卡特巴阿苏铜金矿床金属矿物特征及矿石结构构造

孟庆鹏，姚 瑶，刘晓亮

（新疆维吾尔自治区矿产实验研究所，新疆 乌鲁木齐 830000）

中亚造山带是世界著名的巨型成矿域，产出了一大批世界级的大型、超大型金铜矿床，构成了闻名于世的“中亚金腰带”[1]。新疆西天山位于中亚造山带南缘，是我国重要的金铜铁多金属成矿带[2]，新疆卡特巴阿苏金铜矿床恰好位于中天山构造带，该矿的发现是中亚金腰带向东延入我国的重要地质证据。目前已探明黄金资源储量80 余吨，铜近10×104t，为西天山发现的首个特大型金铜矿，众多专家学者对该矿进行了深入细致的研究，包括矿体和围岩的成矿时代、矿床地质特征及成矿环境、围岩蚀变及金赋存状态等[3，4]，本文着重对矿区内的含金、银及铜矿物进行研究，探讨围岩蚀变，为进一步研究同类型金铜矿具有重要借鉴意义。

1 矿区地质概况

研究区域矿床位于中天山北部边缘，即塔里木板块与准噶尔板块碰撞对接缝合带内，中天山微板块内主要岩石建造包括前寒武纪基底古老变质岩系和不整合其上的早古生代浅变质碎屑岩夹碳酸盐岩及侵入其中的中酸性岩体，构成了今天的西天山主峰。矿区构造主分两类：①受区域构造控制的断裂系统；②受火山机构控制的放射状张性断裂系统。矿区侵入岩发育，主要分布于矿区东南部，出露面积较大。矿区内脉岩较发育，脉岩类型以中性脉岩为主，矿区北部见有多条辉绿岩脉，少量石英斑岩、霏细斑岩脉。脉岩广泛分布，尤其是金矿体附近，地层与岩体接触带处脉岩分布更为密集。

2 矿石物质成分

本次研究在前人工作基础上，采集了矿区8 号平硐、51 号平硐以及钻孔5112 内的110 件样品，经过对以上光、薄片详细鉴定研究，结合野外地质情况，对容矿岩石及成矿母岩进行了深入研究，取得了一些认识。经镜下光薄片鉴定、人工重砂鉴定，结合X—射线衍射分析和电子探针分析，已基本确定矿石中存在矿物共3 类29 种（见表1），其中金属矿物11 种，脉石矿物14 种，表生矿物4 种。主要金属矿物类型简单，主要为黄铁矿；次要矿物为黄铜矿、磁铁矿、斑铜矿、铜蓝等；稀少矿物为含银自然金、银金矿、闪锌矿、磁黄铁矿、方铅矿。表生矿物孔雀石、褐铁矿、赤铁矿、黄钾铁矾等。脉石矿物数量多，类型复杂，分布十分广泛，主要矿物有石英、斜长石、碱性长石等；次要矿物有绿泥石、绿帘石等；少见矿物有角闪石、透辉石、榍石。本文着重对含金及含铜矿物进行系统研究及讨论。

表1 卡特巴阿苏矿石矿物成分表

自然金是矿石中唯一可利用的工业矿物，这种矿物非常珍贵，被发现的时候都是星点浸染状或“窝状”形态。在42 个光片中共发现含银自然金、银金矿共计89 粒。

金矿物主要以含银自然金和银金矿为主，含银自然金颜色为金黄色，少量呈铜红色，多呈他形粒状，以角粒状、等粒状和长粒状为主。在89 粒金矿物中，粒状金占78 粒，柱状金10 粒，形态复杂金1 粒，占1.1%（见表3）。

自然金电子探针分析结果，其主元素金平均值84.22%（见表）。矿物主要以含银自然金为主，其次还含有少量的银金矿。按自然金成色计算公式：Au/(Au+Ag+Zn+As+Co+Ni+Te+Sb+Bi)×1000/‰，求得成色平均值841，成色较低，介于798 ～911之间。根据成矿深度与金成色之间的关系可知，卡特巴阿苏金矿床应属于中- 深成矿床，根据热力学条件与金成色关系可知，该矿床可能为热液矿床（见图1a）。

银金矿分布较少，多呈他形粒状与黄铁矿相伴生，反射色呈亮黄色（见图1b）。

银金矿电子探针分析结果见表2，主元素平均值为金65.44%，银27.09%，其余元素除铁3.63% 外，微量元素整体含量较少，无明显富集。

分析单位：新疆矿产实验研究所电子探针室。

碲银矿分布较少，呈短柱状，铅灰色，多赋存于黄铜矿中（见图1c）。碲银矿电子探针分析结果见表4，主元素平均值为银61.25%，碲36.72%，微量元素除铜1.13% 外，其余微量元素含量较少，无明显富集。

分析单位：新疆矿产实验研究所电子探针室。

图1 金属矿物显微镜下特征

表4 卡特巴阿苏碲银矿电子探针分析结果

分析单位：新疆矿产实验研究所电子探针室。

斑铜矿在矿床中常见，常与铜蓝相伴生，但含量相对较低，分布不均匀，仅在黄铜矿周边可以见到。斑铜矿多呈片状集合体，常与铜蓝一起交代黄铜矿，呈交代环边结构（见图1d）。

斑铜矿电子探针分析结果见表5，主元素平均值为铜62.15%，硫26.14%，铁11.32%，微量元素整体含量较少，无明显富集。

黄铜矿是矿石中重要的工业矿物之一，呈浸染状或脉状产出，常与黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿等硫化物共生在一起。黄铜矿多呈他形粒状，少量呈半自性粒状（见图1），粒径在0.01mm ～0.5mm±，多呈他形粒状集合体或网脉状分布于黄铁矿或透明矿物的裂隙间，交代早期形成的黄铁矿（见图1e、图1f）。

黄铜矿电子探针分析结果见表6，主元素平均值为铁30.52%，铜34.24%，硫35.11%，微量元素整体含量较少，无明显富集，与矿化关系不明显。

铜蓝在矿床中分布普遍，但含量低，一般为微量至1%，主要呈细片状集合体与斑铜矿共生，沿黄铜矿的边缘发生交代，形成交代环边结构（见图1d）。

3 卡特巴阿苏矿区矿石构造及类型

3.1 矿石结构

自形粒状结构多见于黄铁矿或磁铁矿中。粒径变化大，在0.01mm ～2mm±，少部分＜0.02mm，主要呈单体或粒状集合体产出（见图2c、2d）。金矿物主要以他形粒状为主，部分形态不规则，黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿、闪锌矿等硫化物均呈他形晶产出。脉石中包裹的金矿物、黄铁矿、黄铜矿，黄铁矿中金矿物，黄铁矿中包含的磁黄铁矿等呈此结构分布。斑铜矿或铜蓝沿黄铜矿边缘交代，形成交代环边结构。

3.2 矿石构造

矿石中金属矿物分布以不均匀为主要特点，与成矿时产生的微裂隙发育程度及性质有关。从镜下观察可知，沿张裂隙或压扭性裂隙充填的多以脉状为主，沿绺裂分布的矿物则呈团块状、网脉状或条带状产出。

在矿石中最为常见，分布很广，常见的有金矿物呈浸染状分布和黄铁矿呈浸染状分布。星散和稀疏浸染状构造在工业矿体

表5 卡特巴阿苏斑铜矿电子探针分析结果

分析单位：新疆矿产实验研究所电子探针室。

表6 卡特巴阿苏黄铜矿电子探针分析结果

图2 矿石结构构造

分析单位：新疆矿产实验研究所电子探针室。中常见。在矿石中较少见，局部可见黄铁矿富集呈块状构造，黄铁矿较自形，粒径一般介于0.2mm ～1mm 之间（见图2a、图2b、图2c）。

脉状构造在矿石中较为常见，黄铁矿等金属矿物呈脉状产出于岩体中，同时也是金矿物主要赋存的位置。这种脉状构造区别与后期热液叠加的细脉状构造，脉厚在零点二毫米到二十毫米左右，脉长十几毫米到几百毫米，规模较大，脉体时而连续，时而又断续延裂隙分布，一般来讲，硫化物矿脉发育的地段，同时也是金比较富集的地段。

由脉状分布的硫化物和呈浸染状分布的硫化物共同构成细脉浸染状构造（见2a），此类黄铁矿细脉属晚期热也阶段的产物，穿插交代早期形成的黄铁矿和黄铜矿，并且这类黄铁矿中并不含金矿物，区别于早期形成的黄铁矿脉。

3.3 矿石类型

矿床内金矿石中金属硫化物主要为黄铁矿、次有黄铜矿，通过对矿石化学分析，矿石中可利用有价元素主要为金，含少量银和铜。其中银主要为金的伴生元素，形成银金矿。因此，根据矿石中可利用元素组合划分为金矿石、金铜矿石和铜矿石三种类型。

4 小结

（1）卡特巴阿苏金矿物主要以含银自然金为主，其次还含有少量的银金矿，自然金嵌布粒径很细，多数在0.003mm ～0.010mm。嵌布形式主要为包裹金和裂隙金，粒间金较少。含银矿物为碲银矿，多分于黄铜矿中。含铜矿物主要为黄铜矿、斑铜矿及铜蓝。

（2）矿石中金属矿物分布不均匀，与成矿时产生的微裂隙发育程度及性质有关。从镜下观察可知，沿张裂隙或压扭性裂隙充填的多以脉状为主。

（3）金矿石的自然类型分为氧化矿石、混合矿石及原生矿石。在矿区铜既能与金伴生也可局部富集形成独立的铜矿体。