毒砂包裹金形成机理:
1、大自然作用形成毒砂包裹金。
在原生矿石,特别是富硫化物的块状矿石中,发现了大量银金矿。银金矿与黄铁矿、毒砂、黄铜矿和石英共生,与黄铜矿关系最为密切。在显微镜下常见到银金矿与黄铜矿、石英组成细脉、网脉,穿插于毒砂或黄铁矿中,偶见银金矿单独呈微细脉产出。另外,矿石中也有少量的自然金和含银自然金矿物。
2、以机械混入物形式形成毒砂包裹金。
常见的载金矿物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿和脆硫锑铅矿。此外,金还可能以吸附形式存在。在含有机碳较高的矿石和氧化矿石中金含量均较高,可能与这些矿石中的有机碳、粘土矿物易吸附金有关。
朱拉扎嘎金矿是在华北地台北缘中新元古界地层中首次找到的大型金矿,它位于内蒙古西部阿拉善左旗,距巴彦浩特镇西北约220km处。矿体产于中元古界浅变质碎屑岩中。初步的山地工程揭露表明矿床的金储量约为33 t,远景储量>50 t。朱拉扎嘎金矿的发现是我国华北地台北缘中新元古界地层找金工作的重大突破。
1 区域地质背景
朱拉扎嘎金矿位于华北地台北缘西段阿拉善台隆的雅布赖山-巴音诺尔公断隆的东侧。其北部为天山-兴蒙褶皱系的内蒙褶皱带,因此,朱拉扎嘎金矿实际上处于两大构造中-华北地台与天山-兴蒙褶皱系的交界部位附近。
区内主要构造格架呈EW和NE向,金矿区受其北侧可可陶勒海-陶来-阿拉乌苏断裂,南侧巴音诺尔公-克布尔海北断裂(均为EW向)及其西侧的两棵树-巴音希别北麓(航磁推测断裂)NE向断裂所控制。
区域内出露的地层主要有中元古界浅变质碎屑岩、古生界二叠系酸性火山岩和中生界侏罗系与白垩系陆相碎屑岩。其中,中元古界浅变质碎屑岩是本区最重要的含矿层位,其内不仅产有朱拉扎嘎大型金矿,而且在距朱拉扎嘎金矿东约200km处,还产有东升庙、霍各乞、炭窑口和甲生盘等多个大型铜-铅、锌多金属矿床(芮宗瑶等,1994)。
区域内岩浆活动强烈,延续时间长,从元古代的吕梁期一直到中生代燕山晚期,其中以华力西晚期岩浆活动最为强烈,且岩浆岩分布广泛。岩浆岩岩性从超基性岩到酸性岩均有,以酸性岩为主。岩浆活动方式多样,但以侵入为主。伴随着强烈的岩浆活动区域上还分布有大量不同时代的脉岩。
2 矿区地质
21 地层
矿区范围内出露的地层由北向南,由老到新分别是海生哈拉组和朱拉扎嘎毛道组(图1)。内蒙古地矿局在地层清理时将朱拉扎嘎毛道组和海生哈拉组划归中元古界蓟县系阿古鲁沟组(邵和明,1999),因此上述地层时代均属中元古代。矿区范围内地层总体倾向SE,倾向一般120°~170°,倾角30°~50°。
海生哈拉组位于矿区北部。其下部岩性为砂质板岩、千枚岩夹结晶灰岩透镜体。厚约130m;上部岩性为厚层状结晶灰岩。夹少量板岩、千枚岩。厚30~50m。其中下部岩石中的砂质板岩变形强烈,小褶曲非常发育。本组与下伏巴彦西别组和上覆朱拉扎嘎毛道组均呈断层接触关系。
朱拉扎嘎毛道组:位于矿区中南部,为朱拉扎嘎金矿的赋矿层位。本组可分为8个岩性段,图1中只见到第一,二岩性段,其他各岩性段依次整合出露在矿区的南侧。金矿体主要赋存在第1 岩性段中。
矿区范围内第一岩性段为浅变质砂岩、粉砂岩、岩屑石英砂岩、长石石英砂岩、杂砂岩和粉砂泥质岩夹薄层浅变质钙质粉砂岩。局部见透镜状结晶灰岩,厚约330m。矿区东部相变为浅变质钙质粉砂岩夹薄层砂质灰质大理岩。岩石中阳起石化最为普遍,其次是透闪石化、碳酸盐化和绿泥石化。该岩性段为矿区主含矿层位。根据薄片鉴定结果,矿区内本段岩性局部有变沉凝灰岩和酸性火山岩。另外,本段地层中还见有原生沉积黄铁矿,主要呈立方体状,粒度为05~5mm。矿区内第2岩性段为条带状浅变质石英砂岩、砂质粉砂岩夹薄层结晶灰岩与浅变质泥质岩、粉砂泥质岩和泥质粉砂岩,厚约180m。矿区东部相变为浅变质泥质岩与结晶灰岩(部分含生物碎屑)互层。岩石中阳起石化最为常见,其次是透闪石化、透辉石化、碳酸盐化和绿泥石化。朱拉扎嘎毛道组的岩性在走向上变化较大,越向东,地层中的灰岩越多,尤其是朱拉扎嘎毛道组的第一,二岩性段,这种变化最为明显。本组岩石沉积环境基本上属滨浅海,在成岩后受到了区域变质作用,但原岩的层理及其基本结构保存完好。
图1 朱拉扎嘎金矿床地质简图
(据内蒙古自治区国土资源勘查开发院,1998,资料修编)
1—中元古界朱拉扎嘎毛道组第二岩性段;2—朱拉扎嘎毛道组第一岩性段;3—中元古界海生哈拉组上部岩段;4—海生哈拉组下部岩段;5—花岗细晶岩脉;6—闪长玢岩脉;7—斜闪煌斑岩脉;8—金矿化蚀变带;9—蚀变岩型金矿体;10—石英脉型金矿体;11—断层及编号;12—地层产状;13—矿带编号。①天山-兴蒙褶皱带;②华北地台;③秦祁褶皱带;④扬子地台
对矿区内施工钻孔里的无矿段岩石含金量统计结果表明,其含金量最高达300×10-9,为地壳克拉克值(35×10-9)的80多倍。这说明原始地层含金非常高,已构成金矿的矿源层。
22 构造
矿区内总体构造线方向呈NE—NNE向,与地层走向一致。矿区内断裂构造极为发育。根据其产出特征及相互切割关系,断裂活动可大致分为3期。
第一期,区域近EW向的逆冲断裂活动(如F02)基本沿地层走向发育,局部斜切地层,使部分地区地层沿走向不连续。受这种逆冲断层活动影响,可能在朱拉扎嘎毛道组第一岩性段内产生了大量的层间破碎带,为后期金矿的形成提供了赋矿空间。
第二期,形成纵贯矿区的NNW向右旋压扭性断层(F01),它是最重要的控矿构造。金矿体分布在其东西两侧。断层面产状为245°∠60°,水平错距在50m以上,断层破碎带宽度变化大,一般<10m。它切穿了第一期的近EW向构造,在其两侧形成了许多派生的次级NE—NNE向及近SN向的断裂构造。沿这些主、次级断裂构造,贯入了后期侵入的斜闪煌斑岩脉、闪长玢岩脉和花岗细晶岩脉。
第三期,F01及其两侧的派生断裂构造再次活化使侵入其中的脉岩破碎,形成角砾,又派生了一系列的NNE—NE向次级构造。
上述第一期和第二期主要断裂破碎带均发生了金矿化,破碎带中侵入的脉岩也局部伴有矿化,但均未形成金矿体,不具有工业意义。F01可能是朱拉扎嘎金矿的主要导矿构造,其次级构造对金矿体的形成也具有一定的控制作用。例如1号矿体在F04北侧较厚,在其南侧却突然变薄。第三期断裂构造中未见任何金矿化,对矿体具有一定的破坏作用,属成矿期后构造。
23 侵入岩
在矿区范围内未见大的侵入岩体,矿区内所见均为脉岩,有闪长玢岩脉、花岗细晶岩脉、斜闪煌斑岩脉、辉绿玢岩脉等。辉绿玢岩脉一般呈细小脉状穿插于闪长玢岩脉中,野外一般难以区分。在距矿区南东约2km处有一花岗斑岩体和辉长岩体群,根据花岗斑岩碱度率大小及其变化范围,推测其形成的构造环境为强烈褶皱带,花岗斑岩为酸性岩系变质基底上层深熔产物(邱家骧,1991)。这种推断与本区所处大地构造位置相符。花岗斑岩里的黑石母K-Ar法测年结果为291 Ma(中国地质科学院地质研究所测试),说明花岗斑岩为华力西晚期侵入产物,这进一步证实了上述推断。
朱拉扎嘎金矿附近岩体与脉岩的稀土元素配分模式除极少数脉岩具有Eu的正异常(Eu略富集)外,大多数岩体及脉岩的Eu均具有不同程度的亏损,其中以花岗斑岩最为明显。尽管各类岩石的稀土元素总量差别较大,但都具有轻稀土元素总量明显大于重稀土元素总量的特点,表现在配分模式图上呈明显的右倾,而且配分曲线非常相似,暗示了这些岩石可能是同源岩浆演化产物。
矿区中所见的斜闪煌斑岩、辉绿玢岩和闪长玢岩等脉岩,大多已破碎,有一定的矿化,因此,这些脉岩基本上属成矿前产物,只有花岗细晶岩脉属成矿后脉岩,它不但切穿了旱期侵入的闪长玢岩脉,也切穿了矿体。
3 矿床地质特征
31 矿体特征
目前所圈定的金矿体全部产于朱拉扎嘎毛道组下部第一岩性段内,这些金矿体构成了两条较大的金矿带,地表共圈出56处金矿体。其中Ⅰ号矿带分布于矿区东南部,总体走向35°左右,与地层走向基本一致;整个矿带长约400m,南西宽,向NE逐渐尖灭,矿带最宽处达80m,地表共由13个矿体组成。Ⅱ号矿带分布于矿区西北部,由于受矿区内F01断裂的影响,靠近断裂带处金矿带呈近EW向产出,总体走向为 NE40°;矿带总长约570m,北东宽,向南西逐渐尖灭。北东最宽处约180m,地表共由43个矿体组成。Ⅱ号矿带最大的特征是矿体沿走向上被F01断裂错开,把矿带分成北东和南西两个部分。
金矿体基本顺层产出,受层间破碎带控制,矿体产状与地层产状基本一致(图2),局部可见矿体穿层。矿体规模大小不一,长10~300m,宽几十厘米—几十米,延深数十至170m。最大的矿体位于Ⅱ号金矿带,其长约300m,矿体厚45m,延深126m。矿体沿走向有分支复合、膨大收缩、尖灭再现及尖灭侧现等现象。深部钻探表明,矿体在深部有变厚和隐伏矿体出现的现象。
32 矿石类型
朱拉扎嘎金矿原生矿石有两种类型:①蚀变岩型矿石(主要矿石类型),由硅化、阳起石化、绿泥石化及硫化物对原岩改造而成。矿石矿体顺层产出,规模较大,品位较低,一般含Au 2×10-6~3×10-6;②褐铁矿化含金石英脉型矿石,沿张性断裂产出,常切穿地层,一般规模较小,但品位较高,一般为3×10-6~10×10-6,多产在蚀变岩型矿体的上部。靠近地表还发育有氧化矿石,主要山出露于地表的蚀变岩型矿体经风化淋滤形成,金品位较高,一般>4×10-6。氧化矿体深度一般不超过20m。
图2 朱拉扎嘎金矿区P018 勘探线地质剖面图
(据内蒙古自治区国土资源勘查开发院,1998)
1—变质砂岩、粉砂岩;2—闪长玢岩脉;3—金矿体;4—蚀变带
33 矿物成分
金属矿物以黄铁矿、磁黄铁矿和毒砂为主,少量黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及地表氧化带常见的褐铁矿、铜蓝和黄钾铁矾等。金属矿物在矿石中主要呈浸染状,部分呈脉状,平均含量<5%。脉石矿物主要是石英、长石、绿泥石、绿帘石、透闪石、阳起石、方解石,少量白云母、黑云母、白云石、锆石和电气石等。
金主要赋存在石英、毒砂等矿物中。在金属矿物中,毒砂含金量最高,而方铅矿中银含量最高。
含金矿物主要为自然金和银金矿。4个自然金的电子探针分析结果表明,金成色最高922,最低900,平均911,显示朱拉扎嘎金矿自然金成色较高。
34 矿石结构、构造
矿石结构有变余砂状、自形粒状、他形粒状和交代残余结构等。矿石构造有浸染状、团块状、脉状和条带状构造等。
35 围岩蚀变
与金矿形成有关的热液蚀变范围较宽,蚀变作用强烈。通常情况下,蚀变越强,矿化越好。除了常见与成矿直接相关的磁黄铁矿化、黄铁矿化和毒砂化外,还广泛分布透辉石化、阳起石化、透闪石化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化和硅化,局部见有石英岩化和冰长石化。上述围岩蚀变没有明显的分带,蚀变矿物的分布主要受矿体所在原岩岩性的控制。
在表生作用中还有玉髓化、孔雀石化、黄钾铁矾化和褐铁矿化等蚀变。
36 成矿阶段
根据地质背景、矿体特征、产出位置以及矿物微量元素判别,朱拉扎嘎金矿的形成可能经历了两个成矿期,即早期金在地层中的预富集,形成矿源层;晚期金在热液作用下再次富集成矿。金在热液期成矿可划分为5个蚀变/矿化阶段。①硅化阶段。热液蚀变的旱期阶段,硅化强烈,部分地段可能还出现有石英岩化。局部形成粗大的乳白色石英脉,不含金。②阳起石化阶段。以阳起石化蚀变为主,还有少量的透闪石化和透辉石化,该阶段热液蚀变温度较高,基本上没有硫化物出现。③早期硫化物阶段。随着热液温度的降低,大量硫化物开始沉淀,沉淀的硫化物以磁黄铁矿为主,其次为毒砂、黄铁矿及少量黄铜矿。早期硫化物主要呈浸染状和条带状产出,一般自形程度较差。④晚期硫化物阶段。硫化物一般呈脉状产出,主要矿物为毒砂、黄铁矿,少量黄铜矿、闪锌矿、银金矿和自然金等。本阶段为成矿主要阶段。⑤晚期碳酸盐化阶段。本期出现大量的碳酸盐交代早期形成的阳起石等矿物,见有少量的细粒黄铁矿,其中不含金,还有少量自然金形成,一般分布于矿物裂隙中。局部地段出现冰长石化。在金矿体形成之后,部分出露地表的金矿体发生了表生氧化次生富集,使得金在近地表氧化带中进一步富集。
4 成因讨论
前人(刘英俊等,1993;马东升1991;胡受奚等,1998;郑明华,1989;应汉龙等,1997;王秀璋等,1995;马振东等,1999;刘友梅等,1996)研究表明,浅变质碎屑岩型金矿一般具有如下特征:①矿床具有明显的层控性。在数千米甚至近万米厚的含金建造中,矿体仅产在数百米甚至只有数十米厚的一定岩性段内。②金矿区一般受区域性断裂和背斜轴部控制。区域构造和次级构造的交会部位控制金矿床的分布,各种形态和性质的断层以及褶皱转折端控制金矿体的分布。③矿床围岩蚀变以中低温为主。主要有硅化、云母化、绿泥石化、碳酸盐化、长石化、泥化、黄铁矿化、毒砂化和电气石化等。金矿区的蚀变和成矿作用具有多期次、持续时间长等特征。④矿床的矿物成分简单。金矿物主要为自然金,有时有银金矿,金属矿物以黄铁矿为主,其次为毒砂和磁黄铁矿;脉石矿物以石英为主。由此可知,朱拉扎嘎金矿在矿体产出特征、控矿构造、围岩蚀变和矿物组合等方面与浅变质碎屑岩型金矿极其相似,因此可以将朱拉扎嘎金矿归为浅变质碎屑岩型金矿。
许多矿床地质学家(罗镇宽等,1993;马东升,1991;胡受奚等,1998;郑明华,1989;应汉龙等,1997;王秀璋等,1995)通过对浅变质碎屑岩型金矿的矿床地质、同位素地球化学、流体包裹体成分、矿床形成温、压及同位素地质年代学等的研究,总结出浅变质碎屑岩型金矿的成因主要有两类:①成岩改造-变质热液成因。矿区及外围没有或很少岩浆活动,矿体呈顺层脉或顺层浸染体产出,两侧围岩蚀变不发育,矿物成分简单,成矿物质来自容矿的浅变质碎屑岩地层,成矿作用与成岩或变质作用同期,成矿流体来自地层水、变质或成岩作用脱(压)出的水或大气水。②与岩浆热液有关的矿床。金矿区或外围有比较强烈的岩浆活动,矿体顺层或穿层产出,围岩蚀变发育。矿石矿物成分相对复杂,出现较多的多金属硫化物,成矿作用是通过岩浆作用实现的。
由上述可知,朱拉扎嘎金矿地处华北地台与天山-兴蒙褶皱系的交界部位附近,北距天山-兴蒙褶皱系仅40km。区域上本区受华力西期西伯利亚板块向华北板块俯冲的影响,有大量的华力西期侵入岩浆活动(主要为花岗岩类)。矿石Rb-Sr等时线法测量结果表明,主成矿年龄为275 Ma(中国地质科学院地质研究所同位素室测定)。稍晚于矿区外围的花岗斑岩的形成年龄(291 Ma),表明成矿事件与区域上的华力西晚期构造-岩浆事件时间是一致的,暗示朱拉扎嘎金矿的形成与华力西晚期的构造-岩浆活动具有密切的联系。综合前述含矿地层与矿石中硫化物的成分标型特征分析结果,推测金矿体有可能是在岩浆期后热液对原始含矿地层进行强烈改造时形成的。这说明了成矿作用主要与岩浆活动有关,与上述浅变质碎屑岩型金矿中的第一种成因类型“与岩浆热液活动有关的金矿床”类似。因此,朱拉扎嘎金矿成因类型属于沉积-改造型中温热液金矿床。
区域上,东升庙、霍各乞等矿区都有伴生金,平均品位02×10-6(邵和明,1999),由于这些多金属矿床属海底喷气沉积成因(芮宗瑶等,1994;丁悌平等,1992),说明原始地层中金的含量本来就很高。
朱拉扎嘎金矿与上述这些多金属矿床的赋矿层位相同。这种金背景值较高的地层在后期的构造岩浆热液活动与改造下,其中的金很容易活化,在有利的赋矿部位成矿。一方面,金矿的形成明显受地层层位控制,另一方面华力西期岩浆活动又对它进行了强烈的改造。华北地台北缘中新元古代浅变质碎屑岩分布广泛,东西绵延长达2000km,这些地区在华力西期都普遍遭受到强烈的构造-岩浆活动影响,因此找金潜力巨大。然而华力西期岩浆活动对含金地层到底是如何改造的?含金流体在浅变质碎屑岩里是如何形成、演化和运移的?这还有待于进一步的研究与探讨。这些问题的解决将有助于确定华北地台北缘中新元古界中金矿的形成机制,建立金矿的成矿模式及找矿模型,为在华北地台北缘寻找与朱拉扎嘎金矿类似的与中新元古界浅变质碎屑岩有关的金矿提供理论依据。
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(牛翠祎、卿敏编写)
1断肠草是葫蔓藤科植物葫蔓藤,一年生的藤本植物。其主要的毒性物质是葫蔓藤碱。据记载,吃下后肠子会变黑粘连,人会腹痛不止而死。一般的解毒方法是洗胃,服碳灰,再用碱水和催吐剂,洗胃后用绿豆、金银花和甘草急煎后服用可解毒。断肠草—还有一说是雷藤(《中药大辞典〉)绿豆、金银花和甘草实际上是万用解毒药,同样的还有荔枝蒂、生豆浆等。雷公腾生于山地林缘阴湿处。分布于长江流域以南各地及西南地区。根秋季采,叶夏季采,花、果夏秋采。
2传说鸩是一种传说中的猛禽,比鹰大,鸣声大而凄厉。其羽毛有剧毒,用它的羽毛在酒中浸一下,酒就成了鸩酒,毒性很大,几乎不可解救。久而久之鸩酒就成了毒酒的统称。另一种说法:鸩不是一种传说中的猛禽,实际存在,即食蛇鹰,小型猛禽,在南方山区分布较广,如武当山地区。因其食蛇故被误认为体有剧毒。还有一种说法,鸩是一种稀有未知鸟类,被人捕杀干净。
3番木鳖 就是马钱子,是马钱科植物马钱子和云南马钱子的种子。扁圆形或扁椭圆形,直径15~3cm,厚03~06cm。常一面隆起,一面稍凹下,表面有茸毛。边缘稍隆起,较厚,底面中心有突起的圆点状种脐,质坚硬。毒性成分主要为番木鳖碱(Strychnine,C21H22O2N2,即土的宁)和马钱子碱(Brucine,C23H26O4N2)。主要用于风湿顽痹,麻木瘫痪,跌扑损伤,痈疽肿痛;小儿麻痹后遗症,类风湿性关节痛,据说还可用于重症肌无力。中毒症状是最初出现头痛、头晕、烦燥、呼吸增强、肌肉抽筋感,咽下困难,呼吸加重,瞳孔缩小、胸部胀闷、呼吸不畅,全身发紧,然后伸肌与屈肌同时作极度收缩、对听、视、味、感觉等过度敏感,继而发生典型的土的宁惊厥症状,最后呼吸肌强直窒息而死。解毒方法是使用中枢抑制药以制止惊厥,如阿米安钠、戊巴比妥钠或安定静注。然后洗胃,再后用甘草、绿豆、防风、铭藤、青黛(冲服)、生姜各适量水煎服,连续服4剂。
4鹤顶红 鹤有鹤肉、鹤骨和鹤脑可入药,但都无毒,而且都是滋补增益的药。鹤顶红其实是红信石。红信石就是三氧化二砷的一种天然矿物,加工以后就是著名的砒霜。“鹤顶红”不过是古时候对砒霜的一个隐晦的说法而已。砷进入人体后,会和蛋白质的硫基结合,使蛋白质变性失去活性,可以阻断细胞内氧化供能的途径,使人快速缺少ATP供能死亡,和氢氰酸的作用机理类似。
5天然砒霜化学成分As2 O3,等轴晶系六八面体晶类。 单晶晶形为八面体, 也有菱形十二面体。集合体星状、皮壳状、毛发状、土状、钟乳状。 白色有时带天蓝、黄、红色调,也有无色, 条痕白色或淡黄。玻璃至金刚光泽, 亦有油脂、丝绢光泽。摩氏硬度15,比重373-390,解理完全,断口贝壳状,性脆,溶于水,有剧毒。
6砒石为天然产含砷矿物砷华、毒砂或雄黄等矿石的加工制成品。又名信石。主产于江西、湖南、广东、责州等地。商品有红信石及白信石之分,药用以红信石为主。凡砒石,须装入砂罐内,用泥将口封严,置炉火中煅红,取出放凉,或以绿豆同煮以减其毒。研细粉用。砒石升华之精制品为白色粉末,即砒霜,毒性更剧
7金刚石具有疏水亲油的特性,当人服食下金刚石粉末后, 金刚石粉末会粘在胃壁上,在长期的摩擦中,会让人得胃溃疡, 不及时治疗会死于胃出血, 是种难以让人提防的慢性毒剂。文艺复兴时期,用金刚石粉末制成的慢性毒药曾流行在意大利豪门之间。
8夹竹桃又名柳叶桃,有毒,含有强心毒甙,夹竹桃作用与洋地黄同,干燥的3克就能使人死亡。
主要表现为洋地黄中毒症状。恶心、呕吐、腹痛、腹泻;心律紊乱、心跳缓慢、不规则,最后出现室颤、晕厥、抽搐、昏迷、或心动过速、异位心律,死于循环衰竭。
9乌头,毛莨科植物,多年生草本。株高60-120cm,叶互生,革质,卵圆形,三裂,两则裂片再2裂,中央裂片再3裂,边沿有缺刻。5萼圆锥花序,花瓣2,果实为长圆形,花期6-7月、果7-8月。辽、豫、鲁、甘、陕、浙、赣、徽、湘、鄂、川、滇、贵、都有分布。
乌头这个名称一般指的是川乌头,还有草乌头,一般指的是野生种乌头和其他多种同属植物,比如北乌头(蓝乌拉花)、太白乌头(金牛七)等,是中药学上的名称。
乌头含有多种生物碱,次乌头碱、新乌头碱、乌头碱、川乌碱甲、川乌碱乙(卡米查林)、塔拉胺等。
10见血封喉 又名“毒箭木”、“剪刀树”,国家保护的濒危植物,是世界上最毒的植物种类之一。
树汁呈乳白色,剧毒。一旦液汁经伤口进入血液,就有生命危险。古人常把它涂在箭头上,用以射杀野兽或敌人。秒杀。原产东南亚。我国海南,西双版纳植物园中可见。
作者在从事北祁连山海相火山岩地区铜-多金属矿床研究时,曾经总结过喷气-火山成因类矿床的找矿标志系列。尤其在容矿岩系(矿化)蚀变类型等方面对同地区的金矿研究提供了基础。对伴(共)生型金矿而言,更为重要。
从寒武—奥陶系各类岩石成分统计表明,绢云母石英片岩或称之绢英岩化中酸性火山岩、火山凝灰岩是本地区含金丰度最高的岩性地层,在其中的黄铁矿化蚀变带既有同生型含金的铜、多金属矿床,亦有独立型的金矿点(拴羊沟、下柳沟西山梁)的出现。这清楚地告诉人们,细碧岩-石英角斑岩系不仅为多金属矿床与伴生型金矿等提供了就位空间和喷气-火山成因类多金属成矿过程,亦为金元素迁移再富集提供了物源准备。在以后的区域变质及多阶段构造-热液活动过程中获得多期次的再富集机遇,最终形成的金矿特征才是今日人们所见的金矿面目,它们保留着金矿成矿长河中的诸多阶段的信息记录。现就围岩蚀变类型与矿物标型特征等有关问题作一简要的总结。
北祁连山与海相火山岩区块状硫化物矿床有关的岩石蚀变类型有硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、重晶石化等。产于双峰式火山沉积岩系的铜-多金属矿床,上述蚀变类型都存在。但就近矿围岩性质和矿床主金属类型的不同而有所差别,在以中酸性端员岩石为容矿岩(即近矿围岩)的矿床,其矿化蚀变类型中硅化、绢云母化、黄铁矿化往往占有主导地位,在Zn-Pb-Cu型矿床中重晶石化较为突出,与铜矿化相伴的绿泥石化程度不强,但常伴随(下柳沟—弯阳河—下沟Zn-Pb-Cu型矿床)。在以中基性端员岩石为容矿岩石时,近矿围岩蚀变类型中绿泥石化占有重要地位,铁(镁)碳酸盐化也有所加强(红沟Cu-S型矿床)。赋存于洋脊-洋岛型火山岩系的阴凹槽Cu-Zn型矿床与红沟Cu矿围岩蚀变类型基本相同;只是前者矿床赋存在基性火山-沉积岩、沉积岩层位中,因而蚀变特征与红沟铜矿产于单一的细碧岩层内有所差别。上述围岩蚀变类型再加上地表氧化带的彩色表生蚀变类型,就构成了铜-多金属矿床的标志系列,同时也说明了伴生型金矿的蚀变标志。
在走廊南山南坡裂谷-岛弧火山-沉积岩区发现了独立的金矿类型,以下柳沟西山梁金矿点与拴羊沟金矿点为代表,由于前者为下柳沟多金属矿化蚀变带的西延部分,多金属矿化强度减弱,金矿化有所加强。除上述蚀变类型外,示踪低温热液活动的叶蜡石、高岭土、微细黄铁矿的发育以及含金石英脉的出现并叠加于多金属矿化蚀变标志之上。拴羊沟金矿带除以岩石糜棱岩化、角砾岩化脉状—网脉状充填的构造岩标志外,硅化、绢云母化、黄铁矿化(含褐铁矿化)、碳酸盐化、绿泥石化等蚀变类型也较发育;比较突出的标志有两点:其一,黄铁矿(褐铁矿)-自然金(粒)组合标志特别明显;其二,钾长石-石英-碳酸岩组合脉的发育,与中低温热液金矿活动关系密切。
有关托来山蛇绿岩杂岩带金矿围岩蚀变类型与阴凹槽Cu-Zn型矿床有相似之处,与金矿成矿作用相关的主要蚀变类型有:
1石英-碳酸盐化
原岩为超基性岩的主要以白云石化、铁白云石化等Mg、Fe、Ca碳酸盐组成,一般钙质碳酸盐生成较晚,与金矿作用联系不明显。在含金矿石中相对而言所占比率不大。基性火山熔岩、凝灰岩经受不同程度的硅化、碳酸盐化,强蚀变者形貌上呈现石英-碳酸盐岩的特点,在镜下观察不难找到原岩的信息标志。在空间上火山岩往往与超基性岩接触或包裹于超基性岩体之中,因而碳酸盐化的富镁型特征是可想而知的。这表明成矿热液的成分一定会受到超基性岩的影响,金矿化主要集中于火山岩层中,这可能与后者在韧-脆性剪切变形与脆性破碎有关。由此可见,蛇绿岩杂岩带金矿蚀变中碳酸盐化占有较为重要的位置,表6 2电子探针测定的金矿区脉石成分说明了这一点。
2绿泥石化、绿帘石化
基性火山岩经历了绿片岩相、低角闪岩相的区域变质过程,局部地区(热水大坂)还出现石榴子石 角闪岩相。但属退变质性质的绿泥石化、绿帘石化、碳酸岩化、硅化与构造蚀变过程有关,应与后生的金矿成矿作用相联系。
3云英岩化
主要为长英质岩石的蚀变特征,例如热水大坂金矿化区原定白云母片岩出现白云母粗晶化,并出现黑云母化、绢云母化交代前者,而绢云岩化则属区域变质岩石经受不同程度糜棱岩化后热水变质的产物。钾质、硅质的增加有利于成矿,在中铁目勒等地构造蚀变岩中泥化、绢云母化、硅化占有主导地位。除此之外,在热水大坂、中铁目勒等地还有电气石化出现。
表6-2 北祁连山金矿石脉石矿物电子探针测试结果表
表6-3 北祁连山金矿石金属矿物电子探针测试结果表
续表
续表
表6-4 北祁连山金矿石铁金属矿物电子探针测试结果平均值(wB/%)
另外川刺沟金矿区南矿带,I矿体的容矿岩石,为长英质构造蚀变岩(黄铁矿化、绢云母石英片岩),Ⅱ矿体南侧(TC-5南端)酸性岩脉经镜下观察其原岩为中酸性火山岩夹层或具浅成侵入体性质,因而绢英岩化是其主要蚀变类型。
4毒砂、黄铁矿化
就托来山带蚀变岩型金矿而论,硫化物分布普遍,但含量很低,矿物含量约占1%~3%,w(S)一般<1%。从镜鉴结果表明以黄铁矿、毒砂矿化占有主要位置,尚含有更少量的黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、白铁矿等,在黄铁矿中还有一种含砷黄铁矿和毒砂与金矿化更为密切(表6-3)。在表6-3的备注栏中,表明黄铁矿具有星散状的微细粒至斑团状的中粗粒;在形态上有莓球状、立方体状、多边形等几种,莓球状黄铁矿一般较细小,进一步粗晶化就变成细粒的多边形或立方体黄铁矿,中粗粒黄铁矿及其集合体一般形成较晚,最晚的系细脉状集合体。较早的黄铁矿随岩石的糜棱岩化而碎裂变成细微状,往往与金的再富集相关,黄铁矿的多型复合特征表明成岩成矿过程多阶段叠加演化的记录。此外,毒砂亦见有不同程度的多型现象,但主要为两种:一种为菱形状,有粗有细,往往以中等粒度为多;而另一种为针柱状,一般较黄铁矿为晚,有交代黄铁矿的现象。据表6-4电子探针测定结果来看,上述黄铁矿类、毒砂等应属载金矿物,由于金颗粒微小,在矿物中分布不均,在同一矿石中同一种黄铁矿、毒砂矿物仍可能出现含金与不含金的结果,但总体来说,富Bi、As的黄铁矿,较富Au。详见图 6-2、6-3、6-4。
图6-2 金矿石黄铁矿成分均值曲线对比图
1—川刺沟;2—热水大坂;3—羊肠子沟;4—尕大坂
5火山-沉积岩、沉积岩的相标志
例如灰岩的硅化、硅质岩石的碳酸盐化,含炭质岩石的硫化物矿化。当受到构造因素的多次叠加后,呈现层带状构造蚀变岩的特征。
图6-3 金矿石含砷黄铁矿成分均值曲线对比图(图例同图6-2)
图6-4 金矿石毒砂成分均值曲线对比图(图例同图6-2)
1矿区地质特征
龙山锑金矿为湖南省四大金矿之一,距湖南省新邵县城30km,区域上位于华南褶皱带的湘中坳陷中部,东西向白马山-龙山构造隆起带与北东向宁乡-新宁基底断裂带和北西向锡矿山-涟源基底断裂带交会部位。区域上发育众多的金、锑矿床、矿点,如高家坳金矿、锡矿山锑矿等(图4-8)(刘鹏程等,2008)。
图4-8 龙山地区地质略图
(据刘鹏程等,2008)
D-T—泥盆系-三叠系;Z-S—震旦系-志留系;Pt—新元古界;γ—花岗岩。1—细粒花岗岩;2—花岗斑岩;3—石英斑岩;4—不整合地质界线;5—隆起区界线;6—基底断裂;7—隐伏-半隐伏基底断裂;8—金矿床;9—金矿点;10—锑矿床;11—矿区范围
2矿体特征
矿区出露地层主要为下震旦统江口组上段,为一套浅变质灰绿色碎屑岩系,自下而上分为4个亚段,其中第一、第二亚段为一套浊积岩建造的浅灰—灰绿色富含凝灰质的含砾砂质板岩和含砾板岩夹绢云母板岩,为主要赋矿层位(刘鹏程等,2008;刘升友等,2013)。矿体呈脉状、透镜状发育在断裂破碎带内,断裂带的空间发育规模决定了矿体的规模和形态,为典型的受断裂构造控制的破碎带蚀变岩型金锑矿脉。单个矿体的产出规模较为悬殊,走向延长多在40~190m之间,最长可达300m,矿体厚度在03~4m之间,平均厚度在1m左右,金的平均品位在4~6g/t之间,锑的平均品位在4%~22%之间(图4-9)。
图4-9 龙山锑金矿床地质剖面简图
(据刘升友等,2013)
1—下震旦统江口组;2—砂质板岩;3—蚀变带;4—矿体
据野外观察,结合镜下鉴定,矿石主要为粒状结构,镜下可见鳞片变晶结构、他形叶片状结构、交代尖角状结构、草莓状结构、变胶状结构等。矿石构造有块状构造、致密块状构造、浸染状构造、脉状-网脉状构造,条带状构造、角砾状构造,局部可见晶洞构造。矿石自然类型以石英-辉锑矿-黄铁矿(毒砂)-自然金型为主,金属矿物主要有毒砂、黄铁矿、辉锑矿等,偶见闪锌矿、黄铜矿、褐铁矿等,自然金主要以次显微金形式赋存于辉锑矿中,次赋存于黄铁矿、毒砂的载金矿物中。脉石矿物主要为石英。
3成因模式
李己华等(2004)根据成矿地质特征构建了矿床成因模型(图4-10),根据该模型,在区域上首先形成EW向穹窿,在上隆过程中使上覆盖层发生褶曲,新元古代地层褶曲时处于穹窿顶部,发生大量微裂隙并为石英脉所充填,形成含明金的石英脉型金矿体;震旦系在褶曲过程中处于较有利的转折端位置,形成不同方向的小断裂,由基底大断裂输运的岩浆热液中的金、锑矿质在上述小断裂中沉淀,与大气降水形成的流体共同作用,形成本矿带中主要的金-锑矿床;寒武系至三叠系由于距离穹窿顶部较远,在穹窿上隆过程中仅在核部形成破劈理,围岩中的矿质聚积于其中,形成规模较小的矿体。
4矿床系列标本简述
2010年,在研究龙山锑金矿地质特征及成矿背景后,针对矿区开采情况采取矿区拣块法对矿区各开采中段采集标本共17块(表4-3)。其中,采集矿石标本3块,岩性为辉锑矿矿石和角砾状辉锑矿矿石;采集围岩8块,岩性为含砾砂岩、绢云母化含砾砂岩、次生石英岩化含砾砂岩、绢云母化绿泥石化含砾砂岩和白色黏土岩;采集矿化围岩标本5块,岩性包括辉锑矿化绢云母化绿泥石化含砾砂岩、黄铁矿化绢云母化含砾砂岩和辉锑矿化绢云母化绿泥石化含砾砂岩;采集岩石标本1块,岩性为脉石英。所采标本基本涵盖了出露的各地层岩石、矿石及围岩。
图4-10 龙山金锑矿成矿模式示意图
(据李己华等,2004)
O—T—奥陶系—三叠系; —寒武系;Z—震旦系;Pt—元古宇。
1—隐伏岩体;2—破碎带及矿体;3—矿质;4—矿液流向;5—天然水流向
表4-3 湖南省新邵县龙山锑金矿采集标本
注:表中Au3-B代表湖南省新邵县龙山锑金矿标本,Au3-b代表该标本薄片编号,Au3-g代表该标本光片编号。
5图版
(1)标本照片及其特征描述
中国典型矿床系列标本及光薄片图册铅锌锑银金矿
Au3-B01
含砾砂岩。岩石呈浅灰色,中粒砂状结构,块状构造。砂粒成分主要为石英,砂粒直径为03~05mm,磨圆度较好,呈圆状—次圆状,为基底式胶结,胶结物成分为粉砂质。砾石成分为石英岩角砾,磨圆程度不均一,次圆状、次棱角状,砾径差别较大,小者5mm,大者2cm,含量约5%,砾石分布无序。岩石中胶结物具弱绢云母化蚀变
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Au3-B02
绢云母化含砾砂岩。岩石呈浅灰色,中粒砂状结构,块状构造。砂粒成分主要为石英,砂粒直径为03~05mm,磨圆度较好,呈圆状、次圆状,发生绢云母化。基底式胶结,胶结物成分为粉砂质。砾石成分为石英岩角砾,磨圆程度不均一,次圆状、次棱角状,砾径差别较大,小者5mm,大者2cm,含量约5%,砾石分布无序。岩石中胶结物具弱绢云母化蚀变
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Au3-B03
辉锑矿矿石。矿石呈灰色—铅灰色,微细粒状结构,致密块状、稠密浸染状构造。矿石矿物均为辉锑矿,他形细粒、微细粒结构,铅灰色、钢灰色,不显金属光泽,含量约70%。脉石矿物为石英,白色—无色,透明—半透明,粒状,与辉锑矿镶嵌共生,含量约30%
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Au3-B04
辉锑矿矿石。矿石呈铅灰色—钢灰色,细—微细粒状结构,致密块状构造。矿石几乎全部由细—微细粒状辉锑矿组成,呈铅灰色—钢灰色,矿石密度大,不含或基本不含其他矿物成分,辉锑矿含量接近100%
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Au3-B05
脉石英。岩石呈深灰色,非晶质结构、碎裂结构,块状构造。主要矿物成分为非晶质块状石英,白色、乳白色,含量>90%,其次为脉石英边部和裂隙中的绿泥石,绿色—深绿色,片状、纤维状擦痕阶步发育,含量10%左右
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Au3-B06
含砾砂岩。岩石呈深灰色、绿灰色,非晶质结构,块状构造。主要矿物成分为石英。局部石英发生绢云母化较强,并伴生绿泥石化,呈绿灰色,粒径约03mm
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Au3-B07
绢云母化含砾砂岩。岩石呈灰黑色,非晶质结构,块状构造。主要矿物成分为石英,石英绢云母化强烈。岩石中偶见细粒黄铁矿团粒,其中有微细粒辉锑矿,集合体呈针柱状,未见到毒砂和自然金
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Au3-B08
次生石英岩化含砾砂岩。岩石呈灰色,变余砂状结构,块状构造。砾石成分为硅质石英,棱角状、次棱角状,砾径一般为3~5mm,含量10%~15%。砂质成分为石英,圆状、次圆状,无色透明,基底式胶结,胶结物成分为硅质,轻微变质后胶结物重结晶石英岩化
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Au3-B09
绢云母化绿泥石化含砾砂岩。岩石呈浅绿灰色,中粒—细粒砂状结构,块状构造。砾石成分为硅质石英,白色、乳白色,砾径为3~5mm,含量3%~5%。砂质成分为石英,粒径025~03mm,无色透明,圆状、次圆状。胶结物为硅质、粉砂质。岩石经轻微变质形成绿泥石化和绢云母化,使岩石变绿而显绿灰色
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Au3-B10
辉锑矿化绢云母化绿泥石化含砾砂岩。砾石成分为硅质石英,砾径一般为3~5mm,属细砾石,大者可达10mm,无定向,次圆状、次棱角状,有时具压扁特征,含量5%。砂质成分为石英,无色透明,圆状、次圆状,胶结物为粉砂质和部分泥质,轻微变质后形成绿泥石化和绢云母化,使岩石产生片理。岩石中不均匀发育辉锑矿化,辉锑矿呈细粒状、针柱状自形晶,呈铅灰色,强金属光泽,含量1%~2%。
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Au3-B11
含砾砂岩。岩石呈浅灰色,中粒砂状结构,块状构造。砂粒成分主要为石英,砂粒直径为03~05mm,磨圆度较好,呈圆状、次圆状。基底式胶结,胶结物成分为粉砂质。砾石成分为石英岩角砾,磨圆程度不均一,次圆状、次棱角状,砾径差别较大,小者5mm,大者2cm,含量约5%。砾石分布无序。岩石中胶结物具弱绢云母化蚀变
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Au3-B12
黄铁矿化绢云母化含砾砂岩。岩石呈浅灰色,中粒砂状结构,块状构造。砂粒成分主要为石英,可见石英脉,脉宽2~20mm,具分支复合现象。除石英脉外还可见粒状黄铁矿,粒径2~5mm,自形程度高,多为等轴晶系的立方体晶形,但也可见五角十二面体晶形,有的发育在石英脉和砂岩中,含量约2%
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Au3-B13
角砾状辉锑矿矿石。矿石呈灰色—灰白色,自形—他形集合体状,角砾状构造。矿石矿物为辉锑矿,铅灰色,集合体呈针柱状,强金属光泽,晶体宽约1mm,长10~15mm,含量3%~5%,生长于晶洞中。脉石矿物主要为含砾砂岩的角砾,其次为石英脉体。矿石中角砾为含砾砂岩和早期硅化石英脉,破碎后由辉锑矿胶结,辉锑矿充填于角砾之间空隙中
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Au3-B14
辉锑矿化绢云母化绿泥石化含砾砂岩。矿石呈灰色—灰白色,自形—他形集合体状,角砾状构造。矿石矿物为辉锑矿,铅灰色,集合体呈针柱状,强金属光泽,含量1%~2%。脉石矿物主要为含砾砂岩的角砾,其次为石英脉体。矿石中角砾为含砾砂岩和早期硅化石英脉,破碎后由辉锑矿胶结,辉锑矿充填于角砾之间空隙中
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Au3-B15
辉锑矿化绢云母化绿泥石化含砾砂岩。岩石呈浅绿灰色,鳞片变晶结构、变余砂状结构,块状构造,砾石成分为硅质石英,砾径差别较大,一般为3~5mm,最大可达5mm×20mm,次棱角状、次圆状,含量约5%。砂粒成分为无色石英,粒径约03mm,圆状、次圆状。胶结物为粉砂质,少量泥质,基底式胶结,胶结物中的泥质绢云母化和绿泥石化,多沿构造滑动面发育。辉锑矿,灰色,呈细小针柱状晶形,呈细脉浸染状分布于构造裂隙中,含量1%~2%
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Au3-B16
辉锑矿化绢云母化绿泥石化含砾砂岩。岩石呈浅绿灰色,鳞片变晶结构、变余砂状结构,块状构造。砾石成分为硅质石英,砾径差别较大,一般3~5mm,最大可达5mm×20mm,次棱角状、次圆状,含量约5%。砂粒成分为无色石英,粒径约03mm,圆状、次圆状。岩石中可见硅化石英细脉,脉中有辉锑矿充填。胶结物为粉砂质,少量泥质,基底式胶结,胶结物中的泥质发生绢云母化和绿泥石化,多沿构造滑动面发育。辉锑矿,灰色,细小针柱状晶形,呈细脉浸染状分布于构造裂隙中,含量1%~2%。另可见呈细脉状或团窝状发育的微细粒状黄铁矿,含量2%~3%
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Au3-B17
白色黏土岩。白色土状,块体,手捻极细具滑感,加水不膨胀,加酸不起泡,可能为蒙脱石类黏土矿物
(2)标本镜下鉴定照片及其特征描述
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Au3-b01
含砾砂岩。鳞片粒状变晶结构,板状构造。主要矿物成分为绢云母(Se,约75%)和石英(Qz,约20%)。石英,无色透明,表面光滑,无风化物,正低突起,无解理,无双晶。绢云母,集合体呈鳞片状,具丝绢光泽,大多是由斜长石绢云母化作用所致
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Au3-b05
绢云母砂岩。鳞片变晶结构,板状构造。主要矿物成分为斜长石(Pl,约60%)、绢云母(Se,约20%)和石英(Q z,约15%)。斜长石,三斜晶系,无色,负低突起,斑晶双晶发育明显。石英,无色透明,表面光滑,无风化物,正低突起,无解理,无双晶。绢云母,集合体呈鳞片状,具丝绢光泽,大多是由斜长石绢云母化作用所致
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Au3-b06
含砾砂岩。变余砂状结构,板状构造。主要矿物成分为绢云母(Se,约50%)、石英(Qz,约30%)和斜长石(Pl,约15%)。绢云母,集合体呈鳞片状,具丝绢光泽。石英,无色透明,表面光滑,无风化物,正低突起,无解理,无双晶。斜长石,三斜晶系,无色,负低突起,斑晶双晶发育明显,大多由斜长石绢云母化作用所致
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Au3-b07
绢云母化含砾砂岩。鳞片变晶结构,板状构造。主要矿物成分为绢云母(Se,约55%)、石英(Qz,约30%)和斜长石(Pl,约10%)。绢云母,集合体呈鳞片状,具丝绢光泽。石英,无色透明,表面光滑,无风化物,正低突起,无解理,无双晶。斜长石,三斜晶系,无色,负低突起,斑晶双晶发育明显
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Au3-b08
次生石英岩化含砾砂岩。变余砂状结构,块状构造。主要矿物成分为石英(Qz,约80%)、绢云母(Se,约10%)和斜长石(Pl,约5%)。石英,无色透明,表面光滑,无风化物,正低突起,无解理,无双晶。绢云母,集合体呈鳞片状,具丝绢光泽。斜长石,三斜晶系,无色,负低突起,斑晶双晶发育明显
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Au3-b09
绢云母化绿泥石化含砾砂岩。鳞片变晶结构,板状构造。主要矿物成分为绢云母(Se,约50%)、石英(Qz,约30%)、绿泥石(Chl,约10%)和斜长石(约5%)。绢云母,集合体呈鳞片状,具丝绢光泽。石英,呈他形,无色透明,表面光滑,正低突起,无解理和双晶,颗粒粒径01~02mm。绿泥石,单斜晶系,淡绿色,具弱多色性,干涉色低,为I级灰白,“柏林蓝”或“铁锈色”异常干涉色,呈平行或近平行消光。斜长石,三斜晶系,无色,负低突起,斑晶双晶发育明显
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Au3-b14
绢云母化含砾砂岩。鳞片变晶结构,板状构造。主要矿物成分为绢云母(Se,约60%)和石英(Qz,约35%)。石英,呈他形,无色透明,表面光滑,无风化物,正低突起,无解理,无双晶,颗粒粒径01~02mm。绢云母,集合体呈鳞片状,具丝绢光泽
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Au3-g07
主要金属矿物为黄铁矿,少量褐铁矿,偶见黝铜矿及辉锑矿等。黄铁矿(Py)含量约1%,早期呈变余草莓状结构,粒径介于0001~001mm之间;晚期多呈他形粒状结构,黝铜矿沿其边缘分布,被晚期褐铁矿沿其裂隙及间隙交代,粒径介于0001~02mm之间。辉锑矿(Snt)少量,呈半自形长板状结构或他形粒状结构分布于晚期透明矿物脉中,粒径介于0005~003mm之间。黝铜矿(Td)偶见,呈不规则粒状结构沿晚期黄铁矿颗粒边缘分布,粒径约为002mm。褐铁矿(Lm)少量,呈不规则粒状沿黄铁矿颗粒间隙及裂隙交代,粒径介于0001~002mm之间
矿物生成顺序:黄铁矿→黝铜矿→辉锑矿→褐铁矿
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Au3-g12
主要金属矿物为黄铁矿,偶见褐铁矿。黄铁矿(Py)含量约1%,呈自形粒状结构分布于透明矿物中,可见立方体及五角十二面体晶体截面形态,偶见褐铁矿沿其裂隙交代呈尖角状结构,粒径0005~20mm不等。褐铁矿(Lm)偶见,呈不规则粒状沿黄铁矿颗粒间隙及裂隙交代
矿物生成顺序:黄铁矿→褐铁矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册铅锌锑银金矿
Au3-g13
主要金属矿物为辉锑矿、毒砂及黄铁矿,少量黄铜矿。辉锑矿(Snt)含量约5%,呈不规则粒状结构,可见聚片双晶,集合体呈脉状—网脉状穿插于透明矿物颗粒中,呈尖角状、细脉状交代毒砂颗粒,局部包裹毒砂颗粒呈包含结构,粒径0002~30mm不等。毒砂(Apy)少量,呈自形粒状结构,被黄铁矿沿颗粒边缘交代,或被辉锑矿呈尖角状或细脉状沿其裂隙交代,粒径介于0002~03mm之间。黄铁矿(Py)少量,呈自形—半自形粒状结构,五角十二面体晶体截面形态,可见其交代毒砂颗粒,粒径介于0002~01mm之间。偶见黄铜矿(Ccp)呈不规则粒状分布于透明矿物颗粒中,粒径约001mm
矿物生成顺序:毒砂→黄铁矿→黄铜矿→辉锑矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册铅锌锑银金矿
Au3-g14
主要金属矿物为毒砂、黄铁矿及辉锑矿,少量辉锑银矿、黝铜矿、辉铁锑矿。黄铁矿(Py)含量约2%,早期呈草莓状结构,重结晶呈变余草莓结构或变胶状结构,被晚期辉锑银矿及黝铜矿沿胶状黄铁矿裂隙及间隙交代,粒径介于0001~001mm之间,晚期多呈自形—半自形粒状结构,粒径介于0001~01mm之间。毒砂(Apy)含量约1%,呈自形粒状结构,交代包含晚期自形黄铁矿,粒径介于001~05mm之间。辉锑矿(Snt)少量,呈不规则粒状结构,沿辉铁锑矿边缘交代并包裹残余颗粒呈包含结构,粒径0001~01mm不等。辉锑银矿(Mgy)少量,呈不规则粒状结构,交代黄铁矿呈细脉结构或包含结构,粒径介于0001~002mm之间。黝铜矿(Td)少量,呈不规则粒状结构,沿黄铁矿颗粒间隙充填交代,粒径介于0002~002mm之间。少量辉铁锑矿(Btr)
矿物生成顺序:黄铁矿→毒砂→辉锑银矿→黝铜矿→辉铁锑矿→辉锑矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册铅锌锑银金矿
Au3-g16
主要金属矿物为黄铁矿及辉锑矿,少量毒砂及闪锌矿等。黄铁矿(Py)含量约1%,早期重结晶呈变余草莓结构或变胶状结构,粒径介于0001~002mm之间,晚期多呈自形—半自形粒状结构,可见五角十二面体晶体截面形态,局部被毒砂交代包裹呈包含结构,或辉锑矿、闪锌矿沿其边缘及裂隙交代呈尖角状结构或细脉状结构等,粒径介于001~03mm之间。辉锑矿(Snt)含量约1%,呈不规则粒状结构,集合体呈脉状穿插于透明矿物中,沿毒砂及黄铁矿颗粒裂隙交代呈尖角状或细脉状结构,粒径0001~03mm不等。毒砂(Apy)含量约1%,呈半自形—他形粒状结构,颗粒较为破碎,交代包含晚期自形黄铁矿颗粒,并被辉锑矿沿其裂隙及边缘交代呈尖角状结构或细脉状结构等,粒径介于001~02mm之间。偶见闪锌矿(Sp)
矿物生成顺序:黄铁矿→毒砂→闪锌矿→辉锑矿
1矿石类型
阿希金矿床矿石按自然类型可分为氧化矿石和原生矿石两大类。
(1)原生矿石
原生矿石多见于矿体垂深70 m以下地段,是矿床主体,占总矿石量的95%。根据矿石物质组合、结构构造等可分为石英脉型、蚀变岩型和角砾岩型三类。
石英脉型矿石:石英脉型矿石分布较普遍,约占矿床总矿石量的20%,主要由灰白色石英-玉髓脉和网脉、烟灰色石英-玉髓脉和网脉、网脉以及石英-金属硫化物脉和石英-碳酸盐脉等4个成矿阶段形成之石英脉构成。灰白色石英-玉髓脉,质地细腻,有透明感,含金属硫化物很少,常包裹有已粘土化的围岩岩屑、岩粉白色斑点,普遍可见到玛瑙状的条带或环带状构造,是主要成矿阶段的矿石类型;烟灰色石英-玉髓脉,质地致密细腻,具半透明,脉体边部常有金属硫化物分布,有时穿插灰白色石英脉(Q1)的现象,是主要矿石类型之一;石英-碳酸盐脉,肉眼很少见有金属硫化物分布,也有金矿化作用,该脉穿插灰白色石英脉和烟灰色石英脉;石英-金属硫化物脉,有较多的金属硫化物分布于其中,肉眼可见到石英-黄铁矿脉穿插前期形成的石英脉,是重要成矿阶段的矿石类型。该类矿石中主要金属矿物为黄铁矿、白铁矿、毒砂和金矿物,其次为闪锌矿、黝铜矿、黄铜矿、方铅矿和菱镁矿等;脉石矿物主要为石英,绢云母、方解石和白云石等少量,脉中常含有一些已粘土化的围岩岩屑、石英脉角砾等。
蚀变岩型矿石:此类矿石约占矿石总量的20%。主要分布于主矿体上盘及附近的裂隙系统中,乃由近矿围岩(主要为石英角闪安山玢岩及安山-英安质角砾熔岩)经强烈硅化、绢云母化和粘土化蚀变交代带入矿质而成。矿化强弱与硅化交代作用强度及叠加石英细脉的存在与否有关,有时在该类矿石中有金属硫化物细脉穿插其间。矿石的金属矿物组成与石英脉型矿石基本相似,而脉石矿物则有明显差别,以石英为主,绢云母次之,碳酸盐类矿物和斜长石少量。
角砾岩型矿石:此类矿石分布最广,约占矿石总量的60%,基本上属上述两类矿石的改造类型,即前人的“角砾胶结型”。乃由先期形成之石英脉型或蚀变岩型矿石,经破碎呈角砾状,后为石英网脉或硅质热液胶结而成的矿石。根据原岩角砾成分所占比例的多寡,分别趋向石英脉型或蚀变岩型之构造矿石。严格的说应属石英脉型和蚀变岩型之上的叠加类型矿石。
(2)氧化矿石
氧化矿石主要分布于矿区8~40线之间,约占矿石总量的不足5%。主要指氧化带矿石,氧化带垂深一般为70 m,其上为氧化矿石,主要由氧化石英脉型、氧化角砾岩型和氧化蚀变岩型构成,包括古风化壳和近代风化壳矿石。近代风化作用是在古风化壳基础上发生的,在矿石中很难分辨。古风化壳在矿区阿恰勒河组底部可以见到,不过已属于不整合面型风化沉积矿床。
氧化石英脉型矿石中金属矿物种类和含量很少,主要为褐铁矿和黄铁矿,与原生矿石相比较,硫化物大量减少,毒砂基本消失,金矿物主要为原生金,次生金很少;脉石矿物主要为石英,其他矿物很少。氧化蚀变岩型矿石矿物组分简单,金属矿物种类少,且含量低,主要金属矿物为褐铁矿,脉石矿物主要为石英,碳酸盐矿物很少。
2矿石的化学成分
(1)金矿石化学成分
阿希金矿矿石化学成分分析见表4-4。
表4-4 阿希矿区金矿石化学成分分析结果
从表4-4中可以看出,石英脉型金矿石SiO2含量高,为80%以上,Au(673×10-6)、Ag(1308×10-6)含量也高,其他如Al2O3(185%~500%)、CaO(027%~058%)、K2O(043%~101%)含量相对偏低;而蚀变岩型金矿石SiO2含量少于70%,以富含Al2O3(1222%~1760%)、CaO(255%~331%)、K2O(401%~486%)为特征。
(2)矿石稀土组成
矿石的稀土成分列入表4-5。
从表4-5和图4-13可以看出,蚀变岩型金矿石和赋矿围岩中轻稀土明显富集,属轻稀土富集型,且稀土总量明显高于石英脉型金矿石。蚀变岩型金矿石具Eu负异常,这可能与矿化蚀变作用(钠化)有关。值得提出的是,蚀变岩型金矿石稀土总量高于赋矿围岩,表明成矿作用初期稀土元素的带入。石英脉型金矿石与蚀变岩型金矿石、赋矿围岩相比较,稀土总量明显偏低,特别是轻稀土含量更低,无明显Eu异常。石英脉型金矿石的不同期石英脉稀土配分模式基本相同,表现为矿石的稀土总量发生了急剧亏损,REE分布形式更趋于复杂化,反映了其成矿过程要明显复杂于成岩的过程,成矿物质来源与受控因素更趋于多源化和多因性。
3矿石结构构造
阿希金矿金矿物粒度非常细小,分散且不均匀,肉眼难以识别。所以,矿石的结构构造是根据与金矿化关系密切的黄铁矿等主要金属矿物来确定的。
表4-5 阿希金矿矿石、岩石稀土含量(wB/10-6)、球粒陨石标准化及特征值
图4-13 阿希金矿区矿石、赋矿岩石稀土元素配分模式图
阿希金矿床矿石结构构造,尽管其形成作用不尽一致,但总的看较为简单,以半自形—他形显微-细粒结构和细脉-浸染状构造为主。按其成因以及与黄铁矿等金属矿物的关系,可进一步分为由胶体和重结晶作用、热液充填和交代作用、应力作用以及表生作用形成的4类矿石结构构造(表4-6)。在石英脉中常见隐晶质玉髓,具有低温过饱和溶液结晶特点,交代结构比较常见,绝大多数金属硫化物具有胶状-变胶状结构(指黄铁矿、白铁矿在较低温低压条件下从饱和溶液中凝结沉淀而成,或指褐铁矿不具明显形态特征的结构,或褐铁矿胶体经脱水形成的结构)较为常见。碎裂结构少见,黄铁矿、毒砂有碎裂现象,是成矿后构造应力作用的标志。角砾状构造最普遍,角砾大小相差很大,从几厘米到1 mm及粉尘状,角砾形态各样,大都具棱角状,角砾成分有安山玢岩、安山岩、英安岩(均已蚀变)和含金石英脉等,反映了成矿构造和含矿热液充填交代的多期多阶段性。
表生作用形成的构造类型以红褐色粉末状和角砾状为主,由于原生矿石金属硫化物很少,其表生构造并不常见,普遍具黄钾铁矾化和褐铁矿化,使其呈黄褐色调,成为找矿的直接标志。
4矿石矿物组合
阿希金矿原生矿石的矿物组成基本一致,仅含量上有所差别。现已发现矿物达40余种,其中有些矿物则属原岩残留的副矿物,如锆石、榍石、尖晶石、金红石、磷灰石等。总的看,基本为一金属硫化物型组合。
表4-6 阿希金矿矿石结构构造类型
金属矿物有:黄铁矿、白铁矿、毒砂、磁黄铁矿、低铁闪锌矿、铜闪锌矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、锑黝铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、锌铜矿、自然金、银金矿、方铅矿、硒铅矿、深红银矿、硫锌银矿、硫锑铜银矿、硫锌矿、硒银矿、磁铁矿、赤铁矿、白铅矿、孔雀石、黄铁钾矾、软锰矿、褐铁矿、角银矿等。
脉石矿物有:石英、玉髓、伊利水云母、绢云母、浊沸石、菱铁矿、方解石、白云石(铁白云石)、绿泥石、叶蜡石、明矾石、蒙脱石、高岭石、冰长石、浊沸石、重晶石等。
兹将主要矿物特征简述如下:
(1)金矿物
包括自然金和银金矿两种,以银金矿为主。自然金多分布在氧化次生富集带内,主要以不规则粒状、浑圆状、薄片状产出,其次为棒状、树枝状、毛发状等,个别呈自形晶(图版Ⅶ-6、8)。自然金粒度主要集中于0001~0064 mm间(表4-7),以显微金为主,部分介于显微金—中粒金之间。金矿物绝大多数呈晶隙金产出(约占95%),也有呈裂隙金与包体金等产出。晶隙金约80%产于石英晶粒间,也分布于黄铁矿集合体晶粒间、白铁矿-黄铁矿集合体晶粒间和毒砂-白铁矿-黄铁矿等集合体晶粒间,以及这些金属矿物集合体与石英集合体之间的晶粒间,是阿希金矿床中较常见的分布形式;包裹金在矿石中少量,仅占5%左右,但较常见,主要见于石英、黄铁矿等矿物中;裂隙金在矿石中极少见到,其分布状况有3种:一是黄铁绢英岩化阶段生成的黄铁矿矿物裂隙被金矿物充填交代;二是硅化阶段生成的毒砂矿物裂隙被金矿物充填;三是在氧化矿石中次生金矿物充填于褐铁矿裂隙中。
表4-7 阿希矿区金矿石中金矿物粒度统计结果(%)
金矿物经电子探针分析结果(表4-8)可以看出,金含量在8426%~5369%之间,银含量变化在1306%~4498%,此外尚有多种微量元素(主要有 Fe、Mn、Cu、Cd、Sb、Te、As、Zn等),实际上属含银自然金和银金矿。金矿物成色较低,是本矿床的又一特点。金的成色在866~544之间,变化区间较大,其中以700~800者较多,约占53%。
(2)银矿物及含银矿物
本区发现银矿物及含银矿物计有硫锑铜银矿、硒银矿、角银矿、硫锑银矿、银黝铜矿、含银黝铜矿等数种。这些矿物都呈微粒,普遍分布在各期石英脉及其角砾岩型矿石中,尤以烟灰色石英脉、石英-碳酸盐脉及其角砾岩型矿石中更为常见,有时在一个光片中可以见到10余粒银矿物。
银及含银矿物的电子探针分析结果列入表4-9,可见,该区银矿物化学成分很复杂,除主要元素银外,尚含有Cu、Sb、S、Fe、As、Zn、Te、Au、Co、Ni等杂质,而且有的含量很高,如Cu可高达722%、S达1693%、Sb达2071%。
从表4-9可以看出,自然银矿物含银8615%,尚含有较多的硫、铜、锑等杂质,其中硫、锑在银矿物中可能以辉锑矿的微细机械包体存在。自然银呈不规则粒状、片状等产于灰白色、烟灰色石英脉中,与银黝铜矿、银金矿、方铅矿、闪锌矿等共生,粒度005~0005 mm;硫锑银矿呈灰白带绿色或蓝绿色,非均质性较为明显,有时可见到暗紫红色内反射色,与金矿物、毒砂、黄铁矿、方铅矿共生,粒度为0001~003 mm,在矿物中Ag、S、Sb含量较高;硫锑铜银矿矿呈灰白微带绿色,主要产于灰白色、烟灰色石英脉和石英-碳酸盐脉中,与微粒黄铁矿、银金矿、银黝铜矿等共生;角银矿呈暗灰微带绿色,呈自形立方体,粒度056~068 mm,镜下为深灰色,具均质性,内反射明显,常见于氧化矿石中;硒银矿呈他形粒状,粒度012 mm×012 mm。矿物铁黑色,金属光泽。X射线能谱分析结果:Se3772%,Ag6628%。
表4-8 阿希矿区不同类型金矿石中金矿物电子探针分析结果
表4-9 阿希金矿区银和含银矿物电子探针分析结果
(3)黄铁矿
与金矿化关系较为密切的黄铁矿晶形主要为五角十二面体,立方体、八面体、八面体与五角十二面体聚形和立方体与五角十二面体聚形很少,自形五角十二面体黄铁矿在光片中表现为六边形截面。黄铁矿常与白铁矿、毒砂等一起呈聚粒状、片状、叶片状、草束状、令箭状和纤维状等集合体产出,有时黄铁矿呈放射球粒状和空心放射球粒状等胶状结构。黄铁矿分布不均匀,粒度较细,常呈星点浸染状和稀疏浸染状分布于石英脉型矿石和蚀变岩型矿石中,部分呈细脉浸染状、脉状和不规则状致密块状集合体。与黄铁矿共生的矿物为白铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、黝铜矿、方铅矿、银金矿、含银自然金、硫锑铜银矿、深红银矿、硒铅矿和硒银矿等。黄铁矿晶粒中环带结构普遍,主要由含不等量的As引起。个别黄铁矿与白铁矿、毒砂有浮生现象。黄铁矿与金的关系较为密切,尤其是五角十二面体黄铁矿,金矿物常分布于黄铁矿晶粒间、晶粒边部和包裹于晶粒中。由于构造应力作用,部分黄铁矿有碎裂现象。
表4-10为不同时代含金石英脉中黄铁矿的化学成分分析结果,从中可以看出,黄铁矿的主要化学成分S、Fe与标准的黄铁矿(S=5345%,Fe=4655%)比较,均为贫S和贫Fe的黄铁矿。贫S是由As以类质同象取代S进入黄铁矿晶格中造成的,由于As在黄铁矿中含量不均匀而常呈环带状。贫Fe现象主要是Co、Ni、Cu、Zn等以类质同象取代Fe的位置造成的,这是低温热液形成的黄铁矿普遍存在的现象。在表生条件下,黄铁矿常变为褐铁矿,少数变为白铁矿。
表4-10 阿希金矿区不同类型含金石英脉中黄铁矿化学成分对比表
(4)白铁矿
呈柱状、柱粒状和纤状,主要为他形晶,自形和半自形少,常与黄铁矿、毒砂一起呈片状、叶片状、草束状、令箭状、纤状和冰花状等集合体产出(图版Ⅵ-4、5、7、8),粒度细小,多在0008~01 mm之间。白铁矿和黄铁矿等金属矿物一起呈星散浸染状分布于石英脉型矿石和蚀变岩型矿石中,与金矿化关系较为密切,少量的金矿物分布于白铁矿边部或集合体中,但无包裹金的现象。白铁矿聚片双晶常见,有时与黄铁矿形成定向连晶。白铁矿常有破碎和被较晚期形成的黄铁矿和闪锌矿等穿切现象,但无明显交代。在表生条件下,存在被褐铁矿交代现象。
(5)毒砂
多为自形 半自形,他形晶少,呈柱状、柱粒状、板状和粒状等,部分与黄铁矿和白铁矿一起,呈片状、叶片状和令箭状集合体(图版Ⅵ 6)。结晶较晚,分布于其他矿物集合体边部。粒度细小,多在0008~005 mm之间。毒砂在矿石中呈星点浸染状分布,分布很不均匀,其化学成分列于表4 11。从表4 11 中可见,毒砂Sb含量高,为102%~108%,且其含量比较稳定,Au含量高于黄铁矿的Au含量。矿区内的毒砂以富硫贫砷为特征,这可能是Sb置换As引起的。
表4 11 阿希金矿区金矿石中毒砂电子探针分析结果
(6)石英
金矿石的主要组成部分,是重要的载金矿物之一。石英呈他形细-微粒状,粒度在001~005 mm之间,常见有玉髓状或玛瑙纹状变胶状结构。与其共生的金属矿物主要有黄铁矿、白铁矿、毒砂和金矿物等。金属矿物粒度细小,分布不均匀,含量为05%~25%。个别石英晶粒稍粗,多在005~050 mm之间,晶粒自形程度也略高,部分呈半自形晶,呈脉状充填交代于前期石英中和蚀变英安岩中,对金矿化具有加富作用。从表4-12、表4-13可见,阿希矿区含金石英脉中石英的晶胞参数较为接近,变化范围不大。阿希金矿床含金石英脉中石英晶胞参数普遍大于团结沟、夹皮沟金矿含金石英脉中石英晶胞参数,反映了阿希金矿床石英中含杂质元素较多(表4-13),同时也反映了低温条件下形成的石英,由于结晶作用快而易于捕获较多的杂质。
表4-12 阿希金矿区石英晶胞参数对比
表4-13 阿希矿区石英脉中石英电子探针分析结果
(7)冰长石
与金矿成矿密切相关的标型矿物,见于阿希金矿北段钻孔中,黄铁绢英岩化晚期阶段,斜长石斑晶被冰长石代替,基质中的冰长石呈粒状或柱粒状与石英在一起(图版Ⅵ-1、2、3)。冰长石无色透明,2V较小,负光性。电子探针分析(%):SiO2 6166,Al2O3 1887,K2O 1920,Na2O 014,FeO 009,Cr2O3 004,TiO2 002。X射线衍射分析:6507(31,020),3780(75,130),3463(49,112),3231(100,002),2991(57,131),2889(66,022),2763(23,132),2567(33,241),2165(31,060),b0=1299(nm)。
5成矿阶段及矿物生成顺序
阿希金矿的成矿作用过程可以大致划分为火山期后热液期和表生期。
前者根据矿石中矿物的共生组合、产出特征及其相互关系,可以进一步划分为4个成矿阶段,分别命名为灰白色石英脉阶段(Q1-Si),烟灰色石英脉阶段(Q2-Si),灰白色石英-硫化物阶段(Q3-Py),石英-碳酸盐阶段(Q4-Cal)。
第一阶段所形成的石英脉(Q1-Si)为灰白色致密块状,穿插和胶结安山玢岩角砾,镜下见有玉髓状条纹或环带,可见金属硫化物呈云雾状存在其中(图版Ⅴ-4);
第二阶段所形成的石英脉(Q2-Si)(图版Ⅴ-5)也是由微粒石英、玉髓组成,呈烟灰色致密块状,穿插胶结第一阶段之灰白色石英角砾,镜下常见玉髓条带、环带,金属硫化物呈自形、半自形分散于其中,与灰白色石英相比,微量元素As、Sb、Sr、Ba含量较高;
第三阶段石英-硫化物(Q3-Py)形成阶段石英呈灰白色,与细粒深色黄铁矿、毡状白铁矿共生,呈细脉状穿插并胶结先期石英脉型矿石角砾(图版Ⅴ-6);
第四阶段石英与碳酸盐矿物一起构成石英-碳酸盐脉(Q4-Cal),多呈胶结物或细脉产出(图版Ⅴ-7)。
上述4个成矿阶段是同一成矿期、同一含矿热液系统的火山期后成矿作用的不同阶段产物。由于整个成矿作用过程的物理化学条件基本相同,所以各阶段形成的矿物组合也是基本相同的或相似。每一成矿阶段中,石英、黄铁矿、白铁矿、毒砂和金矿物等先后晶出,成矿环境为低温,有一系列低温矿物生成,同时,金矿化随之减弱至结束。石英-碳酸盐阶段是火山期后热液活动的结束阶段,生成的矿物除石英和碳酸盐外,尚有少量的黄铁矿等金属硫化物矿物,金矿物已见不到。
表生期成矿作用相对简单且对矿床的主体影响不大。由于氧化淋滤作用,有一系列褐铁矿、赤铁矿和铜的次生矿物生成,同时也促成金的次生富集,出现地表矿体局部金品位增高等现象。
阿希金矿各阶段主要矿物生成顺序列入表4-14中。
表4-14 阿希金矿成矿阶段及矿物生成顺序
常见矿物俗称及化学式常见矿物俗称及化学式常见矿物俗称及化学式常见矿物俗称及化学式
化学式,
俗称,
矿物
海波-----Na2S2O3·5H2O
磁铁矿--Fe3O4
赤铁矿------Fe2O3
焦炭---C
铁矿石---磁铁矿+赤铁矿
金红石TiO2
电石CaC2
重晶石BaSO4
芒硝NaSO4
10H2O
石膏CaSO4
2H2O
绿矾FeSO4
7H2O
胆矾CuSO4
5H2O
明矾KAl(SO4)2
12H2O
硝铵NH4NO3
食盐NaCl
保险粉连二硫酸钠
CoCl2光气
CHCl3氯仿
CH3OH木精
丙三醇,甘油
苯酚,石炭酸
酚醛树脂,电木
35%--40%甲醛溶液,福尔马林
CuCO3·Cu(OH)2------孔雀石
CuCO3·2Cu(OH)2----石青
Be3Al2[Si6O18]——祖母绿
BeAl2O4——猫眼石
NaAl[Si2O6]——翡翠
AsS——雄黄
As2S3——雌黄
Mg3[Si4O10](OH)2——滑石
Al2O3——刚玉
FeAsS——毒砂
KAlSi3O8——长石
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