刘国卿 彭晓蕾 李津萍

摘要：二道坎银矿床是黑龙江省多宝山矿集区内新发现的首个独立银矿床。通过矿相学研究和电子探针测试，确定了该矿床银矿物主要为深红银矿、脆银矿、辉银矿，其他含银矿物有方铅矿、黄铁矿、闪锌矿、锰铅矿、软锰矿。银的赋存状态主要为独立银矿物，其次以亚显微包体、类质同像和离子吸附态形式赋存。独立银矿物嵌布类型有包裹银、粒间银和裂隙银。矿床成因研究表明，热液期为主成矿期，表生期具有次生富集的潜力，热液期的硫化物阶段Ⅰ为主成矿阶段，初步认为该矿床属于浅成低温热液型矿床。

关键词：独立银矿物;赋存状态;成矿阶段;矿床成因;二道坎银矿床

中图分类号：TD11 P618.52 P57文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）02-0012-08doi：10.11792/hj20200203

二道坎银矿床位于黑龙江省嫩江县多宝山镇南10 km处，分布在多宝山矿集区内，黑龙江省地质调查研究院于2016—2018年进行普查工作时发现了该矿床。银在区域内主要以铜、金矿床的伴生元素形式产出，二道坎银矿床是多宝山矿集区内发现的首个以银为主的矿床（伴生铅、锌、锰），该矿床的发现填补了区域内未发现独立银矿床的空白，对区域内银成矿研究和找矿具有重要意义。该矿床的研究资料相对较少，缺乏对矿物组合特征、银的赋存状态及矿床成因等方面的深入探讨。本文在野外调研基础上，结合矿相学和电子探针的研究，确定了矿石矿物组合、组构特征，划分了成矿期和成矿阶段，查明了银的赋存状态，以期为该矿床的综合研究提供矿物学证据。

1 区域地质概况

二道坎银矿床位于兴蒙造山带东段扎兰屯—多宝山岛弧带内（见图1-A）。区域内出露地层有新元古界—下寒武统落马湖群，下古生界和中生界地层分布广泛，其中下古生界发育中奥陶统多宝山组，为海相中基性—中酸性火山岩，上古生界主要为细砂岩和板岩等，中生界发育有白垩系光华组、九峰山组和甘河组等，为中性—酸性火山岩，新生界主要为碱性玄武岩[1-4]（见图1-B）。区域内岩浆活动频繁，花岗岩类复杂多样，具有多期多阶段性。区域主要控矿构造为北东向和北西向断裂及褶皱，构造交汇部位多为铜金成矿部位[3-4]，区域内矿床在空间上总体显示近菱形分布的特征。区域内已发现矿床除多宝山、铜山2个大型斑岩型铜矿床外，相继又发现了小泥鳅河金矿床、三道湾子金矿床、争光金矿床、上马厂金矿床、马鞍山金银矿点等一系列贵金属矿床（点）[4]，反映该区域具有良好的成矿潜力。

2 矿区地质概况

矿区出露地层比较简单，东北部为下白垩统光华组（K1gn）中酸性火山岩，岩性主要为流纹质晶屑凝灰岩、流纹岩等。南部和西部分别出露上奥陶统裸河组（O3l）和下泥盆统泥鳅河组（D1n），裸河组岩性主要为凝灰砂岩、细粉砂岩、长石砂岩等;泥鳅河组为矿区直接赋矿围岩（见图2），其沉积岩段岩性主要为长石杂砂岩、岩屑砂岩、细粉砂岩、泥质灰岩等，火山岩段岩性主要为中酸性火山岩。侵入岩多为沿北西向断裂分布的中基性—中酸性岩脉，均为隐伏岩体，岩性主要为辉绿岩、辉绿玢岩、石英闪长岩、闪长玢岩等，其中辉绿玢岩与矿体密切伴生产出，闪长玢岩等与矿体平行产出[5]。矿区总体处于北东向金成矿带与北西向铜、钼、金成矿带交汇部位，发育北东向和北西向断裂。矿区内矿体位于北西向断裂中，地层与侵入岩脉同样受北西向断裂控制[6]，可见北西向断裂对矿区岩浆热液活动和成矿具有重要作用。

矿区内圈定的Ⅰ号和Ⅱ号2条银多金属矿体均呈脉状，赋存于北西向断裂中（见图3-a），上部覆盖第四系砂砾和植被[6]。矿体走向282°～288°，倾角近于直立，上宽下窄，最大延伸140.55 m，银品位42.24×10-6～10 940.97×10-6 [5]。

礦石主要为含矿构造角砾岩（见图3-a、b），角砾粒度介于几毫米至十几厘米，角砾岩性多为蚀变安山岩、次火山岩及碳酸盐岩，角砾外部被灰黑色锰、铁质胶结物包裹（见图3-c、d），厚2～20 mm。角砾裂隙中可见石英呈细脉状、粗大粒状或晶洞状充填，沥青呈黑色浑圆粒状分布于角砾裂隙或石英晶洞中（见图3-c）。

通过矿石手标本及矿相学观察，确定金属矿物主要为磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、白铁矿、锰铅矿、软锰矿、硬锰矿、针铁矿，银矿物有辉银矿、深红银矿、脆银矿，非金属矿物主要有石英、方解石、长石等。

矿石结构相对较复杂，以交代结构、结晶结构为主，固溶体分离结构及压碎结构次之，还可见黄铁矿的莓粒状结构、磁铁矿的环带结构。矿石构造简单，主要为角砾状构造、块状构造、网脉状构造和条带状构造。

二道坎银矿床成矿作用可划分为3期：沉积期、

热液期、表生期。沉积期矿石矿物组合为少量自形晶粒状黄铁矿及莓粒状黄铁矿集合体，表生期主要金属

矿物为硬锰矿、软锰矿和针铁矿等。热液期为主成矿期，可划分为3个阶段：①氧化物阶段，矿石矿物组合主要为磁铁矿+赤铁矿;②硫化物阶段Ⅰ，为银主成矿阶段，矿石矿物组合为黄铁矿+闪锌矿+黄铜矿+方铅矿+深红银矿+脆银矿+辉银矿;③硫化物阶段Ⅱ，主要金属矿物为白铁矿、细脉状黄铁矿及少量方铅矿，是热液期晚阶段的产物。

围岩蚀变发育硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化等[5-6]。

3 矿物学特征

3.1 样品选择及测试方法

对矿石光片进行详细的矿相学研究后，选取10件

典型矿石样品磨制探针片，测试对象为深红银矿、脆银矿、辉银矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、锰铅矿、软锰矿。银矿物和锰矿物样品电子探针测试在核工业北京地质研究院完成，仪器型号为JEOL JAX-8100，加速电压20 kV，电子束流10 nA;黄铁矿、方铅矿和闪锌矿样品电子探针测试在合肥工业大学资源与环境工程学院电子探针实验室完成，仪器型号为JEOL JXA-8230，加速电压15 kV，电子束流20 nA。

3.2 矿相学特征

通过显微镜下观察，在矿石中发现了3种主要独立银矿物：辉银矿、深红银矿、脆银矿，确定了其他载银硫化物为方铅矿、黄铁矿、闪锌矿。

3.2.1 黄铁矿

黄铁矿在反光显微镜下反射色呈浅黄色，反射率较高，具均质性。主要有以下几种形态黄铁矿：①莓粒状黄铁矿，粒度0.01～0.05 mm，发育在角砾边缘或角砾间的透明矿物中;②自形—半自形立方体黄铁矿（见图4-a），粒度0.01～0.03 mm，主要分布于透明矿物内部;③粗粒及不规则状集合体黄铁矿（见图4-b），粒径0.10～0.50 mm，赋存于角砾间空隙或裂隙中，表面粗糙，部分颗粒具非均质性;④细脉状黄铁矿，穿切交代其他矿物，且伴随白铁矿产出，为热液期晚阶段矿物。

3.2.2 方铅矿

方铅矿在反光显微镜下反射色呈白色，反射率较高，具均质性，是矿石中与银矿化关系最为密切的金属矿物。主要有2种形态方铅矿：①半自形—他形晶粒状方铅矿（见图4-c），粒度0.005～0.200 mm，多与辉银矿、深红银矿和脆银矿连生（见图4-a、b），分布于透明矿物或矿物及角砾间空隙中;②细脉状方铅矿，主要沿微裂隙充填分布，显微镜下可见其穿切交代早阶段硫化物，与白铁矿、细脉状黄铁矿同为成矿晚阶段矿物。

3.2.3 闪锌矿

闪锌矿在反光显微镜下反射色呈灰色微带褐色，反射率较低，具均质性，可见黄褐色内反射色，主要呈他形晶粒状，粒度0.1～0.7 mm，在矿石中多呈集合体状分布于透明矿物内或角砾间空隙中（见图4-d）。反光显微镜下观察到部分闪锌矿内部赋存深红银矿颗粒。

3.2.4 深红银矿

深红银矿在反光显微镜下反射色为浅蓝灰色，反射率中等，硬度较低，具强非均质性，常见深红色内反射色。深红银矿主要存在2种嵌布形式：①深红银矿呈不规则粒状嵌布于黄铁矿、闪锌矿内部（见图4-d），或分布于硅质矿物中，粒度0.005～0.220 mm，部分深红银矿沿角砾裂隙充填分布;②深红银矿与方铅矿连生，多沿透明矿物间空隙充填分布，粒度0.005～0.250 mm，见不规则状或乳滴状分布于方铅矿中（见图4-c），少量与辉银矿、黄铜矿连生（见图4-e）。

3.2.5 脆银矿

脆银矿在反光显微镜下反射色为灰白色微带淡紫色，反射率中等，硬度较低，具强非均质性，主要呈微—细脉状沿裂隙充填分布，粒度0.005～0.220 mm。部分颗粒呈不规则粒状与深红银矿、方铅矿连生，分布于黄铁矿与透明矿物间空隙中（见图4-b），粒度0.005～0.250 mm。

3.2.6 辉银矿

辉银矿在反光显微镜下为灰白色微带绿色调，反射率中等，硬度低不易磨光，常见擦痕，粒径0.005～0.200 mm。辉银矿在矿石中的含量高于深红银矿、脆银矿，主要有2种形态辉银矿：①辉银矿颗粒呈多边形晶粒状，主要沿裂隙充填分布（见图4-e），或分布于其他矿物颗粒间空隙中（见图4-f）;②辉银矿与方铅矿、黄铜矿连生，呈不规则粒状，分布于透明矿物内部（见图4-a）。

3.3 电子探针测试结果分析

电子探针测试结果见表1～3。通过电子探针测试，还发现了锰铅矿、软锰矿等锰矿物含银。

3.3.1 深红银矿和脆银矿

深红银矿中w（Ag）为59.39 %～61.77 %、w（As）为0.11 %～0.83 %、w（Sb）为20.10 %～21.57 %、w（S）为16.91 %～18.01 %，部分测点中w（Fe）为0.08 %～0.32 %、w（Te）为0.05 %（见表1），得出深红银矿化学式为Ag3.090Sb0.313S3.000。

脆銀矿中w（Ag）为68.49 %～78.21 %、w（Sb）为6.19 %～14.85 %、w（S）为12.38 %～16.26 %、w（As）为0.40 %～1.04 %、w（Te）为0.06 %～0.32 %、w（Fe）为0.13 %～0.39 %（见表1），得出脆银矿化学式为 Ag5.640（Sb0.828，As0.079）S4.000。

脆银矿和深红银矿同属于Ag-Sb（As）-S系列，电子探针测试结果显示2种银矿物中w（Ag）为59.39 %～78.21 %，普遍含有Fe、Te，说明有Fe、Te代替Ag进入矿物。深红银矿和脆银矿中w（As）平均值小于1.00 %，深红银矿与淡红银矿可构成类质同像系列，但该矿床未发现淡红银矿，且深红银矿w（As）值低。推断可能为黄铁矿形成过程中消耗了热液中的As，使深红银矿和脆银矿w（As）值低，因此成矿过程中未能形成淡红银矿。

3.3.2 辉银矿

辉银矿中w（Ag）为83.92 % ～ 85.04 %、w（S）为13.11 % ～ 14.26 %、w（Te）为0.11 %～0.39 %、w（Fe）为0.11 %～0.31 %（见表1），得出辉银矿化学式为 Ag1.825S1.000 。辉银矿为Ag-S系列矿物，其通常具有高温变体和低温变体，前者为等轴晶系，后者为单斜晶系，且低温变体是地质环境中唯一稳定存在的辉银矿。在该矿床中，辉银矿形态主要表现多边形晶粒状和板柱状（见图4-a、e、f），符合辉银矿低温变体特点，指示低温成矿信息。

3.3.3 方铅矿

方铅矿中w（Pb）为84.658 %～85.446 %、w（S）为13.971 %～14.421 %、w（Cl）为0.035 %～0.109 %、w（Fe）为0.480 %～1.230 %，个别点位w（Ag）为0.004 %，接近检测限，w（Sb）为0.001 %～0.045 %、w（Te）为0.006 %～0.038 %（见表2）。方铅矿中Ag含量少，Sb含量也较少，推断该矿床成矿过程中，有少量Ag与Sb以类质同像赋存于方铅矿中。方铅矿中银主要为类质同像银和包裹其中的独立银矿物。

3.3.4 黄铁矿

黄铁矿中w（Fe）为44.442 %～45.189 %，w（S）为48.206 %～53.481 %、w（As）为0.815 %～5.799 %、w（Ag）为0.063 %～0.174 %、w（Co）为0.087 %～0.165 %，极少点位有Au显示，w（Au）为0.023 %（见表2）。可见该矿床黄铁矿具有富As特征，在黄铁矿形成过程中，热液富集的As进入黄铁矿晶格替代S。黄铁矿中Co含量常指示其形成温度，一般高温型黄铁矿中w（Co）高于1 000×10-6，

中温型黄铁矿中w（Co）为100×10-6～1 000×10-6，低温型黄铁矿中w（Co）低于100×10-6[7]。该矿床黄铁矿中w（Co）为870×10-6～1 650×10-6，显示中高温特征。从中高温黄铁矿到低温闪锌矿，指示了热液体系温度降低的过程。

3.3.5 闪锌矿

电子探针测试结果显示闪锌矿中w（Zn）为63.580 %～65.206 %、w（S）为33.989 %～35.115 %、w（Au）为0.018 %～0.027 %、w（Fe）为0.103 %～0.470 %、w（Te）为0.026 %～0.057 %，少量点位有Ag显示，w（Ag）为0.627 %（见表2）。在闪锌矿形成过程中，Fe以类质同像进入闪锌矿中，造成闪锌矿中Fe含量不同。通常将w（Fe）≥2 %的闪锌矿称为富铁闪锌矿，w（Fe）<2 %的闪锌矿称为贫铁闪锌矿，后者形成温度低[7]。该矿床闪锌矿w（Fe）≤0.470 %，为贫铁闪锌矿，表明其形成温度低。银与锌地球化学性质差异大，较难进行类质同像替换，显微镜下见部分闪锌矿颗粒中包裹深红银矿颗粒，推测闪锌矿中Ag主要以含Ag亚显微包体形式存在。

3.3.6 锰矿物

二道坎银矿区地表发育锰-铁氧化壳，锰矿物有软锰矿、硬锰矿、锰铅矿等，含铁矿物主要为褐铁矿化形成的针铁矿、赤铁矿等。显微镜下见辉银矿分布于针铁矿中的现象。锰铅矿中w（MnO2）为53.73 %～74.53 %、w（PbO）为20.47 %～30.80 %、w（FeO）为0.29 %～0.87 %，部分点位w（Ag2O）为5.36 %;软锰矿中w（MnO2）为75.98 %～77.55 %、w（FeO）为0.43 %～1.85 %、w（Ag2O）为0.02 %～0.17 %（见表3）。对额仁陶勒盖等银矿床的研究表明，地表锰-铁氧化壳可成为找矿标志和含矿层位[8]，二道坎银矿床Ⅰ号和Ⅱ号矿体锰平均品位分别为8.87 %和9.11 %[5-6]，结合锰矿物中银的测试结果，推测该矿区地表锰-铁氧化壳具有成为含矿层位的潜力，且对区域内的进一步找矿提供了参考。

4 银的赋存状态

电子探针测试结果表明，二道坎银矿床中银的赋存状态主要为独立银矿物，w（Ag）达到59.39 %～85.04 %。黄铁矿、闪锌矿、方铅矿中w（Ag）值均低于1.00 %，银在此类金属硫化物（非银矿物）中少量

赋存。含锰矿物中银的发现表明表生期存在银的次生富集，银可能以吸附态存在于锰矿物中。

4.1 独立银矿物

独立银矿物主要为辉银矿、深红银矿和脆银矿。根据银矿物在矿石中的形态及其与其他矿物之间的嵌布关系，银矿物主要表现为以下3种嵌布类型：①包裹银，深红银矿呈乳滴状或不规则粒状分布于方铅矿中（见图4-c），深红银矿、脆银矿、辉银矿呈不规则状或细粒状的银矿物被方铅矿、黄铁矿包裹（见图5-a、c）;②粒间银，深红银矿、脆银矿、辉银矿独立颗粒或与方铅矿连生颗粒，分布于角砾或透明矿物、黄铁矿等矿物颗粒间（见图4-a、b、d，图5-e、f）;③裂隙银，呈不规则状、粒状、微—细脉状，主要分布在脉石矿物微裂隙中（见图5-b、d）。

4.2 类质同像和亚显微包体

研究表明，硫化物中银主要以类质同像和亚显微包体形式赋存[9]。银在一定条件下，可与锑一起置换铅，以类质同像赋存于方铅矿中，而亚显微包体银多赋存于与银关系密切的其他硫化物中，并且常与此类矿物中赋存的银矿物包体共生[9-13]。已有对河南沙沟Ag-Pb-Zn矿床硫化物的研究表明，该矿床闪锌矿中含有银亚显微包体，方铅矿中银以类质同像形式赋存，闪锌矿中银分布不均匀，且含量高于方铅矿[9]。二道坎银矿床方铅矿化学成分显示其含有少量的银和锑，推断少量银以类质同像形式赋存于方铅矿中。在反光显微镜下观察到二道坎银矿床黄铁矿、闪锌矿中赋存银矿物包体（5～20 μm）的现象，这2种矿物的电子探针测试结果显示，银含量高于方铅矿，且各点位银含量不均匀。黄铁矿原位LA-ICP-MS微量元素测试结果显示其具有含银亚显微包体的特征（数据未发表）。结合前人研究结果，推断该矿床黄铁矿、闪锌矿中银主要以亚显微包体的形式赋存。

4.3 离子吸附态

锰矿物的电子探针测试结果显示，锰铅矿、软锰矿中w（Ag2O）为0.02 %～5.36 %，由于Ag和Mn电价和离子半径的差异，二者很难进行类质同像互换。吕志成等[8]通过Ag和Mn的电子探针线扫描曲线证明二者在锰矿物中不存在任何相关性，验证了二者的不可替代性，并进一步运用氯水浸泡实验证明了锰矿物中银以离子吸附态赋存[8]。因此推断，二道坎银矿床中银在含锰矿物中以离子吸附态存在。

5 矿床成因

成矿流体中金属元素主要以络合物形式运移，高温高盐度为氯络合物，低温低盐度为硫氢络合物[9]。当热液体系的物理化学变化超出络合物的稳定范围时，体系平衡被打破，金属离子在热液中将形成新络合物以达到稳定或达到饱和而沉淀[9]。二道坎银矿床的矿物组合和地球化学成分表明，该矿床成矿流体为富含银、锑、铅等成矿元素的低温热液成矿体系，推测该热液中银主要以硫氢络合物形式运移。前人研究指出，二道坎银矿床形成于40～100 m，成矿温度集中于79 ℃～191 ℃，成礦流体具有岩浆和大气降水混合特点，有流体沸腾的特征[14]。推测二道坎银矿床成矿流体在沿断裂运移至近地表时减压沸腾。根据已有研究成果，温度为400 ℃时，在富含Sb（Bi）的溶液中，银与铅形成PbS-AgSbS2完全固溶体体系，且Ag+与Sb3+（Bi3+）组合也可以进入方铅矿晶格[10-13]，推测此时热液中部分银与铅、锑可能完全呈固溶体存在，大气降水的混合使热液温度降低，热液环境变化使银、铅、锑出溶形成方铅矿和银矿物，即形成了呈不规则状或乳滴状的深红银矿、脆银矿，且与方铅矿连生，或分布于方铅矿中。方铅矿中银含量极少的特征表明，该降温过程可能进行较快，使银未能充分以类质同像进入方铅矿中。随着成矿元素的消耗和温度的降低，热液中剩余的Ag+达到饱和，与S2-结合，以低温矿物辉银矿形式沉淀。此成矿过程，使该矿床形成深红银矿、脆银矿到辉银矿的银矿物形成顺序，也很好地解释了方铅矿与银矿物的密切关系。深红银矿、脆银矿和方铅矿、闪锌矿中普遍存在碲，表明了一定的成矿物源信息，已有研究表明碲多来源于岩浆或地幔的脱气作用[15-18]，据此推测二道坎银矿床成矿物质具有深源特征。结合二道坎银矿床地质特征和前人研究成果[5-6，14]，认为二道坎银矿床属于浅成低温热液型矿床。

6 结 论

1）研究确定了该矿床银的独立矿物为深红银矿、脆银矿和辉银矿，含银矿物还有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、锰铅矿、软锰矿。

2）结合矿相学研究、电子探针测试结果和电子探针背散射图像，确定二道坎银矿床银的赋存状态主要为独立银矿物，其次以类质同像、亚显微包体和离子吸附态形式赋存。独立银矿物嵌布类型有包裹银、粒间银和裂隙银。

3）初步研究认为该矿床属于浅成低温热液型矿床。

致谢：野外工作中得到了黑龙江省地质调查研究院高级工程师鲍希波、赵超、石国明和助理工程师姜浩杰等提供的大力支持与帮助，电子探针测试得到核工业北京地质研究院实验员邰宗尧和合肥工业大学副教授王志强、实验员王娟的帮助，匿名审稿人提出了宝贵意见，在此一并表示衷心的感谢。

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Silver occurrence state and deposit genesis of Erdaokan Silver Deposit，Heilongjiang Province

Liu Guoqing，Peng Xiaolei，Li Jinping

（College of Earth Sciences，Jilin University）

Abstract：Erdaokan Silver Deposit is the first independent silver deposit found in Duobaoshan high ore concentration area，Heilongjiang Province.Mineralography study and electronic probe test find that the main silver minerals in the  deposit are pyrargyrite，stephanite and argentite，other silver-bearing minerals include galena，pyrite，sphalerite，coronadite and pyrolusite.The silver occurrence state is mainly independent silver minerals，followed by submicrosco-pic inclusion，isomorphism and ionic adsorption.The occurrence type of independent silver minerals includes inclusion silver，intergranular silver and fissure gold.Deposit genesis research shows that the hydrothermal stage is the main me-tallogenic stage and supergene stage bears the potential for secondary enrichment;stageⅠis the main metallogenic stage in hydrothermal fluids stage.The deposit is preliminarily considered to be a hypabyssal low temperature hydrothermal deposit.

Keywords：indenpendent silver mineral;occurrence state;metallogenic stage;deposit genesis;Erdaokan Silver Deposit

收稿日期：2019-12-10; 修回日期：2020-01-20

基金項目：中国地质调查局项目（3S2170804422）

作者简介：刘国卿（1994—），男，内蒙古通辽人，硕士研究生，研究方向为矿物学、岩石学、矿床学;长春市建设街2199号，吉林大学地球科学学院，130061;E-mail：2720403211@qq.com