安徽省金寨縣迎風崖鉛鋅銅多金屬礦床物質組分及賦存狀態(tài)研究

李磊，魏旭，陽珊，張青，遇禎，袁曉玲

（安徽省地質實驗研究所，安徽 合肥 230000）

1 地質特征

礦區(qū)所處的大地構造位置在北淮陽構造帶東段，地處泗河斷裂與桐柏-磨子潭斷裂交匯部位的東側。受構造作用的影響，礦區(qū)內中生代巖漿活動強烈，原始地層均被大面積侵入體破壞和吞蝕，僅有少量殘留體呈透鏡狀或不規(guī)則狀零星分布，且遭受強烈的蝕變。

礦區(qū)發(fā)育有三組斷層：（1）北東向斷層：該斷層派生的次一級羽狀裂隙，裂隙走向45～85°左右，裂隙面傾向北西，傾角較陡，一般在65～80°，局部近似直立。(2) 近東西向斷層：裂隙走向75～125°，與北東向斷層呈銳角相交，裂隙傾向北及北東，傾角較陡，一般在45～80°之間，裂隙性質以張性為主，受后期構造變動影響走向局部扭曲，呈斷續(xù)沿伸。(3)北西向斷層：該組裂隙極不發(fā)育，與北西向斷層基本平行。裂隙走向320°左右，多被脈巖充填。

礦區(qū)包括鄰近礦區(qū)的大部分鉛鋅礦脈多賦存于近東西向和北東向裂隙中，從而說明礦化與東西向及北東向構造關系密切。

2 礦石的礦物組成

礦石的礦物組合簡單，金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦，次為黃鐵礦，少量黃銅礦，微量赤鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物主要有石英、絹云母，少量白云石、方解石、白云母、綠泥石、粘土礦物，微量重晶石、磷灰石、金紅石等。

方鉛礦（PbS）[1-2]：方鉛礦為該礦床主要有用金屬礦物之一，平均含量2.45%。鉛灰色，強金屬光澤，硬度低；集合體呈脈狀、斑點狀、斑團狀、浸染狀分布于礦石中。顯微鏡下反射色呈純白色，反射率較高，均質性，硬度低，三角孔構造發(fā)育（圖1a、b、c）；主要呈他形粒狀、不規(guī)則粒狀分布在脈石礦物間（圖1a、c）。方鉛礦與閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、赤鐵礦、石英共生關系密切，常呈不規(guī)則狀粒狀、脈狀分布在閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦邊部，有的嵌布在這些礦物的裂隙內和晶粒間（圖1a、d）；粒徑大于0.3 mm 的方鉛礦與其他礦物多以平直或舒緩波狀界面毗連鑲嵌（圖1b、c），極少量呈包裹鑲嵌；粒徑小于0.2 mm 方鉛礦多呈細小粒狀、不規(guī)則粒狀、脈狀、網(wǎng)脈狀分布于粗顆粒附近的脈石礦物晶粒間或解理中（圖1a），小顆粒方鉛礦與其他礦物間多以復雜齒狀界面鑲嵌，少量沿閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦邊部、內部交代分布（圖1e），部分大顆粒內包裹小顆粒閃鋅礦（圖1c）、黃鐵礦、石英等。經光片粒度測量統(tǒng)計，礦床中方鉛礦粒徑粗大，以大于2 mm 粒徑的粗顆粒為主，＞2 mm 粒級 64.22%，＞0.074 mm 粒級 95.04%（見表1）。

閃鋅礦（ZnS）[1-2]：閃鋅礦為該礦床主要有用金屬礦物之一，平均含量1.19%。鋅黑色-綠棕色，半金屬光澤，硬度中等，多呈斑點狀分布于礦石中。顯微鏡下反射色呈灰色，均質性；主要呈他形粒狀分布于石英晶粒間，與方鉛礦、黃銅礦共生關系密切，且其與粗顆粒的方鉛礦、黃銅礦多以平直或舒緩波狀界面毗連鑲嵌，在磨礦過程中易于解離；但大部分閃鋅礦內分布少量細小乳濁狀黃銅礦（圖1e），有的閃鋅礦內分布有交代形成的細粒不規(guī)則狀方鉛礦（圖1d），這部分閃鋅礦與黃銅礦、方鉛礦難于解離。經光片粒度測量統(tǒng)計，礦石中閃鋅礦粒徑總體較粗，＞0.074 mm粒級 91.23%（見表1），閃鋅礦在碎磨礦過程中易于解離呈單體閃鋅礦。

圖1 礦物光、薄片鏡下鑒定特征Fig.1 Identification characteristics of minerals under light and thin section microscope

表1 方鉛礦、閃鋅礦粒度[3-5]測量統(tǒng)計Table 1 Particle size measurement statistics of galena and sphalerite

黃鐵礦（FeS2）[1-2]：黃鐵礦為該礦床中主要金屬硫化物，礦體、圍巖中廣泛分布，綜合樣中平均含量為1.49%。淺銅黃色，強金屬光澤；鏡下反射色呈淺銅黃色，反射率較高，均質性；呈不等粒半自形-自形粒狀分布于石英等脈石礦物間（圖1f），極少量包于方鉛礦、閃鋅礦內（圖1a），與方鉛礦、閃鋅礦、石英等礦物間多以平直界面毗連鑲嵌，極少量呈包裹鑲嵌，粒徑0.01～1 mm 不等，多集中粒徑0.05～0.5 mm 間。黃鐵礦在磨礦過程中易于與其他礦物解離。

黃銅礦（CuFeS2）[1-2]：黃銅礦為該礦床唯一的銅礦物，綜合樣中平均含量為0.14%。銅黃色，強金屬光澤；鏡下反射色呈銅黃色，反射率中等，弱非均質性；呈不規(guī)則狀分布于石英等脈石礦物間，與方鉛礦、閃鋅礦、石英共生密切，多以平直或舒緩波狀界面與方鉛礦、閃鋅礦等毗連嵌鑲（圖1b），極少量包于方鉛礦、閃鋅礦內（圖1c），或呈微細乳濁狀分布于閃鋅礦內（圖1e）；粒徑0.002～2 mm 不等。

石英（SiO2）[6]：石英為礦床中主要脈石礦物。按形成先后將石英分早、中、晚三期，早期石英由絹英巖化作用形成，呈他形粒狀鑲嵌或散布于絹云母中（圖1f），粒徑較細；晚期石英由硅化作用形成，呈他形-半自形板柱狀鑲嵌，有的包于方鉛礦、閃鋅礦內（圖1c），石英粒級粗細不等，粗顆粒多具粒波狀消光，該期石英與成礦作用關系密切；晚期石英呈細脈狀，多與白云石、方解石共生。

3 礦石化學成分分析

3.1 礦石多元素分析結果

原礦多元素化學化學分析結果見表2，其中Pb 2.09%、Zn 0.81%。根據(jù)多元素化學分析結果，比對《礦產資源工業(yè)要求手冊》[7]中鉛鋅礦床地質勘查工業(yè)指標（行業(yè)標準DZ/T 0214-2002），及鉛鋅礦床伴生有益組分評價指標（國家標準GB/T 25283-2010），鉛鋅硫化礦石的邊界品位是：Pb 0.3%～0.5%、Zn 0.5%～1%，最低工業(yè)品位是Pb 0.7%～1%、Zn 1%～2%。該礦床Pb 2.09%、Zn 0.81%，說明Pb 含量已超過工業(yè)品位指標，Zn 已超過邊界品位指標。此外礦石中Ag 28.7 g/t，已達鉛鋅礦床伴生有益組分指標。*單位為：g/t。

表2 原礦多元素化學分析/%Table 2 Multi element chemical analysis of raw ore

3.2 礦石中鉛、鋅的化學物相[8]分析結果

根據(jù)化學物相分析結果，原礦石中鉛、鋅主要呈硫化物的形式存在。硫化鉛（方鉛礦）占Pb 元素總量的96.94%，硫化鋅占Zn 元素總量的97.55% (表3、 4)；光片顯微鏡下觀察含Pb、Zn的礦物也僅見硫化物方鉛礦、閃鋅礦，未見明顯的鉛、鋅氧化礦物或其他鉛、鋅化合物。

表3 原礦鉛物相分析Table 3 Lead phase analysis of the raw ore

表4 原礦鋅物相分析Table 4 Phase analysis of the raw zinc

3.3 方鉛礦、閃鋅礦單礦物化學分析結果

單礦物化學分析結果（見表5）顯示 ，方鉛礦中含Ag 271.1 g/t，另含微量Bi、Sb 、Se、Tl、Te 等組分。閃鋅礦中含Ag 60.02 g/t、Cd 2716 g/t，另含微量的Te、Tl、Mn、Ga、Ge 等元素。*單位為：g/t。

表5 方鉛礦、閃鋅礦單礦物化學分析結果/%Table 5 Chemical analysis results of galena and sphalerite

4 有益有害組分賦存狀態(tài)

4.1 有益組分的賦存狀態(tài)

根據(jù)礦石多元素分析結果，礦石中已達工業(yè)品位的主要有益組分為Pb、Zn，達綜合利用的伴生組分為Ag（見表1），因此該礦床中有益元素為Pb、Zn、Ag。再由礦石礦物組成分析判斷，礦石中含Pb 的礦物僅為方鉛礦，含Zn 的礦物僅為閃鋅礦，所以Pb 元素以硫化物方鉛礦的形式存在于礦石中；Zn 元素以硫化物閃鋅礦的形式存在于礦石中；S 主要存在于黃鐵礦中，部分存在于方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦中。光片顯微鏡下鑒定未見獨立的銀礦物，方鉛礦中單礦物分析結果（表5）發(fā)現(xiàn)含Ag 271.05 g/kg、Bi 6.13 g/t、Sb 12.2 g/t，由此推斷Ag 主要以超顯微銀礦物—自然銀、輝銀礦、硫銀鉍礦、輝銻銀礦等形式賦存在方鉛礦中。

4.2 有害組分的賦存狀態(tài)

相關行業(yè)標準中未注明鉛鋅礦體原礦石的有害組分，行業(yè)標準YS/T319-2007 列出了鉛精礦、鋅精礦的雜質為SiO2、MgO、Al2O3、CaO 、Cu、Fe、S、As 等組分。SiO2在原礦石中以石英及絹云母、白云母、粘土礦物、綠泥石等礦物形式存在；MgO、Al2O3主要以絹云母、白云母、粘土礦物、綠泥石等礦物形式存在；另一部分MgO 與CaO 以碳酸鹽礦物形式出現(xiàn)在礦石中；Cu 以黃銅礦存在礦石中，當其達到一定品位時則為有用組分；Fe、S、 As 則主要存在黃鐵礦中。這些礦物經選礦后，進入鉛精礦、鋅精礦的含量容易降低到行業(yè)標準允許范圍以下。經選礦后得到的鉛精礦、鋅精礦產品經化學多元素分析發(fā)現(xiàn)，鉛精礦、鋅精礦中的雜質（有害組分）含量都已降到行業(yè)標準（YS/T 319-2007）以下（表6）。

表6 精礦產品化學多元素分析Table 6 Chemical multi element analysis of concentrate products

5 結 論

（1）查明了本礦床礦石的礦物組成，金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦，次為黃鐵礦，少量黃銅礦，微量赤鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物主要有石英，次為云母，少量白云石、方解石、綠泥石、粘土礦物，微量重晶石、磷灰石、金紅石等。

（2）查明了本礦床主要有益組分鉛、鋅、銀、硫的賦存狀態(tài)：礦石中已達工業(yè)品位的主要有益組分為Pb、Zn，達綜合利用的伴生組分為Ag，Pb 主要以方鉛礦形式存在；Zn 主要以閃鋅礦的形式存在；S 主要以黃鐵礦的形式存在；Ag 主要以超顯微銀礦物—自然銀、輝銀礦、硫銀鉍礦、輝銻銀礦等形式賦存在方鉛礦中。

（3）鉛精礦、鋅精礦中的有害組分為SiO2、MgO、Al2O3、 CaO 、Cu 、Fe 、S 、 As 等，SiO2在原礦石中以石英及絹云母、白云母、粘土礦物、綠泥石等礦物形式存在；MgO、Al2O3主要以絹云母、白云母、粘土礦物、綠泥石等礦物形式存在；另一部分MgO 與CaO 以碳酸鹽礦物形式出現(xiàn)在礦石中；Cu 以黃銅礦存在礦石中，當其達到一定品位時則為有用組分；Fe、S、 As 則主要存在黃鐵礦中。經選礦后，容易降低到行業(yè)標準允許范圍以下。