印度尼西亚Ciemas浅成低温热液型金矿矿物学特征分析

宗庆鑫 胡加昆 伍 伟 肖静珊

（1.云南冶金资源股份有限公司；2.昆明冶金高等专科学校）

浅成低温热液型矿床是金、银矿床的一种重要类型，其形成的构造环境主要为岩浆弧和弧后的张裂带。20世纪80年代，浅成低温热液型金矿床被划分为低硫化型和高硫化型，或划分为明矾石－高岭石型（酸性硫酸盐型）和冰长石－绢云母型（低硫化型）。低硫型矿物组合以石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、碳酸盐等为主，高硫型矿物组合以石英、明矾石、重晶石、高岭石、叶腊石等为主。本文通过矿物学特征、载金矿物标型特征对矿床中的黄铁矿、毒砂等载金矿物进行系统研究，综合前人资料，通过流体包裹体特征对矿区成矿环境进行探讨，为进一步揭示矿床成因及成矿物质来源提供帮助。

1 矿区地质简介

Ciemas金矿位于印度尼西亚爪哇岛Ciletah海湾金铅锌铜多金属成矿带巽他弧火山岩带（图1），巽他古陆南缘的爪哇岛内［1］。大地构造属印马菲多岛弧盆系印度尼西亚前锋弧苏门答腊—爪哇岛弧［2］。矿体赋存于中新世安山岩、英安岩和石英闪长玢岩中。区域上逆断层发育，断层走向和褶皱轴向主要为NWW、NW和NE向［3］，这些断裂控制了区内矿化或矿化带的分布。矿区出露地层主要为第三系Jampang组，中下部为海底软泥泥灰岩、砂岩，安山钙质角砾凝灰岩，厚层灰岩及虫孔状的英安质组分；上部为火山角砾凝灰岩，局部含结核的结晶灰岩。侵入岩主要为岩浆浅成侵入形成的角闪石英斑岩。金矿体形成主要受北东向和北西向的构造控制，在英安岩侵入体内部还存在与蚀变带相关的南北向控矿构造。矿体多产出于构造蚀变带中，呈脉状，陡倾斜；矿石类型分别为石英脉、构造蚀变岩型和石英斑岩型。

2 矿产地质特征

2.1 矿体形态规模

Ciemas矿区已经圈定了9个主要金矿带（图2），Pasir Manggu（分为西、中、东3个带）、Cigombong、cileuwung和Cibak，代表石英脉矿石类型；Cikadu、Sekolah、Cibatu和Japudali为构造蚀变岩矿石类型；Cipirit代表石英斑岩型。典型矿带特征如下。

Pasir Manggu West矿段共圈出10个金矿脉。矿体整体走向NE，倾向SE70°～80°。走向延伸800 m，倾向延伸一般60～120 m，厚1～10 m。矿段含矿岩石由三组石英脉组成，呈脉状产出，顶、底板均为安山质熔岩、角砾岩和火山碎屑岩。金品位0.5～226.0 g/t，平均6.0 g/t；伴生银品位最高为512 g/t，最低为10～60 g/t，矿石中Au和Ag的比值为4∶1。

Cipirit斑岩型矿化体产出于英安岩中的硅质黏土蚀变带，宽数十米至数百米不等。该带总体向西北-东南方向倾斜，以硅化和稀疏黄铁矿化为特征。矿体形态不规则，通常呈不连续层状、脉状和碎屑状。典型的单一矿体长20～8 m，宽3～10 m，倾向延伸可达50 m，平均金品位1.2 g/t。

2.2 矿石矿物组合、结构及矿物学特征

2.2.1 矿物组合

由原矿镜下观察、X衍射分析可知，矿石中的主要金属矿物为黄铁矿和毒砂，主要脉石矿物为白云母和石英。矿物种类有自然元素金、硫化物、氧化物-氢氧化物、硅酸盐4类（表1）。硫化物主要为黄铁矿，其次为方铅矿、毒砂、闪锌矿、黄铜矿，偶见辉铜矿、磁黄铁矿、铜蓝、锑铅银矿；氧化物-氢氧化物主要为各种颜色及粒度的石英、褐铁矿，偶见金红石；贵金属矿物主要为自然金；硅酸盐矿物主要为绢云母、高岭石，少量钾长石［5］。

注：自然金含量单位为g/t。

石英脉型矿石矿物组合为黄铁矿-自然金-石英，构造蚀变岩型矿石矿物组合为方铅矿-自然金-石英-闪锌矿，石英斑岩型矿石矿物组合为黄铁矿-自然金-石英-黄铜矿。

2.2.2 矿石结构

矿石结构有变余斑状结构、基质具变余显微粒状结构、不等粒他形粒状（变晶）结构、微晶-显微鳞片结构、自形—半自形—他形粒状结构、包含结构、残余结构、假象结构、乳浊状结构（图3，分图（a）～分图（d）为透射正交偏光，分图（e）～分图（k）为反射单偏光）。

2.2.3 矿物学特征

（2）在进行避雷保护线设置时，避雷保护性的高度必须要控制在规范设计要求内，以将比例线的防雷保护作用充分进行发挥。避雷保护线确定后，需要对避雷线的搭接长度进行相应确定，且焊接避雷线时需要按照技术要求进行焊接，防止出现虚焊与脱落的情况。对于各个电气设备则需要做好接地处理操作，且需要对配电箱的接地位置进行明确标注，以避免出现各种不规范误触操作。

ciemas金矿床矿石中的主要金属矿物电子探针分析结果见表2，各元素在不同硫化物中的含量分配见图4。

（1）自然金主要以独立矿物的形式赋存在自然金中，其中呈超次显微金主要包裹于黄铁矿中的金占矿石中金的69.2%，呈显微金赋存于自然金中的金占矿石中金的30.4%，呈超次显微金包裹于石英、绢云母及高岭石等脉石矿物中的金占矿石中金的0.4%。矿石中的金矿物主要以自然金为主，其次为银金矿，绝大多数以微粒和细粒为主。金矿物多与金属硫化物伴生，呈粒间金或包裹金的形式赋存在黄铁矿和毒砂等矿物的晶体中。金与黄铁矿、毒砂关系密切。

（2）黄铁矿含量7.82%，呈浅黄铜黄色，金属光泽。镜下观察，矿石中呈自形-半自形粒状及破碎粒状，多为独立颗粒，少数与毒砂、黄铜矿等连生或混杂分布，偶见残余状于褐铁矿中。粒度一般在0.03～1.5 mm，最大2 mm。测试结果显示，所有的黄铁矿都含有不同数量的砷，Co含量平均值0.159%，Ni含量平均值0.012%，钴镍比值平均值13.25。黄铁矿中的Co和Ni常被作为判别黄铁矿形成环境的重要指标。BRALIA等［6-8］对大量不同类型矿床中黄铁矿微量元素进行统计分析，认为同生沉积成因的黄铁矿中Co与Ni的质量分数之比一般小于1.00，热液成因的为1.17～5.00，火山成因的为5.00～50.00，对比该矿床钴镍比值平均值13.25，Co含量远大于Ni，可能因矿床受角闪石英斑岩建造叠加所致。

高砷含量被认为是浅成热液成因含金黄铁矿的标型特征之一［9］。该区黄铁矿砷含量平均值0.45%，硫含量平均值52.056%，铁含量平均值34.766%，硫铁比平均值1.497。与前人对火山作用有关的低温热液型矿床中的黄铁矿研究的硫含量53.45%，铁含量46.55%，硫铁比值1.148相比［10］，可能因为砷以部分类质同象代替硫进入含砷黄铁矿内［7］。

（3）方铅矿含量0.27%，呈铅灰色，金属光泽。镜下观察，矿石中的方铅矿呈他形粒状及破碎粒状，部分与闪锌矿、黄铜矿连生或包裹于闪锌矿中，多为独立颗粒于透明矿物之间，粒度一般在0.03～0.2 mm。

（4）闪锌矿含量0.27%，黄褐色-黄色及褐色，油脂-金刚光泽。镜下观察，矿石中的闪锌矿呈他形粒状及破碎粒状，部分为独立颗粒，部分与方铅矿、毒砂连生，偶见其中包裹方铅矿、毒砂、黄铜矿、磁黄铁矿，粒度一般在0.03～0.3 mm。

（5）毒砂含量6.04%。镜下观察，矿石中呈自形-半自形及破碎粒状，稀疏浸染状分布于透明矿物颗粒之间，多为独立颗粒，少数与黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等连生，偶见包裹于闪锌矿中，粒度一般在0.004～0.30 mm。

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2.3 围岩蚀变

该区近矿围岩蚀变作用普遍而强烈，主要沿断裂、角砾岩带和交代石英岩带分布。蚀变组合主要为黄铁矿化、绿泥石化、黏土化，次为硅化、褐铁矿化、碳酸盐化和绿帘石化。

2.4 成矿阶段

结合Jonathan［11］对Pasir Manggu矿段矿化的划分，根据野外观察和室内研究，以Pasir Manggu矿段为代表的金矿化主要为三期，最早一期以条带状的玉髓-硅化为特征，一般不含金矿化；第二期为含砷黄铁矿石英脉的再角砾化过程；毒砂和含砷石英黄铁矿可有不同含量的金，也是重要的成金矿化阶段［12-13］；第三期为含矿热液充填交代作用，形成带状结构的玉髓胶结物及硫化物和贵金属共生的矿石。

2.5 矿物包裹体特征

2.5.1 包裹体类型、温度、压力

流体包裹体均一测温成果表明，该矿包裹体属NaCl-H2O型，主要为气液两相包裹体和纯液相包裹体［14］。包裹体均一温度值范围为240～320℃，变化范围不大，总体属于中低温，具有盐度值随着温度值升高而升高的规律。流体密度值集中在0.85～0.95 g/cm3，流体的压力值为4.1～46.8 MPa。根据孙丰月等分段拟合的压力与深度之间的关系式［15］，当流体压力在40 MPa以下时，用静水压力梯度值来计算流体的深度，由此估算得Ciemas金矿床的成矿深度区间为0.33～1.73 km，平均深度约1 km，属浅成环境。

2.5.2 包裹体成分及氢氧同位素特征

成矿流体液相成分主要为K+和Cl-，气相成分主要为H2O、H2S，缺乏CO2成分，已有的同位素资料显示［13］，石英中流体包裹体水的δD值为-69‰～115‰，平均值-83‰，δ18O石英值为12.9‰～14.5‰。对应石英平衡流体δ18O水-VSMOW值为＋5.5‰～7.7‰，平均值＋6.4‰。Ciemas金矿成矿流体中水的δ18O-δD组成图解上（图5），投影点落在岩浆水及岩浆水下方范围，介于雨水热液和火山熔岩值之间，氧同位素组成接近脱气后的弧岩浆和Guntur熔岩，氢同位素δD值组成介于大气水（地表水、海水）和火山熔岩值之间［13］，表明成矿流体主要来源于原生岩浆水，部分投影点落在岩浆水下方范围，说明成矿过程中有极少量的大气降水混入，可能为断裂构造发育，断裂构造为成矿提供了赋存空间，同时有助于后期大气降水的混入［16］。

3 成矿机制

新生代的印—澳板块北向俯冲欧亚板块，在一定深度发生洋壳（包括大洋沉积物）的脱水和部分熔融，在巽他大陆南缘形成了巽他—班达火山弧［23-24］，火山活动广布于苏门答腊到佛罗勒斯，产生大量钙碱性岩浆岩［25-26］。在Ciemas地区，大量的岩浆上侵，引起地表火山作用。火山作用首先形成喷发安山岩、英安岩及之后的火山角砾岩，岩浆上侵产生大量张性断裂、裂隙，矿区形成一系列NWW、NW和NE向断裂，随后更酸性的石英闪长斑岩形成。在热液系统转变为较开放环境下，大量的含矿流体经过减压降温过程与大气水混合沿断裂构造带在浅部（0.33～1.73 km）就位，形成了Ciemas浅成低温热液型金矿床。

4 结论

（1）Ciemas金矿矿石类型主要有石英脉型矿石，矿物组合为黄铁矿-自然金-石英；构造蚀变岩型矿石，矿物组合为方铅矿-自然金-石英-闪锌矿；石英斑岩型矿石，矿物组合为黄铁矿-自然金-石英-黄铜矿。矿化围岩蚀变强烈，以黄铁矿化、绿泥石化、黏土化为主。

（2）电子探针结果显示，金矿物多呈粒间金或包裹金的形式赋存在黄铁矿和毒砂等矿物的晶体中。黄铁矿钴镍比值平均值13.25，钴含量远大于镍，反映矿床受角闪石英斑岩建造所叠加，黄铁矿Fe、S都亏损，相对更亏损Fe，可能为As以部分类质同象代替S进入含砷黄铁矿内。

（3）流体包裹体主要为气液两相包裹体和纯液相包裹体，属NaCl-H2O型，具低密度（0.850～0.950 g/cm3）特点，主成矿温度为240～320℃，成矿流体为自大气降水和岩浆水的混合流体，成矿压力为4.1～46.8 MPa，成矿深度为0.33～1.73 km，符合浅成低温热液金矿床流体包裹体一般特征。