厄瓜多尔Humedo金矿床矿石矿物学特征与成矿条件分析

汤磊

摘要：Humedo金矿床位于安第斯山脉北部的Cangrejos-Zaruma地区，该地区发育斑岩型铜金矿床和浅成热液型金银矿床。已探明矿体分布在Humedo金矿区露天采场，产于岩体内外接触带中，主要赋矿围岩为英安斑岩和闪长岩，其次为片麻岩。矿石中金属矿物主要为银金矿、铁闪锌矿、毒砂、黄铁矿等，脉石矿物主要为石英、绢云母、电气石，围岩蚀变类型主要有黄铁绢英岩化、电气石化、磁黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和褪色化等。矿石中金矿物以银金矿为主，多呈包体分布于毒砂、铁闪锌矿和黄铁矿中，少数呈晶隙金分布于石英等矿物晶隙中。银金矿中Au质量分数为66.127 %～78.209 %，Ag质量分数为22.103 %～31.593 %。电气石常与含金多金属硫化物伴生，形成晶洞状构造和角砾状构造，微区X射线衍射分析和电子探针分析结果显示该电气石类型属于黑电气石。毒砂是主要载金矿物之一，利用毒砂温度计求得其形成温度为330 ℃～400 ℃。英安斑岩和闪长岩锆石U-Pb年龄为（16.75±0.17）～（17.30±0.21）Ma，表明成矿母岩侵位和成矿时代为新近纪中新世。Humedo金矿床的形成主要受大地构造条件、成矿物源与热源条件、矿田构造条件、大地电场条件和物理化学条件制约。

关键词：矿石;矿物学;成矿条件;Humedo金矿床;厄瓜多尔

引 言

Humedo金矿床是招金矿业股份有限公司在厄瓜多尔共和国（下称“厄瓜多尔”）开发的一处金矿床，位于安第斯山脉北部的Cangrejos-Zaruma地区，该地区是厄瓜多尔最大的黄金产业聚集地，发育斑岩型铜金矿床和浅成热液型金银矿床，包括Cangrejos、El Poglio、Zaruma、Portovelo、Sabadel、Beroen[1-7]和Humedo等矿床。这些矿床的形成在时间和空间上均与中新世早期火山岩-次火山岩和大陆弧的热液活动和构造运动密切相关[3-5]。已有研究表明，Cangrejos-Zaruma地区的矿床是斑岩活动和浅成热液作用相互叠加所形成的[2，8]。

Humedo金矿床矿体在空间和成因上与新近纪中新世英安斑岩关系密切，并发育电气石化蚀变，因此具有独特的研究价值。本文分析了Humedo金矿床矿石中金矿物、电气石和毒砂的矿物成分特征，并探讨了该矿床形成的地质条件与物理化学条件，以期为同类型矿床研究提供参考。

1 矿区及矿床地质概况

Humedo金矿床位于厄瓜多尔西南部的构造-岩浆岩带中，位于安第斯山脉走向由北西向北东的转折处。

矿区出露地层主要为侏罗系与第四系地层。其中，侏罗系地层受后期地质活动影响，多已发生变质作用，岩性以片麻岩为主，多出露在矿区中部及南部（见图1）。区域性Portovelo断裂从矿区南侧约7 km处穿过。矿区主要发育北东向和北西向2组断裂。露天采场主要含矿裂隙走向300°～315°，普遍具有张性裂隙特征。矿区出露侵入岩类型有英安斑岩、闪长岩和花岗闪长岩，根据岩体穿切关系判断，侵位先后顺序为：闪长岩→英安斑岩→花岗闪长岩。矿区露天采场主要赋矿围岩为英安斑岩和闪长岩，均发育黄铁绢英岩化蚀变，而花岗闪长岩中蚀变明显较弱。据此判断，英安斑岩和闪长岩为成矿母岩，花岗闪长岩为成矿后侵位的岩浆岩。

目前，已探明的矿体主要分布在露天采场内。金矿带总体走向北西，倾向北东，倾角40°。以0.5×10-6为边界品位圈出矿体的厚度可达50～100 m，呈筒状;以2.0×10-6为边界品位圈出的矿体呈脉状，倾角40°～80°，厚度0.47～46.30 m。矿体主要产于岩体内外接触带中，受岩体接触带、断裂和热液角砾岩复合制约，主要赋矿围岩为英安斑岩和闪长岩，次为片麻岩。

矿石中金属矿物主要为银金矿、铁闪锌矿、毒砂、黄铁矿、胶黄铁矿，以及少量磁黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、斑铜矿、针硫铋铅矿等;脉石矿物主要为石英、绢云母、电气石，以及少量白云石、菱铁矿、方解石。典型矿石构造有角砾状构造、晶洞状构造、致密块状构造、脉状构造、网脉状构造、浸染状构造等（见图2）。围岩蚀变类型主要有黄铁绢英岩化、电气石化、磁黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和褪色化等。

2 矿石矿物学特征

2.1 金矿物

矿石中金矿物以银金矿为主，其反射色呈金黄，多呈角粒状，粒度0.02～0.05 mm。金矿物嵌布状态可分为包体金和晶隙金2种，以包体金为主，晶隙金次之。银金矿多呈包体分布于毒砂、铁闪锌矿和黄铁矿中，少数呈晶隙金分布于石英等矿物晶隙中。电子探针分析显示，银金矿中Au质量分数为 66.127 %～78.209 %，Ag质量分数为22.103 %～31.593 %，并含有少量Cr、Fe、S等元素。

2.2 電气石

矿石中电气石较为发育，常与含金多金属硫化物伴生，形成晶洞状构造和角砾状构造（见图2-b）。微区X射线衍射分析显示，该电气石类型属于黑电气石（见图3）。

对矿石中电气石进行了电子探针分析，结果见表1。电气石中w（B2O3）为9.097 %～12.117 %，w（SiO2）为33.424 %～35.728 %，w（Al2O3）为27.509 %～34.124 %，w（FeO）为9.254 %～18.046 %，w（MgO）为1.854 %～4.732 %，w（CaO）为0.456 %～1.366 %，w（Na2O）为0.867 %～2.031 %。此外，电气石中含有微量K2O和MnO，质量分数均低于0.200 %。 因此，各组分质量分数显示，该电气石类型属于黑电气石。

2.3 毒 砂

在露天采场矿石中，毒砂是常见金属矿物之一，反射光下呈乳白色，正交偏光下非均质性显著，呈褐黄色—灰蓝色;晶型相对较好，自形、半自形和他形晶均有发育，大小不等，粒度0.05～5.00 mm。毒砂是主要载金矿物之一，常与铁闪锌矿、黄铜矿、电气石等矿物密切伴生。

对毒砂进行了电子探针分析，结果见表2。毒砂成分较纯，仅含极微量Sb、Cu、Co、Pb、Cd等元素。

KRESTSCHMAR等[7]首次提出毒砂中As含量与毒砂形成温度的关系，随后SHARP等[8]对其进行了修正，指出毒砂温度计适用于毒砂形成温度高于300 ℃的成矿环境。Humedo金矿区有4件毒砂成分数据符合温度计条件[8]，As原子数占比为30.673 %～32.820 %，平均为31.725 %。

毒砂温度计图解（见图4）中，在相应颜色区域作直线（毒砂百分含量）就可以求得成矿温度的范围。Humedo金矿区毒砂样品中As原子数占比平均值31.725 %。 根据毒砂温度计求得毒砂形成温度为330 ℃～400 ℃，中值约为365 ℃。

3 成矿条件分析

Humedo金矿床的形成主要受大地构造条件、成矿物源与热源条件、矿田构造条件、大地电场条件和物理化学条件的制约。

3.1 大地构造条件

Humedo金矿床的形成与安第斯山脉独特的大地构造背景密不可分。厄瓜多尔境内的安第斯山脉是沿南美大陆西部边缘延伸山链的一部分，其中的中新世金属成矿带发育于秘鲁中部，沿安第斯山脉向北延伸到厄瓜多尔和哥伦比亚，形成了许多世界级铜及金矿床[9-10]。ROSENBAUM等[11]的地球动力学重建证实海底高地与南美板块的碰撞与中新世矿床具有明显的时空一致性。

3.2 成矿物源与热源条件

厄瓜多尔南部发育大量热液型贵金属矿床和斑岩铜钼矿床。这些矿床的成矿时代多为中新世，与秘鲁北部、哥伦比亚南部中新世金属矿床一起构成中安第斯山脉西部的中新世金属成矿带。该成矿带发育大面积新生代岩浆岩，成岩时代为晚始新世—早上新世。

在Humedo金矿区，英安斑岩和闪长岩是主要成矿母岩，是成矿热源及物源的主要提供者。本次测得露天采场赋矿英安斑岩和闪长岩锆石U-Pb年龄为（16.75±0.17）～（17.30±0.21）Ma，表明成矿母岩侵位和成矿时代为新近纪中新世。

3.3 矿田构造条件

区域岩浆侵位活动与成矿作用明显受地质构造控制，与成矿有关的岩浆活动主要受南北向安第斯主断裂控制，脉型和裂隙充填型矿化受南北向主断裂和东西向断裂复合制约[12]。根据区域地质资料和遥感影像资料，Humedo金矿区处在安第斯山脉由北西向北东的转折部位，及其与北西西向区域性断裂的复合部位，且叠加了一系列环形构造，不仅控制了该地区中新世岩浆岩的侵位及展布，也制约了斑岩型金矿床的形成与分布。

Humedo金矿区构造控矿的特点是岩体接触带构造、断裂与热液角砾岩筒构造复合控矿，形成了Humedo金矿区露天采场热液角砾岩型、细脉网脉型复合矿体。

3.4 大地电场条件

Humedo金矿典型地质特征之一表现为导电矿物的聚集，即银金矿、黄铁矿、毒砂、铁闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等金属硫化物的聚集。该矿区金成矿的关键是金的阳离子在还原性物理化学条件下生成银金矿等，该反应为典型的电化学反应。电气石是众多矿物质中唯一带永久电极的晶体，也是一种具有压电效应和热电效应的矿物。Humedo金矿区中电气石的广泛发育，以及金矿物与具有压电效应的石英密切伴生，均表明热液成矿过程中发生了电化学作用。因此，Humedo金矿床的形成与大地电场条件存在因果关系。

3.5 物理化学条件

根据毒砂温度计计算结果，结合矿石中常出现电气石化蚀变，可以判断Humedo金矿床形成的温度条件属中高温条件。从矿体赋存深度及其与斑岩体和角砾岩带的空间关系判断，认为Humedo金矿床的形成与地壳浅部偏低压环境有关。

4 结 论

1）Humedo金矿床位于安第斯山脉北部的Cangrejos-Zaruma地区，在空间和成因上与中新世英安斑岩及闪长岩关系密切。成矿母岩英安斑岩和闪长岩锆石U-Pb年龄为（16.75±0.17）～（17.30±0.21）Ma。

2）矿石中金矿物以银金矿为主，且多呈包体分布于毒砂、铁闪锌矿和黄铁矿中，少数呈晶隙金分布于石英等矿物晶隙中。矿石中电气石较为发育，其常与含金多金属硫化物伴生，类型属于黑电气石。毒砂是该矿区的主要载金矿物之一，根据毒砂温度计求得毒砂形成温度为330 ℃～400 ℃，中值约为365 ℃。

3）Humedo金矿床的形成主要受大地构造条件、成矿物源与热源条件、矿田构造条件、大地电场条件和物理化学条件的制约。电气石的广泛发育，以及金矿物与具有压电效应的石英密切伴生，揭示了成矿过程中大地电场条件的重要性。

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