矿石矿物及其主要特征

稀矿山式矿石矿物组分较为复杂，主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铜矿及铁白云石，次要矿物有黄铁矿、针铁矿、镜铁矿、铌铁矿、辉钼矿、氟碳铈镧矿、橄榄铜矿等。脉石矿物有含稀土磷灰石、萤石、独居石、石英、铁黑云母、铁石榴子石、透闪石、透辉石、钠长石、绢云母、白云母、绿泥石、绿帘石、金红石、石膏、白云石、方解石等。
落雪（汤丹）式矿石矿物组分相对简单，金属硫化矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿和微量的铜蓝等；氧化铜矿物主要有孔雀石及蓝铜矿、黑铜矿等，另有微量的自然铜。脉石矿物有白云石、石英、方解石、玉髓、黏土矿物及少量云母等。
桃园式矿石矿物组分相对简单，硫化矿有黄铜矿、斑铜矿，以黄铜矿为主；次生矿物有辉铜矿；氧化矿物有孔雀石、蓝铜矿、胆矾等，以孔雀石为主。脉石矿物有白云石、石英、方解石、绢云母、铁质等。
从禄丰—武定成矿带铜铁矿石化学成分可以看出（表2-3），除主成矿元素Cu、Fe外，Ag、Pb、Zn、Cd、Cr、V、Be、Ni等元素在鹅头厂组、落雪组、因民组等地层中的铜铁矿石、铜矿石及铁矿石中含量没有明显的差别，除Ag、Mn、Co、Ti在矿石中的含量比地层、岩浆岩中的含量明显高外，其他成分与地层中的基本一致。说明该区大部分元素是成岩期就有的。铜铁矿床的形成与后期改造、叠加富化是密不可分的。

4.5.1 银矿物种及其特征
矿相学研究及电子探针试验表明，矿床中银矿物以独立银矿物为主，包括：螺状硫银矿、自然银、金银矿、银黝铜矿、硫银锡矿、浓红银矿、淡红银矿等，主要银矿物特征如下：
（1）螺状硫银矿（Ag2S）
螺状硫银矿的Ag含量为80.70%～87.37%，为矿石中主要的银矿物，是等轴辉银矿在179℃下的低温单斜变体。镜下反射色为浅蓝绿色（图4.53，图4.54），颗粒细小，粒径一般为20～50μm，呈微细脉状（图4.53，图4.55）、不规则他形粒状（图4.54）沿闪锌矿、方铅矿、黄铁矿或铁锰碳酸盐颗粒的裂隙及边缘充填交代，或沿方铅矿、闪锌矿、自然银颗粒的边缘以细小锥状集合体形式聚集分布（图4.56，图4.57，图4.58）。据电子探针分析（表4.10），平均含Ag 85.5%，S 12.76%，另有微量Te等。

图4.53 螺状硫银矿（Aka）呈微细脉状贯穿闪锌矿（Sp）晶体颗粒


图4.54 螺状硫银矿（Aka）呈不规则他形沿方铅矿（Gn）边缘和闪锌矿粒间分布


图4.55 螺状硫银矿（Aka）呈微细脉状交代闪锌矿（Sp），细脉两侧为方铅矿


图4.56 螺状硫银矿（Aka）呈锥状集合体分布于方铅矿（Gn）边缘

（2）自然银（Ag）
自然银的Ag含量为97.06%～99.76%，是矿石中另一主要的银矿物。镜下反射色为黄色、浅黄色（图4.59至图4.62），常见蓝、绿、紫、红、黄、褐等彩斑色（图4.63，图4.64），自然银由中心往边部，颜色由淡黄色、黄色，再到红、蓝绿，说明颗粒已经历氧化作用，颜色为风化色，边部风化比较强烈。自然银呈半自形—他形粒状、不规则状、片状，粒度通常在50～300μm之间，以80～150μm为主。通常呈细脉状充填在铁锰碳酸盐的裂隙中（图4.60，图4.61，图4.65，图4.66），或呈他形粒状分布于其他矿物粒间，或呈乳滴状与方铅矿、黄铜矿等共同产于闪锌矿中（图4.67），有时可见其包裹方铅矿（图4.67），自然银边缘常可见微细的螺状硫银矿（图4.67），个别自然银中含有金。据电子探针分析（表4.10），平均含Ag 98.52%，含微量Sn、Te。

图4.57 螺状硫银矿（Aka）呈锥状集合体形式分布于闪锌矿边缘（BSE）


图4.58 螺状硫银矿（Aka）呈锥状集合体分布于自然银颗粒周边（BSE）


图4.59 自然银（Slv）与方铅矿（Gn）共生充填铁锰碳酸盐（Fer）裂隙间


图4.60 自然银（Slv）呈细脉状充填铁锰碳酸盐（Fer）裂隙


图4.61 自然银（Slv）呈脉状填充铁锰碳酸盐（Fer）裂隙


图4.62 自然银（Slv）呈他形充填石英（Qtz）颗粒间，并包裹方铅矿（Gn）


图4.63 自然银（Slv）交代方铅矿（Gn）、闪锌矿 Sp）


图4.64 自然银（Slv）与黄铁矿（Py）共生分布于铁锰碳酸盐（Fer）颗粒间


图4.65 自然银（Slv）分布于铁锰碳酸盐（Fer）颗粒间


图4.66 自然银（Slv）与黄铁矿（Py）共生分布于铁锰碳酸盐（Fer）中


图4.67 自然银（Slv）呈乳滴状与方铅矿（Gn）、黄铜矿（Ccp）共同产于闪锌矿（Sp）中（BSE）

（3）金银矿（Ag，Au）
金银矿的Ag含量为57.89%～71.68%（通常，将Ag为0～15%的称为自然金，16%～50%的称为银金矿，51%～85%的为金银矿，86%～100%的为自然银）。反射色黄色、棕黄色（图4.68，图4.69），呈他形粒状或不规则状结构，粒度在100μm以内，以5～20μm为主。常与方铅矿共生或是赋存于闪锌矿粒间（图 4.70，图 4.71）。据电子探针分析（表 4.10），平均含 Ag 63.59%，Au 34.14%。

图4.68 金银矿（Kut）与方铅矿（Gn）共生呈微细脉状充填交代闪锌矿（Sp）


图4.69 金银矿（Kut）与方铅矿（Gn）共生分布于闪锌矿（Sp）粒间


图4.70 金银矿（Kut）分布于方铅矿（Gn）内部


图4.71 金银矿（Kut）分布于闪锌矿（Sp）颗粒间

（4）银黝铜矿（Ag6Cu4（Fe，Zn）2Sb4S13）
银黝铜矿的Ag含量为17.41%～35.76%，它是黝铜矿的含银亚种，镜下反射色暗灰色，粒径5～15μm，大者可达50μm。主要为固溶体分离结构，绝大多数呈乳滴状分布在方铅矿中（图4.72），少数与黄铜矿形成连生体（图4.73）。据电子探针分析（表4.10），平均含 Ag 30.13%，S 22.48%，Sb 18.14%，Fe 8.95%，Cu 18.88%，Zn 1.44%。

图4.72 银黝铜矿（Frb）呈乳滴状固溶体分布于方铅矿（Gn）中


图4.73 银黝铜矿（Frb）与黄铜矿（Ccp）共生包裹于方铅矿（Gn）中


表4.10 银矿物电子探针分析结果及晶体化学式


续表


续表


续表

注：测试单位为中国地质科学院矿床资源研究所电子探针实验室。
（5）硫银锡矿（Ag8SnS6）
硫银锡矿的Ag含量为66.97%～73.72%，是矿石中微量的银矿物，镜下灰色略显蓝色调、浅灰色，呈不规则粒状、乳滴状，粒度以1～5μm为主，包裹于铁锰碳酸盐（图4.74）和闪锌矿（图4.75）内，或铁锰碳酸盐粒间（图4.76）。据电子探针分析（表4.10），平均含 Ag 69.77%，Sn 10.86%，S 17.35%。

图4.74 硫银锡矿（Can）呈细微粒状包裹于铁锰碳酸盐（Fer）内


图4.75 硫银锡矿（Can）包裹在闪锌矿（Sp）内


图4.76 自然银（Slv）、硫银锡矿（Can）呈他形粒状赋存于铁锰碳酸盐（Fer）粒间，微粒银黝铜矿（Frb）赋存自然银边缘或包裹其中

（6）浓红银矿/深红银矿（Ag3SbS3）
浓红银矿的Ag含量为58.47%～59.82%，它是矿石中微量的银矿物。镜下反射色为淡蓝色，粒径10～20μm，绝大部分呈细小乳滴状、蠕虫状包裹体嵌布于闪锌矿和铁锰碳酸盐中（图4.77，图4.78）。据电子探针分析（表4.10），平均含Ag 59.31%，Sb 0.24%，S 17.27%。
（7）淡红银矿（Ag3［AsS3］）
淡红银矿的Ag含量为66.64%，主要呈亚显微银矿物存在。以锥状或草丛状集合体的形式呈镶边结构交代方铅矿，或是赋存于铁锰碳酸盐裂隙中，少量散落于脉石矿物中。因颗粒极小（＜1μm），能谱扫描发现存在含银矿物。
（8）存疑银矿物（样品ZK13602-2-7、ZK13602-2-8、ZK13602-2-9）
在电子探针测试的过程中发现一种银矿物，其主要成分为银、硫、铁和铜（表4.10）。此矿物李艺、覃朝科（1999）有提到，其化学成分：Ag 为13.12%，Cu 为31.28%，Fe 为27.42%，S 为28.32%，产于铅锌矿床中，与自然银、银黝铜矿等银矿物共生，主要产地为湖南横山岭。而刘德利等（2008）也提到了类似化学成分的矿物（表4.11），扫描电镜电子图像及能谱图显示其为黄铜矿中的独立银矿物，碲银矿呈乳滴状包裹于黄铜矿中。
在对ZK13602-2-7、ZK13602-2-8、ZK13602-2-9样品数据矫正后计算其晶体化学式为黄铜矿，故认为其可能为包裹于黄铜矿内的自然银。

图4.77 在闪锌矿（Sp）和铁锰碳酸盐（Fer）、石英（Qtz）的颗粒裂隙中赋存的被膜状深红银矿（Pyr）


图4.78 铁锰碳酸盐（Fer）和自然银（Slv）中赋存的细粒深红银矿（Pyr）


表4.11 官房铜矿床内碲银矿的扫描电镜能谱分析结果 单位：%

（据刘德利等，2008）
4.5.2 银矿物赋存状态
银矿物的电子探针分析结果见表4.10。各种银矿物中Ag 的含量为：自然银中Ag 平均含量为98.52%，螺状硫银矿中Ag平均含量为85.5%，硫银锡矿中Ag含量为69.77%，金银矿中Ag含量为63.59%，浓红银矿中Ag含量为59.31%，银黝铜矿中Ag含量为30.13%。螺状硫银矿、自然银及银黝铜矿中均检测出Au，以及平均Au含量为34.14%的金银矿的存在，说明Au在本区较为富集；在螺状硫银矿、金银矿、银黝铜矿、硫银锡矿中均检测出Cd，最高可达1.26%，反映了Cd在下鲍矿床的富集。
矿物地球化学分析数据表明，下鲍矿床几乎所有金属硫化物（非银矿物）中含银量均接近零，方铅矿亦表现出同样的特征，类质同象银含量相当少，但在黄铁矿、黄铜矿中含有微量的银。矿床中方铅矿、闪锌矿以及铁锰碳酸盐粒间见少量不规则状棕黄色、蓝色或灰白色矿物，呈亚显微状（＜0.5μm），能谱扫描发现含银量较高，说明亚显微银是本区银的一种赋存形式。在铁锰碳酸盐或金属硫化物中，发育大量螺状硫银矿和自然银，以及一些深红银矿、硫银锡矿等银矿物，粒度为1～200μm。与其他银矿床不同（周卫宁，1994），下鲍矿床中银主要以独立银矿物形式赋存。
银矿物的嵌布是指银矿物在矿石中的形态及其与其他矿物之间的接触关系。下鲍矿床银矿物主要表现为以下3种嵌布类型：
（1）包裹银
指银矿物被它种矿物所包裹，在磨矿过程中难以解离。自然银呈乳滴状产于闪锌矿中；金银矿呈粒状、片状包裹于闪锌矿中；银黝铜矿呈乳滴状分布在方铅矿中；浓红银矿呈细小乳滴状、蠕虫状包裹体嵌布于方铅矿、闪锌矿和铁锰碳酸盐中。
（2）粒间银
指矿物产在它种矿物晶粒之间，在磨矿过程中较易解离。螺状硫银矿呈微细脉状、他形粒状或细小锥状集合体沿闪锌矿、方铅矿、黄铁矿或铁锰碳酸盐颗粒边缘充填；自然银呈粒状、片状集合体分布于铁锰碳酸盐粒间或金属硫化物粒间；金银矿与方铅矿呈连晶分布于闪锌矿粒间；硫银锡矿呈他形粒状、不规则状分布于铁锰碳酸盐粒间；淡红银矿呈集合体状分布于铁锰碳酸盐粒间。
（3）裂隙银
指银矿物充填交代产在矿石裂隙中，这种银矿物在磨矿过程中最易解离。螺状硫银矿呈锥状集合体沿边交代方铅矿赋存于铁锰碳酸盐裂隙中或呈粒状、片状赋存于其他金属硫化物裂隙中；自然银呈半自形—他形粒状、片状结构或与方铅矿、闪锌矿及黄铁矿呈连晶，充填于铁锰碳酸盐裂隙中；淡红银矿呈集合体状分布于铁锰碳酸盐裂隙或方铅矿裂隙中。
下鲍矿床银矿物平均含银量较高，银矿物中不可见银极少，以独立银矿物为主。螺状硫银矿和自然银主要呈粒间银分布于铁锰碳酸盐粒间和早期硫化物晶隙间或呈裂隙银赋存于铁锰碳酸盐裂隙中；金银矿呈不规则粒状与方铅矿共生或赋存于闪锌矿粒间；银黝铜矿大多数呈乳滴状分布在方铅矿中；硫银锡矿呈不规则粒状、乳滴状包裹于铁锰碳酸盐和闪锌矿内，或铁锰碳酸盐粒间；浓红银矿呈细小乳滴状、蠕虫状包裹体嵌布于方铅矿、闪锌矿和铁锰碳酸盐中；淡红银矿以锥状或草丛状集合体的形式呈镶边结构交代方铅矿，或是赋存于铁锰碳酸盐裂隙中。

(一)矿石的矿物组成

五凤金矿床和五星山金矿床的矿石，均为贫硫化物(＜5%)矿石。

金属矿物:黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、闪锌矿、方铅矿、银金矿、辉银矿、碲金矿、碲金银矿、碲银矿、褐铁矿、磁铁矿。金、银主要以自然金、银金矿、自然银的形式存在。

非金属矿物:石英、方解石、玉髓、蛋白石、冰长石、萤石、沸石、高岭石、绢云母、绿泥石、绿帘石、钠长石等。

(二)主要矿物特征

黄铁矿:为分布最广泛、与金最密切的硫化物，多呈浸染状产于矿脉及其两侧的蚀变岩石中，从热液蚀变的早期开始出现，贯穿整个成矿阶段，甚至热液阶段的晚期仍有产出。黄铁矿多呈不规则状，半自形和自形(立方体和五角十二面体)粒状，还有部分破碎呈网格状，粒径0.01～1.2mm。不同成矿阶段形成的黄铁矿其结晶形态和含金量有一定的区别，一般热液阶段早期晶出的黄铁矿多呈完好晶形，颗粒也较大，含金量低;热液成矿期黄铁矿多呈他形、半自形或细粒状破碎集合体，粒径0.01～1mm，多呈浸染状个别呈细脉状分布于各类含金脉、强蚀变岩石中，一般含金量较高，为金的主要载体(寄生)矿物。黄铁矿一般多被银金矿交代(照片3-6，照片3-7)。

闪锌矿:不规则状，粒径0.1～1.2mm。表面呈麻点状、孔洞状，具有细脉和浸染状交代蚀变，被银金矿交代(照片3-8)。

黄铜矿:含量极少，分布均匀。他形粒状，浸染于含金脉中，偶见细脉。交代早期黄铁矿。

银金矿:不规则状，粒径0.001～0.4mm，一般为0.015～0.09mm。多沿脉石矿物(如石英和方解石)的晶体间隙分布，部分交代黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、辉银矿(照片3-9)，含银较高，金的成色较低。

自然金:不规则状，粒径0.001～0.6mm，一般为0.02～0.5mm。多分布在石英中或沿石英矿物间隙分布(照片3-10)。

辉银矿:主要分布在冰长石-方解石-石英脉中石英间隙内。呈不规则状，有时呈细粒集合体，粒径一般0.01～0.006mm。常与银金矿、黄铁矿连晶，并往往被银金矿浸染交代。

冰长石:见于单脉和网脉中，包在石英和方解石裂隙中。他形、半自形和自形粒状，粒径小于0.01～0.4mm，一般0.015～0.1mm。含量为15%～25%，最多50%，冰长石含量高时，金品位也高。

方解石:可分为三期，前两期属于成矿期。第一期，粗晶，粒径0.5～2mm，被石英冰长石交代;第二期，细晶粒状，粒径小于0.5mm，与细粒石英共生，交代早期石英;第三期，晶簇状和细脉状，穿切含金脉。

石英:分成三期，都属于成矿期。早期是玉髓、蛋白石、石英(粒径0.01～0.05mm)，胶状环带结构，被粗晶方解石石英脉和细粒石英脉穿切;中期是粗粒石英与粗晶方解石共生;晚期是粗粒石英、细粒石英与细粒方解石共生，含金较高(照片3-11)。