黃巖，陳曦，陳楊，劉青，周曉雪

(1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局312地質(zhì)隊，安徽蚌埠 233040；2.安徽省地球物理地球化學勘查技術(shù)院，安徽合肥 230022；3.合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院，安徽合肥 230009)

0 引言

安徽蚌埠隆起東部產(chǎn)出一系列金礦床，這類礦床中的金主要賦存于黃鐵礦中，前人對黃鐵礦中金的賦存狀態(tài)開展了大量研究，明確了金在黃鐵礦中的賦存狀態(tài)[1,13]。前人研究表明，中家山礦床中金主要賦存于閃鋅礦中，但本次工作通過光學顯微鏡和電子探針方法均未在閃鋅礦中發(fā)現(xiàn)顆粒金和不可見金，因此礦床中金的賦存狀態(tài)仍不清楚。隨著近年來礦物LAICP-MS微區(qū)分析技術(shù)飛速發(fā)展，其具有分析靈敏、檢測限低的特點，可精確測試礦物微區(qū)中金的含量和賦存狀態(tài)。本次工作在礦物學研究的基礎(chǔ)上，利用LAICP-MS 測試方法分析礦床中的金賦存狀態(tài)，嘗試建立礦物微區(qū)金賦存狀態(tài)分析流程。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蚌埠隆起位于安徽省北部，華北克拉通東南緣，郯廬斷裂帶西側(cè)，華北板塊與揚子板塊的結(jié)合部位，總體上呈東西向展布。蚌埠隆起被第四系覆蓋嚴重，僅在其東部有少量的基底巖石的出露，基底巖石主要為五河巖群的變質(zhì)巖系。蚌埠隆起區(qū)內(nèi)出露較多的花崗質(zhì)侵入巖體，根據(jù)前人的年代學研究，可將其分成三期巖漿活動。楊德彬等[11]、郭素淑和李曙光[4]測得磨盤山和莊子里鉀長花崗巖的年齡為2.1～2.2Ga，屬于古元古代巖漿活動；荊山、涂山、女山和螞蟻山的成巖年齡約為160Ma，屬于晚侏羅世巖漿活動[2,6,8,10]；淮光、東廬山、西廬山、曹山、燕山和陶山巖體形成于110～130Ma 之間，屬于早白堊世巖漿活動[2,5,12]。蚌埠隆起構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造，由一系列東西向、北東向和北北東向斷裂組成，其中北東-北北東向斷裂多為郯廬斷裂帶的次級斷裂（圖1）。

圖1 蚌埠隆起基巖地質(zhì)圖（據(jù)安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局312地質(zhì)隊，2012修改）Figure 1. Geological map of the bedrocks of the Bengbu lift(modified after No.312 Unit of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province, 2012)

2 礦床地質(zhì)

中家山礦床為一鉛鋅（金）礦床，地處蚌埠隆起東段，位于洼子陳-清塘斷裂和管溝-下紀家斷裂交匯部位的東部。

該礦床的賦礦地層為新太古代五河巖群小張莊巖組，巖性為黑云微斜長片麻巖、淺粒巖、含電氣石淺粒巖、變粒巖、白云片巖、白云石大理巖夾石英片巖。礦區(qū)地層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀走向北東，傾向南東，傾角30°～45°。

中家山礦床的控礦構(gòu)造為郯廬斷裂帶的次級斷裂，該斷裂屬于張性、扭性斷裂。礦床內(nèi)斷裂走向北東向，傾向南東（圖2）。該斷裂帶主要由構(gòu)造蝕變巖、構(gòu)造角礫巖、碎裂巖和斷層泥組成。該斷裂是中家山礦床的主要控礦構(gòu)造，礦體基本沿著構(gòu)造分布，形成斷裂構(gòu)造帶、礦化蝕變帶、礦化體三體一位的構(gòu)造格局。中家山礦床巖漿巖不發(fā)育，僅見一些細小巖脈，主要有煌斑巖和閃長玢巖。礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要為硅化、碳酸鹽化、絹云母化和綠泥石化。

中家山鉛鋅金礦體嚴格受構(gòu)造蝕變帶控制，依據(jù)其賦存構(gòu)造蝕變帶空間分布、礦體特征，劃分為10個礦體，共有金金屬量約4t，平均品位為1.98g/t。

圖2 中家山礦床17線剖面（據(jù)華東冶金地質(zhì)勘查局811地質(zhì)隊，2007）[3]Figure 2. Line 17 profile across the Zhongjiashan deposit(after No. 811 Unit of East China Metallurgical Bureau of Geology and Exploration, 2007)[3]

中家山礦床礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和少量的團塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)固溶體分離結(jié)構(gòu)、細脈交代結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)。礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、褐鐵礦、黝銅礦、硫銅銀礦等。脈石礦物以石英、微斜長石、黑云母、方解石為主。含金礦物主要為閃鋅礦。

3 樣品及測試方法

為了測定中家山礦床金的賦存狀態(tài)，本次工作對中家山礦床的塊狀礦石中的閃鋅礦進行了LA-ICPMS的測試分析。

閃鋅礦的微量元素測試在合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院礦床成因與勘察技術(shù)研究中心（ODEC）礦物微區(qū)分析實驗室利用LA-ICP-MS完成。激光剝蝕系統(tǒng)為Cetac Analyte HE，ICP-MS 為Agilent7900。激光剝蝕過程中氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調(diào)節(jié)靈敏度。詳細的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同寧思遠等[7]和汪方躍等[9]。

4 閃鋅礦微量元素特征

在顯微鏡和電子探針下，中家山礦床的閃鋅礦未有形貌學或者明顯的成分變化，因此認為該礦床閃鋅礦只有一種類型。在顯微鏡下，閃鋅礦呈面狀結(jié)構(gòu)、出溶結(jié)構(gòu)，出溶礦物主要為黃銅礦。

在中家山礦床閃鋅礦Au與其他微量元素的二元圖解中（圖3），閃鋅礦中的Au 與Ag、As、Cd、Co、Sb、Ga 元素均沒有相關(guān)性。并且在圖中可以看出，Au 的含量變化較大，在0.1×10-6～8×10-6之間都有出現(xiàn)。但是對LA-ICP-MS 測試的信號圖的分析可以看出，閃鋅礦中金含量較低的測試點，金是以晶格金的形式賦存于閃鋅礦中，金的信號平滑（圖4a）。而較高金含量的點中，金的信號均有較明顯的突起，顯示金是以金包體的形式存在于閃鋅礦中（圖4b，4c）。并且在部分點中，Au 與Ag 信號的突起具有一致性，顯示有部分的Au、Ag 包體賦存于閃鋅礦中（圖4b，4c，4d），并有少量的Ag、Sb、As包體（圖4d）。

5 結(jié)論

（1）在中家山礦床中，金主要以不可見金的形式賦存于閃鋅礦中，通過LA-ICP-MS微量元素測試，閃鋅礦中的金含量變化較大，最高可達到10×10-6，最低小于0.1×10-6。

（2）根據(jù)LA-ICP-MS 測試峰譜圖中金信號的突起和平緩的變化，確定金的賦存狀態(tài)。突起的信號表明金以包體金形式賦存，平緩的信號表明金是以晶格金的形式賦存于閃鋅礦中。

圖3 閃鋅礦微量元素二元圖解Figure 3. Binary diagram of trace elements in sphalerite

圖4 閃鋅礦LA-ICP-MS峰譜圖Figure 4. LA-ICP-MS peak spectrum of sphalerite

（3）LA-ICP-MS微量元素測試方法，不僅可以測試元素的含量，同時可根據(jù)峰譜中元素信號的變化，推測相關(guān)元素的賦存狀態(tài)。