凤县庞家河金矿金的赋存状态研究

罗华国

（中陕核工业集团二一一大队有限公司，陕西 西安 710024）

1 区域地质概况

矿区位于南秦岭礼县—柞水华力西褶皱带，唐藏～丹凤～商南大断裂带以南，礼县～凤县～山阳大断裂带之北（区域构造位置见图1）。

图1 区域构造纲要图

地层属于秦祁昆地层区东昆仑—南秦岭分区，出露地层从老到新主要以下元古界秦岭岩群、上元古界罗汉寺岩群、下古生界丹凤岩群、泥盆系大草滩沟组、石炭系草凉驿组、白垩系下统东河群、第四系等；岩性以浅变质的火山～碎屑岩、碎屑岩、碳酸图岩及中深变质的片麻岩、斜长角闪岩为主；区内断裂、褶皱构造发育，构造线从西向东由近东西向逐渐发展成南北向，形成了马蹄沟-王家台～王家庄背斜；构成了区内基本的地层单元和构造骨架。区内均受到不同程度的变质作用，元古界岩群以中深变质为主，古生界地层以浅变质为主；区内岩浆活动剧烈，主要以燕山期的何家庄岩体侵入到罗汉寺岩群中。区域矿产分布广泛，周边主要有：凤县庞家河金矿、凤县三台山金矿、庙沟金矿点及老湾沟金矿点等，区域成矿条件有利。

2 矿区地质背景

2.1 地层

矿区地层为上元古界罗汉寺岩群、泥盆系及第四系。

（1）罗汉寺岩群分为三个岩性段：火山～碎屑岩段主要由灰绿色变（角岩化）粉砂岩、变凝灰质粉砂岩、长英质粒岩、蚀变中基性火山岩组成；石英岩段以浅褐色石英质糜棱岩为特征，夹绢云钠长变晶糜棱岩、绢云石英片岩；碎屑岩段由绢云绿泥千枚岩、变粉砂岩、粉砂质板岩夹安山质糜棱岩、大理岩组成；

（2）泥盆系分为两个岩组：舒家坝组岩性主要为下部含砾石英岩、中部石英砂岩和上部千枚岩，呈旋回性特征，为矿区的主要含矿地层；大草滩组岩性下部为紫红色复成分砾岩；上部为紫红色、灰绿色变质细～粉砂岩夹粉砂质板岩。

（3）第四系：分布于小峪河及支谷中，为河床及河漫滩堆积物～砾石、砂、亚砂土和淤泥。

2.2 构造

（1）褶皱：庞家河地区的中、上泥盆统地层中产生了一系列轴向近东西向的紧闭型褶皱。区内发育有西山倒转背斜，其核部为舒家坝组变质砂砾岩和砂岩，轴面产状约170°∠70°，向西倾伏，与区域上的夏河-礼县背斜产状一致。矿区局部发育小规模褶皱，如各类复式褶皱（图2a）及局部形成的尖圆褶皱

（2）断层：矿区附近的大断裂有东西向和北东向两组。其中东西向有庞家河～芦家湾断裂，是区域高桥～洮坪断裂（F1）东延，为长期活动的同生断裂，亦是区域上的控矿构造。另一条为西山～堡子山（Ⅳ）含矿断裂组；北东向断裂组，以窑坪～堡子山（F2）和水磨沟～庞家河断裂为代表。以上两组构造将该区切割成菱形块体，庞家河金矿位于断裂圈闭的菱形块体内。

2.3 岩浆岩

矿区附近侵入岩主体为印支早期的柳刹沟岩体，岩性为黑云母花岗岩，距离庞家河矿区以西0.5km左右。在矿区南部可见有小规模出露的石英闪长岩株。矿区内脉岩十分发育，主要有花岗斑岩脉和辉绿岩脉等。

3 金的赋存状态

黄铁矿和毒砂是庞家河金矿最主要的赋金矿物，对其中金的赋存状态的研究主要通过光学显微镜鉴定和电子探针分析。上述工作表明庞家河金矿金赋存状态主要有可见自然金，不可见自然金（Au0）和不可见固溶体金（Au+）。

3.1 可见金

光学显微镜鉴定表明，庞家河金矿存在自然金，且在浸染状或细脉浸染状的矿石中较常见。自然金的存在形式多样，部分位于黄铁矿的边部环带内或附近（图2a、b、c）；部分与毒砂关系密切（图2d、e）；少量产自黄铁矿和多金属硫化物周围，没有明显的包裹关系（图2f）；还有部分与硫化物基本没有空间关系，直接产在蚀变千枚岩中，且颗粒较大（图2g、h）。对自然金的电子探针成分分析可知庞家河金矿中自然金分金银矿和银金矿两种，其中银金矿成色较高可达920。

图2 庞家河金矿自然金产出状态

3.2 不可见金

电子探针分析表明黄铁矿和毒砂中均含有分布不均匀的“不可见金”，且毒砂具有相对高的金含量。黄铁矿As和S具有明显的负相关关系（图3d），而与Fe没有明显相关性（图3c），表明黄铁矿中Au的富集与As含量增加且S含量减少有关，即As主要是通过与S构成AsS2-阴离子团的形式替代了黄铁矿中的S22-阴离子团来进入黄铁矿晶体结构，但也不排除可能存在As以As-离子形式进入黄铁矿形成白铁矿型晶体产生晶体位错为Au的沉淀提供空间。 “不可见金”在黄铁矿中主要以Au+和Au0的形式赋存。

图3 黄铁矿和毒砂地球化学散点图

对庞家河金矿毒砂和黄铁矿Au-As（mol%）含量分析可知，庞家河金矿中沉积成岩期和岩浆期黄铁矿大部分数据及少量的热液期黄铁矿（Py2、Py3）位于Au溶解度极限直线上方，显示其主要以纳米级自然金的形式赋存在黄铁矿中（Au0）；绝大部分热液期的黄铁矿均位于溶解度极限直线下方，显示热液期黄铁矿由于成矿期含砷流体的加入，增加了其溶解Au的能力，导致大部分金都以固溶体金（Au+）的形式进入黄铁矿晶格中。因此庞家河金矿中不可见金在黄铁矿内既存在纳米级自然金（Au0），也有固溶体金（Au+）。

4 结论

黄铁矿和毒砂是庞家河金矿最主要的赋金矿物。金赋存状态主要有可见自然金，不可见自然金（Au0）和不可见固溶体金（Au+）。自然金在浸染状或细脉浸染状的矿石中较常见，自然金的存在形式多样，分金银矿和银金矿两种；黄铁矿和毒砂中均含有分布不均匀的“不可见金”， 毒砂具有相对高的金含量。不可见金在黄铁矿内既存在纳米级自然金（Au0），也有固溶体金（Au+）。