砷铅矿的地质找矿意义

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摘 要 砷铅矿是磷灰石族类质同象系列的矿物，属硫化物矿床氧化带产出的次生矿物。通过研究该矿物的物理化学特征、产出环境与介质条件特征，提供寻找氧化铁帽的原生矿床类型的依据，特别是对硫化物矿床地质找矿具有重大指导意义。

关键词 砷铅矿；矿物特征；地质找矿意义

中图分类号P5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）95-0121-02

本文通过研究砷铅矿国内外发展史，其物理、化学性质特征及其伴生矿物，以探求该矿物的地质找矿意义。

1 砷铅矿简介及其国内外发展研究

砷铅矿（Mimetite）属于磷灰石族矿物，其化学分子式为[Pb5（AsO4）3Cl]。1748年首先发现于德国，其后在英国、瑞典、玻利维亚和美国等地均有发现。1964年何知礼曾报道在云南个旧矿区发现砷铅矿。1985年李艺和赖来仁在云南个旧矿区、广东云浮金子窝矿区、广西贺州平桂矿区与德保矿区等地都找到了该矿物，并对它们作了系统详尽的矿物学研究。

我国砷铅矿主要产地为广西省阳朔县、恭城瑶族自治县、贺州市以及广东省的云浮市。

2 砷铅矿地质产状及伴生矿物

砷铅矿砷铅矿（Mimetite） 属于磷灰石族矿物，也可划分为砷酸盐矿物。它主要是硫化物矿床氧化带次生物，特别是铅矿床氧化带的次生物。砷铅矿常与白铅矿、褐铁矿、乳砷铜铅矿、羟砷锌石、羟砷铅锌石、铅钒、橄榄铜矿、菱锌矿、孔雀石、异极矿等矿物共生。但通过收集前人资料分析可知，不同地区的不同矿床，其地质产状及伴生矿也会有所区别。如：广西两个不同矿区产出的砷铅矿，一种呈团块状产出于锡石硫化物矿床氧化铁帽的残坡积层中，其伴生矿分别为锡石、硅锌矿；另一种附着在褐铁矿的裂隙面上产出，而该矿区的褐铁矿石主要由石榴石矽卡岩型铜锡矿石风化形成，主要伴生矿为白铅矿、硅孔雀石、孔雀石等；云南某矿区的砷铅矿主要产出在褐铁矿的裂隙面或空洞中，而该矿区的褐铁矿主要由方铅矿矿石风化而成，常与砷铜铅石、砷铅铁矾、孔雀石等共生；广东某矿区产出的砷铅矿，主要形成于矽卡岩型锡多金属矿床的地表铁帽的褐铁矿石中，与针铁矿密切伴生。

3 砷铅矿的物理性质及光学特征

本文研究的砷铅矿晶体标本为橙黄色，主要呈短柱状，集合体呈晶簇状，整个样品晶体分布不均，大小不一0.05mm～0.3mm。透明至半透明，油脂光泽或金刚光泽，条痕白或近于白，性脆，断口不平坦，硬度3.5～4，比重7.27，显微密度D≥6.75g/cm3，Dx=6.91g/cm3，具电压性。晶体结晶于疏松多孔的风化形成的褐铁矿石中，附着于褐铁矿裂隙面上。

在光学显微镜下矿物呈无色至淡黄色，多色性不显。正突起非常高，见明显糙面和不定向裂纹发育。正交偏光下可见异常干涉二级蓝色至二级黄色。平行消光，一轴晶负光性，N0=2.147，Ne=2.128。

4 砷铅矿的化学性质特征

4.1 扫描电镜能谱仪分析砷铅矿

4.2 X射线粉晶衍射分析砷铅矿

通过X射线粉晶衍射分析仪实验数据计算可知：砷铅矿的晶胞参数为a=1.02472（3）nm，b=1.02472（3）nm，c=0.74535（3）nm。其中，α=90°，β=90°，γ=120°，Volume：677.81（3）。结合扫描电镜能谱的实验数据，进一步说明了砷铅矿晶体化学性质特征。

5 地质找矿意义[1～3]

砷铅矿是磷灰石族类质同象系列的矿物，属硫化物矿床氧化带产出的次生矿物。通过实验证明砷铅矿分子式为[Pb5（AsO4）3Cl]，它的化学结构显示，其三个Pb离子同一水平环绕一个Cl离子。这种化学结构特点是所有位置的离子能被特定的同类型离子替换。例如K、Ca、Na、Fe、Cd、Zn、Sc、Bi等元素可以替换砷铅矿化学结构中的Pb离子，而C032-、SiO44-、PO43-、VO43-、SO42-等会替换AsO43-，F—、OH—、CO32-等离子可替换Cl—。砷铅矿的这一化学特性表明，砷铅矿及其类质同象矿物的产出都与其原生矿石、氧化介质条件有着十分重要的内在关系。它们的存在与产出都显示了它们与原生矿体或者隐伏矿体之间的形成指引关系。

当硫化物矿床氧化带介质条件不同时，则可能形成不同的次生矿物。例如，当介质条件中富含毒砂（Fe[AsS]）时，常易形成砷铅矿；而当介质条件中富含磷酸或钒酸时，则易形成磷氯铅矿或钒铅矿。相反的，我们可以根据硫化物矿床氧化带中产出的不同次生矿物，反推出该矿床的氧化带介质条件与环境，指导寻找原生矿石。砷铅矿除了属于磷灰石族类质同象系列矿物，也可归属为砷酸盐矿物。而砷酸盐矿物是主要发育于富含砷的硫化物矿床氧化带中的次生矿物。矿床氧化带的发育主要受构造条件、矿体产状、主矿物种类数量和介质条件，甚至气候条件等因素控制和影响。特别是硫化物矿床氧化带的演变，在纵向（时间）上显示有一定的阶段性，而在横向（空间）上的不同阶段产物则显示出一定的特性，具有明显的分带性（表3）。

从硫化物矿床氧化带演变发育特征发现，随着氧化阶段程度的发展，氧化产物的氧化程度也随之变高。砷酸盐矿物多发育于硫化物矿床氧化带演变阶段的最晚期。

因此，砷铅矿等砷酸盐矿物多出现于上部已经过强烈氧化的原生矿床的氧化带中，且表示其下部离原生矿体尚有一定的深度。结合氧化带其它特征进行综合分析，砷酸盐矿物在硫化物矿床氧化带中的出现，对于判断或评价硫化物矿床的剥蚀程度、推测其下是否存在原生矿体具有重要的指导意义。例如广西某地的砷铅矿，形成于氧化铁帽的残坡积层中；广东某地的砷铅矿，形成于地表铁帽的褐铁矿石中。根据砷酸盐矿物多发育于硫化物矿床氧化带演变阶段最晚期的规律，结合矿物特征、伴生矿种及该地剥蚀程度，在这两个地区分别发现了锡石硫化物矿床和矽卡岩型锡多金属矿床。

6结论

本文通过手标本观察法、光学显微镜法、扫描电镜能谱法以及X射线粉晶衍射法等实验分析， 研究了砷铅矿的物理性质、光学特征以及化学性质特征。砷铅矿是磷灰石族类质同象系列的矿物，该族矿物在硫化物矿床的氧化带介质环境中十分稳定，都是氧化带次生矿物；并且该族矿物的产出都与其原生矿石、氧化介质条件有着十分重要的内在关系。同时，砷铅矿又可划分为砷酸盐矿物，而砷酸盐矿物是主要发育于富含砷的硫化物矿床氧化带，并且是氧化演变阶段最晚期的次生矿物。根据此特征，本文探求了砷铅矿的地质找矿意义——砷铅矿在硫化物矿床氧化带中的出现，对于判断或评价硫化物矿床的剥蚀程度、推测其下是否存在原生矿体具有重要的指导意义。

砷铅矿（磷灰石族矿物/砷酸盐矿物）对地质找矿具有指导意义，但不同地区需具体分析，应注意一下几个方面的问题：

1）同类型的硫化物矿床会因为不同的区域地质背景，产出不同产状、不同伴生矿及矿物组合的砷铅矿。应加强基础地质工作，了解该地区具体矿物产出产状，伴生矿及矿物组合；2）注重新理论、典型矿床的研究学习，用新的成矿理论，结合现有的找矿方法、手段，指导实际工作；3）重视矿物实验分析数据，不断利用新技术新手段，根据实验精确数据，为后续找矿提供可靠依据。

参考文献

[1]李艺，赖来仁.硫化物矿床氧化带砷酸盐矿物的地质找矿意义[J].有色金属矿产与勘查，1999（6）.

[2]李艺，赖来仁.砷酸盐矿物及其地质找矿意义[J].地质评论，1999（5）.

[3]李艺，赖来仁.我国产出的砷铅矿族矿物的研究[J].矿产与地质，1997（5）.