貴州省從江縣地虎銅多金屬礦床礦石礦物特征及主要有用組分賦存狀態研究

楊芳芳，廖樹衡

(貴州省地質礦產勘查開發局115地質大隊，貴州 清鎮 551400)

貴州省從江縣地虎銅多金屬礦床是產于變質巖中受剪切帶控制的蝕變巖型多金屬礦床(陳璠等，2009)，在貴州省東南部以摩天嶺花崗巖巖體為中心所形成的滑脫構造中，分布有較多該類型礦床(劉靈等，2003)。劉靈等(2003)認為，該類型礦床在地虎—南加地區存在一個大型的滑脫構造，該滑脫構造控制了該區多金屬礦床的產出位置。陳璠等(2009)通過構造模擬實驗，解釋了地虎地區金屬礦帶分帶原因。此外，陳璠等于同年對地虎、九星礦床的流體包裹體進行了研究，認為：地虎、九星礦床屬于中低溫、低鹽度熱液型礦床。前人的這些研究成果為本次的研究提供了基礎資料，對本次的研究起到了借鑒和參考作用。目前，關于地虎礦床在礦石礦物特征和有用組分賦存狀態方面的研究資料較少，本文試圖通過光片鏡下觀察，結合電子探針分析，詳細分析了地虎銅多金屬礦床礦物組成特點；借鑒前人研究分析方法，探討有用組分為Cu、Pb、Zn的可能存在形式。

1 區域地質背景

地虎銅多金屬礦床位于揚子準地臺與華南褶皺帶之間的過渡帶，習稱的江南古陸西南端。區內斷裂構造復雜，存在各類褶皺、斷裂、過渡性剪切帶。據貴州省區域地質志(2003)，本區在長期的地質歷史過程中，形成了宰便斷層、黨扭斷層、隴雷斷層、里培斷層(楊忠琴，2008)，出露地層主要為中元古代文通組和上元古界青白口系拱洞組(Qbg)、番召組(Qbf)、烏葉組(Qbw)及甲路組(Qbj)，整體上為一套淺變質巖系(見圖1)。在新元古代中期，發生了巖漿侵入作用，主要形成超基性巖、基性巖、酸性巖；同時也形成了很多規模不同的巖體，其中吉羊花崗巖體(桂北稱三防巖體)規模最大(王勁松，2010)。

圖1 地虎銅多金屬礦床區域地質圖

(據貴州省地質調查院地質資料修改[貴州從江縣宰便-平正一帶普查報告(1∶5萬)，1972年8月])

Fig.1 Rregional geological map of Dihu polymetallic deposit

1—第四系；2—下江群番召組；3—下江群鳥葉組；4—下江群甲路組；5—四堡巖群唐柳巖組；6—四堡巖群文通組；7—吉羊花崗巖體；8—基性火山巖；9—輝綠巖體；10—蝕變基性巖；11—超基性巖；12—混合巖；13—背斜軸跡；14—向斜軸跡；15—倒轉背斜軸跡；16—研究區；17—正斷層及產狀；18—逆斷層及產狀；19—性質不明斷層；20—脆韌性斷層；21—滑脫斷層；22—韌性剪切帶；23—滑脫構造帶

①引略向斜；②加榜背斜；③加車向斜；④板良背斜；⑤雞臉向斜；⑥新村倒轉背斜.F1：宰便斷層；F2：黨扭斷層；F3：雷攏斷層；F4：里培斷層.Ⅰ：令里剪切帶；Ⅱ：新村剪切帶；Ⅲ：下大弄剪切帶

2 礦床地質特征

圖2 地虎銅多金屬礦床礦帶關系圖

3 主要金屬硫化物特征

經大量光片觀察鑒定和電子探針分析，已查明較多的金屬礦物，礦石礦物的組成比較復雜，主要為一套中—低溫熱液成因的礦物組合。其中，金屬硫化物主要有黃鐵礦(Py)、黃銅礦(Cp)、閃鋅礦(Sp)、方鉛礦(Gn)、黝銅礦(Te)、輝銅礦(Cc)和斑銅礦(Bn)。

3.1 金屬礦物鏡下特征

(1)黃鐵礦(Py)

(2)黃銅礦(Cp)

(3)方鉛礦(Gn)

(4)閃鋅礦(Sp)

(5)黝銅礦(Te)

(6)斑銅礦(Bn)

(7)輝銅礦(Cc)

經過光學顯微鏡的觀察，發現有一些粒徑較小(<2 μm)的金屬礦物，但因光學顯微鏡放大倍數的限制，不能準確鑒定，可見地虎銅多金屬礦床中的金屬礦物分布較為復雜。為了確定礦石中更小顆粒的礦物及金銀礦物、含金銀礦物的分布形式，本次對樣品進行了電子探針分析。通過不同的研究手段來了解礦石粒度分布，對礦石的選冶有重要意義，尤其是對礦石的破碎程度有決定性作用。

圖3 地虎礦床中的礦石礦物鏡下特征

Fig.3 The microscopic characteristics of the ore minerals on Dihu polymetallic deposit

a—與黃銅礦(Cp)共生的黃鐵礦(Py)，單偏光；b—分布在巖石礦物中的半自形、他形顆粒黃鐵礦(Py)，單偏光；c—呈片狀分布的黃銅礦(Cp)，單偏光；d—呈不規則顆粒狀的黃銅礦(Cp)，單偏光；e—方鉛礦(Gn)中呈揉皺排列的黑三角孔，單偏光；f—與黃銅礦(Cp)、輝銅礦(Cc)共生的方鉛礦(Gn)，單偏光；g—呈他形顆粒分布的閃鋅礦(Sp)，單偏光；h—與閃鋅礦(Sp)、方鉛礦(Gn)共生的黝銅礦(Te)，單偏光；i—分布在黃銅礦(Cp)中的斑銅礦(Bn)，單偏光；j—與黃銅礦(Cp)共生的輝銅礦(Cc)，單偏光

3.2 電子探針分析

電子探針除發現光學顯微鏡下的一些常見的金屬礦物之外，對于光學顯微鏡下較難準確鑒定的細小顆粒礦物(<2 μm)也能較好的確定，并能對不常見的金屬礦物進行較為準確的鑒定。在電子探針分析的過程中除了準確的鑒定了細小顆粒的金屬礦物之外，還鑒定出硫銻鉛礦和輝鈷礦，它們的特征如下：

(1)硫銻鉛礦(Do)

與閃鋅礦關系密切，往往沿著閃鋅礦的邊緣對其進行交代，閃鋅礦常被硫銻鉛礦包裹(圖4a)，在礦石中的分布很不均勻，一般交代獨立分布的閃鋅礦顆粒。

(2)輝鈷礦(Cos)

在礦石中少見，顆粒很不規則，常被閃鋅礦交代，其形成應早于閃鋅礦(圖4b)。

(3)輝銻礦(St)

形狀不規則，分布在閃鋅礦顆粒邊緣，是成礦熱液沿閃鋅礦邊緣交代而形成的礦物，與之構成反應邊結構(圖4c)。

(4)銀的碲化物

在對礦物進行電子探針分析時，意外發現了Ag的碲化物，由于顆粒極細小，離子束直徑大于礦物顆粒，在電子探針下放大了5000倍的情況下還難以對其準確測定。得出的能譜圖中含有非金屬礦物成分，能譜圖上顯示了S和Fe的特征普線，說明該碲化物分布在黃鐵礦中或是分布在黃鐵礦的縫隙中，其能譜圖如圖4d。

電子探針準確的鑒定出了光學顯微鏡下尚難以準確鑒定的黃鐵礦、黃銅礦等礦物(<2 μm)，并鑒定出了其他不常見礦物。這給礦山提供了礦石綜合利用的理論依據，提醒礦山對不常見礦物的利用，提高了礦山礦石的利用率。

4 主要有用組分賦存狀態

經光學顯微鏡觀察，有用組分為Cu、Pb、Zn，主要以獨立礦物的形式存在；經電子探針分析，發現部分Cu、Pb、Zn的細小顆粒礦物，此外，Zn還以類質同像的形式賦存在黝銅礦中。

4.1 Cu的賦存形式

在地球系統的地質作用過程中，銅主要以化合物、絡合物的形式存在，它的存在形式與其地球化學性質及氧化還原條件有關。Cu在自然界中多形成硫化物及硫鹽，Cu的氧化物少見，除非在強氧化條件下(晏萍等，2007)。經肉眼及光學顯微鏡下觀察地虎銅多金屬礦床中Cu所形成的硫化物，Cu賦存的主要形式是獨立礦物，常見的獨立礦物有黃銅礦、黝銅礦、輝銅礦和斑銅礦，孔雀石和藍晶石僅見于地表附近且含量較少，黃銅礦是Cu主要獨立礦物形式。此外，還有一些粒度較小的金屬礦物，經電子探針分析，包括有銅的礦物，仍然是以獨立礦物形式存在。

4.2 Pb、Zn的賦存形式

5 結論

(1)地虎銅多金屬礦床礦物成分較為復雜，金屬硫化物主要有黃鐵礦(Py)、黃銅礦(Cp)、閃鋅礦(Sp)、方鉛礦(Gn)、黝銅礦(Te)、輝銅礦(Cc)和斑銅礦(Bn)。

圖4 礦物能譜圖和背散射電子圖像

Fig.4 The mineral energy spectrum and backscattered electron image

a—硫銻鉛礦；b—輝鈷礦；c—輝銻礦；d—銀的碲化物

圖5 散點圖

(2)有用組分為Cu、Pb、Zn，主要以獨立礦物的形式存在。經電子探針分析，發現部分Cu、Pb、Zn的細小顆粒礦物，此外，Zn還以類質同像的形式賦存在黝銅礦中。