兴仁县太平洞金矿金的赋存状态研究

一、矿床特征

太平洞金矿区处于扬子准地台西南缘与华南褶皱系接合部位的次级构造兴仁一安龙金矿带的灰家堡金矿集中区（图1）。

图1  灰家堡金矿矿集区地质示意图

T_1yn－永宁镇组；T_1y－夜郎组；P_2(c+d)－长兴组与大隆组；P_3l－潭组；1.地层界线；2.正断层及编号；3.逆断层及编号；4.性质不明断层； 5.背斜轴；6.向斜轴；7.金矿床；8.金矿点；9.汞矿床；10.汞矿点；11.铊矿床；12.钻孔

灰家堡金矿矿集区由水银洞超大型金矿（包括中矿段、东矿段、西矿段、雄黄岩矿段、簸箕田矿段和纳秧矿段）、紫木凼大型金矿与太平洞大型金矿（包

括太平洞矿段、香巴河矿段、落水洞矿段）组成，长20km，宽6km，白1983年至今，控制金资源量达170余t，目前二度空间（1000 m以下）找矿取得了新的突破，矿集区内金资源量有望达到300t以上。

灰家堡背斜为灰家堡金矿矿集区主干构造，属区域性构造，东起者相，西止于老王箐附近，全长约20km，宽约6km，岩层倾角较缓，一般为5～20℃，两翼基本对称，为一近EW向的宽缓短轴背斜，局部因后期改造而转为NW或NNW向。核部地层近于水平，两翼岩层倾角10～200，轴面近于直立。背斜核部向两翼500m范围内及近轴部产出的断裂控制了金矿床的产出。

太平洞金矿床为赋存于二叠系龙潭组、长兴组及三叠系夜郎组和Sbt中的以层控型为主、断裂型为辅的复合型金矿床。主要矿体产出于灰家堡背斜轴两侧近500 m范围内，呈层状、似层状产出，产状与岩层产状一致，具厚度薄、走向波状起伏且空间上多个矿体上下重叠的特点（图2），仅太平洞矿段已探明资源量达29t，成为灰家堡金矿矿集区的又一个重要矿床。层控型矿体受灰家堡背斜核部控制，矿体赋存于二叠系龙潭组和Sbt中，按容矿岩石类型进一步分为碳酸盐岩型和碎屑岩型。断裂型矿体产于背斜近轴部的断距很小的缓倾斜逆断层F₁中，严格受断层破碎带控制。

图2  贵州省兴仁县太平洞金矿床纵剖面图

T_1y－夜郎组；P_2C－长兴组；P_2d－大隆组；P_3l－龙潭组；P_2m－茅口组

二、矿石矿物成分

经镜下观察、人T重砂分析及X－衍射分析，矿石中主要有氧化物、自然元素、硅酸盐、碳酸盐和硫化物共有5类、17种矿物（表1）。

表1  矿石矿物成分

石英是矿石中主要脉石矿物之一，含量约21%。成岩期石英含量较少，主要是以碎屑的形式存在，呈棱角状，部分后期有重结晶加大的现象；热液期石英呈他形粒状或半自形粒状，部分呈半自形柱状，大部分以脉状形式产出，较为纯净，硅化有多个期次，石英的粒度一般为0.1～0.45mm，部分粒度较小、为0.02～0.1mm，最≤约5mm。

黄铁矿是矿石中主要金属矿物之一，含量约11%，主要呈他形粒状，部分呈半自形－自形粒状，呈浸染状和条带浸染状分布子白云石中。含泥质岩屑较多的部分，浸染黄铁矿相对较多。矿石中的黄铁矿形成于多个期次，早期形成的黄铁矿自形程度较高，晚期形成的黄铁矿主要呈他形粒状，后期形成的黄铁矿常交代其他矿物，黄铁矿交代原生物碎屑，部分黄铁矿被雄黄包裹。

毒砂是矿石中次要金属矿物之一，含量约1%，呈半白形－白形粒状，粒度一般在0.003～O.04mm之间，常呈稀疏浸染状分布。

雄黄是矿石中主要金属矿物之一，含量约3%左右，形成于成岩后期的雄黄矿化，主要呈他形－半白形粒状，常呈浸染状或脉状产出，充填在角砾间或以脉状形式产出，部分粒度大的雄黄可见聚片双晶，雄黄的形成时间明显晚于黄铁矿，在泥质含量较高的岩石中雄黄含量相对较多。

白云石是矿石中主要的脉石矿物之一，为白云石化的产物，含量约2307c，常以微晶状、粉晶状和细晶状出现，构成微晶－细晶结构，部分白云石中常分布浸染状泥质，部分白云石中分布条带状泥质。矿石中部分生物碎屑被白云石交代。

方解石含量约5%，形成于成岩期后期的方解石化，常充填在裂隙中，呈脉状产出，粒度相对较大，一般在0.1～0.411mm之间。方解石化形成时间最晚，方解石脉穿插石英脉。局部方解石交代白云石形成去门云石化。

白云母含量约1%，形成于成岩期，与石英碎屑同时形成，当时以岩屑的形式存在，粒度一般在0.05～0.2mm之间。

高岭石、绿泥石和绢云母（泥质）在矿石中含量约32%。这3种矿物由于粒度极细，都呈泥晶状或显微鳞片状，又常共生在一起，显微镜下无法单独区分，统称为泥质。经X衍射分析，矿石中的泥质主要以高岭石为主，形成于成岩期，以岩屑的形式存在，外形具碎屑的形态，内部具显微鳞片状或泥状结构，矿石中部分泥质呈条带状分布。

长石含量约1%，形成于成岩期，与石英碎屑同时形成，粒度一般在0.06～0.2mm之间。

三、矿石结构构造特征

（一）矿石结构

矿石结构主要有泥晶、微晶－粉晶、细－中晶、泥状、碎屑、自形－半自形粒状、他形粒状、生物碎屑和碎裂等，少数具有重结晶环带、包含、草莓球粒和交代等结构。

泥晶结构：矿石巾的白云石呈泥晶状，大部分粒度在0.004mm以下，构成泥晶结构。

微晶－粉晶结构：部分白云石或方解石的粒度一般0.004～0.006mm之间，呈微晶－粉晶状，构成微晶－粉晶结构。

细－中晶结构：部分白云石或方解石的粒度一般在0.006～0.25mm之间，呈细－中晶状，构成细－中结构，是矿石的主结构。

泥状结构：主要由矿石中的泥质构成，泥质的粒度<0.004mm，构成泥状结构，部分泥质重结晶呈显微磷片状。

碎屑结构：长石和石英等碎屑被泥质或白云石胶结，构成碎屑结构，碎屑有粉屑和细中－砂屑，长石碎屑大部分已蚀变成鳞片状的高岭石。

他形粒状结构：后生石英和后生亮晶方解石呈他形粒状，构成他形粒状结构。

生物碎屑结构：碳酸盐岩中分布生物化石或生物碎屑化石，构成生物碎屑结构。

碎裂结构：矿石由于应力作用发生破碎，碎裂成角砾（碎斑和碎基），主要矿物为白云石、方解石和黄铁矿等，破碎后又重结晶或被后期的硅质交代或被方解石充填，构成碎裂结构。

自形－半自形粒状结构：黄铁矿、毒砂和雄黄等呈他形粒状和半自形粒状，构成他形－半白形粒状结构，是金属矿物的主要结构。

（二）矿石构造

矿石构造主要有层状、块状、脉状、角砾状和浸染状等。

层状构造：矿石主要呈灰黑色、灰色，具薄层状构造，主要分布暗灰色层，中间分布黑色、灰黑色和灰白色薄层，构成层状、薄层状构造。

块状构造：矿石主要由致密的微晶－中晶白云石或方解石组成，外部特征完全一致，构成致密的块状构造。

脉状构造：部分块状的矿石由于应力作用发生破碎，破碎后裂隙被后期的石英、亮晶方解石或雄黄充填。

角砾状构造：矿石受应力作用发生破碎，形成角砾，构成角砾构造，角砾间充填破碎的碎基或后生矿物石英、方解石和雄黄等金属硫化物。

稀疏浸染状构造：金属硫化物黄铁矿等呈稀疏浸染状分布于矿石中，硫化物的含量小于5%。

条带浸染状构造：黄铁矿和毒砂等呈条带浸染状分布。

层状浸染状构造：矿石中的金属硫化物黄铁矿等呈层状浸染状分布于微晶－中晶白云岩或钙质白云岩中。

脉状浸染状构造：矿石中的部分黄铁矿沿矿石的裂隙呈浸染状分布，构成脉状浸染状构造。

四、矿物嵌布特征

黄铁矿主要呈团粒状、粒状及立方体、五角十二面体、自形一半自形晶状结构，少数呈草莓球粒状及重结晶环带状构造。粒度在0.3～0.0005mm之间，多数在0.1～0.001mm之间，属微细粒嵌布粒度。粒度稍大者多呈他形粒状，自形一半自形晶及草莓球粒状，粒度多在0.02mm以下。黄铁矿呈星散浸染状不均匀分布，疏密不均，多富集产出，呈细脉带、条纹状。少数粒状黄铁矿边缘有黄铜矿连生交代。偶见他形粒状方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿相互连生交代。黄铁矿的电子探针分析：S为53.21070 ,Fe为45.38%，Ag为0.0059070～0.0082%，Au微量。

白铁矿主要呈细条状和柱状等浸染状不均匀分布，与黄铁矿、毒砂共生相嵌。嵌布粒度宽0.008～0.002mm，长0.02～0.15mm。   

毒砂主要呈菱形和柱状等自形－半自形晶结构，少数呈细粒状，产出粒度为0.1～0.0001mm，属微细粒嵌布粒度。主要呈星散浸染状嵌布，分布不均匀，多相对富集产出，呈细脉带等，主要分布在粉泥晶碳酸盐及玉髓、绢云母混杂胶结的脉石中，少数分布在热液期生成的方解石和白云石脉带中。与黄铁矿、白铁矿共生相嵌，见黄铜矿中嵌有微细粒毒砂。电子探针分析结果：S为19.72%，Fe为34.12%，As为45.67%，Ag为0.0028～0.0043%，Au微量。

黄铜矿主要呈他形粒状和浸染状产出，产出粒度为0.08～0.002mm，与黄铁矿、毒砂共生相嵌，黄铜矿沿黄铁矿粒边缘连生析出，黄铜矿中有微细粒毒砂嵌生。

碳酸盐矿物主要是方解石和白云石，有2种不同产出状态。热液期生成的方解石和白云石结晶粒度较大，聚集成脉带、网脉状、细脉状与石英共生。脉宽约7～0.01mm。脉带中偶见有少量微细粒毒砂和黄铁矿等嵌生。原生沉积的粉泥晶碳酸盐矿物，属超显微微细粒度呈不规则团粒状，团粒间或团粒中混杂胶结，有绢云母、玉髓等粘土和硅泥质物。

石英呈他形粒状产出，粒度为0.12～0.007mm，部分聚集粒达0.25mm以上。石英主要呈聚集细脉带或分散粒嵌在方解石脉带中，少数呈微细粒浸染状分布在粉泥晶碳酸盐及绢云母、玉髓等粘土，泥质物基质中。

绢云母嵌布粒度为0.06～0.02mm。绢云母与粉泥品碳酸盐、玉髓混杂胶结，镜下较难分辨。

玉髓主要呈隐品质SiO₂混杂胶结在粉泥晶碳酸盐团粒间。

五、矿石化学组成

化学全分析（表2）结果表明：矿石中有用组分除Au外，S含量为5%、As含量为0.5%，达伴生组分综合利用要求，其他如Ag、Sb、Cu、Zn、Pb等有益元素含量甚微，不具综合利用价值。

表2  组合样化学分析结果

带*元素含量为×10^－6

六、金的赋存状态研究

（一）镜下观察

矿石中金主要呈自然矿相。高倍镜下观察到显微可见金共近百粒，通过电子探针分析证实为自然金金粒。金粒主要产出形态为不规则粒状和尘点状，其次为圆粒状、角粒状和条状等。金粒粒径在14～0.2μm之间，多数在6～0.4μm之间，尾微细粒、次显微细粒粒度。主要载金矿物为黄铁矿和毒砂，其次在粉泥晶碳酸盐、绢云母和玉髓等混杂胶结的基底中见有金粒析出。自然金粒分布极不均匀。在黄铁矿聚焦处易发现与黄铁矿嵌连的金粒，且每处能见到自然金2～3粒以上，金粒粒径在14～0.2μm之间，多呈不规则粒状和圆粒状，其次为角粒状和条状，与黄铁矿嵌连的金粒主要呈连生金和包裹金（图3）。

图3  与黄铁矿嵌连的自然金

与毒砂嵌连的金粒发现在毒砂或黄铁矿聚焦处，金粒主要处，金粒主要与毒砂连生，粒径在6～0.4μm之间，呈粒状和角粒状等（图4）。

图4  与毒砂（自形晶）嵌连的自然金

粉泥晶碳酸盐与绢云母、玉髓混杂胶结的脉石中，金粒呈尘点状聚集析出，其中黄铁矿呈微细粒与金粒共同析出。金粒粒径相对更细，一般为4～0.2μm，多数在1μm以下（次显微细粒），属分散金，不易回收。光片中发现有2处以上金粒呈尘点状聚集，每处金粒约6～20粒以上（图5）。

图5  粉泥晶碳酸盐与绢云母等硅铝酸盐混杂胶结脉石

（二）扫描电镜－电子探针分析

  电子探针波谱成分测定结果显示：金矿物的主要成分为铁和硫，金含量只有5.369%，说明金矿物是以极细粒状赋存在黄铁矿裂隙中，为包裹金（表3）。

表3  金矿物的电子探针成分测定结果

电子探针分析了黄铁矿、毒砂及黄铁矿共同析在碳酸盐和硅铝酸盐脉石中的金粒(表4)。金成在965～977之间。

表4  电子探针分析结果

（三）金物相分析

物相分析结果表明：金主要以硫化物包裹金形式存在，占有率达86.37%；游离金占6.03%；其余占7.6%，为脉石矿物中的极细粒黄铁矿包裹金（表5）。自然金粒度贫析结果见表6。

表5  金物相分析结果

表6  自然金粒度分析结果

七、初步结论

金物相分析表明，金主要呈硫化物包裹金形式存在，占有率达86.37%；单体游离金占6.03%。主要载金矿物为黄铁矿、毒砂和辰砂，黄铁矿含量约占1.57%，毒砂含量约占0.3%，均属微细粒嵌布粒度，主要粒度在O.l～0.001mm之间。金粒与载金矿物的嵌连关系主要为连生金和包裹金。在粉泥晶碳酸盐和硅铝酸盐混杂胶结的脉石中，有金粒呈尘点状聚集析出，其中黄铁矿呈微细粒与金粒连生或共同析出。该尘点状金粒粒径更细，一般为4～0.2μm，多数为1以下的分散金。金主要呈显微可见自然金颗粒，粒径一般为14～0.2μm，多数在6～0.4μm之间。金粒产出形态主要呈不规则粒状和尘点状，自然金成色为965～977。脉石矿物中均少见金矿物的痕迹，金矿物是以极细状赋存在黄铁矿裂隙中，为包裹金。

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