粵西黃泥坑金礦礦物生成序列:顯微巖相-礦相學(xué)及SEM-EDS限定

吳晨光 ，鄭義，林振文，CHRISTOPHER Mbila

(1.中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東 廣州 510275;2.廣東省海洋地質(zhì)調(diào)查院, 廣東 廣州 510080)

粵西黃泥坑金礦礦物生成序列:顯微巖相-礦相學(xué)及SEM-EDS限定

吳晨光1，鄭義1，林振文2，CHRISTOPHER Mbila1

(1.中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東 廣州 510275;2.廣東省海洋地質(zhì)調(diào)查院, 廣東 廣州 510080)

黃泥坑金礦為近年在欽杭成礦帶南段廣寧-羅定斷裂帶內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的金礦, 基礎(chǔ)研究幾近空白。主要對(duì)黃泥坑金礦礦石和圍巖進(jìn)行系統(tǒng)顯微巖相-礦相學(xué)研究, 并結(jié)合SEM-EDS形貌和成分分析, 查明其礦物生成序列, 為限定其礦床成因提供證據(jù)。研究表明, 黃泥坑含金石英脈型礦體產(chǎn)于綠片巖相變質(zhì)的寒武系水石組砂巖中, 主要的圍巖蝕變?yōu)榫G泥石化、絹云母化和碳酸鹽化。主要礦石礦物包括銀金礦、毒砂、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、輝鉬礦和硫銻銅銀礦等, 主要脈石礦物為石英、綠泥石、絹云母、碳酸鹽礦物、金紅石、磷灰石、鋯石和獨(dú)居石等。根據(jù)礦物相互穿插交代關(guān)系和化學(xué)成分差異識(shí)別出了4個(gè)主要成礦階段: ① 綠泥石-絹云母化階段； ② 黃鐵礦-毒砂-多金屬硫化物階段； ③ 黃鐵礦-毒砂-銀金礦階段； ④ 碳酸鹽化階段。其中銀金礦呈顆粒狀和裂隙狀產(chǎn)出于黃鐵礦和毒砂之間, 主要出現(xiàn)在黃鐵礦-毒砂-銀金礦階段。黃泥坑金礦礦床地質(zhì)及礦物生成序列與造山型金礦一致, 初步認(rèn)為黃泥坑金礦為欽杭結(jié)合帶南段的一個(gè)典型的造山型金礦。

黃泥坑金礦; 欽杭成礦帶; 礦物生成序列; SEM-EDS; 造山型金礦

欽杭成礦帶是華南地區(qū)重要的Au-Ag多金屬成礦帶[1-7], 發(fā)育了河臺(tái)金礦、長(zhǎng)坑-富灣金銀礦、龐西垌銀金礦和金山金礦等多個(gè)大型造山型金銀礦床[8-12]。欽杭成礦帶在印支-燕山期大規(guī)模擠壓造山運(yùn)動(dòng)中形成了一系列逆沖推覆構(gòu)造和韌性剪切帶[3], 為造山型金礦提供了有利的成礦條件。造山型金礦被普遍認(rèn)為形成于造山作用及此后的伸展轉(zhuǎn)換過(guò)程[13-16], 富含CO2、低鹽度的變質(zhì)流體成礦[17-19], 礦體以位于綠片巖相變質(zhì)巖層中的石英脈體為主[20]，受韌脆性剪切帶等構(gòu)造控制[13]。造山型金礦具有典型的礦物蝕變組合，以碳酸鹽礦物+硫化物±絹云母±綠泥石為主[21-22], 其中硫化物礦物≤3%～5%(主要為鐵的硫化物, 以毒砂和黃鐵礦、磁黃鐵礦最為常見(jiàn)), 碳酸鹽礦物≤5%～15%[13]。

礦物組合在判定礦床類(lèi)型時(shí)至關(guān)重要, 因?yàn)樗说刭|(zhì)條件、成礦期次、物理化學(xué)條件等關(guān)鍵信息。不同的礦床類(lèi)型具有不同的礦物組合特征，作為基本的地質(zhì)特征有時(shí)卻能提供更全面的認(rèn)識(shí)。例如, 淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V中會(huì)出現(xiàn)明礬石或冰長(zhǎng)石這樣的典型礦物, 而在造山型金礦中則不會(huì)出現(xiàn)。文獻(xiàn)[23]和[24]根據(jù)地球化學(xué)特征認(rèn)為, 滇西大坪金礦屬于典型的造山型金礦。但文獻(xiàn)[25]等則根據(jù)礦物組合發(fā)現(xiàn), 大坪金礦的礦床基礎(chǔ)地質(zhì)特征與典型造山型金礦不符而與淺成低溫?zé)嵋盒鸵恢? 據(jù)此提出了大坪金礦“深部造山型+淺部低溫?zé)嵋盒汀钡某傻V模式組合。由此可見(jiàn)，礦物組合仍是了解礦床成因的不可或缺的手段。

黃泥坑金礦已探明礦石儲(chǔ)量在20 t以上, 品位達(dá)12.96 g/t，被認(rèn)為是一個(gè)淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V[26]。但黃泥坑金礦的地質(zhì)背景和礦物特征與典型的淺成低溫?zé)嵋旱V床有明顯的差別。鑒于此, 本文主要對(duì)黃泥坑金礦的礦石和圍巖進(jìn)行了系統(tǒng)的顯微巖相-礦相學(xué)研究, 并結(jié)合SEM-EDS形貌和成分分析, 以期得出該礦床系統(tǒng)的礦物生成序列, 旨在加深對(duì)該礦床成因類(lèi)型的認(rèn)識(shí)。

1 區(qū)域及礦床地質(zhì)

區(qū)域內(nèi)主要發(fā)育震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、三疊系、白堊系及第四系地層, 產(chǎn)出加里東期(～423 Ma)[27]、海西-印支期(～236 Ma)[27]和燕山期(165～150 Ma)[28]花崗巖(圖1)。其中震旦系和寒武系地層是區(qū)域內(nèi)金礦最主要的產(chǎn)出層位。黃泥坑金礦即產(chǎn)出于寒武系八村群水石組, 該地層為一套厚約2 000 m的黑色炭質(zhì)砂頁(yè)巖淺變質(zhì)巖系, 巖性以石英砂巖粉砂巖為主[26]，走向NE, 傾向SE, 傾角50°～60°, 具Au、Ag、Pb、Zn、Cu高背景值[26]。

黃泥坑金礦位于欽杭成礦帶南段, 云開(kāi)褶皺帶東緣, 處于典型的造山帶構(gòu)造環(huán)境。區(qū)域發(fā)育大型NE向韌性剪切帶, 形成于綠片巖相中溫中壓條件下, 時(shí)間被限定在213～187 Ma[29-30], 以廣寧-羅定斷裂和吳川-四會(huì)斷裂為代表。其中廣寧-羅定斷裂是黃泥坑金礦的控床斷裂(圖1), 這是一條NE走向, 長(zhǎng)200 km, 寬10～15 km的大型韌性剪切變質(zhì)變形帶[29], 由多條平行側(cè)列的斷裂帶和擠壓破碎帶、糜棱巖化帶、片理化帶、角礫巖及混合巖化帶等組成[26], 被認(rèn)為形成于欽杭結(jié)合帶印支期擠壓造山事件[31], 最終在燕山晚期發(fā)展為右行韌-脆性剪切帶[29]。

黃泥坑金礦含金石英脈型礦體以充填成礦作用就位于礦區(qū)內(nèi)的NE向斷裂, 是典型的熱液脈狀后生金礦床。已發(fā)現(xiàn)礦脈約25條, 大致呈雁列式展布, 其延伸方向以NE向?yàn)橹? 傾向NW, 傾角70°左右[26]。少量脈展布為NW向, 傾向SW, 傾角陡傾, 礦體規(guī)模較小。此外還有EW向和NS向兩組礦脈, 但礦脈規(guī)模都很小。礦區(qū)內(nèi)金礦脈長(zhǎng)度差異大, 介于100 ～ 700 m之間, 大多數(shù)礦脈為200 ～ 300 m, 且礦體的側(cè)伏明顯[26]。

黃泥坑金礦賦礦圍巖為寒武系水石組淺綠色綠片巖相變質(zhì)石英砂巖, 白色石英礦脈呈定向和共軛狀貫入圍巖并發(fā)生礦化。其中以多金屬硫化物礦化為主, 其次為銀金礦化。常見(jiàn)礦石礦物有銀金礦、黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、硫銻銅銀礦和輝鉬礦等。圍巖蝕變主要為綠泥石化、絹云母化和碳酸鹽化, 蝕變分帶不明顯。主要脈石礦物有石英、綠泥石、絹云母和碳酸鹽礦物(圖2)。

2 采樣和實(shí)驗(yàn)方法

所有的巖礦標(biāo)本均取自同一礦脈。首先選取巖石樣品磨制成薄片和光片, 置于光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行巖相學(xué)-礦相學(xué)觀察。主要記錄礦物的種類(lèi)、形態(tài)大小、結(jié)晶程度以及礦物結(jié)構(gòu)。然后在光片表面噴上碳層, 在中山大學(xué)地球科學(xué)與地質(zhì)工程學(xué)院的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行SEM-EDS分析。其中背散射掃描BSD、陰極發(fā)光CL用于礦相觀察, X射線(xiàn)能譜掃描用于成分檢測(cè)。所用儀器為場(chǎng)發(fā)射ZEISS ΣIGMA & OXFORD X-MAX 020, 實(shí)驗(yàn)電壓為15 kV, 能譜束斑直徑為2 μm，檢出限為0.1%。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 顯微巖相-礦相學(xué)研究

光學(xué)顯微鏡可見(jiàn)礦石礦物有銀金礦、黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、硫銻銅銀礦、輝鉬礦等, 脈石礦物為石英、綠泥石、絹云母和碳酸鹽礦物。

3.1.1 礦石礦物

1) 銀金礦: 銀金礦是主要的富金礦物, 呈顆粒狀和裂隙狀(圖3e, 3f)出現(xiàn)在黃鐵礦和毒砂的裂隙之中, 而在其他位置少有銀金礦的產(chǎn)出。

2)黃鐵礦: 礦石礦物中黃鐵礦含量最高。按照反射色、形態(tài)、粒度、結(jié)晶程度、礦物結(jié)構(gòu)的差異, 這些黃鐵礦可分為4種類(lèi)型(圖3)。為方便討論, 分別將其命名為圖3a中的Ⅰ型(白色反射色, 表面光滑, 粒徑100～700 μm, 自形或他形, 常呈五角十二面體, 常含石英包體產(chǎn)于圍巖中)，圖3c中的Ⅱ型(黃色反射色, 表面光滑, 粒徑>700 μm, 自形至他形, 常呈立方體, 常與方鉛礦、閃鋅礦交代、共生)，圖3d中的Ⅲ型(淡黃色反射色, 表面粗糙, 粒徑約200 μm, 自形, 常呈立方體, 常與Ⅱ型毒砂共生)和圖3e中的Ⅳ型黃鐵礦(淡黃色反射色, 表面光滑, 粒徑數(shù)十至數(shù)百微米, 自形至他形, 常呈連晶, 常與Ⅲ型毒砂共生, 賦存銀金礦)。其中Ⅳ型黃鐵礦與銀金礦關(guān)系密切, 銀金礦產(chǎn)于其孔洞和裂隙中(圖3e)。

3)毒砂: 毒砂含量?jī)H次于黃鐵礦, 可劃分出3種類(lèi)型(圖3)。 為方便討論, 分別將其命名為圖3b中的Ⅰ型(粒徑數(shù)百微米, 自形, 單顆粒產(chǎn)出于圍巖中)，圖3d中的Ⅱ型(粒徑可達(dá)1 mm, 自形，與Ⅱ型黃鐵礦共生)和圖3e, f中的Ⅲ型毒砂(大小不一, 自形或他形, 集中產(chǎn)出, 與Ⅳ型黃鐵礦共生)。其中Ⅲ型毒砂交代Ⅳ型黃鐵礦, 可見(jiàn)部分毒砂圍繞Ⅳ型黃鐵礦邊緣甚至在黃鐵礦內(nèi)部呈他形或半自形生長(zhǎng), 銀金礦亦出現(xiàn)在Ⅲ型毒砂裂隙之中(圖3f)。

圖2 黃泥坑金礦礦化及圍巖蝕變Fig.2 Mineralization and wall rock alteration in the Huangnikeng gold deposit

圖3 礦相顯微鏡下的黃鐵礦、毒砂及銀金礦Fig.3 Microphotograph of pyrites, arsenopyrites and electrumsQtz為石英；Chl為綠泥石；PyⅠ-Ⅳ為Ⅰ-Ⅳ型黃鐵礦；ApgⅠ-Ⅲ為Ⅰ-Ⅲ型毒砂；Gn為方鉛礦；Sp為閃鋅礦, Ccp為黃銅礦；Elt為銀金礦

4)多金屬硫化物: 硫化物除黃鐵礦和毒砂外, 還包括閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、硫銻銅銀礦、輝鉬礦等。這些多金屬硫化物常表現(xiàn)為共生關(guān)系(除輝鉬礦外)(圖4), 如: 閃鋅礦與方鉛礦的共結(jié)邊結(jié)構(gòu)(圖4a), 閃鋅礦與黃銅礦的定向乳濁狀結(jié)構(gòu)(圖4b)以及多種金屬硫化物組成的共生系統(tǒng)(圖4c-e)等。輝鉬礦為灰褐色板狀, 顆粒細(xì)小, 受應(yīng)力發(fā)生彎曲(圖4f), 單獨(dú)出現(xiàn)在圍巖中而不與其他金屬硫化物共生。

3.1.2 脈石礦物 石英可分為變質(zhì)石英砂巖中波狀消光的石英Ⅰ和白色網(wǎng)脈狀含礦石英Ⅱ。石英的特征顯示金礦系統(tǒng)主要處于擠壓環(huán)境下。碳酸鹽礦物則呈脈狀、梳狀, 顆粒粗大, 表明礦化晚期轉(zhuǎn)為受拉張環(huán)境控制。石英Ⅱ白色網(wǎng)脈穿插變質(zhì)石英砂巖, 碳酸鹽細(xì)脈則存在于前兩者之中。這證明網(wǎng)脈狀石英明顯形成于綠泥石化之后, 并在晚期發(fā)生了碳酸鹽化(圖5)。

3.2 掃描電鏡及能譜分析

3.2.1 礦石礦物

1)銀金礦: 文獻(xiàn)[26]在研究中認(rèn)為黃泥坑金礦中Au元素以自然金和不可見(jiàn)金的形式存在[26]。然而SEM-EDS分析顯示黃泥坑金礦中的Au元素以銀金礦(圖6a, b)的形式出現(xiàn), 既非自然金又無(wú)不可見(jiàn)金。其中銀金礦普遍含有As, Fe元素(圖6b), Au和Ag的原子比接近1 (表1)。同時(shí), 利用X射線(xiàn)能譜儀對(duì)黃鐵礦、毒砂和銀金礦共存的體系進(jìn)行線(xiàn)掃描(圖6c)和面掃描(圖6d), 結(jié)果表明Au在黃鐵礦和毒砂中并未以不可見(jiàn)金形式存在, 且無(wú)Au的過(guò)渡性變化，證明無(wú)Au元素從黃鐵礦或毒砂中遷移富集的行為。

2) 黃鐵礦：黃鐵礦類(lèi)型的不同與其化學(xué)成分有密切的關(guān)系。利用X射線(xiàn)能譜儀對(duì)4種黃鐵礦進(jìn)行主量成分分析, 發(fā)現(xiàn)其中含As量有明顯的變化(表2, 圖7)。同時(shí), 幾乎所有的黃鐵礦都表現(xiàn)出較弱的虧硫特征(表2)。

3.2.2 脈石礦物 掃描電鏡分析顯示脈石礦物包括重砂礦物，如金紅石、磷灰石、鋯石、獨(dú)居石。這些礦物以極細(xì)的顆粒、呈點(diǎn)狀分布于變質(zhì)砂巖之中(圖8a), 其中以金紅石含量相對(duì)較高。磷灰石、鋯石、獨(dú)居石含量很低, 顆粒更為細(xì)小, 其中鋯石發(fā)育環(huán)帶(圖8d)。

圖4 礦相顯微鏡下各種不同的硫化物及其接觸關(guān)系Fig.4 Microphotograph of different kinds of sulphides and their texturesQtz為石英； Chl為綠泥石；Apy為毒砂；Py為黃鐵礦；Gn為方鉛礦；Py為黃鐵礦；Sp為閃鋅礦；Ccp為黃銅礦；Pol為硫銻銅銀礦；Mo為輝鉬礦

圖5 脈石礦物及其穿插關(guān)系Fig.5 Gangue minerals and their relatimship QtzⅠ為變質(zhì)石英砂巖中的石英顆粒；QtzⅡ?yàn)楹笃诿}狀石英；Chl為綠泥石；Ser為絹云母；Car為碳酸鹽礦物；Py為黃鐵礦

圖6 掃描電鏡下的銀金礦及其X射線(xiàn)能譜分析Fig.6 BSE images and X-ray energy spectrum analysis of electrumsQtz為石英；ApyⅢ為Ⅲ型毒砂；PyⅣ為Ⅳ型黃鐵礦；Elt為銀金礦

樣品點(diǎn)號(hào)原子百分?jǐn)?shù)x(B)/%AuAgAsFeCrSSiAlTotalx(Au)x(Ag)HNK-40127.1126.464.6710.731.3822.476.830.33100.001.02231.5031.091.038.470.0122.413.961.53100.001.01326.6726.790.2410.831.4631.681.720.61100.001.00426.8426.520.599.14n.a33.203.080.63100.001.01HNK-40127.7424.370.808.410.7925.917.044.93100.001.14221.9822.900.7910.797.5232.473.170.38100.000.96332.3919.405.2910.08n.a27.894.290.66100.001.67HNK-40121.4922.552.4313.253.6835.251.35n.a100.000.95228.8926.234.258.050.5820.1311.520.36100.001.10329.7927.113.038.310.6622.737.650.71100.001.10

1)n.a表示“未檢測(cè)出”，原子百分含量低于0.1%

表2 四種類(lèi)型黃鐵礦的主量元素含量1)Table 2 Main element contents in four types of pyrite by EDS at the Huangnikeng gold deposit

1) n.a表示“未檢測(cè)出”，原子百分含量低于0.1%

圖7 四種不同類(lèi)型黃鐵礦中As的原子百分比變化圖Fig.7 Diagram of As contents in four different types of pyrites

圖8 掃描電鏡下的重砂礦物Fig.8 Heavy sand minerals under the SEMQtz為石英；Chl為綠泥石；Rt為金紅石；Ap為磷灰石；Zrn為鋯石；Mnz為獨(dú)居石

4 討 論

4.1 成礦階段與礦物生成序列

4.1.1 黃鐵礦與毒砂 根據(jù)黃鐵礦和毒砂與其他礦物的結(jié)構(gòu)關(guān)系可劃分出3個(gè)成礦階段: ①Ⅰ型黃鐵礦和Ⅰ型毒砂局限于變質(zhì)砂巖中, 被綠泥石和絹云母包圍。因此可以認(rèn)為Ⅰ型黃鐵礦和Ⅰ型毒砂在砂巖綠泥石化和絹云母化過(guò)程中形成; ②Ⅱ型和Ⅲ型黃鐵礦、Ⅱ型毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、硫銻銅銀礦產(chǎn)于后期石英網(wǎng)脈中, 結(jié)構(gòu)關(guān)系復(fù)雜, 既有共生, 又有交代。其中Ⅱ型黃鐵礦多與方鉛礦、閃鋅礦共存, 而Ⅲ型黃鐵礦多與Ⅱ型毒砂共生。Ⅱ型和Ⅲ型黃鐵礦雖然結(jié)構(gòu)關(guān)系不同, 但仍可認(rèn)為同處于多金屬硫化物大量集中出現(xiàn)的階段; ③Ⅳ型黃鐵礦和Ⅲ型毒砂以富含銀金礦為特點(diǎn)，應(yīng)形成于銀金礦礦化的階段。

黃鐵礦作為劃分成礦階段的標(biāo)型特征, 其中As含量的變化明顯具有3階段(低-高-低)的特征(圖7): Ⅰ型黃鐵礦不含As, 表明形成環(huán)境中As含量較低; Ⅱ型和Ⅲ型黃鐵礦均為含砷黃鐵礦, 說(shuō)明此時(shí)As元素大量進(jìn)入黃鐵礦晶格; Ⅳ型黃鐵礦也相對(duì)貧As, 但部分卻含有較高的As含量, 這可能是由于含As熱液對(duì)黃鐵礦的交代使部分Ⅳ型黃鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)楹辄S鐵礦。

4.1.2 其他多金屬硫礦物 其他金屬硫礦物包括方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、硫銻銅銀礦等。上述討論已經(jīng)表明它們是同時(shí)形成的。例如方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦和硫銻銅銀礦的共結(jié)邊結(jié)構(gòu), 閃鋅礦和黃銅礦的定向乳濁狀結(jié)構(gòu)。但是, 由于輝鉬礦僅僅單獨(dú)出現(xiàn)在變質(zhì)圍巖中, 輝鉬礦的形成階段應(yīng)比其他多金屬硫化物形成更早。

4.1.3 Au的礦化 X射線(xiàn)能譜儀分析結(jié)果表明Au元素以銀金礦, 而非自然金或不可見(jiàn)金的形式產(chǎn)出。在含金成礦流體中, 金沉淀與體系中Fe3+等親硫陽(yáng)離子的活度增加有關(guān)[32]。因此, 當(dāng)含Au成礦熱液中有黃鐵礦(FeS2)和毒砂(FeAsS)析出時(shí), Au更易伴隨成礦。文獻(xiàn)[33]認(rèn)為, Au元素能夠沉淀附著在黃鐵礦等硫化物的表面析出, 且優(yōu)先富集在他形細(xì)粒、比表面積大的黃鐵礦表面。黃泥坑金礦中的Ⅳ型黃鐵礦即以他形細(xì)粒為主要形態(tài)特征, 其載金行為與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。因此, Ⅳ型黃鐵礦與銀金礦具有密切的成因聯(lián)系。

4.1.4 碳酸鹽礦物 隨著熱液與圍巖的不斷作用和礦質(zhì)沉淀的結(jié)束, 殘余的大量二氧化碳流體將以碳酸鹽的形式結(jié)晶出來(lái), 形成方解石和白云石等。因此在礦化晚期階段出現(xiàn)以方解石為代表的碳酸鹽礦物, 表現(xiàn)為石英-碳酸鹽脈穿插石英脈體。碳酸鹽礦物沉淀時(shí)礦化階段已經(jīng)結(jié)束或接近尾聲, 可以作為礦化結(jié)束的標(biāo)志。

4.1.5 成礦階段 根據(jù)以上各種礦物組合及礦化特征, 黃泥坑金礦可劃分出4個(gè)成礦階段:

1) 綠泥石-絹云母化階段: 這一階段為早期礦化階段, 以綠泥石、絹云母、Ⅰ型黃鐵礦和Ⅰ型毒砂為代表。石英砂巖發(fā)生了綠泥石化和絹云母化。伴隨著圍巖蝕變產(chǎn)生了少量礦化熱液, 形成了Ⅰ型黃鐵礦和Ⅰ型毒砂, 甚至輝鉬礦。

2) 黃鐵礦-毒砂-多金屬硫化物階段: 受擠壓環(huán)境影響, 該階段白色石英網(wǎng)脈穿切圍巖, 大量礦化流體涌入。這些礦化流體富含Cu-Pb-Zn-Au-Ag等金屬元素, 含As量升高, 最終形成了多種含As金屬硫化物, 如Ⅱ型和Ⅲ型黃鐵礦、Ⅱ型毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦和硫銻銅銀礦等。

3) 黃鐵礦-毒砂-銀金礦階段: 這一階段為Au-Ag的主要礦化階段。銀金礦附著在Ⅳ型黃鐵礦和Ⅲ型毒砂表面沉淀出來(lái), 并伴隨著少量方鉛礦的出現(xiàn)。

4) 碳酸鹽化階段: 這一階段主要形成方解石、白云石等碳酸鹽礦物, 為成礦的最后階段, 已無(wú)可觀的金屬礦物形成。此時(shí)應(yīng)力環(huán)境已轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘垺?/p>

4.1.6 礦物生成序列 在黃泥坑金礦系統(tǒng)中, Fe-Mo-Zn-Cu-Pb-Ag-Au等金屬元素依次礦化并形成相應(yīng)礦物。據(jù)此可得黃泥坑金礦的礦物生成序列表(圖9)。

圖9 黃泥坑金礦礦物生成序列表Fig.9 Mineral sequences of the Huangnikeng deposit

4.2 礦床類(lèi)型

黃泥坑金礦產(chǎn)于欽杭成礦帶內(nèi), 這一成礦帶向來(lái)被視為華夏與揚(yáng)子兩大古板塊的碰撞拼合造山帶, 且黃泥坑金礦礦體受廣寧-羅定這一韌性剪切帶控制。廣寧-羅定斷裂形成于印支期, 這一時(shí)間正與欽杭成礦帶印支期造山事件吻合。距離黃泥坑金礦很近的另一被韌性剪切帶控制的造山型金礦——河臺(tái)金礦同樣被限定在印支-燕山期形成。這些事實(shí)說(shuō)明黃泥坑金礦很可能形成于印支-燕山期造山環(huán)境中。造山作用形成的變質(zhì)流體攜帶多種礦質(zhì)和Au的絡(luò)合物, 其中的Au和Ag元素可能來(lái)自于八村群變質(zhì)地層。這些流體沿著廣寧-羅定韌性剪切帶運(yùn)移、混合以及沉淀成礦。韌性剪切帶首先為流體提供了通道和空間, 有利于不同流體的運(yùn)移和混合; 其次, 斷裂處物化條件的改變有利于礦質(zhì)的沉淀, 從而控制礦體分布。經(jīng)過(guò)不同階段成礦作用, 成礦流體最終以石英脈體形式充填在區(qū)域淺變質(zhì)巖系中, 形成了黃泥坑的銀金礦藏。但后期碳酸鹽化階段很可能發(fā)生于燕山早期的拉張環(huán)境, 即中生代轉(zhuǎn)換體制, 這從碳酸鹽礦物粗大的晶體可以看出。

因此, 黃泥坑金礦的形成與造山作用有關(guān), 成礦發(fā)生于印支-燕山期擠壓向伸展轉(zhuǎn)換體制; 礦體受韌性剪切帶控制; 礦體填充綠片巖相變質(zhì)圍巖, 表明形成晚于區(qū)域變質(zhì)事件; 蝕變礦物組合以石英-絹云母-綠泥石-多金屬硫化物-碳酸鹽礦物為特征。這些特點(diǎn)都符合目前公認(rèn)的造山型金礦的典型特征。

文獻(xiàn)[32]對(duì)華北大量造山型金礦進(jìn)行了研究, 按照黃鐵礦的標(biāo)型特征將造山型金礦劃分為早-中-晚3個(gè)階段: 石英-黃鐵礦階段(對(duì)應(yīng)黃泥坑金礦的綠泥石-絹云母階段), 金屬硫化物階段(對(duì)應(yīng)黃泥坑金礦的黃鐵礦-毒砂-多金屬硫化物階段和黃鐵礦-毒砂-銀金礦階段), 石英-碳酸鹽階段(對(duì)應(yīng)黃泥坑金礦的碳酸鹽化階段)。該研究將金元素的礦化歸為金屬硫化物階段, 與所謂“煙灰狀”黃鐵礦, 即細(xì)粒、粉末狀的黃鐵礦, 密切相關(guān)。黃泥坑金礦的成礦階段、黃鐵礦類(lèi)型與該研究成果相符。

綜合以上討論, 黃泥坑金礦很可能是一個(gè)造山型金礦。但是應(yīng)該指出, 造山型金礦的流體包裹體最具鑒定特征, 其往往顯示出低鹽度、富含CO2的特點(diǎn)[17-19]。黃泥坑金礦是否確定為造山型金礦, 仍需其流體包裹體對(duì)成礦流體的約束[34-36]。同時(shí), 由于黃泥坑金礦基礎(chǔ)研究幾近空白, 金礦的具體形成時(shí)間、地球化學(xué)特征等需要進(jìn)一步確定, 并與區(qū)域地質(zhì)和構(gòu)造事件對(duì)比以還原形成演化歷史。因此, 黃泥坑金礦的礦床類(lèi)型值得進(jìn)一步深入研究。

5 結(jié) 論

1)黃泥坑金礦發(fā)育了3期黃鐵礦和3期毒砂, 包括4種類(lèi)型的黃鐵礦和3種類(lèi)型的毒砂，其中銀金礦化主要與Ⅳ型黃鐵礦和Ⅲ型毒砂有關(guān);

2)黃泥坑金礦可分為綠泥石-絹云母化階段、黃鐵礦-毒砂-多金屬硫化物階段、黃鐵礦-毒砂-銀金礦階段和碳酸鹽化階段;

3)黃泥坑金礦成因類(lèi)型為造山型金礦, 形成于印支-燕山期造山過(guò)程。

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Mineral sequence of the Huangnikeng gold deposit, Western Guangdong: Constrained by micro-petrographic observation and SEM-EDS analysis

WU Chenguang1, ZHENG Yi1, LIN Zhenwen2, CHRISTOPHER Mbila1

(1. School of Earth Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China;2. Guangdong Institute of Marine Geological Survey, Guangzhou 510080, China)

The newly-discovered Huangnikeng gold deposit is located in the Guangning-Luoding fault zone, southern section of the Qinzhou-Hangzhou Metallogenic Belt (QHMB). In view of the research blank of this gold deposit, the petrography observation combining with SEM-EDS analysis are applied to obtain its mineral sequences. The wall rock of the Huangnikeng gold deposit is composed of the sandstone of the Cambrian Shuishi Formation with greenschist facies metamorphism including chloritization, sericitization and carbonation. The ore minerals consist of electrum, pyrite, arsenopyrite, sphalerite, galena, chalcopyrite, polybasite and molybdenite, etc., whilst the gangue minerals are dominated by quartz, chlorite, sericite, carbonate minerals, rutile, apatite, zircon, monazite, etc. Based on minerals cross-cutting relation and mineral assemblage, four main ore-forming stages are identified, including: ① the stage A of chloritization-sericitization；② the stage B of pyrite-arsenopyrite-polymetallic sulphides；③ the stage C of pyrite-arsenopyrite-electrumc；④ the stage D of carbonatization. The most important economic mineral is electrum of the stage C distributed in particles and fractures of pyrites and arsenopyrites. The geological characteristics and mineral sequences of the Huangnikeng deposit are accordant to the global orogenic-type gold deposits. Therefore, the Huangnikeng gold deposit can be considered as an example of orogenic-type gold deposit in the southern section of QHMB.

Huangnikeng gold deposit; Qinzhou-Hangzhou Metallogenic Belt (QHMB); mineral sequences; SEM-EDS analysis; orogenic-type gold deposit

10.13471/j.cnki.acta.snus.2017.04.021

2016-07-16

科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFC0600506)；廣東省自然科學(xué)基金(2016A030310210)；國(guó)家自然科學(xué)基金(41502068和41402165)；廣州市“珠江科技新星”計(jì)劃(201710010027)

吳晨光(1995年生), 男；研究方向: 巖石礦物學(xué)；E-mail: wuchg5@mail2.sysu.edu.cn

鄭義(1984年生), 男；研究方向: 礦床學(xué)；E-mail: zhengy43@mail.sysu.edu.cn

TP391.4

A

0529-6579(2017)04-0133-12