江西龙潭金矿床矿石特征及成矿阶段探讨

张 宁

(安徽省地质矿产勘查局321地质队，安徽 铜陵 244000)

0 引言

龙潭金矿床位于由震旦系下统凝灰质岩层和千枚岩所构成的陈公排倒转背斜的西翼，南北向永丰—安远构造带与新华夏系于山构造带的交接复合部位。矿区东、南、西三面被加里东期古嶂岩体所包围，北面被燕山期江背岩体所包围。区内地层为震旦纪一套含火山凝灰质的浅变质岩系。矿脉赋存于震旦系下统上施组中，地层岩性为变凝灰岩、变沉凝灰岩、变凝灰质砂岩及凝灰质千枚岩、绢云母千枚岩等[1]。矿脉主要由含矿石英脉、网脉状矿化蚀变岩及黄铁绢英岩组成。矿床具有多阶段成矿作用的特点，其矿石结构、构造也较复杂。主要成矿期为燕山早期晚阶段。矿床成因类型为重熔岩浆期后中低温热液石英复脉型金矿床[2]。

1 矿石矿物成分

矿床矿物种类较多，已查明矿物约53种，其中自然元素3种，硫化物13种，硅酸盐矿物23种，氧化物6种，碳酸盐3种，硫酸盐3种，钨酸盐1种，氟化物1种，详见表1。

1.1 主要金属硫化物特征

(1)毒砂。毒砂是矿石中主要含砷矿物。毒砂多为自形—半自形板条状晶体，与黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和少量黄铜矿、菱铁矿、石英相伴呈细脉状贯穿于矿体中。在后期应力作用下，毒砂颗粒破碎呈碎裂状，在毒砂颗粒间隙有他形的方铅矿、黄铜矿、银金矿充填嵌布。

表1 矿物种类统计表

银金矿呈不规则状嵌布于毒砂颗粒内，或在毒砂、脉石、黄铁矿间隙中。受应力作用，银金矿沿毒砂破碎裂隙充填分布裂隙金，粗粒毒砂中有众多微细金包体，表明金与砷关系密切，早期毒砂常被黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿及方铅矿交代溶蚀。

(2)黄铁矿。黄铁矿在矿床中为贯通矿物，黄铁矿自形程度较高，多为自形—半自形晶粒，呈立方体和五角十二面体，晶粒内常有闪锌矿、方铅矿、银金矿等包体。部分早期粗粒黄铁矿中常有黄铜矿和银金矿包体。晚期黄铁矿多呈细脉状、网脉状产出，伴生矿物为他形细粒毒砂、白铁矿、黄铜矿、方铅矿、银金矿等。黄铁矿粒径细小，一般颗粒<0.2 mm，有的晶粒呈凝胶状并有较多的脉石包裹体，显示其温度较低，降温较快。

银金矿多与黄铁矿相伴，嵌布于黄铁矿与脉石颗粒之间；在局部地段黄铁矿被氧化为褐铁矿，黄铁矿晶形保留。黄铁矿常被黄铜矿、闪锌矿、方铅矿交代溶蚀，交代强烈时黄铁矿呈残晶出现。

(3)黄铜矿。黄铜矿是矿床中主要含铜矿物，为多期次产物。早期黄铜矿多为他形粒状集合体，集合体粒径2～3 mm；晶粒的粗细和形状受早期结晶的毒砂、黄铁矿所留间隙制约，多为充填状分布；早期黄铜矿多与粗晶毒砂、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿相伴呈团块矿石，呈他形晶充填状嵌布于毒砂、黄铁矿之间隙，或在黄铁矿边部呈共边结构。偶见黄铜矿呈不规则包体出现于粗粒黄铁矿中。热液期石英硫化物阶段的黄铜矿多呈他形细粒结构，粒径通常<0.1 mm，常与石英及其他金属硫化物构成脉体，脉体宽2～3 mm，不规则穿入绢云千枚岩、含铅锌粉砂岩和早期团块状硫化物矿石中，共生的金属硫化物矿物有他形细粒毒砂、黄铁矿、白铁矿和银金矿等。细脉内细粒银金矿嵌布于细粒黄铜矿与石英的界面间，脉宽仅2～3 mm。偶见黄铜矿内有微粒(<0.001 mm)自然金包体。中—晚期含铜石英硫化物矿脉，脉内硫化物结晶颗粒细小(<0.1 mm)，并有较多白铁矿和黄铁矿相伴生，多为他形晶，晶粒中有较多脉石包体，伴生的脉石矿物除石英外有较多菱铁矿、方解石，有的出现萤石等低温矿物，由此推测，晚期石英—硫化物矿脉形成温度大约在250 ℃以下。

早期黄铜矿结晶颗粒较粗，形成温度较高，黄铜矿对黄铁矿、毒砂均有不同程度的交代溶蚀现象。

(4)闪锌矿。闪锌矿分早晚两期，早期闪锌矿含铁较多，颜色呈黑褐色，与毒砂、黄铁矿、石英共生。晚期闪锌矿结晶较粗，与黄铜矿、石英、方铅矿、方解石相伴，有的与黄铜矿构成固溶体分离结构和乳滴结构。

(5)方铅矿。方铅矿呈自形或他形晶集合体，立方体解理完全，镜下常见三组解理相交而呈黑三角孔，与黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿及毒砂共生，并交代共生矿物。方铅矿常交代黄铁矿呈骸晶结构，有些呈网脉状贯穿于黄铁矿裂隙内，呈网脉状结构。

(6)金、银矿物。本区金、银矿物以银金矿为主，自然金次之。形态以角砾状为主，次为长角粒状、枝杈状，少数呈圆粒状、针状等。以包体金为主，含量占51.90%，次为裂隙金、晶隙金，分别占29.74%和18.36%。包体金多分布于黄铁矿颗粒内，少量分布于毒砂、闪锌矿及石英颗粒内。晶隙金多分布于黄铁矿与闪锌矿、黄铁矿与脉石、毒砂与脉石、毒砂与黄铁矿之间。裂隙金多分布于黄铁矿裂隙中。

(7)白铁矿。白铁矿为板柱状晶粒，晚期中—低温热液产物。白铁矿和黄铁矿相伴呈细脉状穿插入绢云千枚岩中，呈凝胶状黄铁矿，为晚期石英—硫化物阶段和碳酸盐阶段的产物。

(8)蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿。它们为矿床含铜次生矿物，仅在局部含铜铅锌黄铁矿石英脉中可见，微量；与黄铜矿共生，并交代黄铜矿。

1.2 主要脉石矿物特征

绢云母：为矿床主要脉石矿物。呈细小鳞片状，系泥质变质产物，为绢云千枚岩主要矿物成分。在泥质粉砂岩中为主要变质矿物，在粉砂岩中为次要变质矿物。

石英：为矿床主要贯通矿物，含量仅次于绢云母。为绢云千枚岩次要矿物，多与菱铁矿相伴呈脉状穿插于金属硫化物间隙。

菱铁矿：矿床中多期次均有产出。早期菱铁矿产于块状硫化物矿石中，呈他形晶充填状嵌布于黄铁矿、黄铜矿和石英间隙中。在晚期石英—硫化物阶段多与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿相伴呈脉体出现。

更长石：为矿床次要矿物。更长石呈柱状，砂岩和角闪闪长岩中均有出现，在角闪闪长岩中含量较多，部分被高岭土、绿泥石等交代。

钾长石：为矿床次要矿物。砂岩和角闪闪长岩中均有出现，含量较低。

角闪石：为矿床岩体主要成分。呈柱状、菱形，见聚片双晶，部分被绿泥石及少量铁质交代，含量较高。

2 矿石结构

本矿床矿石结构以结晶结构、交代结构为主，其次有固溶体分离结构、压碎结构。

2.1 结晶结构

自形—半自形晶结构：早期结晶的毒砂呈菱形、长柱状、矛头状自形晶，晚期结晶的毒砂多呈半自形粒状。黄铁矿呈立方体和五角十二面体，多分布在含金铅锌黄铁矿矿石和含铜铅锌多金属石英脉(菱铁矿石英脉)中。

半自形—他形晶结构：黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿物颗粒大小、形态受早期结晶的黄铁矿、毒砂等矿物间隙限制，未能形成其本身固有的形态，呈现出充填状分布。

共边结构：黄铜矿与斑铜矿共生，接触界面呈平缓波状弯曲，未发生交代溶蚀，表明黄铜矿与斑铜矿近于同时结晶。

包含结构：微细的银金矿颗粒嵌布于较粗的毒砂或者黄铁矿颗粒之中，构成包含结构。

晶隙金结构：部分银金矿嵌布于黄铁矿与闪锌矿、黄铁矿与脉石、毒砂与脉石、黄铁矿与毒砂颗粒之间，构成晶隙金结构。

裂隙金结构：部分银金矿嵌布于黄铁矿裂隙中，构成裂隙金结构。

2.2 交代结构

交代结构是本矿床矿石矿物非常普遍的结构类型，主要有交代溶蚀结构、交代残余结构。早期结晶的黄铁矿被晚期结晶的黄铜矿、闪锌矿、方铅矿交代溶蚀。交代作用首先从黄铁矿边部或裂隙处开始，当交代强烈时，黄铁矿呈残余晶粒出现于闪锌矿、方铅矿等矿物颗粒之中，构成交代残余结构。中长石被高岭土、绿泥石等交代，亦属此类结构。

2.3 固溶体分离结构

黄铜矿呈细小圆形、纺锤形乳滴颗粒杂乱分布于闪锌矿中，乳滴颗粒边缘平滑无溶蚀交代闪锌矿现象，此现象为固溶体温度下降较快分离不够充分的条件下形成的。当温度下降较慢，黄铜矿沿闪锌矿解理集中分布，即构成固溶体分离结构。

2.4 压碎结构

早期形成的毒砂、黄铁矿等矿物被压碎成碎粒、碎斑。受应力作用影响，局部绢云千枚岩显微镜下呈褶皱状。

3 矿石构造

矿石中最常见的构造类型主要有脉状构造、网脉状构造、浸染状构造、团块状构造、角砾状构造。

3.1 脉状、网脉状构造

早期脉状、网脉状构造形成于主要成矿阶段，在含硅质的成矿热液充填于破碎绢云千枚岩裂隙中形成，矿脉较宽，局部形成团块状构造，成分复杂，矿物颗粒相对较粗。晚期脉状、网脉状构造矿脉较细，成分单一，矿物颗粒相对较细，多为低温矿物。

3.2 浸染状、细脉浸染状构造

黄铜矿、斑铜矿等金属硫化物呈星散状分布于绢云千枚岩中，构成浸染状构造。浸染状构造多与脉状、网脉状构造共存，金属硫化物呈星散状分布于脉的两侧，构成细脉浸染状构造。

3.3 团块状构造

毒砂、黄铁矿、黄铜矿等单矿物或两种以上矿物局部聚集连成团块，在黄铁矿间隙有少量闪锌矿、方铅矿等硫化物。

3.4 角砾状构造

角砾状构造在该矿床中少见，仅局部绢云千枚岩破碎强烈，被晚期石英充填胶结，形成角砾状构造。

4 金的嵌布特征

本矿床硫化物主要有黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等。自然金多嵌布于黄铁矿晶粒内和毒砂晶粒内，呈包体金；有的嵌布于黄铁矿裂隙中，呈裂隙金；有的嵌布于黄铁矿与毒砂、闪锌矿、脉石的间隙，呈晶隙金；总之，自然金与石英硫化物密切相关。从矿物相关性来看，当毒砂、黄铁矿、黄铜矿出现较多时，金就相对富集；从样品分析结果来看，金与硫、砷同步，因此，金矿石应属于较均匀性矿石。

自然金嵌布类型以包体金为主，占51.90%，裂隙金占29.74%，晶隙金占18.36%，见表2。自然金与共生矿物为不等粒简单连生体，接触界面多为直线或微带弯曲界面。自然金的形状多为半浑圆形、麦粒状、角粒状。从粒度上来看，以中细粒金为主，占78.16%，粗粒金约占13.13%，微粒金占8.72%，见表3。

表2 金矿物嵌布类型统计表

表3 金矿物嵌布粒度统计表

综上所述，从自然金的嵌布类型、粒度、形状特征分析，该矿床的自然金属于较难解离类型。

5 成矿阶段探讨

根据矿体内部结构、矿石矿物共生组合、结构构造及相互穿插关系，将成矿阶段划分为热液期与表生期，共分五个内生成矿阶段和一个表生阶段。

5.1 石英—黄铁矿阶段

该阶段主要由第Ⅰ、Ⅱ世代的黄铁矿和部分灰色石英及少量自然金组成，弱金矿化。黄铁矿具自形—半自形晶结构、包含变嵌晶结构，颗粒粗大，粒径以0.3～0.8 mm为主，常聚集成条带或团块，受构造应力作用发生破碎，呈角砾状、碎裂状和形成各种形态的微裂隙，被晚阶段黄铜矿、方铅矿等矿物充填胶结。自然金多呈乳滴状、浑圆状嵌布于黄铁矿晶粒及裂隙中。

5.2 毒砂—石英阶段

该阶段由第Ⅰ、Ⅱ世代的毒砂，少量第Ⅲ世代的黄铁矿、石英组成。金矿化不强，见少量自然金与银金矿。它们多分布于前矿化阶段矿物的边缘，或呈不规则细脉穿插其裂隙中。受应力作用，毒砂裂纹较发育，常被黄铜矿、方铅矿及闪锌矿等充填交代。

5.3 闪锌矿—石英阶段(多金属硫化物—石英阶段)

该阶段是金、银的主要成矿阶段。由闪锌矿，第Ⅰ世代的方铅矿，第Ⅰ、Ⅱ世代的黄铜矿，第Ⅲ、Ⅳ世代的黄铁矿及石英组成。它们常呈条带状、不规则脉状分布于矿脉的中心部位或与大量的银金矿、金银矿组成微细脉，沿第Ⅰ、Ⅱ世代的黄铁矿、毒砂的粒间或裂纹、裂隙中充填交代。

5.4 方铅矿—石英阶段

该阶段是银的主要成矿阶段。由第Ⅱ、Ⅲ世代的方铅矿，第Ⅲ世代的黄铜矿及第Ⅳ世代的石英组成。呈不规则的团块状集合体产出。方铅矿呈半自形晶，集合体颗粒稍粗，在方铅矿中普遍可见乳滴状、蠕虫状、他形粒状的银黝铜矿、深红银矿，或与自然银连生。

5.5 碳酸盐—石英阶段

该阶段是最后一个内生成矿阶段。由乳白色石英、不规则菱铁矿、少量的方解石组成。

5.6 表生阶段

表生作用主要发生在地表浅部的氧化作用沿后期断裂、裂隙、片理等部位发育，使黄铁矿变成褐铁矿，黄铜矿变为斑铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝，银金矿、金银矿形成自然金、自然银，方铅矿变成铅矾和白铁矿或与砷结合生成砷酸铅铁矿。

6 结语

本文在野外地质工作的基础上，结合光学显微镜等测试技术，对矿床矿石特征以及成矿阶段进行了探讨。本矿床已查明矿物约53种，矿石结构以结晶结构、交代结构为主，其次有固溶体分离结构、压碎结构。矿石中最常见的构造类型主要有脉状构造、网脉状构造、浸染状构造、团块状构造、角砾状构造。自然金多嵌布于黄铁矿晶粒内和毒砂晶粒内呈包体金，为本矿床金的主要嵌布类型，占51.90%，次为裂隙金、晶隙金，分别占29.74%、18.36%。根据矿体内部结构、矿石矿物共生组合、结构构造及相互穿插关系，将成矿阶段划分为热液期与表生期，共分五个内生成矿阶段和一个表生阶段。