贵州贞丰水银洞金矿床矿石矿相学特征

王崇予

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地质矿产勘查研究院 乌鲁木齐 830000）

1 矿石类型

根据容矿岩石的不同矿石类型可以分为：碳酸盐岩型、硅化角砾岩型、钙质砂岩-粉砂岩型、泥岩型等。

⑴碳酸盐岩型：有多个碳酸盐岩夹层发育在上二叠统龙潭组中，碳酸盐岩成分复杂，主要以硅化白云石化生物碎屑灰岩或硅化白云石化生物屑砂屑灰岩，通过对手标本观察，矿石新鲜面呈深灰色-黑色，具有厚层-块状构造以及纹层状构造。在几乎所有的灰岩当中都可以观察到生物化石碎屑，甚至完整的生物化石。该类矿石所在矿层的平均厚度为1.68 m。矿石平均品位较高，金属量比重占76.08%，矿石量约占矿床总矿石量的85%左右。

由于富金矿石主要以碳酸盐岩型矿石为主，进一步将碳酸盐岩型矿石分为4类：生物碎屑灰岩型、硅质碳酸盐岩型、硅质凝灰质碳酸盐岩型和凝灰质生物碎屑灰岩型。

⑵硅化角砾岩型：普遍分布在构造蚀变体（Sbt）中。主要为角砾状强硅化灰岩、强硅化灰岩、硅质岩和角砾状黏土岩。通过对手标本观察，此类矿石新鲜面呈灰黄色-深灰色，具有中-厚层状构造及角砾状构造。硅质成分主要是玉髓和自生石英。该类矿石所在矿层的平均厚度约为3.05m，矿石平均品位较低，金属量比重占18.23%，矿石量约占矿床总矿石量14%。

⑶钙质细砂岩-粉砂岩型：该类矿石主要产于龙潭组一段中的小矿体，以细砂岩和粉砂岩为主，通过观察手标本，矿石新鲜面呈灰-深灰色，具有薄-厚层状构造，该类矿石所在矿层的平均厚度约为2.14m，平均品位低，金属量比重占5.70%，此类型矿石规模较小，矿石量约占矿床总矿石量1%。

⑷泥质岩型：以粉砂质泥岩、碳质泥岩及粘土岩为主，通过手标本观察，该类矿石新鲜面呈深灰-黑色，具有薄层状构造。由于该类矿石所在矿层厚度薄，矿石品位低且变化系数大，所以目前不是水银洞金矿的主要矿石。

2 矿石物质成分

2.1 矿石矿物组成

通过矿石显微矿相学特征研究，水银洞金矿床的矿石矿物以黄铁矿、毒砂为主，以及零星可见的辉锑矿、辰砂、雄（雌）黄。脉石矿物主要是石英、白云石、方解石、萤石，同时还可以看到少量高岭石、伊利石、绢云母、海绿石、有机碳等。根据形成阶段可以分为两类：一类是由沉积成岩阶段形成的矿物；另一类为成岩期后随热液作用形成的矿物。

黄铁矿：作为主要的金属矿物，黄铁矿具有多形态的特点，具有自形-半自形-他形粒状结构、莓球状结构、球状结构。矿石中黄铁矿呈浸染状、条带状、透镜状分布。根据镜下观察黄铁矿的晶形、粒径以及化学测试分析，可将黄铁矿的形成分为两个阶段：沉积成岩阶段的黄铁矿粒度大，主要以自形立方体或五角十二面体产出，粒径0.2～0.7mm不等；热液成矿阶段的黄铁矿又可分为两类：一类为细粒黄铁矿，主要以半自形-他形粒状结构产出，粒径1～5μm不等，呈浸染状分布；另一类为环带状黄铁矿，主要以半自形-他形粒状、球状结构产出，粒径5～50μm不等，此类黄铁矿主要是在沉积期黄铁矿边缘生长出2～3个环带。

毒砂：主要与黄铁矿共生，含量较少，约占1%，结晶程度较高，主要以自形粒状结构（菱面体、矛状、针状）产出，颗粒细小，大部分粒径小于50μm，只有极少数毒砂粒径呈0.2～0.4mm之间，只能通过镜下观察。

雄(雌)黄:主要呈半自形-自形粒状结构产于断裂破碎带中，主要可见于石英脉当中，粒径0.2～0.5 mm。含量很少，少于1%。

辉锑矿：是矿石中较少的矿物，结晶程度较好，主要呈自形-半自形针状结构，以脉（网脉）状、浸染状构造产于构造蚀变体（Sbt）中。正交偏光镜下观察聚片双晶明显。其含量少于1%。

辰砂：通过镜下观察，其主要产于构造蚀变体当中，多呈自形-半自形粒状结构，粒径粗大，常与雄（雌）黄共生，其含量极少。

白云石：由于矿石普遍具有强烈的白云石化，所以白云石的产出主要是由于方解石被白云石交代。以自形-半自形粒状结构（菱面体）产出。晶体颗粒细小，粒径10～50μm不等。

石英：根据镜下观察石英晶形、粒径以及化学测试分析，石英的形成也可以分为两个阶段：沉积成岩阶段石英颗粒细小，主要呈半自形-他形粒状结构产出；热液成矿阶段石英主要以细脉状穿插沉积阶段的碳酸盐岩和石英，或交代生物碎屑，粒径0.05～0.2 mm不等。

方解石：根据镜下观察方解石晶形、粒径以及化学测试分析，方解石的形成也可以分为两个阶段：沉积成岩阶段方解石颗粒细小，粒径10～30μm不等，主要为泥晶质方解石，呈半自形-他形粒状结构产出；热液成矿阶段方解石颗粒较大，粒径0.05～0.2mm不等。主要交代其他矿物，呈交代假象结构的黄铁矿，就是方解石交代自形粒状黄铁矿形成的。

萤石：矿石中极少见到萤石，主要见于构造蚀变体（Sbt）中。镜下观察萤石呈自形-半自形粒状结构产出，交代变质围岩。手标本观察在裂隙中有呈晶簇状生长的萤石。

2.2 矿石化学成分

水银洞金矿有益组分主要为Au，其次为Ag、Sb、Cu、Zn、Pb等，有害组分有As、Tl、Hg元素，除As在矿石中的平均含量达到0.40%，在选冶过程中需要采取高温预氧化选矿工艺，剩余有害组分含量极少，符合国家环保标准，不会对环境造成影响。

3 矿石组构

3.1 矿石构造

通过野外实地观察以及岩石标本鉴定的综合研究，研究区内矿石构造主要有：浸染状构造、纹层状构造、脉（网脉）状构造、晶洞状构造、生物遗迹构造、角砾状构造等。

浸染状构造：主要金属矿物（黄铁矿、毒砂）呈星散浸染状或稠密浸染状分布于矿石中。黄铁矿多呈自形-半自形粒状或粒状集合体或细脉状。

纹层状构造：主要为草莓状黄铁矿呈两向延长的为层状，主要发育在围岩当中。

脉（网脉）状构造：热液成矿期大量脉石矿物（方解石、石英、高岭石）以及金属矿物（黄铁矿、雄（雌）黄）充填岩石的节理裂隙，形成脉（网脉）状构造。

晶洞状构造：水银洞金矿床中，由于热液蚀变作用，导致方解石被溶蚀从而形成了孔洞，后期石英、萤石、黄铁矿等矿物生长自形-半自形的矿物集合体，同时留有部分空洞。

生物遗迹构造：在沉积成岩阶段形成的生物化石，在热液蚀变过程中，生物化石再次被黄铁矿、石英、方解石、白云石等矿物交代或充填。

角砾状构造：在次级断裂和层间滑脱带多出现这种构造，角砾主要为不纯碳酸盐岩和黄铁矿、石英、方解石等脉石矿物胶结充填角砾之间的孔隙。

3.2 矿石结构

水银洞金矿床的矿石结构较为多样化，通过显微镜对矿石光片及薄片的鉴定，矿石结构主要有：结晶作用下的自形-半自形晶粒结构、他形粒状结构、聚片双晶结构、包含晶结构；沉积作用下的草莓状结构；交代作用下的环带结构、交代残余结构、胶状结构、假象结构、骸晶结构；变质作用下的压碎结构。

自形-半自形晶粒结构：镜下观察到最多的结构类型，矿区主要金属矿物黄铁矿呈自形-半自形晶粒结构(立方体、五角十二面体)，毒砂呈自形-半自形晶粒结构(菱面体、矛状、针状)。

他形粒状结构：黄铁矿颗粒不具有自己的结晶外形而呈不规则形状，镜下他形粒状黄铁矿较少。

聚片双晶结构：在镜下主要是表现为辉锑矿具有此类结构，双晶纹呈纺锤状并发生弯曲，正交偏光镜下具有较明显的波状消光现象。

包含晶结构：粗大矿物晶体中包含有另一种分布无规律的细小它形晶体。主要表现在毒砂包含在黄铁矿之中。两种组分结晶时间大致相同，而大晶体稍晚。

草莓状结构：主要见沉积成岩期黄铁矿具有草莓结构，主要由圆形或椭圆形或五角十二面体黄铁矿组成莓球，莓球大小不一，0.05～0.3mm不等，每一个莓球都由数千个更小的黄铁矿晶体组成，晶体大小均小于1μm，黄铁矿晶体间常充填碳质和硫化物的混合物。

环带结构：沉积成岩期黄铁矿自形晶体在热液成矿期继续生长，形成1～5个生长环带，环带边缘黄铁矿含砷，水银洞金矿的金主要赋存在含砷黄铁矿环带边缘。

交代残余结构：此类结构在镜下观察中有较多发现，交代作用强烈，被交代的矿物仅残余下一些破布状、岛屿状的残余体，接触界线极不规则。主要表现为毒砂强烈交代黄铁矿，黄铁矿呈破布状的残余体。

胶状结构：在镜下观察主要是胶状黄铁矿与有机质胶粒形成的多种组合形态。

假象结构：白云石、石英、方解石、黄铁矿完全交代生物碎屑，并保留了生物碎屑原有的形态特征。

骸晶结构：此类结构在镜下极为少见，后期矿液沿早形成的自形晶矿物晶体裂隙溶蚀交代，但仍保留被交代矿物的结晶外形，通过镜下观察可以看到，黄铁矿被毒砂从内部交代，同时也有毒砂被黄铁矿从内部交代的情况。

压碎结构：此类结构在镜下观察较少，主要表现为黄铁矿、毒砂在应力作用下产生裂纹和碎裂。

4 矿石矿相学特征的成因意义

水银洞金矿床的金属矿物主要为黄铁矿、毒砂，以及零星可见的辉锑矿、辰砂、雄（雌）黄；脉石矿物主要是石英、白云石、方解石、萤石，同时还可以看到少量高岭石、伊利石、绢云母、海绿石、有机碳等；矿石构造主要有：浸染状构造、纹层状构造、脉（网脉）状构造、晶洞状构造、生物遗迹构造、角砾状构造等；矿石结构主要有：结晶作用下的自形-半自形-他形粒状结构、聚片双晶结构、包含晶结构；沉积作用下的草莓状结构；交代作用下的环带结构、交代残余结构、胶状结构、假象结构、骸晶结构；变质作用下的压碎结构。