新疆加曼特金矿的显微矿物学及黄铁矿研究∗

郑子军，马海杰，汪立今†，李健肖飞，王永，王见蓶，侯辉

(1.新疆大学地质与矿业学院，新疆乌鲁木齐830049;2.新疆维吾尔自治区有色地质勘查局703队，新疆伊宁835000;3.新疆西部黄金股份有限公司，新疆伊宁835000)

新疆西天山地区是中国重要的成矿带和矿床勘查区，区内的吐拉苏—也列莫顿火山岩带呈一条狭长带北西西向展布，组成了西天山北段晚古生代构造—岩浆成矿带重要的一部分，并严格控制着矿带内金矿床的分布.[2].其大地构造位置位于伊犁—中天山陆块北东缘的博罗霍洛早古生代岛弧带[3,4].该火山岩带西段吐拉苏地区有著名的阿希金矿，而加曼特、铁列克特、小于赞等金矿床位于该火山岩带东段的也列莫顿火山构造隆起带内.相对于成矿带内西段的阿希金矿及其周围矿点，东段也列莫顿地区加曼特金矿的研究相对程度较低[5].我们在前人研究的基础上，通过对加曼特金矿床金的赋存状态及显微矿物学特征研究，发现黄铁矿中赋含金，有可能其赋存状态是晶格金.同时发现金矿中黄铁矿的Co/Ni的比值为2.765(Co/Ni＞1)，Au/Ag比值为5.889（Au/Ag＞0.5），通过投图、计算，发现加曼特金矿为中—低温热液成因，这与吴艳爽等通过流体包裹体研究所得出的结论一致.

1 矿石矿物组合特征

加曼特金矿的矿石矿物共十多种，总的来看，矿物组分较复杂(表1)，除了金、银矿系列外，金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、斑铜矿、白铁矿、针铁矿、赤铁矿、褐铁矿、蓝铜矿、孔雀石等；脉石矿物主要是石英、重晶石、绢云母、方解石和粘土矿物等.

表1 矿石矿物成分一览表

2 矿石的显微矿物学特征

按主要矿物的结晶程度、颗粒相对大小和相互嵌布关系以及组成矿物集合体的空间分布形态等特征，将本矿石的结构、构造[6]归纳如下几种常见的类型.

2.1 结构特征

该矿区发育多种矿石结构，主要有自形-半自形粒状结构、他形粒状结构、乳滴状结构、交代残余结构、碎裂状结构.

自形-半自形粒状结构：主要是黄铁矿呈自形-半自形晶，呈立方体及五角十二面体的自形晶粒状结构；他形粒状结构：多数金属硫化物的晶形不规则，呈他形充填于先结晶的矿物颗粒间.固溶体分离结构：多见于黄铜矿、闪锌矿中，黄铜矿呈乳滴状分布于闪锌矿中.交代结构：早期形成的黄铁矿被晚期形成的黄铜矿、铅锌矿脉，磁铁矿被褐铁矿交代形成港湾状或骸晶.碎裂状结构：矿石中较大的斑晶，如石英、黄铁矿、斜长石受应力作用破碎，呈碎裂状结构（图1）.

图1 加曼特金矿矿石矿物和组构

2.2 构造特征

矿石构造主要有稀疏浸染状构造、梳状构造、角砾状构造、网脉状构造、胶状构造、条带状构造、块状构造、皮壳状构造和晶洞状构造（图2）.

梳状构造：在某些张性裂隙中，金属硫化物和脉石矿物由裂隙壁向中心相间对称排列生长；角砾状构造：安山质岩屑被石英－硫化物脉分割成角砾，有棱角、次棱角；脉状构造：石英—金属硫化物细脉沿节理裂隙充填，呈脉状分布；皮壳状晶洞状构造：石英由洞壁向中间生长出较完好的晶形.

图2 加曼特金矿脉石矿物和组构

3 黄铁矿（FeS2）的显微特征及成分特征

3.1 黄铁矿的显微特征

黄铁矿在许多金矿床中是最常见的载金矿物之一.该矿区黄铁矿总体表现出多晶形，多期次，成分简单等特征，这些特征与金的成矿作用和演化有密切的关系.黄铁矿呈淡黄色、铜黄色，粉末呈黑绿色，条痕为绿黑色，强金属光泽，表面有锖色，晶形以自形-半自形立方体为主，它形粒状次之，粒径为0.05～1 mm，黄铁矿多以细粒浸染状分布于岩石中（图3），在不同矿石类型中，黄铁矿的含量不一，在蚀变岩型矿石中含量较低，多氧化成褐铁矿，石英脉型矿石中，含量较高，可达5%.目前通过含金岩脉中光薄片的鉴定发现黄铁矿中及粒间有包裹金、粒间金及裂隙金存在，而电子探针分析（表2）又有部分金元素的显示，含量在0∼0.143×10−2之间，平均值为0.053×10−2；Ag的含量大多在0.007∼0.011×10−2区间范围内，平均值为0.009×10−2，因此推断此类矿石中的金可能以晶格金的形式存在.

图3 加曼特金矿矿石中的黄铁矿

3.2 黄铁矿的成分特征

自然界中黄铁矿的理论组分为Fe占46.55×10−2，S占53.45×10−2，S/Fe≈2.但在不同的金属矿床中Fe与S含量与理论值会略有差异.一般将S/Fe比值小于2者称为亏硫型，比值大于2者称为多硫型.黄铁矿中Co、Ni的质量分数有一定的标型意义[7]，而岩浆热液成因的黄铁矿Co/Ni=1～5[8].本矿床黄铁矿中Fe含量平均值为46.8×10−2，S含量平均值为52.9×10−2，其成分标型的特征研究显示，S、Fe比值平均值为1.13，小于2，显示出矿区内存在亏硫型的黄铁矿；且黄铁矿中的Co/Ni平均值为2.73，介于1～5之间，充分显示其岩浆热液成因的特征.

表2 矿石中黄铁矿电子探针分析结果（%）

4 黄铁矿的成分分析研究

4.1 黄铁矿Co/Ni比值分析

由于Co在高温下比较活跃，而Ni在低温条件下比较活跃[9]，这一对微量元素在同一物理环境下就产生了富集的差异.因此，对黄铁矿中Co/Ni的比值进行了分析，从表1中就可以看出，Co的含量变化很大，而Ni的含量相对变化不大，Co/Ni的值分别为2.600、2.297、4.400，其平均比值为2.765.通过投图可知，加曼特金矿中的黄铁矿中的Co/Ni比值都落在了热液成因区内（见图4），这与吴艳爽[10]等研究加曼特金矿床是浅成低温热液型矿床相吻合.

图4 加曼特金矿床中黄铁矿Co/Ni分布图

4.2 黄铁矿Au/Ag的比值分析

金矿床中黄铁矿的Au/Ag比值也可以反映矿床成因方面的信息.栾世伟认为，岩浆热液型金矿床中黄铁矿含量较高，Au/Ag≥0.5；火山岩型、构造破碎带蚀变岩型、沉积变质热液交代型及各类伴生金矿床中黄铁矿的Au/Ag大部分是<0.5[13].根据加曼特金矿石中黄铁矿电子探针分析结果（见表2）计算出，Au/Ag平均比值为5.889（Au/Ag＞0.5），初步认为加曼特金矿床与岩浆热液有关，这个结论与上面进行的Co/Ni比值所得出的结论一致.

4.3 黄铁矿中Cu,Zn等元素的成分标型分析

通过对加曼特金矿矿石中的黄铁矿电子探针分析（见表2），我们发现黄铁矿中Cu、Zn等元素含量较高，其中Cu的平均含量是0.046×10−2，Zn的平均含量是0.026×10−2.我们知道黄铁矿中Cu、Zn等成分标型也是有重要的成矿信息指示意义.Cu2+、Zn2+作为铜型离子与Fe2+作为过渡元素差别较大，通过显微镜，我们发现加曼特金矿中的黄铁矿中含有极其细微的包裹体粒状黄铜矿、极细小的网脉状黄铜矿、方铅矿及闪锌矿.这可能导致了黄铁矿中Cu、Zn等元素含量较高（Cu的平均含量是0.046×10−2，Zn的平均含量是0.026×10−2）的主要原因.这些金属硫化物以充填交代方式成网脉状分布于破碎黄铁矿中.而破碎的黄铁矿是金的有利赋存场所，较高的Cu、Zn等元素含量与黄铁矿的含金性之间有一种非线性的正相关[13].这为找矿提供了一方面的微观信息.

5 结论

通过以上显微矿学特征研究以及黄铁矿成分标型特征分析，可以得出以下结论：

加曼特金矿中矿石矿物可见十余种矿物.矿物成分较复杂，除了金、银矿系列外，金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等，脉石矿物主要是石英、重晶石、绢云母等.其中黄铁矿是载金矿物之一.

通过对加曼特金矿中黄铁矿的Co/Ni分析发现，黄铁矿的Co/Ni的比值为2.765，通过投图，样点分布在热液成因区域.

通过电子探针分析，发现加曼特金矿中，黄铁矿中富含金（表2），其平均含量为0.053×10−2，有可能是晶格金.

通过对加曼特金矿床中黄铁矿的Au/Ag分析，得知Au/Ag比值为5.889（Au/Ag＞0.5），说明黄铁矿的成因与岩浆热液有关.

电子探针分析加曼特金矿中的黄铁矿，可知Cu、Zn等元素含量较高，其中Cu的平均含量是0.046×10−2，Zn的平均含量是0.026×10−2.通过显微特征分析，黄铁矿中含有极其细微的包体粒状黄铁矿，极细小的网脉状黄铜矿和闪锌矿等矿物.

综上所述，加曼特金矿中的黄铁矿是金的主要载金矿物之一，加曼特金矿中金的赋存状态可能是晶格金，加曼特金矿可能属浅层低温热液型金矿.