南秦岭金龙山金矿床金矿物演化特征

厚地层。巨厚的覆盖层压在矿源层之上产生压实作用，使成矿层位（Ｄ，ｎ—Ｃ，ｙ）中的含Ａｕ水溶液由粘土
层和碳酸盐岩层向砂质层运移，致使后者成为成矿流体的储集层，而粘土层形成的板岩、页岩以及碳酸盐 岩等形成屏蔽层（刘新会，２００５）。 在显微镜下对金龙山金矿区末改造的岩石进行观察，认为ＣａＯ主要以碳酸盐矿物（方解石、白云石） 形式存在；Ａ１：０，主要集中于粘土矿物（高岭石、蒙脱石）及重结晶的绢云母中；ＳｉＯ：主要以石英砂、硅
的各种形式的金：以下面几种形式存在，金的硫氢配合物、金的氢氧化合物、作为独立矿物的超微细粒 金、溶解或吸附在气泡上的纳米级金。成矿流体中的超微细金是活动态的。正是金以活动态形式从围岩向 容矿构造迁移，形成金矿床。
通过研究黄铁矿增生环带的形成过程（刘新会，２００５），依据增生环带形成阶段把构造热液期划分为
谱分析表明，该黄铁矿含微量砷０．０１％一０．６６％，含微量金０，６×１０～一１．７ ｘ１０～。金龙山矿区在泥盆
纪台盆相带中，微生物（细菌）从岩石中吞食和积累金、砷等成矿物质，形成具有生物结构假象的黄铁 矿（张复新，１９９７）。显然，微生物及铁、硫对金具有吸附作用。 成岩晚期，以细粒沉积物为主的层段中粘土矿物、微生物、有机质，含量与同－ｄ，层序中的其他段相 比要高。有利于吸附水体和气体中的超微细粒Ａｕ等元素和沉淀黄铁矿。也有利于黄铁矿捕获水溶液中的
金矿金的成色为９９９，具高成色特征，说明其来源于深源（华曙光，刘新会，２００４）。硫同位素（矿Ｓ为
－４．２３％ｏ一＋０，７３％。）值具有火山热液硫源；铅同位素（∞值介于３７．００—４１．１５）反映来自下地壳（张 复新，１９９７）。矿源层下覆沉积柱上志留统中金的丰度值（表１）是地壳克拉克值的３．４５倍（杨志华，１９９１）。 所以，我们有理由认为金龙山金矿的金矿物主要来源于泥盆系地层、下覆沉积柱以及沿同生断裂上涌的喷 流、喷气所携带的成矿物质。如此巨量的金供应是金龙山金矿有望成为超大型金矿床的主要因素。
第八届全国矿床会议论文集
南秦岭金龙山金矿床金矿物演化特征
刘新会
（武装黄金第五支队，陕西西安７１０１００）
摘要金龙山金矿床原生矿石中金矿物粒径为０．０４—０．１６ １．．ｕｎ，属亚微米或纳米级金；氧化矿石中金矿物 粒径为１５—２０扯ｍ，属细粒金。通过对金龙山金矿床金矿物的演化特征进行研究得出结论：①成矿物质具多源性 和多阶段性，以及巨最物质供应。②金矿物演化过程：成盆一成岩（早、晚）一成矿（第一、二、三阶段）一 氧化期。③首次提出了用黄铁矿的增生环带划分构造热液的期次。④阐述金矿物在不同时期的赋存形式及性质。 ⑤成盆一成岩一构造热液一原生金矿石中金呈亚微米、纳米金，具有可溶性、不稳定性。氧化金矿石中的金矿物为 细粒金。呈稳定状态。超微细粒金在微细浸染型金矿床的形成演化过程中始终存在。＠３种水溶液：大气降水 （包括地表水）、海水、喷流热液；３种气体：大气、喷气、微气泡参与了成矿过程。⑦细菌参与了金的成矿全 过程。⑧金矿物经过了３个溶解过程和３次沉淀聚集阶段。⑨金矿物经历了３次活化一迁移一成矿的旋回。∞金 矿物经历了氧化—还原环境变化的３个旋网。 关键词超微细粒金矿物；黄铁矿环带结构；纳米金；亚微米金；南秦岭金龙山
去的矿物分类是不能满足研究需要的，笔者选用王学求先生提出的自然金分类方法（表２），即把粒径大
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于５岬的自然金称作颗粒金（包括粗粒金和细粒金）；把介于５
Ｉ．Ｌｍ一０．１４４
ｎｍ的自然金称作超微细粒金
（包括微粒金、胶体金。胶体金又分为亚微米金和纳米金）；把粒径小于０．１４４ ｎｍ的金称作离子金（王学 求，１９８９，谢学锦，１９９１；王学求等，１９９５，１９９６）。超微细粒金的特点是可以呈游离自然金状态单独存 在，也可以呈各种形式分散、结合、吸附或包裹在其他载体上或其中；具有极强的活动性，几乎能被各种 介质所结合和搬运。超微细粒金的地球化学行为与一般的具有很强稳定性的颗粒金完全不同，而是具有类 氧化气体性质（王学求，２０００）。 按以上分类方法，金龙山金矿床原生矿石中的金矿物颗粒应划分到超微细分散金范围内的亚微米金至 纳米金，大多数划归于纳米金范围内。而氧化矿石中的金矿物应划分到细粒金范围内。那么，原生矿石形
第一作者简介：刘新会，男，１９６４年生，工程师，主要从事金矿地质研究。 ・２１３・
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２金的赋存状态
研究认为（张复新，１９９２），金龙山金矿床原生金矿石中，金矿物主要以０．０４一Ｏ．１６ Ｉｘｍ粒径大小的
独立矿物存在，其形态呈小圆珠或链球状。分布于含砷黄铁矿的增生体环带中，分布于含砷黄铁矿、毒砂
Ａｕ。从而使金实现了第一次富集。
３．３构造活动热液期金矿物形成过程 从包裹体成分分析可知，金矿化阶段热液流体中Ｋ＋＞Ｎａ＋，ＨＳ一和ＨｃＯｉ含量远大于Ｆ一和ｃｌ一，且
Ｈｓ。＞ＨＣ０３－＞（Ｃ１一＋Ｆ一），具有Ｋ＋／ｓ一．ＨＳ一．ＨＣ０３－型特征。气相成分中还原性气体ｃＨ。、ｃ０相对较 高，氧化性气体ｃＯ：偏低。热液流体中Ａｕ的含量为０．００１６×１０一。成矿流体在循环过程中溶解了岩石中
期来源如何呢？在成矿过程的各个阶段中，它们的物理性质、化学性质、存在形式、分散和富积方式又是
如何呢？为了解决这个问题，笔者引人“超微细粒金矿物”及“活动态金属”的概念，用于阐述微细浸 染型金矿床金矿物的演化过程及特征。
１矿床地质背景
金龙山金矿床位于镇安一板岩镇断裂南侧，金鸡岭向斜北翼的松（树坪）一枣（树滩）Ⅱ级复背斜南 翼。区域赋矿地层为上泥盆统南羊山组一下石炭统袁家沟组组成的跨系地层。赋矿岩性为不纯灰岩一细碎屑 岩构成的浊积岩系。区域泥盆系金的丰度值为ｏ，７８×１０一，而下覆上志留统地层中相对地壳克拉克值 （４ ｘ１０一，维诺格拉多夫）：Ａｕ高３．４５倍，Ａｇ高３．４２倍，Ｈｇ高４．“倍，ｓｂ高２．７６倍（杨志华， １９９１）。如此高的背景值是形成金龙山金矿床的物质基础。区内近ＥＷ向的剪切褶皱带，以及次级的ＮＷ、
南秦岭金龙山金矿床是近年发现的大型微细浸染型金矿床（张复新，１９９２，１９９７，１９９９，２０００，王瑞 廷，２０００．卢纪英，２００１，马光２００４，马中元，２００５，刘新会，２００５），微细是指金矿物呈显微一次显微 状分布于载金矿物之中，浸染状指的是载金矿物呈浸染状分布。显微一次显微金是指粒径＜０．００１ ｍｍ的金 矿物。金龙山金矿床中原生矿石中的金矿物粒径为０．０４－０．１６斗ｍ，如此微细粒的金矿物，它们在成矿初
表３金龙山矿区地层微量元素平均含量
３．２成岩期金矿物赋存形式 戚岩早期盆地萎缩退水后，在疏松沉积物中Ａｕ的存在形式有两种：一种为稳定态形式（颗粒金和存 在于硅酸盐、硫化物、品质氧化物中）；另一种为活动态形式。金的活动态形式可能有下列几种：①作为离子
状态存在；②作为各种化合物和配合物形式存在，如卤化物、硫化物、有机物等；③作为离子或超微细颗粒存 在于可溶性盐类之中；④作为胶体形式吸附在土壤颗粒表面；⑤呈超微细颗粒吸附在粘土矿物表面，或呈可
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３金矿物的演化特征
３．１成盆期金矿物来源 泥盆纪镇－旬盆地形成时，可能的金矿物来源：太气、海水、地表水、沿同生断裂上升的喷流、喷气 可携带细粒、超微细粒金；北部镇一板断裂在此期隆起带来的碎屑物、西北方向的佛坪隆起来源的碎屑物、 东南方向的武当隆起来源的碎屑物中可携带大量细粒一超微细粒金（朱华平，２００３）；下覆沉积柱可通过 气泡携带超微细粒金，地幔柱中的金矿物通过热液沿同生断裂上升来到矿源层。从金的成色分析，金龙山
ＮＥ向断裂和更低级别的片理均比较发育，它们分别控制着矿化破碎带、矿体。金矿体的形态、分布复杂
多样。 金龙山金矿床，主要矿体分布在近ＥＷ、ＮＷ、ＮＥ向的断裂中。矿体形态呈似板状、囊状、透镜状 等。在平面和剖面上均呈舒缓波状。 金龙山金矿床的矿石既有原生矿石又有氧化矿石。矿石中主要载金矿物为黄铁矿、毒砂、含砷黄铁 矿、褐铁矿，其次是辉锑矿、石英等。金矿物主要分布在黄铁矿增生体的晶体边缘、晶面或显微裂隙中。
交换的离子态存在于粘土矿物之中；⑥作为有机质结合形式存在；⑦作为离子或超微细颗粒吸附在矿物颗粒
的氧化膜上或被氧化物包裹；⑧作为独立的超微细亚ｉｘｍ至ｎｍ级颗粒存在（王学求，２０００）。
成岩晚期本区在含矿层形成之后，继续沉积覆盖了石炭系、二叠系、三叠系厚达３．５－４，０ ｋｍ的巨
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加大而更加聚合；在成岩作用过程中溶于水中或被岩石中的粘土矿物、铁锰氧化物、生物、硫化物等吸附 而暂时稳定存在；在构造热液形成、迁移过程中，从岩石中溶解了大量的多种形式的金矿物，并在构造扩 容带中被含砷的硫化物、粘土、生物死亡后分解的有机质等吸附而沉淀，形成较为稳定的金矿物；氧化过 程中，大气降水下渗淋滤，又溶解了矿化带（包括矿体、矿石）中的金矿物，最后被铁的氧化物一褐铁矿 等吸附而沉淀形成了稳定的金矿物。 矿床形成过程中金矿物的形式及性质金龙山金矿床形成演化过程中，成盆期金矿物具有多种来源、 多种形式（离子金、颗粒金、超微细粒金）的特点，金矿物具可溶性；在成岩期与构造热液期金矿物具 有被水或热液溶解的特点，金矿物具有可溶性；氧化期，金矿物具有被铁的氧化物吸附的特点，金矿物极 为稳定。从表４可以看出，超微细粒金贯穿于矿床的整个演化过程中。
成之前，金矿物颗粒应存在３种形式：①＞ｏ．１６ ｔ．Ｌｍ；②Ｏ．１６—０．０４斗“；③＜０．１斗ｍ。由于金矿床形成
过程是金的分散、迁移与富积的直接结果（Ｎｉｃｈｏｌ，１９８９），所以＞０．１６ ｐ，ｍ的金颗粒是不存在的，那么 金矿物只能存在两种颗粒：介于０．０４—０．１６ Ｉｘｍ之间或者＜０．１ Ｉｔｍ，也就是说，在成盆期、成岩期、成 矿期，金矿物主要以超微细颗粒金形式存在。
３个阶段。第一阶段形成时间为２３２．７—１６４．６Ｍａ，第二阶段形成时间为１６４．６～１１６，７ Ｍａ，第三阶段形成 时间为１１６．７—６０．５