贵州省从江县地虎铜多金属矿床矿石矿物特征及主要有用组分赋存状态研究

2020-03-24杨芳芳廖树衡

贵州地质 2020年1期

杨芳芳，廖树衡

(贵州省地质矿产勘查开发局115地质大队，贵州清镇 551400)

贵州省从江县地虎铜多金属矿床是产于变质岩中受剪切带控制的蚀变岩型多金属矿床(陈璠等，2009)，在贵州省东南部以摩天岭花岗岩岩体为中心所形成的滑脱构造中，分布有较多该类型矿床(刘灵等，2003)。刘灵等(2003)认为，该类型矿床在地虎—南加地区存在一个大型的滑脱构造，该滑脱构造控制了该区多金属矿床的产出位置。陈璠等(2009)通过构造模拟实验，解释了地虎地区金属矿带分带原因。此外，陈璠等于同年对地虎、九星矿床的流体包裹体进行了研究，认为：地虎、九星矿床属于中低温、低盐度热液型矿床。前人的这些研究成果为本次的研究提供了基础资料，对本次的研究起到了借鉴和参考作用。目前，关于地虎矿床在矿石矿物特征和有用组分赋存状态方面的研究资料较少，本文试图通过光片镜下观察，结合电子探针分析，详细分析了地虎铜多金属矿床矿物组成特点；借鉴前人研究分析方法，探讨有用组分为Cu、Pb、Zn的可能存在形式。

1 区域地质背景

地虎铜多金属矿床位于扬子准地台与华南褶皱带之间的过渡带，习称的江南古陆西南端。区内断裂构造复杂，存在各类褶皱、断裂、过渡性剪切带。据贵州省区域地质志(2003)，本区在长期的地质历史过程中，形成了宰便断层、党扭断层、陇雷断层、里培断层(杨忠琴，2008)，出露地层主要为中元古代文通组和上元古界青白口系拱洞组(Qbg)、番召组(Qbf)、乌叶组(Qbw)及甲路组(Qbj)，整体上为一套浅变质岩系(见图1)。在新元古代中期，发生了岩浆侵入作用，主要形成超基性岩、基性岩、酸性岩；同时也形成了很多规模不同的岩体，其中吉羊花岗岩体(桂北称三防岩体)规模最大(王劲松，2010)。

图1 地虎铜多金属矿床区域地质图

(据贵州省地质调查院地质资料修改[贵州从江县宰便-平正一带普查报告(1∶5万)，1972年8月])

Fig.1 Rregional geological map of Dihu polymetallic deposit

1—第四系；2—下江群番召组；3—下江群鸟叶组；4—下江群甲路组；5—四堡岩群唐柳岩组；6—四堡岩群文通组；7—吉羊花岗岩体；8—基性火山岩；9—辉绿岩体；10—蚀变基性岩；11—超基性岩；12—混合岩；13—背斜轴迹；14—向斜轴迹；15—倒转背斜轴迹；16—研究区；17—正断层及产状；18—逆断层及产状；19—性质不明断层；20—脆韧性断层；21—滑脱断层；22—韧性剪切带；23—滑脱构造带

①引略向斜；②加榜背斜；③加车向斜；④板良背斜；⑤鸡脸向斜；⑥新村倒转背斜.F1：宰便断层；F2：党扭断层；F3：雷拢断层；F4：里培断层.Ⅰ：令里剪切带；Ⅱ：新村剪切带；Ⅲ：下大弄剪切带

2 矿床地质特征

图2 地虎铜多金属矿床矿带关系图

3 主要金属硫化物特征

经大量光片观察鉴定和电子探针分析，已查明较多的金属矿物，矿石矿物的组成比较复杂，主要为一套中—低温热液成因的矿物组合。其中，金属硫化物主要有黄铁矿(Py)、黄铜矿(Cp)、闪锌矿(Sp)、方铅矿(Gn)、黝铜矿(Te)、辉铜矿(Cc)和斑铜矿(Bn)。

3.1 金属矿物镜下特征

(1)黄铁矿(Py)

(2)黄铜矿(Cp)

(3)方铅矿(Gn)

(4)闪锌矿(Sp)

(5)黝铜矿(Te)

(6)斑铜矿(Bn)

(7)辉铜矿(Cc)

经过光学显微镜的观察，发现有一些粒径较小(<2 μm)的金属矿物，但因光学显微镜放大倍数的限制，不能准确鉴定，可见地虎铜多金属矿床中的金属矿物分布较为复杂。为了确定矿石中更小颗粒的矿物及金银矿物、含金银矿物的分布形式，本次对样品进行了电子探针分析。通过不同的研究手段来了解矿石粒度分布，对矿石的选冶有重要意义，尤其是对矿石的破碎程度有决定性作用。

图3 地虎矿床中的矿石矿物镜下特征

Fig.3 The microscopic characteristics of the ore minerals on Dihu polymetallic deposit

a—与黄铜矿(Cp)共生的黄铁矿(Py)，单偏光；b—分布在岩石矿物中的半自形、他形颗粒黄铁矿(Py)，单偏光；c—呈片状分布的黄铜矿(Cp)，单偏光；d—呈不规则颗粒状的黄铜矿(Cp)，单偏光；e—方铅矿(Gn)中呈揉皱排列的黑三角孔，单偏光；f—与黄铜矿(Cp)、辉铜矿(Cc)共生的方铅矿(Gn)，单偏光；g—呈他形颗粒分布的闪锌矿(Sp)，单偏光；h—与闪锌矿(Sp)、方铅矿(Gn)共生的黝铜矿(Te)，单偏光；i—分布在黄铜矿(Cp)中的斑铜矿(Bn)，单偏光；j—与黄铜矿(Cp)共生的辉铜矿(Cc)，单偏光

3.2 电子探针分析

电子探针除发现光学显微镜下的一些常见的金属矿物之外，对于光学显微镜下较难准确鉴定的细小颗粒矿物(<2 μm)也能较好的确定，并能对不常见的金属矿物进行较为准确的鉴定。在电子探针分析的过程中除了准确的鉴定了细小颗粒的金属矿物之外，还鉴定出硫锑铅矿和辉钴矿，它们的特征如下：

(1)硫锑铅矿(Do)

与闪锌矿关系密切，往往沿着闪锌矿的边缘对其进行交代，闪锌矿常被硫锑铅矿包裹(图4a)，在矿石中的分布很不均匀，一般交代独立分布的闪锌矿颗粒。

(2)辉钴矿(Cos)

在矿石中少见，颗粒很不规则，常被闪锌矿交代，其形成应早于闪锌矿(图4b)。

(3)辉锑矿(St)

形状不规则，分布在闪锌矿颗粒边缘，是成矿热液沿闪锌矿边缘交代而形成的矿物，与之构成反应边结构(图4c)。

(4)银的碲化物

在对矿物进行电子探针分析时，意外发现了Ag的碲化物，由于颗粒极细小，离子束直径大于矿物颗粒，在电子探针下放大了5000倍的情况下还难以对其准确测定。得出的能谱图中含有非金属矿物成分，能谱图上显示了S和Fe的特征普线，说明该碲化物分布在黄铁矿中或是分布在黄铁矿的缝隙中，其能谱图如图4d。

电子探针准确的鉴定出了光学显微镜下尚难以准确鉴定的黄铁矿、黄铜矿等矿物(<2 μm)，并鉴定出了其他不常见矿物。这给矿山提供了矿石综合利用的理论依据，提醒矿山对不常见矿物的利用，提高了矿山矿石的利用率。

4 主要有用组分赋存状态

经光学显微镜观察，有用组分为Cu、Pb、Zn，主要以独立矿物的形式存在；经电子探针分析，发现部分Cu、Pb、Zn的细小颗粒矿物，此外，Zn还以类质同像的形式赋存在黝铜矿中。

4.1 Cu的赋存形式

在地球系统的地质作用过程中，铜主要以化合物、络合物的形式存在，它的存在形式与其地球化学性质及氧化还原条件有关。Cu在自然界中多形成硫化物及硫盐，Cu的氧化物少见，除非在强氧化条件下(晏萍等，2007)。经肉眼及光学显微镜下观察地虎铜多金属矿床中Cu所形成的硫化物，Cu赋存的主要形式是独立矿物，常见的独立矿物有黄铜矿、黝铜矿、辉铜矿和斑铜矿，孔雀石和蓝晶石仅见于地表附近且含量较少，黄铜矿是Cu主要独立矿物形式。此外，还有一些粒度较小的金属矿物，经电子探针分析，包括有铜的矿物，仍然是以独立矿物形式存在。