邵擁軍，謝友良，馮雨周，張 宇，劉忠法，蔣夢同

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甘肅李壩金礦床金屬硫化物成分特征及其意義

邵擁軍1, 2，謝友良1 ,2, 3，馮雨周1, 2，張 宇1, 2，劉忠法1, 2，蔣夢同1, 2

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室，長沙 410083；2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙 410083；3. 湖南華中礦業(yè)有限公司，長沙 410003)

根據(jù)脈體穿插關(guān)系和礦物組合特征，將李壩金礦床的成礦作用劃分為熱液期和表生期，其中熱液期又可劃分為黃鐵礦階段、黃鐵絹英巖階段和多金屬硫化物階段3個成礦階段。運用電子探針(EPMA)對3個成礦階段的主要金屬硫化物(黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦)開展成分分析和Au賦存狀態(tài)分析。結(jié)果表明：李壩金礦床黃鐵礦(Co)/(Ni)比值(0.15~4.50)及閃鋅礦內(nèi)FeS分子數(shù)(18.81%~22.97%)指示該礦床形成于中高溫的物理化學(xué)環(huán)境。主要金屬硫化物含金量、黃鐵礦As-Au圖解及Au元素面掃描分析圖指示黃鐵礦和毒砂是李壩金礦床重要載金礦物，Au主要是以納米級顯微?超顯微自然金(Au0)的形式存在。綜合地質(zhì)特征及金屬硫化物的地球化學(xué)特征，推測李壩金礦床屬于與中川巖漿活動有關(guān)的中高溫中深成熱液金礦床。

金屬硫化物；化學(xué)成分；電子探針；李壩金礦床

禮岷金礦帶位于華北古陸與揚子古陸碰撞交匯處中秦嶺華力西褶皺帶南北亞帶間的禮縣—白云—山陽深大斷裂帶西段，李壩金礦床為該礦帶內(nèi)代表性的金礦床。前人在該礦區(qū)內(nèi)已經(jīng)開展了大量的地質(zhì)地球化學(xué)研究工作，并在控礦因素、成礦環(huán)境、成礦物質(zhì)來源、成巖成礦年齡、成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志等方面取得了豐富的研究成果[1?10]。但該礦床在成礦物理化學(xué)條件、金的賦存狀態(tài)以及礦床成因等方面仍然存在爭議，這也明顯制約了礦床深邊部勘察工作的進一步開展。具體而言，在成礦物理化學(xué)條件方面，張作衡等[5]對李壩金礦床流體包裹體研究結(jié)果表明該礦床均一溫度為208~475 ℃，主要在300~420 ℃之間，屬于中高溫，這與盧宗柳等[1]和黃杰等[11]對該礦床流體包裹體研究結(jié)果指示其成礦溫度屬中低溫的認識存在較大的差異；在金的賦存狀態(tài)方面，目前在李壩金礦床的相關(guān)研究認識均是基于礦相學(xué)顯微鏡觀察到的自然金，但尚不清楚金在該礦床中是否還存在其他賦存形 式[6?7, 12]。

另外，關(guān)于李壩金礦床成因的認識有早期基于大地構(gòu)造背景和地質(zhì)特征的類卡林型、造山帶型[13?14]和近些年基于地質(zhì)特征、流體包裹體、元素地球化學(xué)、同位素年代學(xué)等系統(tǒng)的地質(zhì)地球化學(xué)研究的與巖漿活動有關(guān)的熱液充填—交代型[11, 15?17]。總體上，隨著研究程度的深入，不斷有新的研究手段應(yīng)用于研究中，且對礦床成因的認識也更加清晰。但截止目前，礦區(qū)內(nèi)尚未開展過系統(tǒng)的成因礦物學(xué)研究工作。成因礦物學(xué)是現(xiàn)代礦物學(xué)的重要組成部分，其對于認識礦物形成與變化的條件和過程、礦物與介質(zhì)間的相互作用、礦物及礦床成因等方面具有重要的理論指導(dǎo)意義[18]。

電子探針(EPMA)是一種在成因礦物學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的分析技術(shù)，具有分析速度快，不損壞樣品的優(yōu)點[19]。因此，本文作者借助于電子探針測試分析技術(shù)以李壩金礦床黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦等金屬硫化物為研究對象，在野外地質(zhì)調(diào)研和室內(nèi)鑒定工作基礎(chǔ)上，運用電子探針分析技術(shù)測定并獲得了其主量元素和部分微量元素的組成數(shù)據(jù)，并開展了Au元素的面掃描分析。在此基礎(chǔ)上，探討了成礦溫度和金的賦存狀態(tài)，從而為礦床成因的探討提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

李壩金礦床分布于甘肅省禮縣境內(nèi)，大地構(gòu)造位置上位于華北古陸板塊與揚子古陸板塊碰撞接觸帶的中秦嶺華力西褶皺帶北亞帶內(nèi)，北接祁連山褶皺系和北秦嶺加里東褶皺帶，南臨中秦嶺華力西褶皺帶南亞帶和南秦嶺加里東?印支褶皺帶(見圖1(a))。區(qū)域內(nèi)出露的地層包括中泥盆統(tǒng)李壩群和西漢水組、中石炭統(tǒng)下加嶺組、中下侏羅統(tǒng)、第三系及第四系，巖性分別以細碎屑巖為主的類復(fù)理石建造，濱?淺海相的正常沉積泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖、泥巖、粉砂巖、砂巖建造，碎屑巖建造及殘積物、坡積物為主，其中中泥盆統(tǒng)李壩群是區(qū)內(nèi)金礦床的重要含礦層(見圖1(b))。區(qū)域構(gòu)造的總體格式為褶皺與斷裂組成的褶皺?斷裂構(gòu)造體系。區(qū)域構(gòu)造骨架為石家河壩復(fù)式向斜和其兩側(cè)的深大斷裂禮縣—羅壩—鎖龍口斷裂、禮縣—洮坪—葦子壩斷裂，構(gòu)造線總體方位120°~130°。區(qū)域內(nèi)巖漿活動強烈，并具有多期次活動特征，巖漿活動期主要有海西期、印支期和燕山期。礦區(qū)西南向2~3 km范圍內(nèi)出露有中川復(fù)式巖體，巖性包括黑云母二長花崗斑巖和黑云母二長花崗巖，以巖基形式產(chǎn)出，巖體與金礦化關(guān)系密切[11, 15?17]。區(qū)域內(nèi)金屬礦產(chǎn)主要以金為主，次為鈾，南部尚有銅、鉛、鋅等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

李壩金礦區(qū)內(nèi)出露地層為中泥盆統(tǒng)李壩群第二層，由一套淺變質(zhì)的細碎屑巖組成(見圖2)。礦區(qū)構(gòu)造格架為褶皺加斷裂的構(gòu)造體系。主干構(gòu)造為酒店—李壩復(fù)式背斜的次級褶皺和趙溝—申家山倒轉(zhuǎn)向斜。斷裂包括北西向、北北西向和近東西向3組斷裂，主要斷裂有F1、F3、F29、F2-1、F2-2、F8等。F1斷裂破碎帶，分布于礦區(qū)東部，為礦區(qū)主干斷裂，屬羅壩—鎖龍口斷裂的次級分支斷裂，斜向貫穿礦床東北部，走向北西向，總體南傾，局部北傾，傾向220°~230°，傾角75°~85°，延深長度大于6 km，寬50~200 m，F(xiàn)1破碎帶內(nèi)未發(fā)現(xiàn)成型礦體。礦床西南向2~3 km范圍內(nèi)出露中川復(fù)式巖體，且區(qū)內(nèi)巖脈較為發(fā)育，包括云斜煌斑巖脈和閃長巖脈。

圖1 李壩金礦大地構(gòu)造位置圖及區(qū)域地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻[11]修改)

李壩金礦區(qū)內(nèi)共圈定金礦體69條，其中規(guī)模較大的礦體有26號、26?3號、26?5號、26?7號、7?4號、7?9號、6號、6?1號、6?34號、6?35號等，且已查明的礦體均賦存于礦區(qū)內(nèi)次級斷裂破碎帶內(nèi)，嚴格受斷裂構(gòu)造破碎帶控制。26號礦體是本區(qū)內(nèi)正在開采的金屬量最大的單個礦體，該礦體賦存于F29斷裂蝕變帶內(nèi)，礦體圍巖為粉砂質(zhì)絹云母板巖、粉砂質(zhì)絹云母板巖夾變細砂巖和粉砂質(zhì)絹云母綠泥石板巖、粉砂質(zhì)絹云母綠泥石板巖夾變細砂巖及粉砂質(zhì)絹云母綠泥石板巖夾斑點狀板巖。礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀，連續(xù)性及完整性均良好，傾向北傾，傾角＞60°，長1000 m，延伸一般為230 m左右，平均厚度33.59 m，厚度變化系數(shù)68.95%，局部地段礦體隱伏并有側(cè)伏趨勢。目前已探明該礦體保有資源儲量礦石量3349.51萬t，金屬量61374.34 kg，平均品位1.83×10?6。

礦石類型可劃分為原生硫化物礦石和氧化礦礦石。其中原生硫化物礦石包括：①石英?黃鐵礦礦石(見圖3(a))；②石英?絹云母?黃鐵礦礦石(見圖3(b))；③石英?黃鐵礦?方鉛礦?閃鋅礦礦石(見圖3(c))；氧化礦礦石主要為褐鐵礦礦石(見圖3(d))。區(qū)內(nèi)主要金屬礦物為黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、褐鐵礦等；非金屬礦物包括石英、絹云母、綠泥石、方解石、石膏等。礦石的結(jié)構(gòu)主要有晶粒結(jié)構(gòu)(見圖3(e))、交代結(jié)構(gòu)(見圖3(f), (g))、固溶體分離結(jié)構(gòu)(見圖3(h))和壓碎結(jié)構(gòu)(見圖3(i))；礦石構(gòu)造包括稀疏浸染狀、細脈浸染狀、稠密浸染狀、條帶狀、塊狀及角礫狀構(gòu)造。

圖2 李壩金礦床礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)文獻[20]修改)： 1—絹云母綠泥石板巖夾變石英砂巖；2—粉砂質(zhì)板巖，石英細砂巖夾粉砂巖，變石英砂巖；3—變石英砂巖，絹云母綠泥石板巖；4—第四系堆積物；5—斷裂構(gòu)造帶；6—花崗斑巖脈；7—閃長巖脈；8—煌斑巖脈；9—金礦體；10—金礦體編號；11—采樣位置

區(qū)內(nèi)蝕變廣泛發(fā)育，主要有硅化(圖4(a))、絹云母化(見圖4(a)和(b))、綠泥石化(見圖4(c))和碳酸鹽化(見圖4(d))。

野外觀察發(fā)現(xiàn)，黃鐵礦細脈或含黃鐵礦石英細脈被含黃鐵礦絹云母的石英細脈切割(見圖4(e)和(f))，并見多金屬硫化物細脈切割錯斷含黃鐵礦絹云母的石英細脈(見圖4(f))。

根據(jù)礦脈穿插關(guān)系及礦物共生組合，將李壩金礦床成礦作用劃分為熱液期和表生期。熱液期又可劃分為黃鐵礦階段、黃鐵絹英巖階段和多金屬硫化物階段(見表1)。

黃鐵礦階段金屬礦物包括黃鐵礦和毒砂，非金屬礦物以石英為主，并有少量的方解石。黃鐵礦呈浸染狀產(chǎn)出，晶形為立方體，粒徑＞0.1 mm，為后生成的各種礦物交代溶蝕現(xiàn)象顯著，呈骸晶、孤島狀、骨架狀等交代結(jié)構(gòu)。另外，能譜定性分析指示該階段黃鐵礦顆粒內(nèi)發(fā)育細小不規(guī)則狀輝鉬礦包體(見圖5(a))。毒砂呈自形?半自形粒狀，粒徑大小為0.06~0.3 mm，較為破碎，與黃鐵礦伴生，可見其被黃鐵礦交代溶蝕，表明黃鐵礦生成順序晚于毒砂。

圖3 李壩金礦床礦石類型及顯微照片：(a) 浸染狀黃鐵礦礦石；(b) 黃鐵絹英巖；(c) 細脈浸染狀多金屬硫化物礦石；(d) 塊狀褐鐵礦礦石；(e) 自形?半自形立方體晶粒黃鐵礦(?)；(f) 閃鋅礦交代溶蝕黃鐵礦(?)；(g) 方鉛礦交代溶蝕毒砂(?)；(h) 閃鋅礦與黃銅礦構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)(?)；(i) 閃鋅礦壓碎結(jié)構(gòu)(?)；Py—黃鐵礦；Apy—毒砂；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Cpy—黃銅礦；Lm—褐鐵礦；Qtz—石英；Ser—絹云母

圖4 李壩金礦床典型地質(zhì)現(xiàn)象照片：(a) 產(chǎn)于絹云母板巖內(nèi)的團塊狀石英；(b) 絹云母板巖內(nèi)黃鐵礦呈星散狀分布；(c) 綠泥石絹云母板巖；(d) 斑點狀板巖內(nèi)斑點成分包括石英、絹云母、方解石和黃鐵礦(?)；(e) 含黃鐵礦絹云母石英細脈切割錯斷黃鐵礦細脈；(f) 含黃鐵礦絹云母石英細脈切割錯斷黃鐵礦細脈并被多金屬硫化物細脈切割錯斷；Py—黃鐵礦；Qtz—石英；Ser—絹云母；Cal—方解石

表1 李壩金礦床礦物生成順序簡表

Table 1 Simplified paragenetic sequence of minerals from Liba gold deposit

黃鐵絹英巖階段礦物主要有黃鐵礦、石英、絹云母。黃鐵礦呈浸染狀、團塊狀及細脈狀產(chǎn)出；以微細粒狀自形?半自形立方體為主(見圖3(e))，粒徑不等。

多金屬硫化物階段礦物成分包括黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、石英、絹云母、綠泥石和少量的方解石。黃鐵礦晶形為自形?半自形立方體、五角十二面體或他形粒狀晶，粒徑＞0.1 mm。毒砂自形程度高，橫切面呈板狀、菱形，粒徑大小為0.2~3.0 mm。閃鋅礦在礦體中呈細脈狀穿插，顏色較深，呈暗黑色。礦相顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，閃鋅礦呈半自形?他形粒狀，粒徑不等，部分樣品閃鋅礦遭受后期壓力作用較為破碎(見圖3(i))。黃銅礦呈他形不規(guī)則粒狀，粒徑＜0.1 mm；方鉛礦呈他形不規(guī)則粒狀，粒徑不等。礦相顯微鏡下可見黃鐵礦交代溶蝕毒砂，閃鋅礦交代溶蝕毒砂和黃鐵礦(見圖3(f))，方鉛礦交代溶蝕毒砂(見圖3(h))、黃鐵礦和閃鋅礦，黃銅礦與閃鋅礦常構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)(見圖3(h))。另外，能譜定性分析指示部分黃鐵礦顆粒內(nèi)發(fā)育有細小不規(guī)則狀閃鋅礦和方鉛礦包體(見圖5(b)和(c))。上述各金屬硫化物的伴生關(guān)系表明其生成順序從早到晚依次為毒砂→黃鐵礦→閃鋅礦(黃銅礦)→方鉛礦。

表生期金屬礦物以褐鐵礦為主。褐鐵礦呈紅褐色，在礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，顯微鏡下特征表現(xiàn)為呈半自形?他形針狀、不規(guī)則狀，粒徑＜0.1 mm。

圖5 李壩金礦黃鐵礦內(nèi)包體能譜定性分析：(a) 黃鐵礦階段黃鐵礦(BSE)；(a′) 黃鐵礦階段黃鐵礦中包裹體能譜定性分析；(b) 多金屬硫化物階段黃鐵礦(－)；(b′) 多金屬硫化物階段黃鐵礦中包裹體能譜定性分析；(c) 多金屬硫化物階段黃鐵礦(－)；(c′) 多金屬硫化物階段黃鐵礦中包裹體能譜定性分析；Py—黃鐵礦；Mo—輝鉬礦；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦

3 樣品采集及測試方法

本次研究所涉及的樣品均采自礦區(qū)內(nèi)6號和26號礦體(見圖2)。選取黃鐵礦階段黃鐵礦(D009-1、D009-7、D049-1)和毒砂(D049-1)；黃鐵絹英巖階段黃鐵礦(D015-1、D018-1)及多金屬硫化物階段黃鐵礦(D009-8、D044-1)、毒砂(D019-1)和閃鋅礦(D009-8、D019-1、D048-2)進行電子探針點成分分析(見表2)。

樣品的電子探針分析在中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室電子探針分析實驗室完成。測試儀器為島津EPMA?1720H型電子探針分析儀。點成分分析條件為加速電壓為15 kV，電子束流為10 nA，電子束斑大小為Min。校正方法為ZAF校正，檢測限為0.01%。標(biāo)樣采用天然礦物，面掃描分析條件為加速電壓為15 kV，電子束流為20 nA，電子束斑大小為Min。測試結(jié)果見表3、4和5。

表2 樣品類型及采樣位置

表3 李壩金礦床黃鐵礦主量元素和微量元素測試結(jié)果

續(xù)表3 Continued from Table 3

Test unit: EPMA laboratory, Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geologicao Environment Monitor (Central South University), Ministry of Education. (Number “0” mean that content of element is less than 0.01%;

Fe=[(Fe)×100?46.67]/46.67×100%;S=[(S)×100?53.33]/53.33×100%)

表4 李壩金礦床毒砂主量元素和微量元素測試結(jié)果

Test unit: EPMA laboratory, Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geologicao Environment Monitor (Central South University), Ministry of Education (Number “0” mean that content of element is less than 0.01%).

表5 李壩金礦床閃鋅礦電子探針微區(qū)成分分析結(jié)果

Test unit: EPMA laboratory, Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geologicao Environment Monitor (Central South University), Ministry of Education (Number “0” mean that content of element is less than 0.01%; FeS=[(Fe)/r(Fe)]/[(Fe)/r(Fe)+(Zn)/r(Zn)]).

4 測試結(jié)果

4.1 黃鐵礦化學(xué)成分特征

黃鐵礦主量元素理論含量為Fe：46.67%；S：53.33%，(Fe)/(S)比值為0.875。另外，F(xiàn)e和S參數(shù)可以用來指示黃鐵礦樣品中元素Fe和S偏離理論值的程度，F(xiàn)e和S的詳細計算方法參照嚴育通等[21]。由表3可知，黃鐵礦階段、黃鐵絹英巖階段和多金屬硫化物階段李壩金礦床黃鐵礦中(Fe)/(S)比值分別為0.86~0.88；0.85~0.88；0.86~0.89。Fe為?1.74~ 0.02；?4.30~0.58；?3.76~0.19；S為?2.08~?1.35；?2.30~ 0.84；?3.84~?1.20。可以看出，從黃鐵礦階段到多金屬硫化物階段，黃鐵礦的(S)/(Fe)比值、Fe值及S值表現(xiàn)出低→高→低的演化趨勢。

4.2 毒砂化學(xué)成分特征

從表4中可以看出，李壩金礦床黃鐵礦階段毒砂中As、S、Fe、Co的含量分別為43.88%~46.90%、 20.10%~21.76%、33.98%~34.83%、0.10%~0.43%；平均值分別為45.32%、20.90%、34.30%、0.20%。多金屬硫化物階段毒砂中As、S、Fe、Co的含量分別為42.19%~43.81%、20.53%~22.65%、34.31%~35.97%、0.01%~0.09%；平均值分別為42.73%、22.09%、35.44%、0.05%。另外，毒砂內(nèi)還含有極少量的Au?？梢?，李壩金礦床的毒砂中As、S的變化范圍較大，從黃鐵礦階段至多金屬硫化物階段，毒砂中As和Co元素含量降低，S和Au元素含量升高。

4.3 閃鋅礦化學(xué)成分特征

由表5可知，李壩金礦床閃鋅礦中Zn含量為51.00%~54.3%，平均52.47%；S含量為31.94%~ 32.92%，平均32.46%；Fe含量為10.84%~13.10%，平均12.06%；Cd含量為1.91%~2.22%，平均2.05%。總體上，閃鋅礦中Zn含量的變化隨Fe和Cd的含量的增加而減少，且顯微照片及背散射圖像中未發(fā)現(xiàn)閃鋅礦內(nèi)有分散元素Fe和Cd的獨立礦物，指示Fe和Cd是以類質(zhì)同象的形式賦存于閃鋅礦中。另外，閃鋅礦中還含有少量的Mn、Ge、Se、In等微量元素。

5 討論

5.1 成礦溫度

系統(tǒng)的礦相學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，黃鐵礦階段和黃鐵絹英巖階段黃鐵礦為自形或半自形立方體晶粒，多金屬硫化物階段黃鐵礦出現(xiàn)較多的五角十二面體晶粒，黃鐵礦晶粒結(jié)構(gòu)的變化特征指示從黃鐵礦階段至多金屬硫化物階段黃鐵礦的形成溫度總的變化趨勢為逐漸降低[22]。

另外，研究發(fā)現(xiàn)黃鐵礦和閃鋅礦中某些微量元素及其比值對研究該礦物形成時的物理化學(xué)環(huán)境有一定的指示作用。其中黃鐵礦的(Co)/(Ni)比值受溫度的影響，溫度越高，則黃鐵礦(Co)/(Ni)比值越大[23]。李壩金礦床黃鐵礦的電子探針測試結(jié)果(見表3)顯示，自黃鐵礦階段至多金屬硫化物階段黃鐵礦(Co)/(Ni)比值分別為1~5(平均2.29)；0.75~4.00(平均1.95)；0.15~4.50(平均1.67)，呈高→低的變化趨勢，表明黃鐵礦形成溫度的變化規(guī)律為高→低，這與上述論證結(jié)果一致。

此外，研究表明當(dāng)閃鋅礦與黃鐵礦共生時，可利用閃鋅礦內(nèi)FeS分子數(shù)來估算成礦溫度范圍[24]。通過計算得出李壩金礦床閃鋅礦中FeS分子數(shù)為18.81%~ 22.97%，II型閃鋅礦FeS分子數(shù)為18.81%~22.97%。從圖6中可以看出，李壩金礦床閃鋅礦14個點落入有效位置上，對應(yīng)溫度為260~282 ℃，指示李壩閃鋅礦的成礦溫度屬于中溫[24?25]。

綜上所述，認為李壩金礦床形成于中高溫的物理化學(xué)環(huán)境，這與張作衡等[5]通過研究該礦床流體包裹體均一溫度指示其形成于中高溫環(huán)境下的結(jié)論相一致。

圖6 閃鋅礦中FeS含量與溫度關(guān)系(據(jù)文獻[24]修改)

5.2 金的賦存狀態(tài)

據(jù)李壩金礦床電子探針測試結(jié)果(見表3、4和5)，黃鐵礦階段樣品中黃鐵礦點分析共12個點中，2個點檢測出金，含金率為16.7%；黃鐵絹英巖階段樣品中黃鐵礦點分析共15個點中，9個點檢測出金，含金率為60%；多金屬硫化物階段樣品中黃鐵礦點分析共12個點中，7個點檢測出金，含金率為58.33%。黃鐵絹英巖階段和多金屬硫化物階段毒砂含金率(44.44%)高于黃鐵礦階段(10%)。李壩金礦床閃鋅礦不含金，說明黃鐵礦和毒砂為礦區(qū)內(nèi)重要的載金礦物，且黃鐵絹英巖階段和多金屬硫化物階段為形成金的主要成礦階段，最高含金量達0.12%。

另外，該礦床不同成礦階段黃鐵礦和毒砂測點中均表現(xiàn)為部分測點高出檢測限，部分低于檢測限，反映金在黃鐵礦和毒砂中的分布在電子探針分辨率下是不均勻的，可能存在金的富集點。結(jié)合系統(tǒng)的礦相顯微鏡觀察未發(fā)現(xiàn)可見金這一事實，暗示金可能是以納米級顯微或超顯微顆粒金、晶格金(固溶體金)的形式賦存于黃鐵礦和毒砂中[26?27]。

REICH等[26]借助高分辨率透射電鏡和多種光譜技術(shù)，對美國幾個卡林型金礦床和淺成低溫?zé)嵋航鸬V床中金的賦存狀態(tài)進行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)金與砷呈楔形狀分布，并確定了金在黃鐵礦中的溶解度極限(Au=0.02As+4×10?5)。位于溶解度限制線上方區(qū)域，金以納米級顯微或超顯微自然金顆粒(Au0)形式賦存于黃鐵礦中；位于溶解度限制線下方區(qū)域，金以不可見金固溶體(Au+)形式賦存于黃鐵礦中。李壩金礦床3個成礦階段黃鐵礦在Au?As關(guān)系圖(見圖7)中投點結(jié)果顯示，不同階段在限制線上下兩個區(qū)域均有落點，且多數(shù)集中于上方楔形區(qū)，表明本區(qū)黃鐵礦中金的賦存狀態(tài)以納米級顯微或超顯微自然金的形式為主，同時也有少量金以固溶體金的形式存在。

圖7 李壩金礦床黃鐵礦Au-As關(guān)系圖(據(jù)文獻[26]修改)

為了更清楚地認識李壩金礦床黃鐵礦中金的賦存狀態(tài)，選擇黃鐵礦階段的黃鐵礦和毒砂顆粒、黃鐵絹英巖階段的黃鐵礦顆粒及多金屬硫化物階段的黃鐵礦和毒砂顆粒開展金元素的EPMA面掃描分析。

從圖8中可以看出，不同成礦階段黃鐵礦的金元素圖在EPMA分辨率下顯示總體上分布較為均勻，且金色調(diào)高于基質(zhì)，說明黃鐵礦和毒砂是李壩金礦床內(nèi)重要的載金礦物。另外，可以看到圖中有極少量Au的高亮點，反映了黃鐵礦和毒砂中存在金的富集點。金元素圖中高亮點很少可能是由于李壩礦區(qū)內(nèi)黃鐵礦中金的粒度大多小于電子探針電子束的分辨率(1~2 μm)[27]。綜上所述，認為李壩金礦床黃鐵礦和毒砂中Au的賦存狀態(tài)主要是以納米級顯微?超顯微顆粒金存在的，且粒徑小于電子探針電子束的分辨范圍(1~2 μm)，少量以晶格金的形式存在。

檢驗組患者56例,血清膽紅素水平為(9.34±2.64)、尿酸水平(356.49±25.72);對照組健康人數(shù)48例,血清膽紅素水平為(15.77±2.98)、尿酸水平(274.36±20.64);血清膽紅素水平為(t=11.667,P=0.000)、尿酸水平(t=17.756,P=0.000)兩組經(jīng)過比較檢驗組血清蛋白水平顯著低于對照組,檢驗組尿酸水平顯著高于對照組(P<0.05),均存在統(tǒng)計學(xué)意義。

5.3 礦床成因

基于前人研究資料和野外細致的觀察發(fā)現(xiàn)，區(qū)域上金礦床(點)在泥盆系和石炭系地層內(nèi)均有分布，且這些金礦床(點)與李壩礦床具有相似的地質(zhì)特征和礦化特征，應(yīng)屬同一類型的金礦床[3?6, 8, 16]。這種特征表明地層對成礦無明顯的控制性。

李壩金礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，其中F1斷裂為區(qū)內(nèi)的主干斷裂，斷裂帶內(nèi)見有有弱的礦化和較強的硅化、絹云母化、碳酸鹽化等蝕變現(xiàn)象，但未發(fā)現(xiàn)有成規(guī)模的礦體，而其次級斷裂構(gòu)造則為礦體的主要賦存部位(見圖2)，表明該斷裂構(gòu)造僅為熱液運移的通道，即導(dǎo)礦構(gòu)造[11, 15]。另外，礦區(qū)內(nèi)北西向、北北西向、近東西向等三組次級斷裂，為重要的容礦構(gòu)造，控制著礦體形態(tài)、大小、產(chǎn)狀及空間展布。

區(qū)域上金礦床與巖漿巖有密切的空間關(guān)系，禮岷金礦帶內(nèi)的礦床(點)均圍繞中川巖體分布于距巖體0.8~3.0 km范圍內(nèi)(見圖1(b))，李壩金礦床即位于中川巖體北東約2 km處，這種礦床(點)與巖體有規(guī)律的空間分布特征顯示出金礦化與巖漿活動密切相關(guān)。另外，前人通過同位素地球化學(xué)手段從成礦物質(zhì)來源、成礦流體來源和成巖成礦年代學(xué)等方面對礦區(qū)內(nèi)巖漿巖與成礦的關(guān)系進行了深入分析：S同位素特征指示礦石中硫的來源具有多源性，為巖漿硫和地層硫的混合 硫[1, 3, 11]；Pb同位素特征顯示礦石與中川巖體和區(qū)內(nèi)巖脈具有相似性，均為深部殼源成因[11]；H—O同位素組成特征指示本礦床含礦熱液以巖漿水為主[3?4, 8]。成巖成礦年代學(xué)研究結(jié)果顯示成礦年齡為171.6~ 211.1 Ma；成巖年齡包括印支期(264 Ma)和燕山期(142~200 Ma)兩個階段[4, 11, 28?30]。可以看出，該礦床成礦作用與中川巖體燕山期活動是同時的。綜上所述，李壩金礦床成礦與礦區(qū)內(nèi)各巖體(脈)在時間、空間、成因等方面緊密相連。

另外，礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有大量的黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等金屬硫化物，且黃鐵礦在不同成礦階段的演化過程中均有發(fā)育。研究發(fā)現(xiàn)，黃鐵礦和閃鋅礦化學(xué)成分特征對揭示礦物成因及礦床類型具有重要的指示意義[31?33]。黃鐵礦的(Co)/(Ni)比值、Fe/S?(As)圖解、(As)?(Co)?(Ni)圖解及(Ni)?(Co)關(guān)系圖解具有一定的標(biāo)型意義，對判定黃鐵礦成因及區(qū)分礦床類型具有重要的指示作用[21]。研究發(fā)現(xiàn)，沉積成因的黃鐵礦Co和Ni含量較低，(Co)/(Ni)＜1；巖漿熱液成因的黃鐵礦Co和Ni含量變化較大，1＜(Co)/(Ni)＜5；火山成因的黃鐵礦Co含量較高，Ni含量較低；(Co)/(Ni)值為5~50[34?36]。

圖8 李壩金礦床黃鐵礦和毒砂背散射及金元素面掃描圖片：(a) 黃鐵礦階段黃鐵礦(BES)；(a′) 黃鐵礦階段黃鐵礦中Au元素面掃描照片；(b) 黃鐵絹英巖階段黃鐵礦(BES)；(b′) 黃鐵絹英巖階段黃鐵礦中Au元素面掃描結(jié)果；(c) 多金屬硫化物階段黃鐵礦(BES)；(c′) 多金屬硫化物階段黃鐵礦中Au元素面掃描結(jié)果；(d) 黃鐵礦階段毒砂(BES)；(d′) 黃鐵礦階段毒砂中Au元素面掃描結(jié)果；(e) 多金屬硫化物階段毒砂(BES)；(e′) 多金屬硫化物階段毒砂中Au元素面掃描結(jié)果；Py—黃鐵礦；Apy—毒砂；Au—金

圖9 李壩金礦床成因類型判別圖解(據(jù)文獻[21]和[37]修改)：(a)黃鐵礦δFe/δS?w(As)關(guān)系圖；(b)黃鐵礦w(As)?w(Co)?w(Ni)三角圖；(c)黃鐵礦w(Ni)?w(Co)關(guān)系圖；(d)閃鋅礦w(In)?w(Ge)關(guān)系圖

由表2可知李壩金礦床黃鐵礦的(Co)/(Ni)比值均落入1~5范圍內(nèi)或其附近，具有巖漿熱液型礦床的特征。另外，李壩金礦床黃鐵礦Fe/S?(As)圖解(見圖9(a))、(As)?(Co)?(Ni)圖解(見圖9(b))和(Ni)?(Co)圖解(見圖9(c))均顯示該礦床為巖漿熱液成因。此外，前人提出可以利用在閃鋅礦(In)?(Ge)關(guān)系圖中投點的方法來判別閃鋅礦成因及礦床類型[37]。從圖9(d)中可以看出，李壩金礦床閃鋅礦投點較為集中，均落入“巖漿?火山熱液有關(guān)的閃鋅礦范圍內(nèi)，表明李壩金礦床閃鋅礦的形成與巖漿熱液作用密切相關(guān)。綜合分析認為李壩金礦床屬于與巖漿活動有關(guān)的熱液型金礦床。

6 結(jié)論

1) 李壩金礦床主要金屬硫化物化學(xué)成分特征為：從黃鐵礦階段至多金屬硫化物階段，黃鐵礦的(Fe)/(S)比值表現(xiàn)出低→高→低的演化趨勢，且均低于理論比值；毒砂中As和Co元素含量降低，S元素含量升高；閃鋅礦中Zn含量的變化隨Fe和Cd的含量的增加而減少。

3) 黃鐵礦和毒砂是李壩金礦區(qū)內(nèi)重要的載金礦物，黃鐵絹英巖階段和多金屬硫化物階段是主要的成礦階段；該礦床黃鐵礦和毒砂中Au的賦存狀態(tài)是以納米級顯微?超顯微自然金(Au)的形式存在，少量以固溶體金(Au+)的形式存在。

4) 李壩金礦床黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦等金屬硫化物化學(xué)成分特征指示李壩金礦床屬于與巖漿活動有關(guān)的中高溫?zé)嵋盒徒鸬V床。

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SHAO Yong-jun1, 2, XIE You-liang1, 2, 3, FENG Yu-zhou1, 2, ZHANG Yu1, 2, LIU Zhong-fa1, 2, JIANG Meng-tong1, 2

(1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geologicao Environment Monitor (Central South University), Ministry of Education, Changsha 410083, China; 2. School of Geoscience and Infophysics, Central South University, Changsha 410083, China;3. Hunan Huazhong Mining Co., Ltd., Changsha 410083, China)

Based on the ore veins intercalation and minerals association, the mineralization in Liba gold deposit can be divided into hydrothermal stage and exogenous stage. The hydrothermal stage consists of three phases, which are pyrite phase, beresite phase, and polymetallic phase. Component analysis and Au distribution states analysis of metal sulfides (pyrite, arsenopyrite, sphalerite) of three phases were carried out by means of electron probe microanalysis (EPMA). The results show that the(Co)/(Ni) ratio(0.15?4.50) of pyrite and FeS molecular number(18.81%?22.97%) in sphalerite indicate that the Liba gold deposit forms in the medium-high temperature environment. The Au content, As-Au relationship diagram and distribution analysis of Au element in metal sulfides indicate that pyrite and arsenopyrite are the main gold-bearing minerals in Liba gold deposit, besides micro and sub-micro native gold inclusion are the dominant occurrence in pyrite and arsenopyrite. Based on the geological characteristics and the component characteristic of metal sulfides, Liba gold deposit is regarded as a medium-high temperature and medium-deep hydrothermal gold deposit which is closely related to Zhongchuan instructive.

metal sulfides; component; EPMA; Liba gold deposit

(編輯 何學(xué)鋒)

Project(2015CX008) supported by Innovation-driven Plan in Central South University, China

2016-09-02;

2017-03-21

SHAO Yong-jun; Tel: +86-13973149482; E-mail: shaoyongjun@126.com

中南大學(xué)“創(chuàng)新驅(qū)動計劃”項目(2015CX008)

2016-09-02；

2017-03-21

邵擁軍，教授，博士；電話：13973149482；E-mail: shaoyongjun@126.com

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.12.21

1004-0609(2017)-12-2567-16

P591

A