蚀变与矿石类型 矿石类型

一、蚀变类型

矿化带矿体呈似层状、透镜状及扁豆状等形态赋存于早石炭纪杂多群碳酸盐组中，与矿化带矿体接触部位为碎裂灰岩，岩石破碎，裂隙发育，蚀变强烈，蚀变的强度、规模与铅锌品位的高低及矿体规模成正比，与成矿作用有关的围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化、白云岩化等(图3-18)，局部发育萤石化及轻微重晶石化。

图3-18 莫海拉亨铅锌矿区地表矿化蚀变

a—黄铁矿化-褐铁矿化；b—硅化-碳酸盐化

碳酸盐化：普遍存在于近矿围岩蚀变带中，形成大量的方解石、白云石等碳酸盐类矿物。远离矿体，碳酸盐化减弱。

白云岩化：碳酸盐岩石蚀变强烈地段可出现大量白云岩化，大量存于矿体中，其本身即为矿物质载体，这种现象从钻孔岩心中可以看见，纯白色的白云岩中富含星散状的方铅矿。

硅化：硅化蚀变大量出现在厚层状灰岩盖层中，即杂多群上岩组灰岩，矿化层顶板也存在较弱的蚀变现象，常形成半结晶状石髓。矿层中硅化现象少见。

二、矿石类型

综合光、薄片资料研究表明，莫海拉亨铅锌矿床主要产出两类铅锌矿石，第一类是以原生铅锌矿为主铅锌矿石；第二类是褐铁矿为主的次生矿石，系地表氧化带之产物，据东莫扎抓铅锌矿区《氧化矿石选矿试验报告》，这类矿石利用价值不大。

第一类原生铅锌矿石：具体细分大致可分为3个亚类，其一是闪锌矿矿石；其二是闪锌矿-方铅矿矿石；其三是黄铁矿-闪锌矿-方铅矿矿石。

第一类原生铅锌矿石主要分布于矿区主要含矿层位——下石炭统杂多群下岩组(C₁Z₁)中，是含矿热液主要堆集场所，含矿岩性为泥炭质灰岩、灰黑色碎裂灰岩(MⅠ矿带)；下石炭统杂多群上岩组(C₁Z₂)中也有少量分布，可能是后期热液在近地表富集所致，含矿岩性为厚—巨厚层状灰白色灰岩(MⅡ，Ⅲ，Ⅳ)。空间上这类矿石主要集中分布于MⅠ矿化带143～95勘探线，主要为下石炭统杂多群下岩组(C₁Z₁)地层赋矿；MⅡ，Ⅲ，Ⅳ矿化带地表也有一定范围分布，主要为下石炭统杂多群上岩组(C₁Z₂)地层赋矿，但其分布范围相对较小。通过钻孔岩心观察与研究分析，该类矿石垂向上为(自上而下)：闪锌矿-方铅矿矿石→黄铁矿-闪锌矿-方铅矿矿石→闪锌矿矿石的分布规律，这种规律可能表明了含矿热液铅矿质不饱和状态下的继续迁移，因此矿床总体锌含量较高，而且很稳定，铅矿局部富集且分布不均匀。

第二类褐铁矿氧化矿石：这类矿石横向上主要分布于MⅣ矿化带大部，MⅡ矿化带175～159线范围内也有分布，下石炭统杂多群上岩组(C₁Z₂)地层是其发育的空间。垂向上，这类矿石自地表向深部有一定的分布范围，具ZK17501，ZK15901孔资料，该类矿石自地表向下在100 m范围内有分布，矿体规模不大，铅锌品位较地表矿化也呈明显的下降趋势。

矿石类型与成矿阶段~

矿石构造主要为粗大石英脉型和蚀变岩型，其中石英脉型矿体还可以进一步根据矿物组合划分为贫金方解石-石英脉型、贫硫化物含金石英脉型和富硫化物含金石英脉型（图5-14a），主要出露于地表或分布于矿区浅部（0～400 m），大部分可以从地表进行开采。蚀变岩型矿体主要由细小石英脉和蚀变围岩组成，其中的细脉主要由石英-钠长石脉、硫化物-石英-碳酸盐脉、石英-方解石脉等组成，而呈星散状分布的主要为黄铁矿和毒砂（图5-14b），该类矿石主要分布于矿区深部，通过竖井及横向坑道开采。
哈图金矿矿石结构类型主要有自形—半自形粒状结构、他形粒状结构、交代结构、包含结构、充填结构、斑状结构和固溶体结构等。在成矿阶段早期，黄铁矿、毒砂多为自形—半自形粒状结构，而主成矿阶段结晶的载金毒砂和黄铁矿多具有他形粒状结构。黄铁矿交代毒砂，毒砂沿黄铁矿颗粒边缘交代黄铁矿，含砷黄铁矿沿黄铁矿边缘交代黄铁矿，黄铜矿交代黄铁矿。黄铁矿中常见到自形程度高的毒砂、黝铜矿、浑圆状黄铜矿、自然金、闪锌矿等包裹体，毒砂常包裹黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、自然金、闪锌矿等。主成矿阶段形成的黄铁矿呈斑状压碎结构。后期形成的黝铜矿、黄铜矿、闪锌矿呈脉状充填在黄铁矿裂隙中。黄铜矿、黄铁矿呈脉状充填在毒砂裂隙中，自然金往往沿黄铁矿、毒砂裂隙充填。局部见到闪锌矿出溶乳滴状黄铜矿。
哈图金矿工业矿体分为两类： 浅部主要以石英脉型矿体为主，深部主要以蚀变岩型矿体为主。两种不同类型矿体中，金赋存状态存在差异： 石英脉型矿体中石英是最主要的载金矿物，自然金常呈细粒星散状嵌布于石英颗粒间或充填于石英晶洞中，少量呈不规则粒状集合体、细脉状、鳞片状分布于石英微裂隙中；蚀变岩型矿体中最主要脉石矿物为碳酸盐矿物（铁白云石和方解石），载金矿物主要为黄铁矿和毒砂，金主要以包裹金、粒间金和裂隙金形式存在。
哈图金矿中自然金成色为881～930。金在热液中沉淀后主要以显微包裹体形式赋存于黄铜矿、黄铁矿和毒砂等硫化物中。对随机观察到的70粒自然金粒度、形态和赋存状态进行统计分析（邱添等，2011）。粒度在1～5μm之间的颗粒占45.2％，粒度为5～10μm的占41.0％。自然金形态分为3种： 浑圆状（33.7％）、树枝状（10.8％）和麦粒状（55.4％）。

图5-14 哈图金矿矿石类型

一、石英脉型矿体
哈图金矿石英脉型矿体主要分布于矿区浅部和南侧，主要受NW向断裂控制，倾向SW，向下延伸至地下400 m左右，石英脉型矿体两侧通常伴随发育不同程度的围岩蚀变，主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化和碳酸盐化，其中硅化、绢云母化和黄铁矿化与金矿化密切相关。石英脉型矿体通常为石英大脉，脉宽几十厘米到几米不等，其矿物共生组合比较简单，为黄铁矿-毒砂-自然金-石英-绢云母-钠长石。矿体中的自然金通常以包裹金和粒间金的形式产出，主要载金矿物为石英、黄铁矿和毒砂，自然金粒度变化较大，形态各异，常见细粒浑圆状、椭圆状、树枝状以及港湾状。
石英脉型矿体的热液成矿期可以划分为3个阶段：石英-硫化物阶段以形成乳白色的石英大脉为特征，同时在围岩中形成浸染状粗粒自形黄铁矿和毒砂，金矿化弱；石英-自然金-硫化物阶段（主要成矿阶段）的矿化特征为烟灰色条带状石英脉的大量形成，矿石矿物组合为毒砂-黄铁矿-自然金，脉石矿物包括石英、绢云母和少量碳酸盐矿物；晚期石英-方解石脉穿切早期形成的石英脉，无矿化（沈远超等，2003）。
二、蚀变岩型矿体
蚀变岩型矿体主要为浸染状，其中碳酸盐化、黄铁矿化、毒砂化、钠长石化和绢云母化普遍发育，金矿化与黄铁矿化、毒砂化和碳酸盐化关系密切。蚀变岩型矿石主要由铁白云石、菱铁矿、方解石、钠长石、石英、黄铁矿、毒砂、黄铜矿、黝铜矿和少量金红石、绢云母、闪锌矿、自然金和辉铜矿组成（图5-15，附彩图5-15）。黄铁矿是蚀变岩型矿体中含量最高的金属硫化物，也是与自然金关系密切的硫化物之一。斑状压碎结构黄铁矿包裹半自形—自形毒砂和半自形—他形黄铜矿、黝铜矿、闪锌矿及自然金，裂隙中充填黝铜矿、黄铜矿、闪锌矿和自然金。粒状黄铁矿多为六边形或四边形，常与毒砂伴生呈浸染状产于蚀变围岩或矿脉中。黄铁矿中含As、Te、Co、Cu和Ni，这些元素的含量变化范围都比较大（Co/Ni比值平均为2.8），Co和Ni以类质同象的形式替代Fe，大多黄铁矿中Co的含量高于Ni（表5-2）。毒砂是蚀变岩型矿体中含量仅次于黄铁矿的金属硫化物，与金矿化关系密切。毒砂有两种产出形式，早期毒砂与斑状压碎结构黄铁矿共生或被黄铁矿包裹，自形程度较高。晚期毒砂自形程度相对较低，裂隙中常充填黄铁矿、黄铜矿和少量自然金、闪锌矿、黝铜矿。铁硫砷矿中Ni的含量为19.4％～21.0％，Co含量为1.0％～6.1％（表5-2）。

图5-15 哈图金矿蚀变岩型矿体中的硫化物（g为BSE，其他为反射光）

黄铜矿含量仅次于黄铁矿和毒砂，一般呈他形与黝铜矿和碳酸盐矿物共生，有时与闪锌矿、黄铁矿或者毒砂共生，局部见黄铜矿被毒砂包裹或呈浸染状分布于碳酸盐脉中，组成黄铜矿-碳酸盐脉。黄铜矿含少量As、Co和Ni（＜0.05％），Co和Ni可能以类质同象形式替代Cu和Fe，Cu含量34.22％～34.66％（表5-2）。
黝铜矿有3种产出形式，一是呈半自形—他形粒状结构被黄铁矿、毒砂包裹（图5-15i）；第二种与黄铜矿、石英、绿泥石、铁白云石等碳酸盐矿物共生，形成黝铜矿-黄铜矿-碳酸盐-石英-绿泥石脉，或呈浸染状分布在脉石矿物间隙；第三种呈网脉状或粒状沿斑状压碎结构的黄铁矿颗粒裂隙和边缘充填，常与自然金、闪锌矿、黄铜矿、碳酸盐矿物等共生，矿石中大部分黝铜矿以这种形式产出。辉铜矿主要见于黄铜矿-碳酸盐脉中，呈细粒、他形、浸染状分布于碳酸盐矿物粒间，与黄铜矿伴生产出。闪锌矿含量较少，呈他形被黄铁矿、毒砂包裹，或与黝铜矿、黄铜矿、自然金共生，充填于斑状压碎结构黄铁矿裂隙中，也见与黄铜矿呈固溶体分离的形式。闪锌矿含少量Fe（1.47％～3.42％），其中早期闪锌矿较富铁（含量>2％），晚期闪锌矿贫铁（＜2％，表5-2），闪锌矿中铁的含量与其形成温度有关，一般高温形成的闪锌矿铁含量高，低温形成的闪锌矿铁含量低（Kojima et al.，1985），说明随成矿作用的进行，哈图金矿蚀变岩型矿体成矿流体的温度逐渐降低。
表5-2 哈图金矿蚀变岩型矿体中硫化物电子探针分析结果 单位：％


续表


蚀变岩型矿体中的金主要为显微自然金，呈包裹金、裂隙金或粒间金的形式产出（5～20μm），主要的载金矿物为黄铁矿和毒砂（图5-16），自然金常与黝铜矿、黄铜矿和少量黄铁矿共生或者伴生，电子探针分析表明金矿物主要以自然金为主（Au 88.14％～92.96％；Ag3.66％～7.09％），与自然金伴生的脉石矿物为铁白云石、方解石、菱铁矿、石英和绢云母。被黄铁矿或毒砂包裹或充填在黄铁矿和毒砂的裂隙中的自然金，往往与黝铜矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、铁白云石和菱铁矿等共生。当载金矿物为黄铁矿时，自然金与黝铜矿-黄铜矿-闪锌矿关系密切，以共生关系被黄铁矿包裹或产出在黄铁矿粒间或裂隙；当载金矿物为毒砂时，自然金与黄铁矿-黄铜矿关系密切，黄铜矿沿周边交代黄铁矿，黄铁矿-黄铜矿-自然金被毒砂包裹或充填在毒砂裂隙中。

图5-16 哈图金矿蚀变岩型矿体浸染状细脉中金的赋存形式

蚀变岩型矿体中的细脉主要由石英-钠长石、黄铁矿-钠长石、毒砂-碳酸盐、黄铜矿-碳酸盐和石英-方解石（图5-17）组成，其中石英-钠长石脉通常被黄铁矿-钠长石脉叠加，毒砂-碳酸盐脉穿切了被黄铁矿-钠长石脉叠加过的石英-钠长石脉，黄铜矿-碳酸盐脉同时穿切石英-钠长石脉和毒砂-碳酸盐脉，矿体中石英-方解石脉普遍发育，形成较晚。
根据矿物共生组合以及不同矿脉之间的穿切关系，可将蚀变岩型矿体成矿作用划分为5个阶段（图5-18）： 阶段Ⅰ主要形成粗粒石英-钠长石脉，其中金属矿物含量较低，且一般分布于矿脉与围岩的接触部位，以自形程度较高的黄铁矿为主（图5-17）；阶段Ⅱ形成了细小的黄铁矿-石英-钠长石脉，其中沉淀了大量自形程度较高的黄铁矿，少量毒砂、黄铜矿、磁黄铁矿和闪锌矿伴随黄铁矿形成；阶段Ⅲ形成毒砂-碳酸盐细脉，矿物组合为毒砂-黄铁矿-黄铜矿-自然金，该阶段同时在围岩中形成强烈的碳酸盐化和大量浸染状自形毒砂和黄铁矿，自然金主要呈浑圆孤岛状被毒砂、黄铁矿包裹，或呈针状产于黄铁矿、毒砂颗粒间隙；阶段Ⅳ以形成大量黄铜矿、黝铜矿和碳酸盐矿物为特征，并伴随有少量黄铁矿和毒砂形成，该阶段也是主要的金矿化阶段，主要形成裂隙金，与黄铜矿、黝铜矿和少量黄铁矿共生，充填早期黄铁矿和毒砂的裂隙；阶段Ⅴ形成石英-方解石细脉，其中不含金属矿物。
哈图金矿西区的金矿化大多赋存于含碳的凝灰质泥岩或者泥岩夹少量凝灰岩中，这些含碳的凝灰质泥岩或者泥岩夹少量凝灰岩中发育草莓状黄铁矿（图5-19，图5-20）。草莓状黄铁矿大多沿着含碳凝灰质泥岩的层理分布，形成于同沉积过程，其中往往含高浓度Au，可以为后期热液金矿化的形成提供成矿物质。这种草莓状黄铁矿不仅在矿区西部的钻孔中出现，而且在矿区东部齐Ⅱ金矿附近的钻孔中也发现了类似的草莓状黄铁矿。这些草莓状黄铁矿主要出现在含碳页岩中，沿层理分布。在这些含草莓状黄铁矿的碳质泥岩中见到大量硬石膏-石英-自然金的细脉（图5-21），显示其对成矿作用的强烈控制。

图5-17 蚀变岩型矿石中不同阶段形成的矿脉及其矿物组合


图5-18 哈图金矿蚀变岩型矿体成矿阶段及矿物生成顺序


图5-19 哈图金矿中发现的草莓状黄铁矿


图5-20 哈图金矿含碳凝灰质泥岩中的草莓状黄铁矿（BSE图像）


图5-21 哈图金矿含碳泥岩-酸性凝灰岩中的硬石膏-石英-自然金细脉

根据含矿岩石及构造蚀变特征，可以大致分为两种矿石类型。
1.蚀变辉石岩型铂矿石
含矿岩石为蚀变辉石岩，主要产于层状辉石岩－辉长岩体中部，矿石具星散－染浸状构造；矿石具强烈的次闪石化、绿泥石化、钠黝帘石化及黄铁矿化现象，矿石矿物主要有：磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿及少量黄铜矿和自然铂。金属矿物含量在5%～8%左右，为矿区内的主要矿石类型。
2.片理化辉长岩型铂矿石
含矿岩石为蚀变辉长岩，主要产于层状辉石岩－辉长岩体西部的次级破碎带中，矿石具浸染状、细－网脉状构造；具片理化、次闪石化、绿泥石化、硅化及黄铁矿化现象，矿石矿物主要有：磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿和少量黄铜矿及自然铂。金属矿物含量在8%～15%左右，为矿区内的次要矿石类型。
矿石的结构主要有3种类型：①半自形他形晶粒结构。磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿等矿物呈半自形－他形晶分布于脉石矿物中；②交代－残留结构。黄铜矿交代黄铁矿显交代结构，黄铁矿残留分布于褐铁矿中；③固溶体分离结构。钛铁矿呈叶片状在磁铁矿中析出，显固溶体分离结构。
矿石的构造主要有两种类型：①浸染状构造。金属矿物呈星散状分布于脉石矿物中，金属矿物含量一般小于3%；②细－网脉状构造。金属矿物集合体呈细脉状沿脉石矿物裂隙分布，金属矿物含量一般为3%～5%，部分可高达10%左右。

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