矿石类型及组成

（一）矿石类型

抱伦及外围金矿石自然类型可分为2种，含金石英脉型矿石和含金蚀变岩型矿石，而前者为该矿床最主要的矿石类型。根据矿物组合特征的不同，可将石英脉型矿石自然类型进一步划分为含金石英脉型、含金碳酸盐-石英脉型和含金多金属硫化物-石英脉型。矿石化学成分及含量见表3-12。

表3-12 含金石英脉型金矿石化学全分析结果　w（B）/%

1含金石英脉型

脉石矿物主要是浅黑色石英，少量呈乳白色，石英总含量可在90%～95%以上；少量绢云母、金红石和绿泥石；局部含有碳酸盐矿物，呈细脉状或在硫化物细脉的两侧呈镶边状。金属矿物含量低，一般为1%～5%，局部可达10%～15%，主要是硫化物、铋化物和碲化物。硫化物以黄铁矿和磁黄铁矿为主，少量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等；铋化物和碲化物种类很多，有自然铋、黑铋金矿、硫金铋矿、辉铋矿、硫铋铅矿、斜方硫铋铅矿、柱硫铋铅矿、卡辉铋铅矿、柱辉铋铅矿、赫碲铋矿、硫碲铋矿、碲铋矿、辉碲铋矿等。呈自形—他形粒状结构、镶嵌结构，浸染状构造、网脉状构造、角砾状构造。

2含金碳酸盐-石英脉型

脉石矿物主要为碳酸盐矿物，可占20%～35%，呈自形—半自形晶，白色到浅粉色，颗粒较粗大；石英含量60%～74%，主要呈乳白色。金属矿物5%左右，局部可达15%～20%，主要是黄铁矿、闪锌矿和方铅矿，少量黄铜矿、磁黄铁矿。

含金碳酸盐-石英脉型矿石中常见微晶簇状或梳状石英，说明生长过程中有自由空间，可能是在张性裂隙中形成的。

3含金多金属硫化物-石英脉型

脉石矿物主要是石英，可达50%～80%；其次为碳酸盐矿物，占10%～25%；少量绢云母、绿泥石、金红石和碳质。金属矿物含量5%～20%，主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿，少量毒砂，具交代残留结构、鳞片变晶结构，似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。

4含金蚀变岩型

非金属矿物以绢云母为主，次为石英，金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、自然金、毒砂等，具交代残留结构、鳞片变晶结构，似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。

（二）矿石结构构造

1矿石结构

矿石结构主要有自形不等粒状结构，半自形不等粒状结构，他形不等粒状结构，斑状变晶结构，交代结构，交代残留结构，环状交代结构，筛状结构，包含结构，固溶体分离结构，文象或蠕虫状结构，鳞片变晶结构，扇形（或放射状）变晶结构等。

2矿石构造

矿石构造主要有细脉状或网脉状构造，似条带状构造，稀疏浸染状构造，团块浸染状构造，片状构造，揉皱状构造，劈理构造，晶洞构造，梳状构造，碎裂及碎斑构造等。

（三）矿石组成

1矿物组成

矿石中主要金属矿物最常见的为黄铁矿，其次有磁黄铁矿，少量闪锌矿和方铅矿，微量金属矿物有毒砂、黄铜矿、自然金、银金矿、辉铋矿、自然铋、黑铋金矿、硫金铋矿、硫铋铅矿、斜方硫铋铅矿、卡辉铋铅矿、柱辉铋铅矿、辉锑镍矿、赫碲铋矿、叶碲铋矿和金铋合金等。

图3-25 矿石中Au含量与Bi、Ag和As含量关系图

（数据和样品描述见表3-13）

非金属矿物主要为石英，其次有方解石、白云母、绢云母、绿泥石、金红石及少量粘土类矿物如高岭石和伊利石等。在近地表部位的矿石中常可见到氧化矿物褐铁矿与赤铁矿。

2化学成分

从矿石的矿物组成判断，抱伦金矿床矿石的常量化学成分以SiO2为主，含有少量但不均匀的CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、K2O以及微量的TiO2、MgO和Na2O等。对15个样品的定量光谱分析结果表明，抱伦金矿床的矿石含Ag0043×10-6～044×10-6，Cu8×10-6～82×10-6，Pb10×10-6～30×10-6，Zn6×10-6～84×10-6，Hg0006×10-6～0024×10-6，As35×10-6～6917×10-6，S008%～121%（丁式江等，2000）。

对取自不同矿体不同部位的矿石及近矿围岩进行了Au、Ag、As、Bi含量分析，其Au含量为066×10-6～327×10-6（平均909×10-6），Ag005×10-6～027×10-6（平均011×10-6），As228×10-6～118×10-6（平均425×10-6），Bi018×10-6～16×10-6（平均411×10-6）（表3-13）。图3-25显示矿石中Au含量与Bi、Ag和As含量之间的相关性不很明显，尤其是Au与As之间；尽管如此，Au与Bi和Ag含量之间所具有的一定程度的正相关关系还是可以确定的。结合对矿体边部蚀变矿化围岩的3个样品分析结果（表3-13）看，上述相关关系则显得更加清楚。

李中坚等（2000）曾报告，V1-3主矿体高品位地段矿石中，金含量可高达4700×10-6，同一样品含Ag182×10-6，As520×10-6，Bi419×10-6，Cu117×10-6，Pb1300×10-6，Zn20×10-6，Fe051%，Co125×10-6，Ni17×10-6，Sb227×10-6，Hg0015×10-6，Te124×10-6，S013%（表3-13）。这说明，矿石含金品位与Ag、As、Bi、S以及多种亲硫元素之间具有正相关关系。

抱伦金矿及外围金矿石样品成矿元素及成矿指示元素光谱分析结果如表3-14所示。根据表3-14矿石样品的定量光谱分析结果，矿石伴生有益组分主要有银、铜、铅、锌等，其含量分别为Ag0016×10-6～188×10-6、Cu793×10-6～8279×10-6、Pb1002×10-6～97918×10-6、Zn1646×10-6～1100×10-6，但均因含量低微而无综合利用价值。有害组分主要有汞、砷、硫等，其含量分别为Hg318×10-9～90×10-9，As35×10-6～25449×10-6，S0092%～109%。

表3-13 不同矿体和标高的矿石及近矿围岩Au、Ag、As、Bi含量　w（B）/10-6

注：①据李中坚等，2000；其余由国家地质测试研究中心测试。

综上可见，抱伦金矿床矿石Ag/Au比值较低。与国内外大多数热液型金矿相比，抱伦金矿床的矿石相对富含Bi元素和多达近20种的复杂Bi矿物组合（主要为自然金属类、硫化物类以及硫盐类），这在中（低）温热液脉型金矿床中是比较罕见的现象。因此，抱伦金矿属于较为特殊的富含铋矿物的热液型矿床。

表3-14 含金石英脉金矿石样品光谱分析结果表　w（B）/10-6

注：①C、S单位为%；②Hg单位为10-9。

图3-26 矿石矿物组合显微照片

a—闪锌矿（Sp）与黄铜矿（Chal）固溶体出溶物共生于黄铁矿（Py）中；b—自然金自形晶（Au）散布于黄铁矿（Py）中；c—自然金（Au）呈他形充填于碎裂黄铁矿（Py）之裂隙中；d—自然金（Au）粒度差别悬殊，其形状严格受控于石英（Qz）晶间或微晶洞的空间形态，黄铁矿（Py）则呈自形晶；e—他形自然金（Au）颗粒赋存在闪锌矿（Sp）晶体内部或沿其边缘分布；f—自然金（Au）自形晶产于磁黄铁矿（Pyr）晶体中；g—自然金（Au）呈他形交代毒砂（Aspy）和黄铁矿（Py）；h—自然金（Au）和磁黄铁矿（Pyr）晶体被自然铋（Bi）和辉铋铅矿（GnBi）之连晶所穿切；i—赫碲铋矿（BiTe）与自然金（Au）呈连晶并被后者半包裹；j—作为黑铋金矿的分解产物，自然铋（Bi）与自然金（Au）的连晶出现在黑铋金矿（Mal）晶体（照片左侧）内，在照片中心部位可见自然铋被硫铋金矿（AuBiS）包裹的现象；k—沿石英（Qz）微裂隙分布的他形自然铋（Bi）和自然金（Au）颗粒；l—共生自然金（Au）和硫铋金矿（AuBiS）被方铅矿（Gn）交代；m—球粒状自然铋（Bi）颗粒散布于一个自然金（Au）晶体中；n—自然金（Au）颗粒被辉铋矿（Bism）包裹

此外，位于抱伦金矿床北部的戈枕剪切带中的2个热液型大型金矿床，即二甲红甫门岭和不磨金矿床，其矿石也显示有较高的Bi含量，并且前人（饶家光等，1993）研究曾报道发现辉铋矿和辉铅铋矿。据此推断，海南岛西部的热液型金矿床，均应与岩浆活动均有密切的成因联系。另据1：20万和1：5万水系沉积物测量结果，整个海南岛在王五-文教断裂以南的绝大部分地区都存在Bi的地球化学异常。这一现象，一方面反映海南岛的中—南部地区花岗岩类岩浆活动及与其相关的成矿作用非常强烈，另外也可能暗示该地区处于一个Bi的区域地球化学高异常省，这一点与整个华南地区在一定程度上具有相似性。

矿物分为下列大类：自然元素矿物﹑硫化物及其类似化合物矿物﹑卤化物矿物﹑氧化物及氢氧化物矿物﹑含氧盐矿物（包括硅酸盐﹑硼酸盐﹑碳酸盐﹑磷酸盐﹑砷酸盐﹑钒酸盐﹑硫酸盐﹑钨酸盐﹑钼酸盐﹑硝酸盐﹑铬酸以上各类化合物加上单质矿物共十八类。

矿物是具有一定化学组成的天然化合物，它具有稳定的相界面和结晶习性。由内部结晶习性决定了矿物的晶型和对称性；由化学键的性质决定了矿物的硬度、光泽和导电性质；由矿物的化学成分、结合的紧密度决定了矿物的颜色和比重等。在识别矿物时，矿物的形态和物理性质由于其易于鉴定而成为鉴定矿物最常用的标志。

矿物一般是自然产出且内部质点（原子、离子）排列有序的均匀固体。其化学成分一定并可用化学式表达。所谓自然产出是指地球中的矿物都是由地质作用形成。

扩展资料：

矿物的化学性质：

1、晶体结构

化学组成和晶体结构是每种矿物的基本特征，是决定矿物形态和物理性质以及成因的根本因素，也是矿物分类的依据﹐矿物的利用也与它们密不可分。

2、化学组成

化学元素是组成矿物的物质基础。人们对地壳中产出的矿物研究较为充分。地壳中各种元素的平均含量（克拉克值）不同。氧﹑硅﹑铝﹑铁﹑钙﹑钠﹑钾﹑镁八种元素就占了地壳总重量的97%，其中氧约占地壳总重量的一半(49%)，硅占地壳总重的1/4以上(26%)。

3、原子与配位数

共价键的矿物（如自然金属﹑卤化物及氧化物矿物等）晶体结构中，原子常呈最紧密堆积（见晶体），配位数即原子或离子周围最邻近的原子或异号离子数，取决于阴阳离子半径的比值。

4、成分和结构

一定的化学成分和一定的晶体结构构成一个矿物种。但化学成分可在一定范围内变化。矿物成分变化的原因，除那些不参加晶格的机械混入物﹑胶体吸附物质的存在外，最主要的是晶格中质点的替代，即类质同象替代，它是矿物中普遍存在的现象。

-矿物

金属矿石指含有金属成分的矿石。根据其所含金属种类、品位高低及化学成分等不同，金属矿石可作如下分类： 一、按所含金属种类不同可分为：黑色金属矿石，如铁、锰、铬等；有色金属矿石，如铜、铅、锌、铝、锡、钼、镍、锑、钨等；贵重金属矿石，如金、银、铂等；稀有金属矿石，如铌、钽、铍等。只含一种金属成分的为单一金属矿石，含两种以上金属成分的为多金属矿石。 二、按所含金属品位高低可分为：贫矿和富矿。如以磁铁矿石为例：含铁品位＞55%为平炉富矿；含铁品位＞50%为高炉富矿；含铁品位30%～50%为贫矿。贫矿石必须经过选矿才能进行冶炼加工。 三、按所含化学成分的组成可分为：自然金属矿石，该类矿石中金属成分以单一元素的形式存在，如金、银、铂、铜等；氧化矿石，是指所含矿物的化学成分为氧化物、碳酸盐和硫酸盐的一类矿石，如磁铁矿（Fe2O4）、亦铁矿（Fe2O3）、白铅矿（PbCO3）、软锰矿（MnO2）等；硫化矿石，指矿石中所含矿物的化学成分为硫化物，如黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、辉钼矿（MoS2）等；混合矿石，指矿石中含有前三种矿物中的两种以上的混合物。

宝石矿物与其他物质一样，都是化学元素组成的。每一种宝石矿物都有其特定的化学成分及一定的变化范围，并决定着宝石的各种特征和性质。

一、宝石矿物成分组成类别

根据宝石矿物组成元素种类以及它们之间的关系有以下类别：

1单质

单质即组成元素只有一种，如金刚石由单一的碳(C)元素组成。

2化合物

化合物由一种以上元素按一定比例组成，又可分为四种类型：

(1)简单化合物：成分中阳离子或阴离子分别为一种元素，如石英(SiO2)、刚玉(Al2O3)，阳离子前者为硅(Si)，后者为铝(Al)，两者阴离子皆为氧(O)。

(2)复杂化合物：组成中阳离子为一种以上的元素，如尖晶石(MgAl2O4)，阳离子为镁(Mg)和铝(Al)，阴离子为氧(O)。

(3)单盐：阳离子为一种元素，但阴离子不是单一的元素，而是由阴离子与阳离子组合的阴离子团，如方解石Ca[CO3]，方括号中为阴离子团，由碳(C)与氧(O)组合而成，也称酸根，所以方解石的化学成分为碳酸钙。又如锆石Zr[SiO4]的化学成分为硅酸锆。

(4)复盐：复盐也是一种盐类，但与上述不同的是成分中有一种以上的阳离子，如白云石CaMg[CO3]2，阳离子就有钙(Ca)和镁(Mg)两种。

二、宝石矿物的化学式

化学式是表示矿物组成、元素的种类、比例及某些结构特征的符号，有两种形式。

(1)实验式：只表示宝石矿物化学成分中各组分数量比的化学式称为实验式，如祖母绿为Be3Al2Si6O18，也可用氧化物表示：3BeO·Al2O3·6SiO2。

(2)结构式或晶体化学式：不但可以表示出元素的种类和比例，还能表达一定的结构特征。如上述祖母绿的结构式为Be3Al2[Si6O18]，说明其成分中存在阴离子团[Si6O18]，并在晶体结构中占据特定位置。

结构式或晶体化学式的书写原则有如下规定：

1)阳离子在前，阴离子在后。如果有一种以上的阳离子则按碱性强弱的顺序排列，如尖晶石MgAl2O4。

2)当存在阴离子团时，一定用方括号括起来，如锆石Zr[SiO4]。

3)当成分中有附加阴离子氟、氯及羟基等，将其排在一般阴离子后面，如黄玉(托帕石)Al2[SiO4]F。

4)当存在类质同象代换时，应将相互代换的离子置圆括号内，前后按多少顺序排列，离子之间用逗号分开，如橄榄石(Mg，Fe)[SiO4]表示阳离子之间有代换，又如黄玉Al2[SiO4](f，OH)2表示附加阴离子之间有代换。

5)如成分中有水分子，则排在最后，中间以圆点居中隔开，如石膏Ca[SO4]·2H4O。水分子数如果不固定，可以用n表示，如欧泊写作SiO2·nH2O。

思考题

一、是非判断题

1欧泊(Opal)与水晶是同质多象的不同变体。

2水晶和欧泊是SiO2的同质多象的不同变体。

3同一种化学组分的晶体只能有一种晶体结构。

二、多项选择题

1同质多象是：( )

a与类质同象是一样的

b化学成分基本一致可有不同杂质参加

c化学成分一致，矿物结构不同

d化学成分一致，矿物结构也一样

e红柱石、蓝晶石、矽线石是同质多象

2下列哪组宝石是类质同象( )

a红柱石、矽线石和蓝晶石

b红宝石和蓝宝石

c祖母绿和海蓝宝石

d红碧玺和绿碧玺

e方解石和文石

三、填空题

1文石与方解石的化学成分是CaCO3，在矿物学中称它们为__________。

2碳元素可形成______和______两种矿物，这种现象称为__________。

3在宝石的类质同象混晶中，根据相互取代的质点的电价相同或不同，分别称为______和______。

4水在晶体中存在的形式有①______、②______③______、④沸石水、⑤吸附水。