鐵帽一般系指硫化物礦床地表氧化帶的殘留部分,主要由鐵的氫氧化物、含水氧化物(如褐鐵礦、針鐵礦、水針鐵礦等)等穩定的次生礦物及穩定的原生礦物(如石英)組成,此外,沉積赤鐵礦-菱鐵礦層也會形成鐵帽,但含金鐵帽主要為硫化物礦床的地圓握表氧化帶。
(一)含礦地質體--鐵帽特征
由于形成鐵帽的原生硫化物礦床或礦化所產出的地質背景各有差異,并結合我國長江中下游地區的具體情況,可將鐵帽分為不同類型:
(1)泥盆系五通組之上硫化物氧化鐵帽,如安徽新橋金礦區、江西吳家金礦區等。這一類型是目前我國所發現的鐵帽型金礦床中規模之較大者,多分布于五通組與石炭系假整合界面上。
(2)夕卡巖型硫化物氧化鐵帽,如安徽雞冠山、湖北雞冠嘴等。多圍繞侵入體分布。
(3)斑巖型硫化物氧化鐵帽,如江西洋雞山。多分布于侵入體內接觸帶、頂部裂隙帶、斷裂帶及構造角礫巖體帶。
構成金的工業礦化鐵帽主要為以上三種。此外,火山巖區的硫化物富集地段及各種脈狀熱液硫化物也可形成氧化鐵帽,但尚橘頌慶未發現規模較大的金的次生富集。不同類型鐵帽的基本地質特征見表5-4。
鐵帽的顯著特征是在其氧化剖面上具有明顯的分帶性,有金礦化的鐵帽氧化剖面一般發育比較完整。通常自上向下可分為:
氧化帶:該帶發育于潛水面以上至地表。其上部主要為次生穩定礦物,如褐鐵礦、孔雀石、藍銅礦、菱鋅礦、重晶石、鉛礬及赭石類礦物等,在炎熱干旱地區出現黃鉀鐵礬。結構比較疏松,厚度可達幾米-幾十米。中下部則主要為較穩定的原生礦物,如黃鐵礦、輝銀礦等,也有SiO2的成分,不穩定組分多被淋濾帶出。該帶由于強烈的氧化淋濾作用,金含量往往低,所以也稱其為貧金鐵帽亞帶。
次生富集帶:該帶主要發育于潛水面附近,相當于鐵帽的中下部。其礦物組合為次生硫化物與部分原生硫化物,特征礦物有輝銅礦、銅藍、斑銅礦、輝銀礦。在銅礦區可見到自然銅、黑銅礦、赤銅礦等。該帶厚度一般較大,可達幾十至上百米,是鐵帽型金礦床中最主要的富金部位,因此也將該帶稱為次生金富集鐵帽亞帶。
過渡帶:位于次生富集帶之下,其下就是原生硫化物帶。該帶主要由黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等金屬硫化物櫻舉的殘余礦物和一些硫酸鹽等氧化礦物所組成。該帶金含量雖較次生富集帶要低,但較原生硫化物帶略高。不同鐵帽亞帶的含金性見表5-5。
一般而言,鐵帽發育較深,保存較好的礦區,鐵帽氧化剖面的分帶性好,如江西吳家金礦床氧化剖面分帶(圖5-8)。
表5-4 長江中下游各類型鐵帽地質特征
(據李瑛等)
表5-5 長江中下游典型礦區氧化剖面分帶的金、銀含量(WB/10-6)
(據李瑛等)
(二)礦體特征
鐵帽型金礦床礦體埋藏淺,形態、產狀及規模受鐵帽的形態、產狀及發育程度所制約,而鐵帽的產狀往往受原生硫化物的產出狀態所影響。如江西吳家鐵帽金礦床;含金鐵帽受五通組與石炭系假整合面及破碎帶的控制,鐵帽的原生硫化物為似層狀,與地層產狀一致,傾角45°~65°,鐵帽金礦體也呈似層狀、透鏡狀,構成了走向長1050m、傾向延深150m、平均厚3.97m的較大礦體(圖5-9);而安徽銅陵雞冠山鐵帽金礦床則有所不同,該礦區的原生硫化物為石英閃長巖與龍頭山組白云質大理巖接觸帶夕卡巖中的塊狀硫化物及外接觸帶浸染狀夕卡巖質硫化物礦化體,硫化物礦體形態復雜,鐵帽金礦體的形態也較復雜,在平面上呈蝌蚪狀,在剖面上呈上大下小的囊狀、楔狀體,傾角陡立(圖5-10、圖5-11),其中較大的礦體長150m,平均寬12.3m(變化區間為4.5~32.7m),延深49m;江西丁家山鐵帽金礦床的原生硫化物為花崗閃長斑巖中的黃鐵礦化,鐵帽金礦體呈透鏡狀、垂向上呈楔形,上大下?。▓D5-12)。
圖5-8 江西吳家金礦床氧化剖面分帶(據李德銀)
1—第四系;2—棲霞組;3—黃龍組;4—五通組;5—花崗閃長斑巖;6—次生金貧乏帶;7—次生金富集帶;8—氧化-硫化物過渡帶;9—原生硫化物帶;10—角礫巖;11—鉆孔
(三)礦石特征
鐵帽型金礦石的組構特征在很大程度上取決于原生礦石(或礦化體)的結構構造、物質成分以及在鐵帽形成過程中的各種表生因素。通常依據礦石的結構構造等特征可分為四種礦石類型:
(1)蜂窩狀礦石,具有硫化物淋失的負假象,多見以硅質為隔板構成的各種海綿狀、多孔狀構造。
(2)松散土狀礦石,有時見石英、褐鐵礦和粘土組成的散粒體。
(3)膠狀構造礦石,多見皮殼狀、鐘乳狀、葡萄狀、同心層狀及環帶狀。
(4)塊狀礦石,是氧化淋濾相對較弱的礦石類型。
不同類型礦石在同一礦床中都可出現,但其重要性各有不同,如在新橋礦區主要為土狀及塊狀礦石。不同類型的礦石含金性也有所不同,通常松散土狀礦石、膠狀礦石含金較高。此外,在礦體上部多見蜂窩狀、土狀礦石,下部多見膠狀、塊狀礦石。礦石類型在空間上的不同分布及含金性的差異是由鐵帽的空間分帶性所決定的。表5-6列出了我國長江中下游地區部分鐵帽型金礦床的礦石成分及組構特征。
圖5-9 江西吳家鐵帽型金礦床地質圖(據李德銀)
1—下二疊統茅口組;2—下二疊統棲霞組;3—中石炭統黃龍組;4—上泥盆統五通組;5—上志留統沙帽組;6—石英閃長玢巖;7—花崗閃長斑巖;8—鐵帽及鐵帽金礦體;9—斷層及編號
圖5-10 銅陵雞冠山鐵帽金礦床地質圖(據銅陵雞冠山礦區資料)
1—中三疊統;2—石英閃長巖;3—鐵帽;4—鐵帽金礦體
圖5-11 銅陵雞冠山金礦床剖面圖(據銅陵雞冠山礦區資料)
1—中三疊統;2-石英閃長巖;3-原生黃鐵礦礦體;4-鐵帽;5-鐵帽金礦體;6-鉆孔
圖5-12 江西丁家山鐵帽金礦床地質圖、剖面圖(據贛西北地質大隊502分隊)
1—老第三系;2—上志留統沙帽組;3—中志留統羅惹坪組上段;4—羅惹坪組下段;5—閃長玢巖;6—花崗閃長斑巖;7—花崗閃長巖;8—角礫巖;9—鐵帽;10—黃鐵礦礦體;11—鐵帽金礦體;12—實測及推測地質界線;13—鉆孔
表5-6 長江中下游典型鐵帽型金礦床礦石礦物成分及結構構造
續表
(據李瑛等)
(四)次生自然金特征及其賦存狀態
鐵帽型金礦床中次生金礦物主要為自然金,其次為金銀礦、銀金礦等。在有的礦床中可見特征的表生金礦物碲鉛銅金礦、碲銅金礦和碲鐵銅金礦等。次生金礦物的形態主要為海綿狀、樹枝狀、細絲狀、柱狀、橢圓狀、次橢圓狀及他形角礫狀,其粒度總體上要較原生金礦物大,多為顯微金,個別為細粒金、中粒金等。自然金的成色較高,其顏色多為微帶紅色的金黃色,在長江中下游地區鐵帽中自然金的成色多在910以上。
鐵帽金礦石中的金礦物主要賦存于褐鐵礦空洞、裂隙及其顆粒邊緣,極少量存在于石英等脈石礦物中,其中占主導地位的是褐鐵礦中的包裹體金。其粒度一般較小,呈乳滴狀、半自形-他形粒狀等。粒間金及裂隙金的粒度相對較大,形態復雜。需要指出的是鐵帽金礦石中尚有一部分金可能呈吸附狀態存在,這是由于在鐵帽中存在大量的膠質吸附劑所致,如鐵的氫氧化物、膠狀二氧化硅及粘土等,這種礦石化學分析含金很高,但在重砂及光片中不見金礦物。