陕西龙头沟金矿黄铁矿标型特征及其找矿意义_寸小妮.pdf

64第31卷第1期2023 年 2 月Vol.31 No.1Feb.，2023Gold Science and Technology陕西龙头沟金矿黄铁矿标型特征及其找矿意义寸小妮，薛玉山，王瑜亮，刘新伟西安西北有色地质研究院有限公司，陕西 西安 710054摘 要：龙头沟金矿是南秦岭柞水山阳矿集区内的一处中型金矿床，主要载金矿物为黄铁矿。通过对-1号和-1号主矿体的黄铁矿晶形及化学成分标型特征进行研究，结果表明：矿石矿物黄铁矿晶形较为简单，以五角十二面体占比最高，总体上晶形出现率由高到低依次为五角十二面体、聚形、立方体和八面体；1 160 m中段矿化最强，其次为1 080 m中段，五角十二面体黄铁矿载金性优于其他晶形；黄铁矿的S含量为52.71%67.80%，平均值为55.79%，Fe含量为28.66%45.33%，平均值为42.43%，总体为富硫亏铁型；Co/Ni比值介于1.3813.33之间，平均值为2.88，Se含量约为410-4，S/Se比值介于0.761035.39103之间，表明龙头沟金矿为岩浆热液成因；晶形得分数X和D值分别为0-13.33、0.6521.089，基本位于矿体中下部位。结合地表矿体出露和剥蚀情况，认为深度仍具有一定找矿潜力，尤其是主矿区155线以东1 080 m中段下部和矿区以西香沟地区仍有找矿潜力。关键词：黄铁矿；晶形特征；成分标型；找矿预测；岩浆热液型金矿床；龙头沟金矿；陕西省中图分类号：P618.51 文献标志码：A 文章编号：1005-2518（2023）01-0064-14 DOI：10.11872/j.issn.1005-2518.2022.06.084引用格式：CUN Xiaoni，XUE Yushan，WANG Yuliang，et al.Typomorphic Characteristics and Prospecting Significance of Pyrite in Longtougou Gold Deposit，Shaanxi Province J.Gold Science and Technology，2023，31（1）：64-77.寸小妮，薛玉山，王瑜亮，等.陕西龙头沟金矿黄铁矿标型特征及其找矿意义 J.黄金科学技术，2023，31（1）：64-77.黄铁矿在金矿床中普遍存在，与金矿化关系密切。黄铁矿既是金的伴生矿物，也是金的主要载体，蕴藏着大量的找矿矿物学和成因矿物学信息。因此，金矿床中黄铁矿的特征基本上反映了金矿化的特征（Mao et al.，2008；Cook et al.，2009；Li et al.，2013）。通过对金矿床中黄铁矿晶体形态的标型特征和成分特征进行研究，可以圈定矿化地段并进一步判断矿体贫富程度和矿化富集部位，对于深部矿化规律研究和找矿预测具有十分重要的实际意义。部分学者在胶东各类型矿床和太白庙金矿床等曾开展过黄铁矿化学成分标型、晶体形态学及成因矿物学等方面的研究（陈光远等，1990；侯满堂，1999；胡楚雁，2001；严育通，2012，2013；申俊峰等，2013；李灿明等，2021），并取得了良好的成果。南秦岭地区是我国重要的金多金属成矿区带，已发现二台子、龙头沟构造蚀变岩石英脉型金矿，王家坪卡林型金矿，以及金龙山、夏家店类卡林型金矿等一批大中型金矿床。其中，龙头沟金矿位于陕西省山阳县东南部，2004年由西北有色地质研究院有限公司发现（胡西顺等，2005），矿床规模为中型，目前已形成的香沟龙头沟宽坪沟金矿带呈EW向展布，矿带长约7 500 m，宽2001 450 m，已发现多条金矿体。部分学者针对该矿床的地质特征、流体包裹体、同位素地球化学、成矿物源及矿床成因等进行了研究，并取得了丰硕的成果（胡西顺等，2010；刘新伟等，2011；王淑利等，2014；赵超，2019；薛玉山等，2020；丁坤等，2021），但在载金矿物黄铁矿标型特征方面的研究甚少，制约了该区深部和外围找矿突破。鉴于此，本研究选择龙头沟金矿区号和号 收稿日期：2022-07-05；修订日期：2022-10-27基金项目：西安西北有色地质研究院有限公司科研基金项目（编号：2017J02，2020J02）资助作者简介：寸小妮（1989-），女，陕西凤翔人，工程师，从事固体矿产勘查工作。主矿体载金矿物黄铁矿作为研究对象，通过对黄铁矿晶形进行观察并测试其化学成分，揭示龙头沟金矿化的空间变化规律，为深部找矿预测提供依据。1 矿床地质特征1.1 区域地质特征龙头沟金矿床位于陕西省山阳县城东南20 km处，大地构造位置隶属于秦岭褶皱系南秦岭构造带，位于区域性山阳凤镇大断裂和镇安板岩镇大断裂之间（图 1）。龙头沟矿区出露地层有震旦系、寒武系、奥陶系和泥盆系等，其中震旦系、寒武系和奥陶系均在矿区北侧出露。矿区主体地层为泥盆系，包括石家沟组、大枫沟组、古道岭组和星红铺租。其中，主要含矿地层为石家沟组砂岩和白云岩，大枫沟组砂岩和砾岩。区域褶皱发育，构造线呈近EW向，其中纸房沟瓦房店中村复式背斜横贯矿区；山阳凤镇断裂（以下称“山凤断裂”）位于矿区北部，其次级断裂龙头沟断裂（F11）横贯矿区，并伴有NE和NW向2组断裂（图1）。区域内沿山凤断裂两侧发育有红椿树沟高坝店酸性岩浆岩带，产出板板山和台子沟岩体，其中板板山岩体紧邻矿区北侧，为一个新元古代复式花岗岩岩基，成岩年代为743 Ma（杨志军等，2020）。1.2 矿区地质特征龙头沟金矿位于中村复式背斜北翼，出露地层自下而上依次为中泥盆统石家沟组（D2s）白云质砂岩及白云岩、大枫沟组（D2d）石英砂岩及粉砂质板图1龙头沟金矿区域地质及矿区地质简图Fig.1Regional geology and geological map of Longtougou gold mine（a）秦岭造山带位置（修改自胡西顺等，2005）；（b）区域矿产构造简图（修改自胡西顺等，2005）；（c）龙头沟矿区地质简图（修改自刘新伟，2011）1.北秦岭褶皱带；2.南秦岭褶皱带；3.北大巴山构造区；4.中泥盆统古道岭组；5.中泥盆统大枫沟组；6.大枫沟组上段上亚段；7.大枫沟组上段下亚段；8.大枫沟组下段上亚段；9.大枫沟组下段下亚段；10.中泥盆统石家沟组；11.新元古代正长花岗岩；12.三叠纪花岗岩；13.印支期花岗闪长岩；14.二叠纪花岗岩；15.辉绿岩脉；16.侵入角砾岩；17.断层；18.地质界限；19.金矿床（点）；20.断裂破碎带；21.矿体及编号；22.研究区位置2023 年 2 月 第 31 卷 第 1 期65寸小妮等：陕西龙头沟金矿黄铁矿标型特征及其找矿意义主矿体载金矿物黄铁矿作为研究对象，通过对黄铁矿晶形进行观察并测试其化学成分，揭示龙头沟金矿化的空间变化规律，为深部找矿预测提供依据。1 矿床地质特征1.1 区域地质特征龙头沟金矿床位于陕西省山阳县城东南20 km处，大地构造位置隶属于秦岭褶皱系南秦岭构造带，位于区域性山阳凤镇大断裂和镇安板岩镇大断裂之间（图 1）。龙头沟矿区出露地层有震旦系、寒武系、奥陶系和泥盆系等，其中震旦系、寒武系和奥陶系均在矿区北侧出露。矿区主体地层为泥盆系，包括石家沟组、大枫沟组、古道岭组和星红铺租。其中，主要含矿地层为石家沟组砂岩和白云岩，大枫沟组砂岩和砾岩。区域褶皱发育，构造线呈近EW 向，其中纸房沟瓦房店中村复式背斜横贯矿区；山阳凤镇断裂（以下称“山凤断裂”）位于矿区北部，其次级断裂龙头沟断裂（F11）横贯矿区，并伴有NE和NW向2组断裂（图1）。区域内沿山凤断裂两侧发育有红椿树沟高坝店酸性岩浆岩带，产出板板山和台子沟岩体，其中板板山岩体紧邻矿区北侧，为一个新元古代复式花岗岩岩基，成岩年代为743 Ma（杨志军等，2020）。1.2 矿区地质特征龙头沟金矿位于中村复式背斜北翼，出露地层自下而上依次为中泥盆统石家沟组（D2s）白云质砂岩及白云岩、大枫沟组（D2d）石英砂岩及粉砂质板图1龙头沟金矿区域地质及矿区地质简图Fig.1Regional geology and geological map of Longtougou gold mine（a）秦岭造山带位置（修改自胡西顺等，2005）；（b）区域矿产构造简图（修改自胡西顺等，2005）；（c）龙头沟矿区地质简图（修改自刘新伟，2011）1.北秦岭褶皱带；2.南秦岭褶皱带；3.北大巴山构造区；4.中泥盆统古道岭组；5.中泥盆统大枫沟组；6.大枫沟组上段上亚段；7.大枫沟组上段下亚段；8.大枫沟组下段上亚段；9.大枫沟组下段下亚段；10.中泥盆统石家沟组；11.新元古代正长花岗岩；12.三叠纪花岗岩；13.印支期花岗闪长岩；14.二叠纪花岗岩；15.辉绿岩脉；16.侵入角砾岩；17.断层；18.地质界限；19.金矿床（点）；20.断裂破碎带；21.矿体及编号；22.研究区位置Vol.31 No.1 Feb.，2023矿产勘查与资源评价66岩。其中，大枫沟组是龙头沟金矿的主要赋矿地层。区内发育断裂主要为上岔口土地岭东龙头沟脑断裂（F11）。该断裂横贯工作区中部，走向近EW，西延至龙头沟矿区，东延被馒头山大坪银花河断裂（F2）的分支断裂截切；断裂宽1050 m，主要由糜棱岩、角砾岩、断层泥和构造透镜体组成，总体倾向N，倾角为5085，与中村复式背斜共同构成“背斜加一刀”的构造格局。区内龙头沟地段发育有多条EW向展布的层间剪切断层和走向断层，包括F1F6、F9和F10等，其中F1F6和F8特征基本相同，均为南倾。F1断层破碎带较长，长度约为2 400 m，宽15 m，产状变化较小，在1902055070之间，主要由石英（铁）碳酸盐脉和断层破碎蚀变岩组成，黄铁矿化、硅化、重晶石化和（铁）碳酸盐化发育。龙头沟金矿F7断裂为一晚期成矿断裂，呈NE向展布，具有右行压扭性特征，对矿体有一定的破坏作用。矿区内岩浆岩未出露，但发育石英脉、石英碳酸岩脉和钾长石石英脉，其中钾长石石英脉多出现在矿体附近。1.3 矿体特征龙头沟金矿共圈出7条矿体，编号分别为-1号、-1号、-1号、-1号、-1号、-2号和-1号。7条矿体均呈NWW-近EW向展布，均呈脉状产出，产状近于一致，倾向与围岩相反，产状为1852153488。其中，-1号和-1号矿体规模较大，为主矿体，其余矿体规模相对较小，其中-1号金矿体受断层控制，矿体及矿化带长约1 350 m，矿体厚0.424.70 m，平均厚度为1.15 m，矿体平均金品位为4.7510-6。龙头沟金矿体矿石中金属矿物主要为黄铁矿和褐铁矿，其次为黄铜矿、黝铜矿、方铅矿和闪锌矿等；非金属矿物主要为石英、方解石、白云石、铁白云石和重晶石等；蚀变矿物为绢云母，副矿物有榍石和磷灰石等；贵金属矿物为自然金。矿石结构构造简单，主要为中粗粒自形半自形他形粒状、交代残余、包含和交代环边结构，块状、角砾状和浸染状构造。2 样品采集与测试方法本研究所有样品均采自龙头沟主矿体探矿坑道（PD1200PD1080）（表1），样品新鲜、代表性好，共采集26件样品以备观测分析。黄铁矿单矿物分选在廊坊宏信地质勘查服务公司完成。将样品破碎至 0.63 mm（40目），然后在双目镜下分选挑纯，纯度大于95%。电子探针测试（EPMA）在中国地质调查局西安地质调查中心实验测试中心完成。测试仪器为日本岛津公司生产的EPMA-1600型电子探针，配有高稳定的电子光学系统、真空系统及高精度机械系统，元素分析范围广泛（5B92U），电子束流稳定性优于1.510-3/h。首先在光学显微镜下观察黄铁矿形态特征，圈出需要打点分析的位置，然后对薄片进行喷碳处理，最后上机测试。测试条件如下：加速电压为25 kV，电流为4.5 nA，束斑小于1 m，检表1研究区样品采集位置及特征Table 1Location and characteristics of sample collection in the study area样品编号LT-1LT-2LT-3LT-4LT-5LT-6LT-7LT-8LT-9LT