坦桑尼亚太古宙克拉通主要由花岗质岩石和火山—沉积岩层序组成，其地层单元包括尼安萨群（Nyanzian）和卡维龙多群（Kavirondian），其中尼安萨群为主要的赋矿地层。尼安萨群是变质火山岩、沉积岩和花岗岩组成的典型绿岩带，其底部原岩为一套镁铁质的火山岩系，上覆含碳和铁硫化物的沉积岩、凝灰岩、条带状铁建造（BIF）和燧石岩，最上部为长英质火山岩，金矿化多赋存于条带状铁建造或长英质凝灰岩中[3]。
1 矿区地质概况
1.1 矿区地质特征
PL7184金矿床位于坦桑尼亚维多利亚湖南部的欣延加（Shinyanga）省索拉瓦（Solwa）地区。矿床西侧与姆瓦莫拉（Mwamola）大型金矿床[已探明（332+333）金金属资源量34 t]相邻，同属于典型的坦桑尼亚太古宙绿岩带含铁建造型金矿床，位于维多利亚湖金矿成矿区（Ⅰ级成矿区）的马巴莱—布洪古基拉绿岩金矿带（Ⅱ级成矿带）上（图1）。
图1
区域上构造活动强烈，岩层多呈陡倾状，但由于区内第四系覆盖严重，地表构造形迹无法识别，仅从遥感解译中获得NW、NE和近SN向构造。结合区域地质资料和区内工程分析，判断区内金矿体的控矿构造主要为NW-SE向剪切带，受该剪切带的影响，条带状含铁建造岩层与凝灰岩层之间形成大量韧性和脆性变形破碎带、断裂和裂隙，并由此在剪切破碎带两侧岩层中形成典型的碎裂结构、角砾状结构、石香肠构造和网脉状构造，为成矿流体提供了通道和富集场所。
区内地表基岩出露极少，矿区西部、南部被沼泽型黑土覆盖，厚度为5~15 m；矿区中北部局部有含磁铁石英岩角砾铁帽出露，厚度为0.50~3.50 m；含磁铁石英岩角砾铁帽下部为太古宇尼安萨（Nyanzian）群镁铁质火山—沉积岩，岩性为夹泥质岩的条带状磁铁石英岩、凝灰岩、凝灰质砂岩和凝灰质砂砾岩。其中条带状含铁建造呈NE向分布，其周围是红色—红褐色尼安萨群条带状含铁建造黏土残积土。
区内未见岩浆岩和岩脉发育，仅在矿区东部边缘见有花岗闪长岩出露，地表风化面为黄褐色，新鲜面为灰白色，中粗粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英、角闪石和黑云母等。
1.2 矿体特征
区内共发现3条金矿体，主要赋存在条带状含铁建造岩层与酸性火山沉积岩层间的剪切破碎带内，金矿化广泛发育于其中的条带状磁铁石英岩与变质凝灰岩中，特别是上述岩层接触部位和层间碎裂岩中。矿体形态同时受层间剪切破碎带和条带状含铁建造岩层控制，基本上呈层状和似层状产出，总体产状为270°∠75°~80°，矿体长度为160~640 m，矿体真厚度为1.22~2.47 m，矿体平均金品位为1.71×10-6~18.49×10-6，最高金品位为41.45×10-6。
区内含矿围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、碳酸盐化和绿泥石化，伴生有黄铁矿化、毒砂化、磁黄铁矿化、铅锌矿化和褐铁矿化等金属矿化。其中硅化、绿泥石化、黄铁矿化和毒砂等与金矿化关系最为密切[17]。
2 矿石矿物特征
2.1 矿石组构特征及类型
区内矿石结构主要有粒状—片状变晶、自形—半自形粒状、交代和碎裂等；矿石构造主要有浸染状、块状、条带状、细脉状和脉状穿插等。
图2
（1）稠密浸染状黄铁矿化金矿石。矿石呈灰黑色，粒状变晶和碎裂结构，稠密浸染状构造。主要矿物有绿泥石、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂和磁铁矿。黄白色黄铁矿多与锡白色毒砂、棕黄色磁黄铁矿及绿泥石细脉密集分布于矿石裂隙或嵌布于磁铁矿颗粒中。该类矿石含矿性最好，金品位多在10.00×10-6以上。
（2）稀疏浸染状黄铁矿化金矿石。矿石呈灰—灰绿色或灰黑色，粒状和片状变晶结构，稀疏浸染状构造，主要矿物为绿泥石、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂和磁铁矿。此类矿石与稠密浸染状黄铁矿化金矿石相似，主要差别在于载金硫化物矿物含量相对较少。该类矿石含矿性较好，金品位多在1.00×10-6~10.00×10-6之间。
（3）细脉状黄铁矿化金矿石。矿石呈灰色或浅灰色、灰黑色，粒状和片状变晶结构，多见细脉—浸染状或脉状穿插构造。主要矿物为绿泥石、石英、黄铁矿、磁黄铁矿和磁铁矿。黄铁矿多沿构造裂隙或面理呈脉状产出，局部可见其穿插早期生成矿物，多与石英细脉共同产出，少见毒砂和磁黄铁矿与之伴生。此类矿石含矿性一般，金品位约为1.00×10-6。
（4）含星点状黄铁矿化金矿石。矿石呈灰—灰绿色或灰黑色，粒状变晶结构，条带状和块状构造。主要矿物为石英、黄铁矿和磁黄铁矿，细粒黄铁矿呈星点状分布在岩石裂隙中或与方解石、石英细脉伴生。此类矿石品位低，仅达到矿化指标，基本无法满足工业要求。
由上述分析可知，在剪切破碎带中距离主矿体越近的矿石黄铁矿含量越高，含矿性越好，同时伴有较强的磁黄铁矿化、硅化和毒砂化蚀变现象，表明黄铁矿是主要载金矿物之一，也证明含铁建造与凝灰岩的上下接触带及附近层间剪切破碎带是矿液运移通道和容矿场所，是重要的控矿构造。
2.2 矿石矿物组成
图3
图3
坦桑尼亚PL7184金矿床矿石矿物组成
（a）黄铁矿呈浸染状分布（100×反光)；（b）磁黄铁矿、毒砂和黄铁矿紧密共生，呈浸染状分布（50×反光）；（c）银金矿呈角粒状分布于石英与褐铁矿粒间（200×反光）；（d）银金矿呈浑圆状和角粒状包裹于石英中（500×反光）
Py-黄铁矿；Sp-闪锌矿；Ccp-黄铜矿；Mag-磁铁矿；Po-磁黄铁矿；Apy-毒砂；Lm-褐铁矿；Qz-石英
Fig.3
Ore mineral composition of PL7184 gold deposit in Tanzania
（1）银金矿：区内金主要以银金矿形式赋存，少部分为裸露和半裸露的自然金。裸露和半裸露的自然金多为分布在磁黄铁矿与黄铁矿矿物颗粒间的粒间金，以及分布在石英脉与黄铁矿裂隙间的裂隙金。
（2）黄铁矿：黄铁矿为矿石中主要的金属矿物，一般含量为4%~5%，最高含量可达10%，是主要的载金矿物。黄铁矿呈黄白色，粒径在0.02~5.00 mm之间，呈半自形—自形粒状或他形粒状集合体，结晶较差，大部分与磁黄铁矿和毒砂紧密嵌布在一起，少量交代磁铁石英岩或绿泥片岩中的磁铁矿。
（3）磁黄铁矿：磁黄铁矿是矿石中重要的硫化矿物，含量较低，质量分数多在2%左右，最高可达5%。磁黄铁矿呈暗青铜黄色，反光镜下具有乳黄色微带玫瑰棕色反射色，粒径为0.01~0.40 mm，呈他形粒状或粒状集合体，聚集成团状或不规则断续脉状分布在石英脉与磁铁石英岩接触处，多见与黄铁矿共生，局部与磁铁矿连生，或交代磁铁矿，个别磁铁矿中有磁黄铁矿小包体分布。
（4）毒砂：毒砂为矿石中主要的金属硫化物之一，多呈自形—半自形粒状、菱形、鸡冠状、矛头状或碎裂状产出。毒砂亮白色，部分被氧化而呈浅黄的锖色，其在矿石中嵌布的粒度较粗，粒径在0.05~0.50 mm之间。主要与黄铁矿和磁黄铁矿等共生，以脉状或浸染状分布在石英脉与磁铁石英岩或磁铁绿泥蚀变岩接触处，部分毒砂发生碎裂，见少量的毒砂包裹磁铁矿。
矿区金矿石中非金属矿物主要有石英、绿泥石、阳起石、绢云母、碳酸盐矿物、黑云母、绿帘石和高岭石等。
（1）石英：石英是矿石中最主要的脉石矿物，质量分数在30%~60%之间，多以磁铁石英岩中的石英条带和后期硅化蚀变2种形式产出。石英呈深灰黑色、烟灰色和灰白色，他形、半自形晶结构，呈粒状、集合体状和脉状产出。
（2）绿泥石：绿泥石是矿石中又一种非常重要的脉石矿物，主要呈片状集合体产出，粒径大小在0.005 mm×0.01 mm~0.01 mm×0.04 mm之间，质量分数一般在5%~20%之间，矿化的绿泥千枚岩中可达45%以上。矿石中绿泥石多与黄铁矿共生、聚集成长条状断续分布在磁铁石英岩裂隙中，或与灰色硅质成分、黄铁矿呈交替条带状分布。
（3）阳起石：浅绿色，呈显微柱状、纤维状或细小针柱状，其在矿体附近的蚀变岩中质量分数最高可达70%以上。
（4）绢云母：在矿石中含量较少，在酸性火山碎屑岩中含量较高，呈显微鳞片状，连续定向排列，呈千枚状构造，酸性岩中绢云母含量最高可占75%~80%。
区内原生矿石矿物共生组合以银金矿+自然金（少量）+黄铁矿+石英+绿泥石+毒砂+磁黄铁矿为主，部分表现为自然金+黄铁矿+石英+绿泥石、自然金（少量）+黄铁矿+石英。
2.3 矿石的可选性
类比邻区矿石选矿试验报告，推荐采用原矿全泥氰化浸出工艺回收金方案，试验条件和试验指标如下：磨矿细度为-0.074 mm占80%、矿浆浓度（固体含量百分数）为33%、CaO用量为4 000 g/t（pH=12）、NaCN用量为5 000 g/t、氰化时间为24 h，金的浸出回收率大于90%。试验研究表明该矿石具有较好的可选性[18]。
3 金矿物特征
3.1 金矿物成分
对矿石中不同赋存形态的9粒金矿物进行了电子探针分析（表1），结果表明金矿物中Au质量分数为65.63%~85.36%，平均值为74.77%；Ag质量分数为12.25%~33.79%，平均值为24.27%。
表1 金矿物电子探针化学成分分析结果
Table 1
| 光片编号 | Ag | Au | Cu | Zn | Pb | Fe | S | 总量 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 22-1 | 19.76 | 79.18 | 0.10 | 0.02 | - | 0.12 | 0.20 | 99.38 |
| 21.47 | 77.82 | 0.13 | 0.04 | 0.01 | 0.06 | 0.17 | 99.70 | |
| 24.53 | 73.40 | 0.07 | 0.03 | - | 0.09 | 0.28 | 98.40 | |
| 2-7 | 24.03 | 75.57 | 0.03 | 0.02 | - | 0.18 | 0.07 | 99.90 |
| 3-3 | 33.32 | 66.28 | 0.01 | 0.03 | - | 0.10 | 0.14 | 99.88 |
| 33.79 | 65.63 | 0.05 | - | 0.02 | 0.11 | 010 | 99.70 | |
| 24.21 | 75.27 | 0.03 | - | - | 0.07 | 0.21 | 99.79 | |
| 25.06 | 74.43 | - | 0.02 | - | 0.12 | 0.15 | 99.78 | |
| 22-1 | 12.25 | 85.36 | 0.11 | 0.04 | 0.02 | 0.10 | 0.22 | 98.10 |
3.2 金矿物种类及成色
表2 自然金和银金矿的电子探针分析及成色统计
Table 2
| 光片编号 | w（Ag）/% | w（Au）/% | w（Ag）/w（Au） | 成色/‰ | 定名 |
|---|---|---|---|---|---|
| 22-1 | 19.76 | 79.18 | 0.25 | 791.8 | 银金矿 |
| 21.47 | 77.82 | 0.28 | 778.2 | ||
| 24.53 | 73.40 | 0.33 | 734.0 | ||
| 2-7 | 24.03 | 75.57 | 0.32 | 755.7 | |
| 3-3 | 33.32 | 66.28 | 0.50 | 662.8 | |
| 33.79 | 65.63 | 0.51 | 656.3 | ||
| 24.21 | 75.27 | 0.32 | 752.7 | ||
| 25.06 | 74.43 | 0.34 | 744.3 | ||
| 22-1 | 12.25 | 85.36 | 0.14 | 853.6 | 自然金 |
图4
图4
能谱分析及背散射电子图像
Fig.4
Energy spectrum analysis and backscattered electron images
3.2 金矿物赋存状态
在显微镜下观察7个光片共68粒金矿物，结果表明：矿区金矿物的赋存状态主要为粒间金，其次为包裹金和裂隙金（表3）。
表3 金矿物粒度和赋存状态统计
Table 3
| 光片编号 | 矿石类型 | 粒度 | 粒度合计 | 赋存形态 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 粗粒 | 中粒 | 细粒 | 微粒 | 粒间金 | 包裹金 | 裂隙金 | |||
| 42-2 | 细脉状 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 43-4 | 稀疏浸染状 | 0 | 0 | 8 | 0 | 8 | 5 | 1 | 2 |
| 43-8 | 稠密浸染状 | 0 | 1 | 34 | 0 | 35 | 33 | 0 | 2 |
| 44-2 | 稠密浸染状 | 2 | 3 | 7 | 0 | 12 | 12 | 0 | 0 |
| 3-3 | 细脉状 | 0 | 0 | 4 | 1 | 5 | 0 | 3 | 2 |
| 2-7 | 细脉状 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 22-1 | 细脉状 | 0 | 3 | 2 | 1 | 6 | 2 | 4 | 0 |
| 合 计 | 2 | 7 | 57 | 2 | 68 | 52 | 10 | 6 | |
| 占比/% | 2.9 | 10.3 | 83.8 | 2.9 | 76.5 | 14.7 | 8.8 | ||
（1）粒间金：呈他形粒状分布于石英、磁黄铁矿、毒砂和黄铁矿等矿物粒间［图5（a）］。此类金矿物共计52粒，占比为76.5%。
图5
图5
显微镜下金矿物的赋存状态
（a）光片44-2含自然金8粒（0.01~0.08 mm），为粒间金；（b）光片43-4含自然金1粒（0.025 mm），为磁黄铁矿包裹；（c）光片43-4含自然金2粒（0.03 mm、0.025 mm），为裂隙金；（d）43-8光片含自然金2粒，分别为裂隙金（0.015 mm）和粒间金（0.04 mm）
Fig.5
Occurrence state of gold minerals under microscope
（2）包裹金：呈角粒状和次圆状包裹于磁黄铁矿等矿物中［图5（b）］。此类金矿物共计10粒，占比为14.7%。
（3）裂隙金：较为少见，主要呈次圆状和细线状沿毒砂破碎裂隙分布［图5（c），5（d）］。此类金矿物共计6粒，占比为8.8%。
3.3 金矿物形态和粒度特征
岩矿鉴定及邻区矿石工艺矿物学研究结果表明：金矿石中的金矿物多呈他形粒状，其次为片状、棒状和枝杈状，亮金黄色，高反射率，均质性，成色较高，以中细粒嵌布为主，粒径多在0.01~0.07 mm之间，其中，细粒金矿物共计57粒，占比为83.8%;中粒金矿物共计7粒，占比为10.3%;粗粒和微粒金矿物较少见，分别各有2粒，占比仅为2.9%（表2）。
金矿物的粒度大小是确定选矿工艺的一项重要指标，金矿物统计最终要反映金的配分，金配分的实质是质量的配分（即重量比），而重量比与面积比的相关性更强[19]。PL7184金矿床中中细粒金出现的几率高、数量多，其所占的重量比远大于粗粒金和微粒金。
4 结论
（1）原生金矿石以稠密浸染状黄铁矿化金矿石的含金性最好，品位最高可达41.45×10-6；金矿石中金属矿物主要有自然金、黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿和褐铁矿等，其中黄铁矿含量越高则含矿性越好，表明黄铁矿是主要载金矿物之一。
（2）化学成分分析表明：该区金矿床中金矿物Ag、Au含量比值为0.14~0.51，且主要集中在0.25~0.34之间，以银金矿为主，有少量自然金，多伴有Cu、Zn、Pb、Fe和S等元素；银金矿成色为656.3‰~791.8‰，平均成色为734.5‰，自然金成色较高，为853.6‰。
（3）金矿物的赋存状态以粒间金为主，其次为包裹金和裂隙金；金矿物多呈他形粒状，其次为片状、棒状和枝杈状，亮金黄色，高反射率，均质性，成色较高，以中细粒嵌布为主，粒径多在0.01~0.07 mm之间，其中，细粒金矿物共计57粒，占比为83.8%。
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