王 敏，李 健，汪立今，馬海杰，胡耀華，肖 飛，王 永，王見蓶

(1.新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830049；2.新疆有色地質(zhì)勘查局七0三隊，新疆 伊寧 835000；3.新疆西部黃金股份有限公司，新疆 伊寧835000)

0 前言

新疆加曼特金礦床初步認(rèn)為是中低溫淺成熱液型金礦床[1?4]，該礦礦石類型主要為石英脈型，次為火山角礫巖型、蝕變巖型，賦礦圍巖主要為大哈拉軍山組火山凝灰熔巖，南部與北部分別有石英鈉長斑巖和花崗斑巖出露，酸性巖脈受斷裂控制明顯.其成礦流體顯示低溫、低鹽度和低密度的性質(zhì).其金品位較低，石英脈型礦石平均品位為2.53×10?6.

加曼特金礦的礦石礦物成分組合達(dá)十余種，總的來看，基本為金屬硫化物型組合.礦物組分較復(fù)雜(表1)，除了金、銀礦系列外，金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、白鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、藍(lán)銅礦、孔雀石等；脈石礦物主要是石英、重晶石、絹云母、方解石和粘土礦物等.其礦物組合與中低溫礦物組合一致，表明加曼特金礦成礦作用發(fā)生在中低溫?zé)嵋鹤饔秒A段.目前為止有八種銅硫化物礦物被鑒定出[5]：銅藍(lán)Cu1.00S、雅硫銅礦Cu1.12S、斯硫銅礦Cu1.40S、吉硫銅礦Cu1.60S、斜方藍(lán)輝銅礦Cu1.75S、藍(lán)輝銅礦Cu1.80S、久輝銅礦Cu1.97S、輝銅礦Cu2.00S.其中，雅硫銅礦、斯硫銅礦（Goble，1980）和吉硫銅礦是20世紀(jì)80年代被人們從已知的銅硫化物中區(qū)別出，當(dāng)時未被王璞等收錄入《系統(tǒng)礦物學(xué)》[6]，其具體結(jié)構(gòu)未被完全測定.基于硫原子堆積方式，該銅硫化物系列可分為三大類：（1）斜方藍(lán)輝銅礦和藍(lán)輝銅礦以及吉硫銅礦，其結(jié)構(gòu)為立方緊密堆積；（2）久輝銅礦和輝銅礦，其結(jié)構(gòu)呈六方緊密堆積；（3）銅藍(lán)以及雅硫銅礦和斯硫銅礦，其結(jié)構(gòu)是六方緊密堆積和共價鍵聯(lián)相結(jié)合.

表1 礦石礦物成分一覽表

1 樣品與實驗方法

本次研究的樣品采自加曼特礦區(qū)的12號勘探線鉆孔ZK1201的巖芯樣，孔口位于12號勘探線，孔口標(biāo)高為2 273.0 m，樣品圍巖主要為火山凝灰熔巖，巖石蝕變主要為硅化、綠簾石化，鉆孔上部穿過石英鈉長斑巖，石英脈上下盤黃鐵礦化明顯.該樣品的采樣點在石英脈及其網(wǎng)脈帶，位于主礦體的高品位區(qū)，基本上代表了該區(qū)金礦體的礦石礦物組合特征.

在實驗室內(nèi)，對所采樣品的金屬礦物進(jìn)行了以下實驗：（1）將采集樣品磨光、薄片，在偏光鏡下進(jìn)行礦相學(xué)觀察、描述與照相，初步確定礦石的礦物成分；（2）利用電子探針對光片中疑似金礦物及其伴生未知礦物做成分定性、定量分析，在這個過程中，首次發(fā)現(xiàn)了輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦，且與金伴生關(guān)系密切.

測試儀器：電子探針（JEOL日本電子株式會社，型號：JXA-8230），測試單位：新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)試驗研究所，測試條件為加速電壓：20kv，束流：1.00×10?8A，束斑直徑為Au：1～5μ.

2 銅硫化物礦物的鏡下特征

通過電子顯微鏡下觀察及電子探針分析首次發(fā)現(xiàn)了輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦這三種銅硫化物，且見有金礦物被包裹于其中.結(jié)合野外觀察和室內(nèi)鑒定，加曼特金礦床的成礦作用過程可分為以下五個成礦階段：（1）石英-弱黃鐵礦化階段；（2）石英-硅化階段；（3）石英-硫化物階段（主成礦階段）；（4）石英-硅酸鹽-少硫階段；（5）表生淋濾期.其中（3）、（4）、（5）階段均有銅硫化物礦物生成，本文所研究的輝銅礦等礦物是（3）階段的產(chǎn)物，該階段系列礦物與其它金屬硫化物（如黃鐵礦、方鉛礦等）相伴生，呈不規(guī)則他形粒狀，粒徑很粗，多在0.04～3.4 mm，多呈交代結(jié)構(gòu)，有的被自然銅所交代，有的被褐鐵礦沿邊緣交代而呈環(huán)帶分布.輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦在圖1中均標(biāo)注為Cc.

圖1 加曼特金礦礦石中銅硫化物礦物

上述現(xiàn)象表明，加曼特金礦區(qū)的輝銅礦等銅硫化物系列礦物并非常見的氧化、次生富集作用的產(chǎn)物，而是后期熱液蝕變過程中原生金屬硫化物的交代或出溶產(chǎn)物，由此，對該礦區(qū)原生銅硫化物進(jìn)行詳細(xì)分析有利于探究其成礦環(huán)境與條件.

3 銅硫化物礦物的電子探針分析

通過電子探針分析（表2）可以看出，該系列礦物中Au的含量為0～0.051%，平均值為0.020%；Ag的含量大多在0.061～0.612%區(qū)間范圍內(nèi)，平均值較高，為0.336%，樣品G1-005中銀的含量高達(dá)21.102%；Fe、Zn含量較高，其平均值分別為0.290%和0.070%；As在其中含量較少，分布不均勻，其平均值為0.057%.

表2 礦石中銅硫化物礦物電子探針分析結(jié)果（%）

據(jù)李勝榮等，各銅硫化物礦物的晶體化學(xué)式計算[7]結(jié)果如表3所示，特別說明，其中樣品G1-005，按照Cu與S比值直接計算得到的化學(xué)式為Cu1.50S，但由于其類質(zhì)同象Cu的Ag比重較大，高達(dá)21.102%，故將兩者總和采用以上方式計算得出的陽離子總和代替銅離子，故為Cu1.85S.

表3 晶體化學(xué)式

4 對比紫金山金銅礦二元銅硫化物

劉羽等對紫金山金銅礦床的二元銅硫化物進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究[8?10]，紫金山金銅礦屬少見的高硫型淺層低溫?zé)嵋旱V床，其銅礦的主要礦石礦物由銅藍(lán)-藍(lán)輝銅礦-硫砷銅礦組成,雖然未發(fā)現(xiàn)斯硫銅礦和吉硫銅礦，但劉羽等認(rèn)為在紫金山金銅礦存在著介于銅藍(lán)和輝銅礦之間的Cu︰S=1～2的完整銅-硫礦物系列，據(jù)Cu︰S比值（即晶體化學(xué)簡式）可將銅硫化物系列分為八種礦物，紫金山金銅礦床與加曼特礦床共出現(xiàn)了以表4中所列出的其中六種礦物.

表4 加曼特金礦與紫金山金銅礦銅硫化物礦物對照表

Cu︰S≥1.75的銅硫化物與Cu︰S≤1.60的銅硫化物的礦物結(jié)構(gòu)存在顯著的差異,反映在Cu2+和Cu+的配位數(shù)上,Cu2+占據(jù)三角形配位位置,Cu+占據(jù)四面體配位位置[5].這種結(jié)構(gòu)差異也是礦物形成時氧逸度或硫逸度環(huán)境的反映,因為Cu2+通常形成于富氧和高硫條件.而隨著Cu︰S原子數(shù)比值的不斷增大，Cu2+︰Cu+離子數(shù)比值不斷減少，最終標(biāo)準(zhǔn)輝銅礦Cu2.00S中無Cu2+離子.以斜方藍(lán)輝銅礦為界，加曼特金礦只存在Cu︰S≥1.75的輝銅礦，即藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦和輝銅礦，這三者普遍高Cu+低Cu2+，而紫金山金銅礦床同時出現(xiàn)斜方藍(lán)輝銅礦、雅硫銅礦、銅藍(lán)等相對富Cu2+離子的銅硫化物，與該高硫化淺成低溫?zé)嵋旱V床礦帶主體所處的高氧化-高硫化帶相比較，加曼特金礦主礦區(qū)所處環(huán)境相對還原并低硫化.

據(jù)姚鳳良等，加曼特金礦的礦區(qū)特征與低硫化型淺成低溫?zé)嵋航鸬V的主要特征大致相符[11]，而上述其銅硫化物礦物的特征亦揭示主礦區(qū)的低硫化環(huán)境，只需進(jìn)一步取證找到標(biāo)志性礦物冰長石，便可判定加曼特金礦為低硫化型淺成低溫?zé)嵋航鸬V.

5 小結(jié)與問題

（1）通過電子顯微鏡下觀察及電子探針分析首次發(fā)現(xiàn)了輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦這三種銅硫化物，并且鏡下觀察到，輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、金礦物等相伴生，與其它金屬硫化物存在交代與共生關(guān)系，說明加曼特礦區(qū)的輝銅礦等銅硫化物系列礦物為原生礦物，非后期氧化產(chǎn)物；

（2）通過電子探針數(shù)據(jù)的分析，準(zhǔn)確計算了所采樣中出現(xiàn)的銅硫化物礦物的晶體化學(xué)式，Cu與Ag、Fe、Zn等發(fā)生較為明顯的類質(zhì)同象；

（3）紫金山金銅礦存在著介于銅藍(lán)和輝銅礦之間的Cu︰S=1～2的完整銅-硫礦物系列，而加曼特金礦只存在Cu︰S≥1.75的藍(lán)輝銅礦、久輝銅礦與輝銅礦，與紫金山礦區(qū)礦帶主體所處的高氧化-高硫化環(huán)境相比較，加曼特金礦目前工作區(qū)所處環(huán)境相對還原并低硫化，這為進(jìn)一步判定加曼特金礦是高硫化型或是低硫化型淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床奠定了一定的基礎(chǔ).