吉林省桦甸市大秃顶子金矿矿石成分特征及成因探讨

贾 楠，周树亮，周 阳，梁 敬，李明涛

吉林省有色金属地质勘查局六○七队，吉林 吉林市 132105

0 引言

吉林省桦甸市大秃顶子地区北东向蚀变带深部发现金矿体，有关矿体成矿地质特征已有文章[1]进行论述，本文只针对金矿体矿石结构、构造、矿石的物质组成方面进行讨论，以求有助于在该区进行下一步金矿找矿。

1 矿床概述

大地构造位置位于东北陆缘岩浆弧―盆岭系叠加构造带，长白山陆缘火山盆岭叠加构造带，张广才—哈达岭火山—沉积隆盆带(MCⅠ-33)。

地层为古生界二叠系东南岔组(P2dn)，岩性为变质(粉)砂岩、砂质板岩、碳质板岩等，有沉积韵律，类似鲍马序列(有待进一步研究)。

矿床位于二道甸子—漂河岭复式背斜，梨树沟—大秃山弧形构造带(中弧)上。该带长约7 km，控制着南天门金矿床和偏岭子金锑矿、大秃山金矿的产出，带内发育北西向近于平行多组断裂带。

本区侵入岩岩体为植林岩体的一部分，为早侏罗世花岗岩体(γδJ1)，该岩体侵入到东南岔组中。主要岩性为花岗闪长岩、黑云母斜长花岗岩，见图1。

图1 大秃顶子矿区区域地质图Fig.1 Regional geological map of Datudingzi mining area 1.河床、河漫滩砂砾卵石淤泥；2.东南岔组变质(粉)砂岩、砂质板岩、碳质板岩等；3.早侏罗世花岗岩；4.船底山组玄武岩； 5.花岗斑岩脉；6.断裂构造；7.弧形构造带；8.锑矿体(滑脱构造)

金矿赋存在背形构造左翼东南岔组地层层间滑脱构造带中，现有4层金矿体，矿体倾斜延深未封闭。Ⅰ号带控制AuⅠ-1金矿体，Ⅱ号带控制AuⅡ-1金矿体，Ⅲ号带控制AuⅢ-1、AuⅢ-2金矿体和SbⅢ-1、SbⅢ-2矿体，Ⅳ号带控制AuⅣ-1、AuⅣ-2、AuⅣ-3金矿体。

AuⅢ-1金矿体长400 m，最大倾斜延深330 m，赋存标高552～270 m，埋深30～210 m，矿体形态为脉状，矿体走向33°，倾向SE，倾角35°，金品位(1.04～46.28)×10-6，平均品位7.01×10-6，有用组分沿走向和倾向上分布均匀，矿体厚度在0.73～9.91 m，平均厚度1.90 m，矿体在走向和倾向上厚度较稳定。该矿体在走向上北东端已经封闭，倾向上南东端及南西端未能封闭。该矿体资源储量占全区的50%。

2 矿石结构、构造(1)吉林省有色金属地质勘查局六○七队. 吉林省桦甸市大秃顶子金锑矿勘探报告[R].2017.

通过对矿石的观察及光片鉴定得知，金矿石组构简单，矿石结构主要有自形—半自形晶粒结构、他形晶粒结构，局部见固溶体分解结构、包含结构、交代溶蚀结构；矿石构造主要为稀疏浸染—浸染状构造，另见有脉状—细脉状—显微脉状构造、稠密浸染状构造。

矿石的结构包括自形晶—半自形晶粒状结构(部分星散状分布的黄铁矿等呈此结构)、他形晶粒状结构(多数金属硫化物呈此结构)、包含结构(银金矿、自然金被金属硫化物及脉石包裹)、固溶体分离结构(细小黄铜矿在闪锌矿晶体中分布构成该结构)、交代溶蚀结构(少量方铅矿交代溶蚀黄铁矿)。

矿石的构造包括稀疏浸染状构造—浸染状构造(矿石中的主要构造类型，多数金属硫化物矿物集合体形状不定，呈星散状较均匀分布构成该构造)、脉状—细脉状—显微脉状构造(石英、碳酸盐、黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等脉状细脉状交叉脉体穿插构成脉状构造)、稠密浸染状构造(矿石矿物黄铁矿等含量高，集合体呈稠密的星点状)、角砾状构造(粉砂质板岩角砾和硅化的团块状石英胶结而成，角砾呈次棱角状—次圆状)。

3 矿石化学成分(2)吉林省有色金属地质勘查局六○七队. 吉林省桦甸市大秃顶子金锑矿勘探报告[R].2017.

3.1 化学成分

矿石化学成分见表1。矿石多元素分析结果见表2。

表1 金矿石化学成分一览表Table 1 List of chemical composition of gold ore %

表2 金矿石多元素分析结果表Table 2 Analysis results of gold ore multi-element %

矿石有用组分单一，主要为金。

分析结果表明，该矿体主要伴生有用组分为银、锑。银单样(组合样)最低为1.0×10-6，最高可达34.5×10-6，平均6.15×10-6；锑单样(组合样)最低为0.005%，最高可达2.755%，平均0.389%；硫单样(组合样)最低为0.29%，最高可达2.15%，平均0.91%；砷单样(组合样)最低为0.017%，最高可达0.566%，平均0.175%。总体看与金矿品位成正比的特征，金与银、硫关系密切、与铜关系不十分密切[1]。

伴生有用组分工业指标要求银2×10-6、锑0.3%、硫2.0%[2]，金矿体中银、锑、硫均在该指标之上，但锑、硫分布不均匀，只有银进行了资源量估算。

金矿体中有害组分为As 、C等，含量甚微，不影响矿石的加工与选冶。

3.2 矿物成分

矿石由矿石矿物和脉石矿物[2]组成，在金矿体中矿石矿物为金属矿物，脉石矿物为非金属矿物。

3.2.1 金属矿物

矿石中相对含量较高的金属硫化物为黄铁矿，其他相对含量较少的金属硫化物有辉锑矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿，金属氧化物为锰铁矿及单质自然锑、自然铋，矿石中含少量其他金属矿物。

贵金属矿物主要为银金矿，少量自然金。该矿石金属硫化物有辉锑矿、黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂、磁黄铁矿(图2、图3)等，金属矿物特征见表3。

表3 金矿体中金属矿物特征一览表Table 3 Characteristics of metal minerals in gold ore bodies

图2 矿石显微照片Fig.2 Micrograph of orePy.黄铁矿；Ccp.黄铜矿；Sp.闪锌矿；Q.脉石；Ele.连生针线状银金矿

图3 银金矿显微照片Fig.3 Micrograph of electrum银金矿(Ele)在辉锑矿(Sti)中与黄铁矿(Py)脉石(Q)连生

辉锑矿：该矿石中相对含量较高的金属硫化物，多呈纤维状、长条状、针柱状或细粒状在矿石中分布。聚片双晶和受挤压变形常见，单晶多0.03～0.10 mm，集合体较粗大0.5 mm，个别粒径可达数毫米以上。辉锑矿与其他金属矿物互连生，辉锑矿与金矿物关系密切，是金矿物的重要载体矿物，辉锑矿质量分数1.1%。

黄铁矿：该矿石中含量最多的金属硫化物，多呈半自形晶—他形晶，少呈自形晶粒状或集合体在矿石中浸染状—稠密浸染状分布。单晶粒级多0.05～0.10 mm，集合体粒径多0.30～0.50 mm，局部数毫米以上。黄铁矿与其他金属硫化物辉锑矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿等互连生，部分黄铁矿晶体表面轻度污染，部分黄铁矿呈微、细脉状在矿石中分布，部分黄铁矿晶体中有脉石分布，黄铁矿与金矿物关系密切，是金矿物的重要载体矿物，黄铁矿质量分数3.0%。

黄铜矿、黝铜矿：该矿石中相对含量较少的金属硫化物，多呈他形晶粒状或集合体，少呈半自形晶粒状或集合体在矿石中稀疏浸染状—浸染状分布。单晶粒级多0.02～0.05 mm，集合体粒径0.20～0.50 mm，局部数毫米以上。黄铜矿、黝铜矿与其他金属硫化物互连生，少量黄铜矿呈细脉状在矿石中分布，脉宽0.01～0.05 mm，铜矿物与金矿物关系密切，是金矿物的重要载体矿物，黄铜矿、黝铜矿质量分数0.10%。

方铅矿：该矿石中相对含量较少的金属硫化物，多呈他形晶，少呈半自形晶在矿石中与其他金属硫化物互连生或交代较早生成的黄铁矿等。单晶多0.01～0.05 mm，集合体多0.2～0.5 mm。少量方铅矿呈细脉状分布，脉宽0.02～0.03 mm。方铅矿与金矿物关系密切，是金矿物的重要载体矿物，方铅矿质量分数0.04%。

闪锌矿：该矿石中相对含量较少的金属硫化物，单晶较细小多0.01～0.03 mm，集合体0.2～0.5 mm。少量微细黄铜矿呈固溶体在闪锌矿晶体中分布，闪锌矿与黄铁矿等金属硫化物互连生。闪锌矿与金矿物关系密切，是金矿物重要载体矿物，闪锌矿含铁量较高，闪锌矿质量分数0.02%。

根据矿石中主要矿物交代、共熔关系，本区成矿作用划分为三个阶段，即早期石英阶段、中期含金硫化物—石英阶段、晚期黄铁矿(细粒)—石英阶段。

矿物生成顺序：半自形中粗粒黄铁矿→方铅矿、黄铜矿、银金矿、自然金→他形细粒黄铁矿[4]。

矿物组合：自然金，黄铁矿+自然金，黄铁矿→方铅矿+自然金。

3.2.2 非金属矿物

非金属矿物主要为石英、长石、碳酸盐、绿泥石、重晶石、萤石、黏土矿物等，见表4。

表4 金矿石中脉石矿物测量结果一览表Table 4 Measurement results list of gangue mineral in gold ore

石英：矿石中的主要脉石矿物，多呈他形晶粒状或集合体，单晶粒级多0.03～0.05 mm，集合体粒级数毫米以上，石英与其他金属矿物互连生，石英与金矿物关系密切，是金矿物的重要载体矿物，石英质量分数56.0%。

3.2.3 金在矿石中的赋存状态

(1)金矿物的粒度特征：显镜下统计数据分析该矿石中金矿物粒级主要以中、细粒金为主，相对质量分数为33.50%、45.50%，粗粒金、微粒金质量分数分别为11.00%、10.00%。测量结果见表5。

表5 金矿石中金矿物粒度测量结果一览表Table 5 List of particle size measurement results of gold minerals in gold ores

(2)金矿物的形态特征：测量结果见表6。

表6 金矿体脉石矿物特征一览表Table 6 List of gangue mineral characteristics of gold ore body

(3)金矿物赋存状态：主要以金的独立矿物出现，并以粒间金为主，裂隙金、包裹金次之，其测量结果见表7。金物相分析结果见表8，从结果可以看出，矿石中的金元素主要是赋存在裸露和半裸露自然金中，占61.75%。

表7 金矿物赋存状态测量结果表Table 7 Measurement results of gold mineral occurrence state

表8 金物相分析结果表Table 8 List of metallographic analysis results

3.2.4 金锑、金银元素关系

大秃顶子矿床原为锑矿床[2]，本次在锑矿化系统倾斜延伸200 m以外发现金矿体，通过分析数据统计，金银之间(图4)、金锑之间(图5)关系不密切。结合金矿体、锑矿全空间展布特征，宏观看存在上锑下金的关系，即在锑矿化系统倾斜延伸部存在金矿体。

图4 金矿体基本分析样金银相关图Fig.4 Gold and silver correlation diagram of basic analysis sample of gold ore body

图5 金矿体基本分析样金锑相关图Fig.5 Gold and stibium correlation diagram of basic analysis sample of gold ore body

4 矿床成因分析

4.1 成因类型

成矿物质来源于东南岔组，也来源于黑云母斜长花岗岩岩体，二者为成矿提供了丰富的物质来源。矿体赋存在东南岔组层间滑脱构造层中，顶、底板均为该组变质砂岩、砂质板岩，矿床为产于滑脱构造带中的变质—热液金矿床。

4.2 矿体成因分析

东南岔组中有沉积韵律，类似鲍马序列(有待进一步研究)，应为矿源层(金丰度值待查定)，含有Au(据87件样品统计黑云母斜长花岗岩岩石Au的质量分数为23.13×10-9，高出同类岩石的13倍[3])的酸性岩浆为矿液运移提供足够的热动力来源，同时提供了成矿物质来源。在背形构造翼部形成的滑脱构造为矿液运移提供了通道和容矿空间，深部的含矿热液沿滑脱构造带向上运移，并萃取地层中的Au、Ag等元素，因此含矿热液在浅部进一步叠加富集，在适应的物理化学条件下、含矿热液逐渐冷却，形成金矿体，由于Sb元素特有性质，运移能力更强，在金矿体倾斜方向上方形成锑矿体。

从矿石结构、构造、矿物组合和有益有害组分分析可知，金矿体为含金构造蚀变岩型矿体。金锑关系不密切，印证了倾斜方向上形成“上锑下金”各自独立的锑、金矿体。

5 成矿预测

大秃顶子金矿床倾斜方向深部及垂向上可能出现的平行矿化系统。1989年至1990年吉林省有色金属地质勘查局六〇七队在二道甸子金矿施工一个坑道，在其中的东南岔组中见到与地层产状相近的蚀变破碎带，有金矿化显示，个别样品金品位很高，也佐证该类型金矿的存在，同时也是预测的靶区；在蛟河市漂河镇蛇岭沟上屯金矿点ZK6号孔中发现金矿体，也产于地层中，该位置处在二道甸子弧形构造带内弧北侧。