铜矿中亦不含晶格金,或金的含量极低(0~0.087%)。

3.2.5 闪锌矿

闪锌矿是主要的载金矿物之一,主要与黄铁矿、方铅矿伴生。显微镜下反射色为半透明暗红色,均质性,镜下主要为他形、半自形。金主要成浸染状包裹于闪锌矿中,颗粒粒度分布较广30~110 μm,方铅矿中包裹自然金含量为3% ~4%。但经过电子探针分析,闪锌矿中几乎不含金,或金的含量极低。

4 金的赋存状态

邦布金矿床自然金在矿石中以独立矿物为主要存在形式,根据产出特征及与其共生或伴生矿物间的关系,可分为包裹金、裂隙金、粒间金3种。

4.1 裂隙金

受构造运动应力作用,岩石、矿物中常形成裂隙,石英、黄铁矿、方铅矿颗粒中的裂隙或空洞常被后期沉淀的自然金充填,形成自然金细脉或金粒,热液作用特点明显。金颗粒分布较广9~213 μm,以细粒金为主。裂隙金成色较高,Au/Ag相对较高为14。根据载金矿物共生关系分析,金沉淀晚于硫化物矿物。裂隙金是自然金重要的赋存方式。

图2 邦布金矿中自然金的产出形态Fig.2 The occurrence state of Au in Bangbu orogenic gold deposit

4.2 包裹金

包裹金为大小不等的浑圆状、粒状金,被黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等硫化物矿物所包裹,自然金多呈单体,形态各异。包裹金在不同粒级及不同产出形式的硫化物中均有分布,但在细粒黄铁矿中较为明显,黄铁矿中的自然金粒度亦以细粒为主,粒径为3~93 μm,多呈粒状,长条状,方铅矿、黄铜矿中包裹的自然金多为浑圆状。同时含有一定数量的金颗粒出现,这与黄铜矿的分布量紧密相关,自然金被黄铜矿包裹,而含金黄铜矿又被黄铁矿包裹的现象。包裹金的成色较高,Au/Ag较高为11~13。包裹金是矿石中自然金的最主要的赋存形式之一。

根据矿物之间的相互接触关系可知,石英的结晶稍早于硫化物矿物,而硫化物矿物与金矿物的结晶基本上是同时的(Herrington et al.,1993)。自然金被硫化物包裹,但硫化物的形成不一定早于这些包裹物。黄铜矿中铜的化学性质和金相似,且根据热液的演化特点,表明相当一部分金与黄铜矿近于同时生成,且二者均略晚于黄铁矿。

4.3 粒间金

在显微镜下观察到极少量自然金赋存与矿物颗粒之间形成粒间金。自然金沿伴生矿物石英、黄铁矿、黄铜矿等矿物颗粒之间充填。这种粒间可以是单一矿物之间的,也可以是2种或2种矿物以上的矿物之间。该类型的自然金在矿石中的比例相对较低。

5 结论

(1)矿石中金主要以自然金的形式存在,晶格金不发育,自然金的形态主要为浑圆状、椭圆粒状,期次为长条状、透镜状、不规则粒状等。

(2)主要载金矿物为石英、黄铁矿、方铅矿、黄铁矿等。

(3)自然金主要以包裹金、裂隙金为主,粒间金相对较少。

(4)金沉淀与硫化物沉淀时间相当,或略晚于硫化物。

(5)金粒自然金分布相对较广,级配均匀,粒径在 3 ~213 μm,以微粒金(<10 μm)、细粒金(10~37 μm)为主,其中细粒金为占51%,其次为微粒金21%,中粒金16%,粗粒金12%,虽然中-粗粒金含量相对较少,但它对矿石品位和储量有重要意义。

(6)自然金成色较高,为749~931,含杂质较少,Au/Ag为11.3 ~17.6。

陈景河,葛广福,王军荣.2007.试论贵州水银洞金矿床中胶状黄铁矿的含金性[J].矿床地质,26(6):643-650.

陈伟,张振儒.1991.黄铁矿中晶格盒的萃取实验及有关问题的韧步研究[J].长春地质学院学报,(4):463-46.

多吉,温春齐,范小平,等.2009.西藏马攸木金矿床[M].北京:地质出版社:1-216.

贾建业,袁守峰,吴建设,等.1996.黄铁矿中金的赋存状态和存在形式研究[J].西北地质,17(3):27-32.

李成秀,王昌良,饶系英.2008.西藏某金矿石可选性试验研究[J].矿产综合利用,(2):9-13.

刘玖芬,汤中立,刘晓煌,等.2011.黄铁矿中不同赋存状态金的测试及意义——以胶莱盆地金矿中黄铁矿为例[J].地质与勘探,47(5):823-827.

吕义鹏,易建洲,夏抱本.2005.西藏邦布岩金地质特征[J].西藏地质,22(2):21-25.

孙晓明,韦慧晓,翟伟,等.2010.藏南邦布大型造山型金矿成矿流体地球化学和成矿机制[J].岩石学报,26(6):1672-1684.

王学明,陈梦熊,李玫,等.2002.陕西煎茶岭金矿金的赋存状态研究[J].地质与勘探,38(6):34-38.

韦慧晓,孙晓明,翟伟,等.2010.藏南邦布大型金矿成矿流体He-Ar-S同位素组成及其成矿意义[J].岩石学报,26(6):1685-1691.

祝向平,汪名杰,姚鹏,等.2008.四川黑牛洞铜矿床磁黄铁矿的标型特征及成矿指示意义[J].岩石学报,24(3):562-568.

于成涛,龙军均.2011.永丰县三坊地区成矿地质条件及金地球化学研究[J].东华理工大学学报:自然科学版,34(1):67-74.

和中华,王勇,莫宣学,等.2008.云南长安金矿成矿物质来源[J].东华理工大学学报:自然科学版,34(1):67-74.

Groves D I,Goldfarb R J,Gebre-Mariam H,et al.1998.Orogenic gold deposits-a proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other gold deposit type[J].Ore Geology Reviews,(13):7-27.

Herrington R J,Wilkinson J J.1993.Colloidal gold and silica in mesothermal vein systems[J].Geology,(21):539-542.

Jiang S H,Nie F J,Hu P,et al.2009.Mayum:An Orogenic Gold Deposit in Tibet,China[J].Ore Geology Reviews,(36):160-173.

Study on the Occurrence State of Au in the Bangbu Orogenic Gold Deposit,Southern Tibet

SUN Qing-zhong1,2, ZHENG Yuan-chuan2, LI Wei3, HUANG Ke-xian3
(1.Faculty of Earth Sciences,East China Institute of Technology,Fuzhou,JX 344000,China;2.Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China;3.School of the Earth and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

The Bangbu deposit is a typical orogenic gold deposit in the Jiacha area,southern Tibet.Gold mineralization in this deposit is mainly associated with lode quart-veins,which can be further divided into two stages,including the pyrite-quartz veins and the gold-quartz-pyrite veins.Gold is mainly occurred as independent mineral grains,and they are mainly hosted in the crystals of quartz,pyrite,chalcopyrite and galena,with minor of them in the cracks of these minerals.Gold grains are dominated by micrometer to mustard size.

orogenic gold deposit;occurrence stat;Bangbu;Southern Tibet

P618.51

A

1674-3504(2012)02-0136-07

10.3969/j.issn.1674-3504.2012.02.006

2011-12-28 责任编辑:吴信民

中国地质调查局地质调查项目(1212011121253);国家自然科学青年基金(41102033)

孙清钟(1986—),男,硕士生,主要从事地质找矿及矿床学研究。E-mail:sun_qz@126.com *通讯作者:郑远川(1982—),男,博士,主要从事青藏高原碰撞造山带岩浆作用及其成矿规律研究。E-mail:jilin2yc@shou.com

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