金、银矿物的标型特征

　金（银）矿物赋存状态及标型特征~

一、金矿物特征
（一）金—银系列矿物的划分及金矿物种属的确定
金—银系列矿物是一个连续的类质同象系列内的矿物，按四分法原则划分如下（表5-16）。

表5-16　四分法划分表

经光片鉴定，共发现金矿物189粒，从中选择有代表性的颗粒进行电子探针定量测试，其结果列于表5-17中，由表可知，矿床内金矿物主要为银金矿，占金矿物总量的96.98%，其次为自然金，量比为3.03%。
（二）金矿物成色
金矿物的成色是金矿物重要标型特征之一，也是研究矿床成因的重要参数。成色是根据K·W·BOYLD的定义：“金是在1000重量单位天然合金中的含量”，用公式如下：
［Au/（Au+Ag＋其他）］×1000。
根据电子探针测定结果，用上述公式计算得出金矿物成色，列于表5-17中。
由表中可知金矿物最高成色为812.4，最低成色为523.2。大多数金矿物成色集中于600～750之间。说明矿床内矿物成色以中低成色为主，反映矿床形成温度为中低温、成矿时代较新、成矿深度中等偏浅的成矿环境。另外，金矿物成色相差较小，也说明其形成时间上相对集中于某一主要成矿阶段。

表5-17　金矿物电子探针分析结果表


续表

注：各元素含量单位为%
（三）金矿物化学成分
金矿物化学成分采用电子探针法进行测试，其结果列于表4-17中。由表可知：
（1）金矿物化学成分除主要成分Au、Ag外，还有Cu、Zn、Fe、S、Co、Ni、As、Sb、Bi、Te等微量杂质。
（2）金矿物中的微量杂质总和随着金的成色降低而增高，微量杂质中的元素有的以类质同象进入金的晶格，如Cu、Bi、Zn等；有的以机械混入物形式存在于金矿物内，如Fe、Co、Ni等。
（3）为了探明金在金矿物中的分布规律，本次工作采用了平面法：选择了代表性的金颗粒，由内部到边缘依次进行电子探针测定，其具体数据列于表5-18中。

表5-18　金银在其矿物内分布

由表中结果表明：由金颗粒内部到边缘，金的含量由高到低，银的含量由低到高，表现为银壳结构。
当银金矿与周围硫化物相接触时，上述变化不明显，但硫化物中Au、Ag含量较高，尤其是银明显大于金，其含银可达4.56%，导致在与银金矿生成关系密切的方铅矿等硫化物中含银量较高，出现含银方铅矿等。
（4）金矿物金银比：由表又可知：银金矿含量为96.9%，其中Au为66.81%,Ag为32.28%。银金矿中金银含量比为Au/Ag=2.07:1。
自然金含量为3.03%,Au为81.24%,Ag为17.36%，自然金中金银含量比为Au/Ag=4.68:1。
（四）金矿物的赋存状态
经光片鉴定，金矿物赋存状态主要为晶隙金及裂隙金两种，没见包体金，详见表5-19。

表5-19　金矿物赋存状态表

由表中可以看出，金矿物主要以晶隙金形式存在于矿石内，其次裂隙金，至于包体金则很少见。
（五）金矿物的粒度根据《岩金矿地质勘探规范》，岩金矿物分为以下五个粒级，现按不同粒级统计如下（表5-20）：

表5-20　金矿物粒度统计表

由表中可以看出，金矿物以细粒和微粒为主，中粒和粗粒次之，未见有巨粒。
（六）矿物的形态
光片上所见金矿物形态是金粒二维空间的反映，金的形态千姿百态，参考《岩金矿地质勘探规范》，再结合本矿区实际，现将各种形态的粒数及所占量双列于下表5-21中。

表5-21　金矿物形态统计表

由表中可以看出，金矿物的形态以粒状和支叉状为主，其次有脉状，角粒状、片状等。
二、含银矿物特征
通过光片测试，并经电子探针量确定，矿石中发现多种含银矿物，除金银系列矿物外，主要以银黝铜矿为主，其次为锑硫砷铜银矿、碲锑铜硫银铋矿等。银矿物在分布及生成上与铜铅锌多金属硫化物有密切关系。银矿物的化学成分见表5-22。

表5-22　含银矿物及多金属硫化物探针分析结果

注：单位为%
银黝铜矿：灰色，均质硬度中等，易磨光，与铜、铅等多金属硫化物共生，多呈粒状（51.26%）、支叉状（22.6%）沿多金属硫化物及石英晶隙分布。
含银辉铜矿：镜下蓝色、灰色，它形粒状、细脉状，沿黄铜矿物裂隙分布。银元素在辉铜矿中分布均匀。
银矿物形状均呈它形，以粒状及支叉状为主，另有脉状、柱状及粒状。粒度以细粒（36.93%）、微细粒（26.98%）为主，中粒、粗粒级次之。银矿物的赋存状态以晶隙银为主要赋存形式，裂隙银和包体银较少。从银矿物赋存状态可以看出，银矿物与铜、铅、锌多金属硫化物关系密切，尤其与黄铜矿关系密切，镜下可见黝铜矿与黄铜矿共生，自然银嵌布在黄铜矿晶隙间。

矿物标型学说的提出是20世纪矿物学发展最重要的成就之一，矿物标型研究也是现代矿物学的重要课题。所谓“矿物标型”是指能够反映一定形成条件的矿物学现象，它包括矿物标型组合、矿物标型种属和矿物标型特征3个方面的内容。
1.矿物标型组合
矿物标型组合（typomorphic mineral assemblage）是指在特定的自然环境中形成的专属性矿物组合，它的出现，能够作为判定某一特定形成条件的标志。矿物标型组合与通常描述某一地质作用或某一地质体的矿物共生组合没有本质上的区别，只是强调了这一共生组合必须是特定的成岩成矿作用条件下形成的特征性矿物组合。划分矿物标型组合，对于岩石、矿石建造分析，对于表达各种岩相的岩石特征，确定矿床的建造属性，以及评价矿体的可能规模和空间分布特点等，可起重要作用。
例如，某地质体的非金属矿物主要是钙铁辉石、透辉石，次为透辉石、钙铁榴石、萤石、石英和少量符山石、绿泥石、方解石等；主要金属矿物为磁铁矿、锡石，少量白钨矿、辉钼矿、黄铜矿、铁闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等。这一套矿物共生组合中出现的各种辉石、石榴子石、符山石和大部分金属矿物都是高温条件下的产物，而萤石、石英、绿泥石、方解石、黄铁矿、黄铜矿等又是在较高温、中温和较低温条件下都能出现的矿物，因此，这一组合标志着某种较高温的形成条件；同时，透辉石、石榴子石、符山石又是接触交代成因的典型矿物，加之许多矿物都以富钙为特征，因此该组合应为矽卡岩建造的组合；此外，该组合中出现的钙铁辉石、钙铁榴石、铁闪锌矿等矿物都是相应的辉石族、石榴子石族、闪锌矿族中富铁的矿物种，因此，该建造应为一含铁建造。这里描述的矿物组合正是接触交代成因矽卡岩型铁矿床的标型组合。
本章关于不同地质作用下的矿物共生组合，就是能够反映其特定形成作用的标型组合。
2.矿物标型种属
矿物标型种属（typomorphic mineral species）是指在特定的自然环境中形成的矿物种，它的出现，能够作为判定某一特定形成条件的标志，也称为标型矿物。
标型矿物具有单成因性。例如，白榴石只产于碱性火山岩和次火山岩中，指示碱性岩浆的高温浅成结晶条件；十字石只产于变质岩中，指示中级变质环境；铯沸石只产于花岗伟晶岩中，指示伟晶岩形成过程的后期交代作用；海绿石只产于沉积岩中，指示滨浅海的沉积环境；铬铁矿只生成于超基性岩中，辰砂、辉锑矿只出现在低温热液矿脉中，而蓝闪石只产于低温高压变质带，这些矿物都是在特定的自然环境下形成的，因此都是标型矿物。某些矿物只能在一定的、相当狭窄的温度范围内生成，其出现能较精确地反映生成温度，可作为矿物温度计。
3.矿物标型特征
矿物标型特征（typomorphic mineral characteristics）是指在不同地质时期和不同地质作用条件下，形成于不同地质体中的同一种矿物在各种属性上所表现的差异，这些差异能够作为判断其形成条件的标志。显然，矿物的标型特征强调了注意多成因性的矿物。因为在自然界经常可以发现同一种矿物具有多种成因类型和产状，它们往往由于生成时的具体物理化学条件的差异，而导致矿物的许多性质随之发生一系列有规律的变化。例如，锆石在侵入岩、火山岩、沉积岩、变质岩及热液脉中均有分布，随着生成条件的不同，它在晶形、颜色、微量元素含量等方面表现出明显的差异。所以，矿物的标型特征可以包括形态标型、成分标型、结构标型、物性标型、谱学标型等多种标型。
（1）形态标型
矿物形态的基本样式取决于其结构特征，在基本样式制约下的变化却是形成条件的反映，由此决定了矿物形态的标型性。
黄铁矿是绝大多数热液矿床中都出现的矿物，其形态特征能够给出矿床成因和成矿远景方面的重要信息。在金矿床中，粗大自形晶黄铁矿含金性差；细小他形碎裂黄铁矿含金性好。在低过饱和度、低硫逸度和较高温（约高于300℃）或较低温（约低于200℃）条件下，黄铁矿主要呈立方体｛100｝或八面体｛111｝习性，含金性差；在高过饱和度、高硫逸度和中温（200～300℃）条件下，黄铁矿呈五角十二面体｛hk0｝习性，常见各种聚形，含金性好。
锡石在伟晶岩和高温热液矿床中都能出现。产于伟晶岩中的锡石只发育四方双锥｛111｝和｛101｝，以｛111｝为主，长宽比为1.05，含铌、钽较高，呈深褐色或沥青黑色；产于石英-锡石型热液矿床中的锡石呈柱锥状，以四方双锥｛111｝与四方柱｛110｝为主，有时出现四方柱｛100｝，长宽比为1.60，含钨、钛、铁、钒较高，呈浅褐或橙黄等色，颜色分布不均匀；产于锡石-硫化物型热液矿床中的锡石为长柱状或柱状，以四方柱｛110｝为主，复四方双锥｛321｝次之，长宽比为2.18。总的规律是，形成温度高时，锡石趋于呈等轴状或短柱状；温度低则为长柱状乃至针状。
变质岩中磁铁矿的晶体习性对于判别岩石变质程度具有标型意义。从绿片岩相→角闪岩相→麻粒岩相，磁铁矿的晶形由八面体｛111｝转变为立方八面体｛100｝+｛111｝直至八面体与菱形十二面体的聚形｛111｝+｛110｝或立方体与菱形十二面体的聚形｛100｝+｛110｝。
许多矿物的形态都与形成条件有关，如方解石随形成温度由高至低，从板状经短柱状至长柱状；辰砂随深度的增加，其晶形由板状经菱面体状变为柱状；刚玉在贫Si岩石（如正长岩、斜长岩）中呈长柱状或近三向等长，而产于Si较高的岩石（如花岗片麻岩）中时呈板状。
晶面微形貌也可随矿物形成条件的不同而变化。例如，结晶温度高时，晶面螺纹趋于呈圆形，温度低时螺纹趋于呈多边形。溶液的过饱和度越高，螺纹间距越窄，往往形成圆形螺纹；过饱和度越低，螺纹间距越宽，则常形成多边形螺纹。在天然高温气相中形成的晶体，如产于熔岩晶洞中的云母，产于气化高温热液矿床中的绿柱石、黄玉等，往往表现出单分子螺旋生长特征，生长层厚度为1nm左右。形成于中低温热液中的晶体则常出现复合螺纹，即由聚集在狭小范围内的若干螺旋位错形成的独立螺旋纹向外生长时复合在一起，形成厚的生长层，覆盖着整个晶面。热液成因的赤铁矿、闪锌矿、方铅矿、方解石、重晶石等，常表现出由复合螺纹构成的表面微形貌特征，而从熔体中形成的矿物晶体往往缺乏螺旋纹。
（2）成分标型
矿物的化学成分能够敏感地反映形成条件的微小变化，信息量最大，具有极为重要的标型意义。
例如，黄铜矿CuFeS2的主要元素含量比与形成温度有关。当形成温度高于200℃时，硫的含量就不足，即（Cu+Fe）：S＞1；形成温度越高，硫的含量越不足；当形成温度低于200℃时，黄铜矿的成分与理想化学式一致，即（Cu+Fe）：S=1。
石榴子石族的不同种属在其生成过程中所需要的压力条件大不相同。当配位数都是8时，有效离子半径从Ca2+（0.112nm），Mn2+（0.096nm），Fe2+（0.092nm），Mg2+（0.089nm），依次递减。这样，它们进入8配位晶格时需要的压力便依次递增。Ca2+呈8次配位所需压力不大，故钙铝榴石和钙铁榴石形成于接触变质条件；Mn2+呈8次配位所需压力稍大，所以锰铝榴石形成于低级区域变质条件；Fe2+呈8次配位需要较大的压力，故铁铝榴石在中级区域变质条件下才能形成；而Mg2+则必须在极大的压力（1500～2000 MPa）下才能呈稳定的8次配位，于是镁铝榴石就出现在深成的榴辉岩和金伯利岩中。
不同类型岩浆岩中黑云母的Mg和Fe含量变化具有标型特点：产于超基性岩中的黑云母最富Mg而贫Fe，基性岩次之，中性岩中Mg，Fe含量相近，而在酸性岩中却富Fe贫Mg，尤其是在花岗伟晶岩中最富Fe贫Mg。其中橄榄岩中黑云母约含FeO 5%，Fe2O30.36%，MgO 30%，TiO通常很少；在辉长岩中含MgO 15%～20%，FeO 10%，Fe2O38%，其（FeO+MnO）/（Fe2O3+TiO2）的比值近于1；在闪长岩中所含FeO及（FeO+TiO2）通常略高，但MgO含量却比在上述诸岩石中为低；花岗岩中含FeO 12%～25%，（Fe2O3+TiO2）＜10%，MgO 12%；在花岗伟晶岩中含FeO高达30%，而MgO及（Fe2O3+TiO2）却均小于10%。
对于内生铁矿床，绝大多数岩浆成因磁铁矿比矽卡岩型和热液型磁铁矿的 Ti，V，Ni，Sc含量高；矽卡岩型磁铁矿中Mg，Mn，Zn，Co，Ge的含量高，而其他铁族元素含量则低。超基性-基性岩浆成因磁铁矿以含Ti，Mg，Al，V，Cr，Ni为特征，其中Ti含量高，Mg，Al，V，Cr，Ni含量较高，Ni/Co比值≥1。当V，Cr，Ni的含量相差不大时，基性辉长岩中的磁铁矿与超基性岩中磁铁矿的区别，在于前者的Ti含量极高，而Mg和Al含量偏低。碱性岩浆成因磁铁矿以Ti和V含量高为特征，Mg，Al，Cr含量明显偏低，且MgO/Al2O3和Ni/Co比值也不高。镁矽卡岩型磁铁矿的Mg和Al含量中等，Ti，Cr，Ni含量低，Ni/Co比值也低；钙矽卡岩型磁铁矿的Ti，Mg，Al，V，Cr含量均低，MgO/Al2O3比值近于1，Ni/Co比值小于1。
锡石SnO2中Nb，Ta，Sc，In等含量及Nb/In比是重要的成分标型。伟晶岩中的锡石形成温度约为600℃，Nb/In＞10000；高温热液石英脉中的锡石形成温度约为500～350℃，Nb/In≈300；锡石硫化物矿床中的锡石形成温度约在350～125℃之间，Nb/In≈5。
闪锌矿中Fe，Mn，Ga，Ge，In含量及Ge/In，Ga/In值是判断铅锌矿床成因类型的重要标志。沉积改造型铅锌矿床中，闪锌矿Fe＞5%，Mn＜1000×10-6，Ga/In＞1，反之是岩浆热液型。
中酸性火山热液金矿床中的自然金常与银、硒、碲构成类质同象系列，有时形成碲金矿和碲银矿等标型矿物。浅成金矿自然金中铅、锌和锑的含量较高，且常含硒、锰和锡。
黄铁矿中S，Fe，As，Sb，Se，Te，Co，Ni等元素含量及有关比值是矿床成因和深部远景判别的重要标志。岩浆热液型矿床中的黄铁矿Co/Ni＞1，岩浆型或沉积型硫化物矿床Co/Ni＜1。通常，变质热液型金矿床黄铁矿Au/Ag＞0.5，最高可达5.7；火山热液型金矿床黄铁矿Au/Ag＜0.5；沉积-变质热卤水成因金矿床黄铁矿的Au/Ag值最低，为0.1～0.3。由浅部至深部，黄铁矿中As，Sb，Bi，Se，Te的平均含量呈降低趋势。层控矿床中黄铁矿的S/Se比值变化于17.6×104～33.4×104之间；同生沉积型黄铁矿的S/Se＞3×104；沉积-改造矿床中黄铁矿的S/Se比值在0.19×104～0.8×104之间；火山热液型黄铁矿S/Se比值一般小于1×104；热液成因黄铁矿的S/Se比值一般在1×104～2.8×104之间。
与矿化有关的石英含大量矿物和流体包裹体，流体包裹体气液比一般为10%～30%，可见石盐、黄铜矿等子晶。沉积的碳酸盐类矿物δ13CPDB接近于0，岩浆成因矿物的δ13C在-5.3‰～-7.0‰之间，有机质堆积物的δ13C变化于-24‰～-29‰之间。
（3）结构标型
矿物的结构标型主要反映在晶胞参数、离子配置、多型、有序度和键长等方面。
许多矿物的晶胞参数都能提供重要的成因和找矿信息。金伯利岩中与金刚石共生的镁铝榴石，由于成分中富含Cr，其晶胞参数a0远比产于“非金伯利岩”中的镁铝榴石要大。形成温度高、介质成分复杂时形成的石英因其晶格中铝碱对硅的替代增加，晶胞参数增大。在金矿床中，从蚀变围岩到矿体，黄铁矿的a0会逐渐增大，是有用的找矿标志。在变质岩中，白云母的b0值随压力升高而增大，低压者b0＜0.900nm，高压的多硅白云母b0＞0.904nm。
离子的占位或配位数是温压变化十分敏感的参数。在压力近似的条件下，普通角闪石（Ca，Na）2～3（Mg，Fe，AlVI）5［（Si，Al）4O11］2（OH）2中AlVI含量随结晶温度增高而减少；在温度近似的条件下，AlVI随压力的增高而增大。
多型性是层状矿物的重要标型。例如，白云母在花岗岩和喷出岩中为1M型，伟晶岩中为2M型，热液矿床中为1Md，1M和2M1型，沉积岩中为1Md和1M型，变质岩中为1M，3T和2M1型，其中3T型多硅白云母是低温高压变质作用的标型矿物。黑云母以1M，2M1和3T多型最多，产于侵入岩中者为2M1和1M型，喷出岩中以1M型为主，沉积岩中主要为1M和1Md型，接触变质成因者主要为2M1型，区域变质成因者主要为1M和3T型，交代成因者为2M1和1M型，伟晶岩中各种多型几乎全有。更有意义的是，在热液矿床的蚀变围岩中，层状矿物的多型会随距离矿体的远近而规律变化，为找矿方向的确定提供依据。
有序度是温度和冷却速度及时间的函数。高温或迅速结晶和年龄小的矿物有序度低，低温或缓慢结晶和年龄老的矿物有序度高。一般，有序度高的堇青石属区域变质成因，有序度低的属接触变质成因。对钾长石系列而言，透长石完全无序，为高温成因的非稳定相；正长石部分有序，为中温成因的亚稳定相；最大微斜长石完全有序，为低温稳定相。
（4）物理性质标型
矿物物理性质如颜色、硬度、密度、磁性、电性、发光性等均可有一定的标型性，它们本质上都是矿物化学成分和晶体结构标型的不同表现形式，当成分或结构标型不易获得时，可成为有用的代用参数。
颜色是最直观的物理性质标型。在变质岩中，普通角闪石长轴方向的颜色在薄片中随结晶温度增高由蓝绿色、绿色变为褐色；黑云母随变质温度增高也由绿色变为棕褐色。电气石作为伟晶岩型和汽化热液型矿床的标型矿物，其黑色者主要是较高温的产物，而绿色和粉红色者则多为较低温产物。
黄铁矿热电性是判别金矿化贫富和矿体剥蚀程度的重要标志，例如，在金矿床中，一般富矿段和矿体上部黄铁矿热电系数a为高正值，贫矿段及下部多为负值。
矿物的磁性常因其成分和产状的不同而有所变化。例如，与古铜辉石共生的铬铁矿有磁性，而与顽火辉石共生的铬铁矿可无磁性；铬铁矿的磁化率与Fe3+含量呈正相关关系。居里点（Tc）是磁性矿物的一种热磁效应，通常，富Mg的磁铁矿（如超基性、基性岩及碳酸盐岩中的磁铁矿），居里点值偏低；而成分较纯（产于含铁石英岩中）的磁铁矿，居里点值较高。此外，磁铁矿居里点值还与其晶胞参数a0呈负相关关系。
此外，石英的吸光度（红外光谱参数）与石英中铝碱金属量呈负相关。
上述各种矿物标型特征，多数是定性的，有的也可用来半定量或定量估测形成时的温度压力等物理化学条件。所谓的地质温度计和地质压力计，就是利用矿物或矿物组合的标型特征（主要是成分标型）来计算温度或压力条件。
矿物标型，特别是矿物的标型特征的研究，能反映矿物形成条件的细微变化，使人们了解矿物产生和变化的具体物理化学条件，以至有效地进行矿床的找矿和评价，完善回收矿物资源的工艺流程，是一个值得深入研究的领域。
思考题及习题
1）简述地球矿物的空间分布规律。
2）地球矿物的绝大多数分布于地壳，其中以哪类矿物为主？
3）残留风化壳分布有哪些矿物？
4）简述矿物形成的主要地质作用及影响因素。
5）岩浆作用与火山作用有什么关系？火山熔岩中的矿物粒径远比深成岩中的矿物细小，原因何在？
6）解释矿物组合、矿物共生组合和伴生组合的概念。
7）如何判别矿物的共生组合？
8）简述高温、中温和低温热液矿床的温度区间和主要矿物组合。
9）风化作用只破坏矿物而不形成矿物，这种看法对吗？试举例说明。
10）何谓矿物的世代？
11）在一块手标本上有孔雀石和蓝铜矿，还有黄铜矿，它们之间的共生、伴生关系如何？
12）何谓矿物标型？矿物主要有哪些方面的标型特征？这些标型特征间有无内在联系？试以正文中提到的一种矿物为例说明之。
13）举例说明假象和副象及其意义。

（一）金矿物的标型特征

1.金银系列矿物的划分

金银系列矿物是一个连续类质同象系列。胶东金矿床的金或金矿物为该系列内的矿物，按岩金规范四分法划分原则（表6-14），将胶东金矿各主要矿床类型的金银系列矿物统计结果列于表6-15中。由表中可知：焦家式金矿床金银系列矿物以银金矿为主，并有少量金银矿、自然金、自然银等。Au/Ag=1.53。河西式金矿床以自然金为主，并有少量银金矿，Au/Ag=5.83。玲珑式金矿床以自然金和银金矿为主，并有少量金银矿，Au/Ag=3.53。

表6-14 四分法划分原则表

表6-15 胶东金矿各主要类型金矿床金银系列矿物统计表

续表

2.金的成色

金银系列矿物的化学成分主要是Au、Ag，一般用成色来表示，简称金的成色。根据R.W.Boyle的定义，指金在1000重量单位天然合金中金的含量，用公式：[Au/（Au+Ag＋其他）]×1000来表示。

金的成色与成矿物质来源、矿床类型、成矿物化条件密切相关，因此，研究金的成色具有重要的地质意义，是金矿物重要标型特征之一。现将胶东金矿主要类型金矿床的325件电子探针样品（自然金、银金矿、金银矿）结果进行分析处理，其结果列于表6-16。

表6-16 胶东金矿金的成色方差分析表

从表中可知：胶东金矿各不同类型、不同成矿阶段金的成色特点，以及由此所说明的地质意义有如下几点：

（1）胶东金矿的最高成色为954（或大于954），最低成色为158（或低于158），平均成色为710.96，均方差为125.33，变异系数为0.18，大多数成色集中于900～500之间。说明胶东金矿金的成色以中低—中高成色为主，并在较大范围内变化，这不仅反映了胶东金矿成矿时代较新，并在中低—中高温、中浅—中深成矿环境中形成，而且也反映了金（或金矿物）的形成是多次地球化学（或成矿阶段）作用的产物。

另外，根据类型方差分析的F比值为0.55可知：胶东金矿各主要金矿床类型无论在成色上，还是在成矿条件上，均有一定的差异。

焦家式金矿床：金的成色多集中于700～500之间，平均为652.81，均方差为146.55，变异系数为0.22。说明该类型金矿床中金的成色以中低成色为主，并在较大范围内变化，这不仅反映了该类型金矿床成矿较晚，并在中低温、较为开放环境中形成，而且也反映了成矿期次较多，成矿阶段及成矿世代比较复杂。

河西式金矿床：金的成色多集中于900～800之间，平均为838.37，均方差为44.29，变异系数为0.05，说明该类型金矿床金的成色以中高成色为主，并在较小范围内变化，这不仅反映了该类型金矿床相对较早，并在中高温、半开放环境中形成，而且也反映了成矿期次单一，阶段简单。

玲珑式金矿床：金的成色多集中于900～700之间，平均为769.24，均方差为144.37，变异系数为0.19；说明该类型金矿床金的成色以中等偏高成色为主，并在较大范围内变化，这不仅反映了该类型金矿床相对较早，并在中温偏高、较为紧闭的环境中形成，而且也反映了成矿期次较多，成矿阶段较为复杂。

（2）胶东金矿主要成矿阶段可划分为：金石英黄铁矿阶段、金石英多金属硫化物阶段、金、银石英多金属硫化物阶段。根据阶段方差分析F比值为2.37可知：胶东金矿主要成矿阶段之间，无论在金的成色上，还是在成矿条件方面，均有较大的差异。

金石英黄铁矿阶段：金的最高成色为954（或大于954），最低成色为812.7（或小于812.7），大多数集中于940～840之间，平均为862.94，均方差为32.46，变异系数为0.04；说明该阶段金的成色以高成色为主，并在较小范围内变化，反映了该阶段成矿相对较早，并在高的温度环境中形成，成矿阶段内金矿物世代单一。

金石英多金属硫化物阶段：金的最高成色为808.9（或大于808.9），最低成色为605.7（或小于605.7），大多集中于750～650之间，平均成色为711.99，均方差为79.89，变异系数为0.11。说明该阶段金的成色以中等为主，并在相对较小范围内变化，这不仅反映了成矿阶段较新，并在中温成矿环境中形成，而且也反映了该阶段内金矿物世代较为简单。

金、银石英多金属硫化物阶段：金的成色最高为619.7（或大于619.7），最低成色为158（或小于158），大多集中在550～350之间，平均为478.66，均方差为124.03，变异系数为0.26，说明该阶段金的成色以中低成色为主，并在较大范围内变化。这不仅反映了成矿相对较晚，并在中低温的成矿环境中形成，而且也反映了阶段内金矿物世代较为复杂。

综上所述，胶东金矿金的成色及其所说明的地质问题中，可得出如下几点规律：

（1）河西式金矿床—玲珑式金矿床—焦家式金矿床，金的成色由高到低转化，主要成矿时代由早到晚转化，成矿条件由中高温、中等偏深到中低温的成矿环境转化。

（2）从金石英黄铁矿阶段－金石英多金属硫化物阶段－金、银石英多金属硫化物阶段，金的成色由高→低转化，成矿时代由早→晚转化，成矿条件由中高温的成矿环境转化。

（3）就同一矿床类型而言，自下而上、自东而西，金的成色由高→低转化，成矿时代由早→晚转化，成矿条件也相对由温度较高的成矿环境转化。

3.金矿物化学成分

金矿物的化学成分采用了电子探针和化学分析法进行测试，经统计将结果列于表6-17中，从表中可知：

（1）金矿物化学成分除主要成分Au、Ag外，还有Cu、Pb、Zn、Fe、S、As、Te、Bi、Co、Ni、Sb、Hg、Se等十余种微量杂质。

表6-17 胶东金矿金矿物化学成分电子探针分析结果统计表

（2）从焦家式金矿床→河西式金矿床→玲珑式金矿床，相应的金银矿物系列中Au由低→高，Ag由高→低变化。

（3）金银系列矿物中的主要成分与其杂质成负相关，从自然金→银金矿→金银矿主要成分逐渐降低，杂质含量逐渐升高，反映了金银系列矿物生成愈早杂质含量愈低，生成愈晚则杂质含量愈高。

（4）微量杂质有的以类质同象进入金的晶格，如Cu、Hg、Bi、Zn等；有的以机构混入物存于金矿物内，如Fe、Pb、Co、Ni等；其中Cu与Au为同族元素，晶格类型相同；Hg与Au原子序数相连，地球化学性质相似；Bi与Au地球化学性质相似；Zn在周期表中与Au相距很近，故可以类质同象进入金的晶格。

Fe和Pb等元素主要来自和金矿物连生的黄铁矿、方铅矿，所以与Au关系密切。此外，还有As、Sb、Co、Ni都是与Au矿物连生的黄铁矿等的微量元素，同时也可能与Fe、Pb一样呈机械混入物进入金矿物内。

4.金在金矿物中的分布

（1）金在金矿物中的分布规律

表6-18 胶东金矿金银在金矿物内的分布表

为解决金在金矿物内的分布，选择了有代表性的自然金、银金矿及金银矿颗粒，进行电子探针测定，采用了剖面法，其结果见表6-18。从表中可知：金银系列矿物由颗粒内→边缘，Au由高到低、Ag由低到高，表现为银壳结构。

（2）金在金矿物的A近矿物中的分布规律：为解决此问题，选择了与金银系列矿物成生关系密切的黄铜矿进行电子探针测定，结果表明，在靠近和远离金银系列矿物的黄铜矿内，金、银都由高→低变化，变化幅度很明显大于金，其中银最高可达（4.09～1.62）×10^-2，金最高可达（1.54～0.08）×10^-2,Au/Ag可达0.27。这样便导致了在金银系列矿物附近的硫化物含银较高，出现了含银硫化物，如含银黄铜矿、含银方铅矿等。

5.金矿物内金银比

根据325粒金矿物电子探针测试结果统计，将胶东金矿不同矿床类型金矿物内金银比列于表6-19中，由表可知：金矿物内Au/Ag=7:3，其中河西式金矿床的金矿物内Au/Ag最大，其次是玲珑式金矿床，而焦家式金矿床的金矿物Au/Ag最小。

表6-19 胶东金矿金矿物内金银比

6.金矿物的物理性质

（1）颜色：自然金为浓金黄色，银金矿为金黄色—亮黄色，金银矿为亮黄色—亮黄白色。

（2）密度：用JA-A型扭力天平测定，介质为四氯化碳，结果为14.1680～15.7504,11次平均值为14.9339。

（3）硬度：用自动显微硬度计测定HK=77.6kg/mm²，常具擦痕。

（4）反射率：利用MPV-1型显微光度仪，测出在不同波长条件下的反射率，其结果见表6-20。

表6-20 金矿物反射率测定结果表

（5）均质性：因受应力作用，因此，常具非均质性。

（6）晶胞参数：利用3086E型全自动荧光X射线分析仪对银金矿的晶胞参数进行测定，其结果见表6-21。由表可知：晶胞参数平均值为4.0784nm，小于金银系列矿物的两个端元组分：自然金（4.084nm）和自然银（4.094nm）的晶胞参数，位于两者之间的合金数值范围内。

表6-21 金矿物晶胞参数X光衍射数据表

（7）形态：光片中所见的形态是金粒二度空间的反映，但大量数值统计具有一定的意义，所见形态有各种粒状、圆粒或椭圆粒状、脉状、枝杈状、网脉状等，根据13227粒金矿物形态统计，将不同矿床类型统计数值列于表6-22中，由表中可知：胶东金矿金矿物形态均以粒状为主，脉状、枝叉状次之，而柱状、片状、圆粒状为最少。其中焦家式金矿床粒状金矿物占据绝对优势。玲珑式金矿床和河西式金矿床中，枝杈状、脉状金矿物相对前者较为发育。

表6-22 胶东金矿金矿物形态统计表

重砂中所见形态是金粒三度空间的真实形态，具有代表性。所见形态有各种粒状、枝杈状、叶片状、板片状、圆粒状等。此外，有少量自形的金粒，晶形为立方体｛100｝、八面体｛111｝、菱形十二面体｛110｝。

扫描电镜下所见形态比较复杂，有不规则粒状、浑圆粒状、椭圆粒状、树枝状、蜂窝状、链状等。此外，自形晶金粒有八面体｛111｝、菱形十二面体｛110｝。在片状金粒的晶面上见到清晰的生长阶梯，阶梯高度为0.2～0.5μm。

（8）粒度：镜下所见金粒粒度最大可大于1.04mm，最小小于0.002mm。根据岩金勘探规范的规定，将胶东金矿金矿物粒度划分为五级，列于表6-23中。从表中可知：金矿物粒度均以细粒、微粒级为主，中粒级次之，粗粒、巨粒级最少。其中焦家式金矿床金矿物粒度相对较细，以微粒级为主；河西式金矿床和玲珑式金矿床金矿物粒度相对较粗，以细粒级为主。

表6-23 胶东金矿金矿物粒度统计表

（9）共生：自然金常与黄铁矿、石英共生；银金矿常与黄铁矿、石英、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿共生；金银矿常与方铅矿、闪锌矿、石英、黄铜矿共生。

（二）银矿物的标型特征

1.银矿物种属的划分

胶东金矿内含有较多的晚期银矿物，根据化学成分划分如下几个种属：

金银系列——金银矿、自然银

碲化物——碲银矿

硫化物——辉银矿、螺状硫银矿

氯化物——角银矿

银复硫盐类——硫锑铜银矿、硫银铋矿、银（或含银）黝铜矿

2.银矿物物理性质

自然银：亮白色或亮白微带黄色，反射率高，硬度低，具擦痕，均质性。

碲银矿：灰白色，反射率中等偏低，硬度较低，强非均质性。

辉银矿——螺状硫银矿：灰白色带明显浅绿色，反射率低，硬度较低，后者具强非均质性。

角银矿：灰色至深灰色，内反射显著，反射率低，硬度低，均质性。

硫锑铜银矿：灰白色带淡绿色，反射率较低，内反射红色，硬度较低，非均质性。

硫银铋矿：白色、淡灰白色，反射率中等偏低，硬度中等，强非均质性。

银黝铜矿：灰白色带黄褐色或带橄榄绿色，反射率较低，硬度中等，均质性。

3.银矿物化学成分

银矿物化学成分采用电子探针法测定，经整理将其结果列于表6-24中，从表中可知：

表6-24 胶东金矿银矿物化学成分电子探针测定结果统计表

（1）金银系列矿物——自然银、金银矿主要化学成分为Ag、Au，此外，有少许微量杂质：Cu、Pb、Zn、Fe、S、As、Te、Bi、Sb、Co、Ni等。

（2）硫化物——辉银矿——螺状硫银矿主要化学成分为Ag、S，此外也有少量微量杂质：Cu、Pb、Zn、Fe、As、Te、Bi、Sb、Co、Ni等。

（3）碲化物——碲银矿主要化学成分为Ag、和Te，还有少许Cu、Pb、Zn、Fe、S、As、Bi、Sb、Co、Ni等。

（4）氯化物——角银矿主要化学成分为Ag、Cl，此外也有少许微量杂质。

（5）银（或含银）复硫盐类：银（或含银）黝铜矿主要化学成分为Cu、S、Sb、Ag。尚有少许杂质：Pb、Zn、Fe、As、Te、Bi、Co、Ni。

硫锑铜银矿主要化学成分Ag、S、Sb、Cu、As。此外有Pb、Zn、Fe、Te、Bi、Co、Ni等。

硫银铋矿主要化学成分为Bi、Ag、S。尚有少许Au、Cu、Pb、Fe。

4.银矿物形态

光片中所见银矿物形态有各种粒状、枝叉状、细脉状、柱状、片状、圆粒状等。根据1736粒银矿物形态的统计，将结果列于表6-25中，从表中可知：银矿物主要以各种粒状、枝杈状为主，细脉状、柱状次之，片状、发丝状及圆粒状最少。

表6-25 焦家式金矿床中银矿物形态统计表

5.银矿物粒度

银矿物粒级划分参考岩金规范之规定划分，所见的1736粒银矿物的粒级统计列于表6-26中，从表中可知：银矿物以细、微粒级为主，中、粗粒级次之，巨粒级最少。

表6-26 焦家式金矿床银矿物粒级统计表

6.共生

银矿物常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿及石英等共生分布。

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