陆邦成;余金杰;陈春生;王铁柱;车林睿;陆振裕;尹灵强
【摘 要】The Lunshan gold deposit is a newly discovered small gold deposit in Jiangsu Province.The gold bodies are hosted in the Cretaceous Yangchong Formation,including carbonaceous mudstone and argillaceous siltstone.The metal minerals are mainly composed of pyrite with minor chalcopyrite,galena and sphalerite. Whereas quartz,calcite,fluorite and sericite are the main non-metallic minerals.Metallogenic stages include sedimentary diagenetic stage,hydrothermal stage Ⅰ and hydrothermal stage Ⅱ.The sedimentary diagenetic stage and hydrothermal stageⅠare the main metallogenic stages.An integration of optical microscopy,scan-ning electron microscopy equipped with energy dispersive system and electron microprobe was used to study the occurence,distribution and enrichment mechanism of gold in the Lunshan gold deposit.The results indicate that gold occur as microscopic invisible and native species.The microscopic invisible gold is present as nanopa-rticles of native gold (Au0 )and solid solution gold (Au +)
in pyrite.The visible native gold occurs either as intergranular gold between detrital quartz grains or as fissure gold in the detrital quartzs.The Co /Ni ratios of framboidal,fine-grained and acicular pyrites are greater than one,indicating that they were affected by the late hydrothermal fluids.The preliminary gold enrichment in the sedimentary diagenetic stage superimposed by later ore-forming fluids lead to the formation of the Lunshan gold deposit.%江苏仑山金矿床为新发现的小型金矿床，金矿体赋存于白垩系杨冲组地层中，容矿岩石为碳质泥岩和泥质粉砂岩。金矿石中金属矿物以黄铁矿为主，少量黄铜矿、方铅矿和闪锌矿，非金属矿物为石英、方解石、萤石和绢云母等。成矿阶段分为沉积成岩阶段和热液阶段，后者又细分为Ⅰ和Ⅱ两个亚阶段，沉积成岩阶段和热液Ⅰ亚阶段为主要的成矿阶段。通过典型矿石的扫描电镜－能谱分析以及矿石矿物黄铁矿的电子探针分析，对仑山金矿床金的赋存形式和富集机理进行了初步探讨。结果表明，仑山金矿床中金以显微不可见金和显微自然金二种形式存在，显微不可见金以纳米级自然金（Au0）和固溶体金（Au ＋）的形式赋存于黄铁矿中，自然金以粒间金和裂隙金的形式赋存于碎屑石英颗粒之间和碎屑石英裂隙中。沉积成岩阶段草莓状黄铁矿、细粒黄铁矿和针状黄铁矿的 Co ／Ni 比值均大于1，暗示其可能受到后期热液作用影响。沉积成岩阶段容矿地层发生了金的预富集，后期热液成矿阶段流体叠加作用最终导致了仑山金矿床的形成。 【期刊名称】《现代地质》
【年(卷),期】2016(030)002
【总页数】12页(P316-327)
【关键词】仑山金矿床;成矿阶段;赋存形式;富集机理;江苏
【作 者】陆邦成;余金杰;陈春生;王铁柱;车林睿;陆振裕;尹灵强
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【作者单位】中国地质大学 北京 地球科学与资源学院，北京 100083;中国地质科学院 矿产资源研究所，国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037;江苏省地质矿产局 第三地质大队，江苏 镇江 212001;中国地质科学院 矿产资源研究所，国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037;中国地质大学 北京 地球科学与资源学院，北京 100083;江苏省地质矿产局 第三地质大队，江苏 镇江 212001;江苏省地质矿产局 第三地质大队，江苏 镇江 212001
【正文语种】中 文
【中图分类】P618.51
中兴u980
卡林型金矿床最早发现于20世纪60年代[1]，该类型矿床主要赋存于碳酸盐岩和细碎屑岩中，金多呈显微-次显微状[2]。研究表明，成矿流体和围岩之间的水岩反应对矿床的形成非常重要[3-7]。为探明金在矿石中的赋存形式以及矿床的成因机制，许多学者对含砷黄铁矿、毒砂的成因及其在成矿过程中与金的关系进行了研究[8-13]。Bakken[14]最早在卡林型金矿床的矿石中发现了自然金，自然金的出现被认为是成矿流体中金达到饱和的标志[9]。
现代测试技术的进步促进了对卡林型金矿矿床成因及金赋存状态的研究，二次离子质谱、能谱分析、显微分析以及高分辨率透射电子分析技术使得在含砷黄铁矿中发现固溶体金(Au+)和自然金(Au0)成为可能[4,14-16]。卡林型金矿床通常被认为是岩浆热液作用形成的[9,17-18]，但也有学者认为该类型矿床是沉积改造作用形成的[1,19]，还有的认为是沉积作用形成的[20]，造成以上争议的原因之一在于对卡林型金矿床中金的赋存状态认识不足。
仑山金矿位于江苏镇江市西南(图1)，是一个新发现的小型金矿床。金矿体赋存于白垩系杨冲组地层中，容矿岩石为碳质泥岩和泥质粉砂岩，金的品位偏低，未见明金。前人未对仑山金矿开展任何研究工作，更没有对该矿床开展金的赋存状态和富集机理研究。由于仑山
金矿金的品位比较低，对矿床金赋存状态研究有一定难度。本文采用光学显微镜、扫描电镜-能谱仪等手段初步研究了仑山金矿金的赋存状态，对黄铁矿进行了电子探针分析，旨在探讨仑山金矿中载金的黄铁矿内部结构及元素分布规律，为进一步探讨仑山金矿矿床成因提供依据，本文的研究对金的选冶回收也有一定的参考意义。
长江中下游成矿带位于扬子板块与华北克拉通之间，东临太平洋板块，西临秦岭—大别造山带，成矿带NW向与郯庐深大断裂和华北克拉通毗邻，SE向边界为常州—阳新断裂(图1(a))。成矿带含有多个矿集区，自西向东依此分布鄂东南、九瑞、安庆—贵池、铜陵、庐枞、宁芜及宁镇等7个矿集区[21]。宁镇矿集区位于长江中下游成矿带东端，矿集区内含有丰富的铜、铅、锌、铁等矿产资源，包括已发现的大型栖霞山铅锌银矿床、中型安基山铜矿床和中型韦岗铁矿床等[22-23](图1(b))。宁镇矿集区内发育一系列近东西向的褶皱，由北向南依次为龙潭—仓头复背斜、范家塘复向斜、宝华山—巢凤山—石头岗复背斜、桦墅—亭子复向斜和汤山—仑山复背斜，仑山金矿床处于汤山—仑山复背斜东段(图1(b))。矿集区断裂以NE向、NW向及近东西向为主，其中近东西向断裂发育最晚，切穿NE向、NW向断裂(图1(b))。矿集区内岩浆岩主要为燕山期高Sr/Y花岗质岩石，与矿集区内铜、铅、锌等多金属矿床具密切成因关系，它们的锆石U-Pb年龄介于100～109 Ma之间[24-25]。 矿区出露的地层(图2)包括震旦系灯影组(Z2dn)、寒武系观音台组(3g)、奥陶系仑山组(O1l)和红花园组(O1h)、志留系高家边组(S1g)和坟头组(S1f)、泥盆系五通组(D3w)、石炭系和州组(C1h)、二叠系孤峰组(P1g)、三叠系青龙组(T1x)和薛家村组(T2x)、侏罗系象山(J1-2xn)、白垩系杨冲组(K1y)和上党组(K1s)以及第四系(Q)。震旦系灯影组至侏罗系象山岩性为碎屑岩-碳酸盐岩。白垩系杨冲组岩性为泥质粉砂岩、碳质泥岩，上党组以爆发相集块岩、集块角砾岩、凝灰角砾岩、角砾熔岩、晶屑岩屑凝灰岩为主，火山岩成分为安山质-英安质，第四系由残坡积碎石、黏土组成。其中，白垩系杨冲组的泥质粉砂岩、碳质泥岩为仑山金矿床的主要容矿围岩。
矿区褶皱构造由仑山背斜组成，仑山背斜位于区域性汤山—仑山复背斜东端(图1)，属于汤山—仑山复背斜的一部分，仑山背斜呈北东—南西向展布，仑山金矿床位于仑山背斜核部西南转折端(图2)。背斜核部为震旦系灯影组和寒武系观音台组地层，背斜两翼分别为奥陶系、志留系、泥盆系、侏罗系和白垩系的地层。矿区断裂构造包括NE向、NW向和近南北向断裂，南北向断裂为左行平移断裂，切穿北东和北西向断裂。例如，南北向断裂(F1)切割NE和NW向断裂，NW向F2、F3、F4断裂为主要控矿构造(图2)。
意志亡灵
死刑的存废
矿区岩浆岩主要产于北部，主要岩性为闪长玢岩和石英闪长玢岩。另外，白垩系上党组岩性主要由安山质-英安质火山角砾岩组成。
仑山金矿床矿体分布在仑山背斜轴部西南转折端，矿区主矿体为1号矿体，分布于7～19勘探线，东西长约730 m，南北宽70～230 m，矿体多呈似层状、透镜状，倾角25°～35°，沿倾向最大延长为360 m，单孔见矿最小厚度1.00 m，最大厚度为16.10 m，矿体资源储量约为2.5 t，占全区资源储量的83.3%，金平均品位为1.89×10-6[27]。容矿岩石为杨冲组碳质泥岩、泥质粉砂岩，矿体底部为奥陶系红花园组碳酸盐岩，顶部为白垩系上党组火山岩(图3)。矿石类型包括条带状黄铁矿型、细粒浸染状黄铁矿型和细脉状黄铁矿型。矿石结构为自形、半自形粒状结构和草莓状结构(图4a)。矿石构造为层纹状构造(图4b、c)、浸染状构造(图4d)、胶状构造(图4e)等。
与金矿化密切相关的围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化等，普遍发育的是硅化和黄铁矿化。这些蚀变均产于杨冲组碳质泥岩、泥质粉砂岩中，是否存在蚀变分带尚需进一步研究。
本次研究中，根据野外地质特征、脉体穿切关系、矿化蚀变特征以及矿物共生组合关系，
将矿床成矿阶段划分为：沉积成岩阶段和热液阶段，后者又可细分为热液Ⅰ亚阶段和热液Ⅱ亚阶段(表1)。沉积成岩阶段形成草莓状黄铁矿(图4a)、胶状黄铁矿(图4e)及顺层展布的细粒浸染状黄铁矿(图4b)。热液Ⅰ亚阶段表现为方解石-黄铁矿细脉穿切围岩层理(图4h)以及重结晶粗粒黄铁矿的形成(图4b)，这种粗粒黄铁矿在围岩中呈粗粒浸染状展布(图5i)，此外热液Ⅰ亚阶段中还见有少量黄铜矿(图5e)、方铅矿及闪锌矿(图5d)等金属矿物，脉石矿物则见有方解石、石英、绢云母(图4g)；热液Ⅱ亚阶段表现为萤石-方解石-石英-(黄铁矿)脉的形成(图4i)，该阶段在显微镜下局部可见有萤石、石英与黄铁矿共生(图5c)。
幸福的小河
本次研究的样品均采自仑山金矿的钻孔中，电子探针分析和扫描电镜-能谱分析样品均为含有黄铁矿的矿石，样品位置和地质特征描述见表2，样品的显微照片见图5。黄铁矿的电子探针分析在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成，仪器型号为JXA-8230电子探针分析仪，分析条件为加速电压20 kV，最大束流20 nA，束斑直径5 μm。电子探针所采用的标样和检测限如表3所列，电子探针分析结果见表4。本次研究总共分析了100个点，表4中所有的点均为含有金的点，未含有金的点未列出。扫描电镜分析在北京科技大学实验材料测试中心扫描电镜室完成，扫描电镜分析条件为加速电压20 kV，最大
束流20 nA，束斑<1 μm。首先利用EVO 18 Special Edition扫描电子显微镜对代表性样品进行含金矿物的形貌观察，与黄铁矿相比，金在扫描电镜下显得更亮，针对可能为自然金矿物，再使用BRUKER能谱仪进行能谱鉴定。扫描电镜观察结果见图6，能谱分析结果见表5。
5.1 扫描电子显微镜-能谱分析结果
对典型矿石进行扫描电子显微镜观察后发现，仑山金矿床中存在有显微自然金，但金的粒度很小，一般小于10 μm，在镜下金一般会比黄铁矿亮很多。相比之下，国外一些典型卡林型金矿床中的显微自然金颗粒粒径则相对比较大，如Getchell金矿中金的颗粒能达到80 μm[28]。仑山金矿床中显微自然金的分布有两种形式：一是以粒间金形式呈不规则粒状分布于碎屑石英颗粒之间(图6a)；二是以裂隙金形式分布于碎屑石英颗粒裂隙中(图6b)。含金矿物石英均是在沉积成岩阶段形成的，岩石为碳质泥岩(表2)。通过地表矿体人工重砂分析，黄跃进[29]认为仑山金矿床金主要以自然金形式产出，为沉积成因。我们认为本文观察到的自然金为沉积成因，形成于沉积成岩阶段。对观察到的自然金矿物，本次工作所做的能谱分析结果显示，金矿物的主要成分为Au，Au的质量分数均在97%以上(表5)，应为自然金。
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