四川木里梭罗沟金矿黄铁矿标型特征及地质意义

四川木里梭罗沟金矿黄铁矿标型特征及地质意义
王兆成;勾永东;范晓;罗涛
【摘要】木里梭罗沟金矿主要载金矿物为黄铁矿和毒砂,黄铁矿主要呈它形和五角十二面体产出,一些黄铁矿具含砷黄铁矿“边”.黄铁矿晶形不同,含金量也不同.电子探针和激光离子探针分析结果统计显示,黄铁矿亏硫或接近理论值,属变质热液成因；黄铁矿中的Co含量低、ω(Co)/ω(Ni)＜1、ω(Au)/ω(Ag) ＞0.5,它形成于中温环境；黄铁矿ω(Fe)/ω(S+As)均值为0.845,形成环境为中深部.矿床成因属基性火山岩构造蚀变岩型,成矿流体主要来自变质热液.%The main gold-bearing minerals of Suo-luo-gou gold deposit in muli country is pyrite and ar-senopyrite. The pyrite is typomorphic in allotrio-morphic and pyritohedron, which were circled by arsenopyrite edge. The gold grade is higher in pyrite to its typomorphic. The sulfur value analyzed by electron probe microanalysis and laser ion mi-croprobe in pyrite is lower or equal to its theoretical value, which indicated the metamorphous hy-drothermal genesis. The pyrite is characteristic of lower Co, ω(Co)/ω(Ni)<1、ω(Au)/ω(Ag)<0. 5, formed in Temperature environment, and the mean ω(Fe)/ω(S + As) in pyrite indicated the deposit formed in the depths of middle-deep. The suo-luogou gold deposit belongs to structure-metamorphosis-type of volcanic.【期刊名称】《物探化探计算技术》
【年(卷),期】2012(034)006
【总页数】6页(P729-734)
【关键词】梭罗沟;金矿;黄铁矿;标型特征;成因
【作者】王兆成;勾永东;范晓;罗涛
【作者单位】四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队,四川双流610213;四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队,四川双流610213;四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队,四川双流610213;四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队,四川双流610213
【正文语种】中文
【中图分类】P578.2+92
0 前言
四川木里梭罗沟金矿地处甘孜～理塘结合带的南段，唐央穹隆南倾伏端。

木里梭罗沟金矿为一大型金矿，该矿的发现是近十余年来甘孜～理塘成矿带找矿取得的重大突破，该矿山现已列入首批国土资源部矿产资源节约与综合利用示范基地，首批国土资源部野外科学观测研究基地（难选冶金矿类）。

梭罗沟金矿的载金矿物标型特征、矿床成因类型和找矿模式均有典型意义，但研究程度比较低，因此加强这方面的研究，对促进甘孜～理塘金成矿带取得找矿突破，具有十分重要的意义。

梭罗沟金矿区圈有矿体七个，矿体产于上三叠统曲嘎寺组基性火山岩系中，受发育于碎屑岩与中基性火山岩之间的近东西向的脆～韧性断裂控制。

矿体平面展布形态多呈脉状、透镜状，剖面形态多呈向北陡倾，上宽下窄的漏斗状。

围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、毒砂矿化、绢云母化、碳酸盐化和绿泥石化。

组成原生金矿石的矿物有十余种，主要矿石矿物为黄铁矿和毒砂，占矿石的1%～21%。

主要脉石矿物为绢云母、白云石（方解石）和石英。

用浮选法回收原生矿中的黄铁矿、毒砂，
金回收率可达86.12%～96.43%，这说明黄铁矿、毒砂是梭罗沟金矿的主要载金
矿物。

关于梭罗沟金矿的成因类型主要有两种观点，即基性火山岩构造蚀变岩型金矿床和岩浆热液型金矿。

1 黄铁矿形态特征
梭罗沟金矿黄铁矿晶形以不规则形态和五角十二面体为主，立方体晶形少见，粒度一般为0.05mm～0.2mm。

不规则形态黄铁矿（它形粒状黄铁矿）多呈团块状、
莓状集合体及细脉状产出。

立方体、五角十二面体黄铁矿多呈星点状或细脉状产出。

激光离子探针分析（见下页表1）显示，36个测点中有27个测点含Au，占76%，其中，它形黄铁矿18个测点中有14个测点含金，占77.8%，Au含量为
1.72×10－6 ～791.00×10－6，均值为50.86×10－6。

五角十二面体黄铁矿18个测点中有13个测点含金，占7
2.22%，Au含量为1.91×10－6～92.66×10－6，均值为26.15×10－6。

峰值和均值均表明它形黄铁矿较五角十二面体黄铁矿含金
性较好。

2 黄铁矿结构特征
电子探针分析显示，黄铁矿中个别测点化学成份与理论值差异较大，特别是Cu含量、As含量较高（见下页表2）。

根据阳离子计算结果反演，黄铁矿中有铁黝铜矿、黝铜矿、斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、磁黄铁矿、砷黄铁矿等存在。

利用电子探针和扫描电镜观察进一步证实：①一些黄铁矿存在次生的含砷较高的边或砷黄铁矿的环（见下页图1）；②是黝铜矿在黄铁矿、毒砂中分布较普遍，多沿黄铁矿、毒砂矿物中的裂隙呈脉状产出或沿黄铁矿表面分布（见下页图2、图3）。

黝铜矿呈脉状穿插黄铁矿分布，可证明黝铜矿（铁黝铜矿）晚于黄铁矿生成。

表1 黄铁矿激光离子探针分析成果表Tab.1 Au，Ag，As value in pyrite analyzed by LIM注：“1”代表它形黄铁矿，“2”代表五角十二面体黄铁矿。

测试单位：中国地质科学院矿产资源研究所2006样品编号晶形代号测点编号分
析项目（ug／g）Au／Ag As Ag Au P1－1 10020.22 0 68.7 P1－2 15448.76 0 15.98 P1－3 21610.68 15.07 45.3 3.01 RZSCM7601 P2－1 6012.9 0 0 P2－3 7508.69 0.72 4.13 5.74 P2－2 6083.14 0 1.91 P3－1 10656.67 0 1.72 P3－2 21931.66 0.07 55.72 796.00 P3－3 18695.75 0 42.74 RZSCM8001 P4－1 12264.87 0 11.19 P4－2 15930.79 0 17.19 P4－3 15561.07 0 13.99 P5－1 5952.89 1.49 0 P5－2 20656.77 0 0 RZSCM8401 P5－3 18511.98 0 14.44 P6－1 20263.68 0.12 16.66 138.83 P6－2 3155.05 0.21 0 P6－3 21519.43 0.35 0 P7－1 10782.76 0 0 P7－2 11778.69 0.92 4.73 5.14 RZSYM2H14 P7－3 18232.59 0 53.63 P8－1 21128.11 0 3.08 P8－2 30621.26 0.61 92.66 151.90 P8－3 11438.74 1.69 0 P10－1 23570.22 1.08 19.58 18.13 P10－2 26288.38 1.1 23.43 21.30 RZSCM160H16 P10－3 17052.18 0.6 0 P11－1 23680.87 0.46 13.36 29.04 P11－3 19452.68 0.36 4.8 13.33 P13－1 19749 0 37.31 P11－2 1667.76 0.19 0 P13－2 29315.87 1.57 98.87 62.97 RZSCM1601H21 P13－3 26841.24 1 77.26 77.26 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 P14－1 26744.1 1.7 63.61 37.42 P14－2 23465.28 0 37.37 P14－3 24187.32 0.29 59.98 206.83
表2 电子探针分析的黄铁矿成份表Tab.2 Content of pyrite analyzed by EPM 注：化学式或矿物名称按阳离子数计算。

测试单位：中国地质科学院矿产资源研究所2006测点编号 S Fe Cu Zn As 化学式或矿物名称P2－3p 41.66 57.4 0 0 0.79磁黄铁矿P3－2AgCu 30.63 12.52 34.01 4.13 2.43 斑铜矿、黄铜矿、铁黝铜矿P3－2Cu 16.22 13.61 50.49 5.94 0.22 辉铜矿、p3－5As 26.02 48.3 0 0 24.73 砷黄铁矿、磁黄铁矿P4－1AgCu 23.89 2.08 43.74 5.32 1.59铁黝铜矿P5－2As 28.66 45.16 0.14 0 25.44 砷黄铁矿、黝铜矿、磁黄铁矿P5－3AgCu 23.55 4.58 43.52 5.27 1.38 辉铜矿、黝铜矿P6－2Cu 14.25 16.25 48.63 6.39 0.57辉铜矿P6－3Ag 34.4 28.98 22.22 2.65 0.78铁黝铜矿P7－2Ag 24.44 5.38 38.01 4.86
0.98辉铜矿P7－3As 27.95 45.23 0 0 24.22 砷黄铁矿、磁黄铁矿P8－2As 28.07 47.82 0 0 22.26 砷黄铁矿、磁黄铁矿P8－3Ag 29.55 11.52 34.39 3.09 0.46 斑铜矿、铁黝铜矿
斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、磁黄铁矿在黄铁矿中的产出状态不明，推测可能以机械混入物、显微包体等形式产出。

线性相关分析表明，Au与As相关性较好，与Cu 的相关性较差，推测黝铜矿、斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、磁黄铁矿、砷黄铁矿等属主成矿期后的产物。

载金黄铁矿具含砷黄铁矿“边”这一特点在国内、外的一些金矿床常有报道，这种“边”被多数学者认为是黄铁矿赋存金的标志之一。

3 黄铁矿化学成份特征
3.1 主要成份（Fe、S、As）特征
28件黄铁矿电子探针分析结果见表3。

ω（S）50.93% ～ 53.17%，均值为52.26%；ω（Fe）42.45% ～ 48.08%，均值为 45.21%；ω（As）0.53%～2.9%，均值为1.25%；S／Fe原子数之比为1.85～2.15，均值为2.02。

一般情况下，热液型黄铁矿亏损S，沉积型黄铁矿多S或S接近理论值［1］。

沉积成因的黄铁矿主要化学成份铁和硫与理论值相近或硫的含量略多［ω（Fe）46.16%，ω（S）53.84%］［2］。

梭罗沟金矿床黄铁矿硫含量偏低，属于S亏损型黄铁矿，为热液成因，这与甘孜～理塘成矿带内其它金矿床黄铁矿相似。

甘孜～理塘金矿带内的黄铁矿化学成份为ω（S）50.05～52.68%，均值为 51.51%；ω（Fe）44.65% ～47.08%，均值为 46.21%；S／Fe比值为 1.88～2.02，均值为1.94［1］。

表3 黄铁矿电子探针分析成果表Tab.3 Content of pyrite analyzed by EPM测试单位：中国地质科学院矿产资源研究所2006测点编号 S Fe Co Ni As Co／Ni S／Fe Fe／（S＋As）P1－1pj平均53.03 45.04 0.04 0 1.21 2.06 0.830 P1－3p 53.17 43.63 0 0.09 1.78 2.13 0.794 P1－4p 52.56 45.42 0 0.08 1.41 2.03
0.842 P2－1pj平均52.14 45.33 0.03 0 1.00 2.01 0.853 P3－1pj平均52.16 45.11 0 0.03 1.27 2.02 0.844 P3－4py 52.45 45.93 0 0.09 0.75 2.00 0.863 P4－1pj平均52.19 46.13 0 0.03 0.88 1.98 0.869 P4－2Py 50.93 48.08 0 0.02 0.69 1.85 0.931 P4－3Py 52.40 44.83 0 0.03 0.73 2.05 0.844 P5－1pj平均51.41 45.35 0 0.31 1.47 1.98 0.858 P5－1Py 52.19 42.45 0.06 0.47 2.90 0.13 2.15 0.771 P5－5Py 52.55 45.72 0 0.06 1.46 2.01 0.847 P6－1pj平均52.15 45.26 0 0.06 1.46 2.02 0.844 P6－1py 52.20 45.17 0.08 0 0.53 2.02 0.857 P7－1pj平均52.29 45.25 0 0.49 1.46 2.02 0.842 P7－1py 52.48 44.83 0.05 0 1.10 2.05 0.837 P8－1pj平均52.05 45.27 0 0.18 1.56 2.01 0.844 P8－1py 52.21 44.8 0.14 0 0.67 2.04 0.847 P9－1pj平均52.48 45.05 0.1 0.12 1.37 0.83 2.04 0.837 P9－2Zn 52.27 45.85 0.07 0 1.46 2.00 0.853 P10－1pj平均52.97 44.84 0 0.01 1.13 2.07 0.829 P11－1py 52.53 45.33 0.03 0.14 0.91 0.21 2.03 0.848 P11－4py 52.34 46.26 0.02 0 0.9 1.98 0.869 P13－1pj平均51.56 46.13 0.18 0 1.18 1.96 0.875 P14－1pj平均52.01 45.59 0 0.1 1.83 2.00 0.847 P14－1py 52.35 44.82 0.07 0 0.90 2.04 0.842 P15－1pj平均52.16 44.47 0 0.07 1.45 2.05 0.830 P15－3 52.13 44.03 0.13 0 1.67 2.07 0.818
ω（Fe）／ω（S＋ As）比值与其形成深度有较好的相关性，相关系数达0.87，深部产出的黄铁矿ω（Fe）／ω（S＋ As）比值为0.846，中部产出的黄铁矿ω（Fe）／ω（S＋ As）比值为0.863，浅部产出的黄铁矿ω（Fe）／ω（S＋ As）比值为0.926［1］。

梭罗沟金矿黄铁矿的ω（Fe）／ω（S＋ As）比值为0.77～
0.93，将其投于图4上，可以看出，有一个比值分布于浅部线附近，有六个比值
分布于中部线附近，有十九个比值分布于深部线附近，另有二个偏离深部线较远；均值0.845，处在深部线附近，据此推测梭罗沟金矿形成深度变化较大，具有多期次成矿之特点。

主成矿期发生在深部，次成期发生在中部。

与甘孜～理塘成矿带上的其它金矿床相比，其形成深度更深，反映该矿形成后经历了长期隆升与剥蚀，其原因可能是由于松潘～甘孜造山带边缘山链向南逆冲所致。

主矿体形态在剖面上多呈漏斗状可能与剥蚀深度较大有关。

3.2 微量元素特征
3.2.1 ω（Co）、ω（Co）／ω（Ni）值
Co、Ni与Fe属于同族元素，具有相似的化学行为，所以Co、Ni常以类质同象
的形式代替Fe而进入黄铁矿中，在热液的高温阶段Co2＋能优先进入黄铁矿替代Fe2＋，故高温阶段ω（Co）／ω（Ni）比值较大［1］。

黄铁矿的Co含量能够
反映其形成温度，一般高温型黄铁矿ω（Co）高于0.1%，中温型黄铁矿ω（Co）约为0.01%～0.10%，低温型黄铁矿ω（Co）小于0.01%［1］。

据宋焕斌［3］对金矿床中黄铁矿的微量元素特征的研究成果，受热液影响的金矿床黄铁矿的ω（Co）＞100ppm，且Co＞Ni，沉积～变质金矿床黄铁矿中通常是Co＜Ni。

据王顺金［4］研究，沉积～改造型黄铁矿Co／Ni比值近于“1”或小于“1”。

本区28个电子探针测点有十三件检测出Co，十八件检出 Ni，Co、Ni检出率分
别为46.4%、64.3%。

同时检出Co和Ni的仅有三件，占11%。

ω（Co）
0.02%～0.18%，平均0.08%，ω（Ni）含量为0.01%～0.49%，平均为0.13%，ω（Co）／ω（Ni）比值为0.128～0.833，平均为0.392。

ω（Co）含量低，显示黄铁矿主要形成于中温环境，ω（Co）／ω（Ni）比值小于“1”，显示黄铁矿成因具沉积型或沉积～改造型的特点（见下页图5）。

矿区载金矿物黄铁矿、毒砂的硫同位素δ34S（‰）值介于－1.18～7.79之间，
与典型的卡林型金矿、火成岩、变质岩中的硫同位素值相似。

矿体或矿化蚀变岩的氢同位素δDV－SMOW（‰）值介于－114‰～－52‰，氧同位素δ18 O（V
－SMOW0）值位于16.5‰～20.3‰之间，与大气降水、变质水相似。

综合矿床成矿地质条件及黄铁矿的其它标型特征，可以认为梭罗沟金矿中的黄铁矿属沉积～改造型，成矿流体主要来自变质热液。

3.2.2 ω（Au）／ω（Ag）值
中低温热液型金矿床的黄铁矿ω（Au）／ω（Ag）＞0.5［5］。

本矿区黄铁矿ω（Au）／ω（Ag）比值为3.01～796.00，均值为111.92，远大于0.5，属中低
温热液型。

3.2.3 ω（As）、ω（As）／ω（Co＋Ni）值
图4 梭罗沟金矿黄铁矿的w（Fe）／w（S＋As）值分布Fig.4 The distribution map of Fe／（S＋As）of pyrites Ganzi－litang gold belt
图5 不同成因类型黄铁矿的Ni、Co含量（据Song Xnexin，1984）Fig.5 Ni－Co value in different genesis of pyrite（from Song，1984）
据陈光远等［6］的研究成果，金矿床中黄铁矿的砷含量大于600×10－6，ω（As）／ω（Co＋Ni）比值大于2.5，以及出现单一P型的黄铁矿等是大型金矿
的标志；砷含量为400×10－6～500×10－6，ω（As）／ω（Co＋Ni）＝1～2
为中～小型金矿的标志。

梭罗沟金矿黄铁矿离子探针分析ω（As）1 667.76×10－6 ～30 621.26×10－6，均值为17 160.61×10－6。

电子探针分析ω（As）0.53%～2.9%，均值为
1.25%；ω（As）／ω（Co＋Ni）比值为
2.98～11
3.00，均值为21.62。

由此可
见本矿区黄铁矿ω（As）明显大于600×10－6，ω（As）／ω（Co＋Ni）比值
明显大于2.5，是大型金矿的标志，这与查明的大型金矿床规模吻合，这进一步验证了金矿中黄铁矿的ω（As）、ω（As）／ω（Co＋Ni）值可以作为矿区远景评
价的依据之一。

4 结论
（1）黄铁矿的含金性。

它形黄铁矿较五角十二面体黄铁矿含金性较好，黄铁矿的含砷黄铁矿“边”是其赋存金的标志之一。

（2）形成温度与深度。

（Au）／ω（Ag）比值反映黄铁矿形成于中低温环境，
ω（Co）、ω（Co）／ω（Ni）比值指示黄铁矿形成于中温环境，因此，认为黄
铁矿形成于中温环境。

黄铁矿的ω（Fe）／ω（S＋ As）比值反映出黄铁矿主要
形成于中深部，后期经历强烈的隆升与剥蚀后出露于地表。

（3）物质来源。

根据ω（Co）／ω（Ni）比值，结合稳定同位素成果，显示成矿热液来源于变质热液或渗流热卤水。

（4）矿床成因。

根据黄铁矿的标型特征，结合成矿地质条件及稳定同位素成果，作者在本文中认为梭罗沟金矿成因属于基性火山岩构造蚀变岩型，而非岩浆热液型。

成矿具有多期性，三叠系曲嘎寺组基性火山岩是初始矿源层，为成矿提供了丰富的物质来源；松潘～甘孜造山带边缘山链向南逆掩逆冲，为成矿提供了热源、容矿构造与成矿流体。

成矿流体主要由变质热液组成，形成温度为中温。

（5）其它。

梭罗沟金矿属大型金矿，进一步验证了前人的研究结果，即ω（As）、ω（As）／ω（Co＋Ni）值可作为矿床远景评价的标志之一。

【相关文献】
［1］郇伟静，袁万明，李娜，等.川西甘孜－理塘金矿带形成条件的矿物电子探针与裂变径迹研究［J］.现代地质，2010，25（5）：261.
［2］周学武，李胜荣.浙江弄坑金银矿区黄铁矿成分标型研究［J］.矿物岩石地球化学通报，2005（4）：317.
［3］宋焕斌.黄铁矿标型特征在金矿地质中的应用［J］.地质与勘探，1989，25（7）：31.
［4］王顺金.矿床矿物学［M］.武汉：中国地质大学出版社，1989.
［5］周学武，李胜荣.鲁力，等.辽宁丹东五龙矿区石英脉型金矿床的黄铁矿标型特征研究［J］.现代地质，2005，19（2）：231.
［6］陈光远，邵伟，孙岱生，等.胶东金矿成因矿物学与找矿［M］.重庆：重庆出版社，1989.。