福建省紫金山Cu-Au矿床是我国典型的高硫型浅成低温热液矿床,具有“上金下铜”的矿化分带特点,金矿主要产于潜水面以上的氧化带中,而铜矿则主要分布于潜水面以下的原生带中。前人对该矿床进行了大量研究,并积累了丰富的研究成果,但针对表生氧化带金矿体中的矿物研究相对较少。本文通过野外调查、手标本观察、光学显微镜、X射线粉晶衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)以及电子探针(EPMA)等分析对紫金山Cu-Au矿床表生金矿体内的主要矿物进行精细的矿物学研究,其结果不仅丰富该金矿床中的矿物学基础,还助于加深对金矿床中自然金富集规律的认识,同时这对热液矿床经过氧化淋滤作用形成次生氧化型矿床的理解具有一定的指导意义。通过研究取得以下几点认识: (1)金矿体中矿物可分为早期热液阶段,其中矿物主要有石英、绢云母、绿泥石、明矾石、地开石和金属硫化物等,以及晚期次生氧化阶段,矿物主要有铜蓝、地开石、褐铁矿、自然金和黄钾铁矾等。 (2)本次研究过程中在该矿床中发现几种前人未报道过的矿物,如铀钍石、磷钇矿、铌坦铁矿、自然铜锌互化物和自然铜镍锌互化物。其中磷钇矿可以形成于多种地质过程,而其他几种矿物则主要形成于岩浆阶段或者是高温蚀变过程。 (3)自然金主要与褐铁矿密切共生,多产出于矿物内部空隙、裂隙以及边缘特殊地带,这对后期堆浸(碳浸)提取自然金起到关键作用,自然金的粒径多以亚微米级为主,形状有粒状、片状、树枝状和不规则状等。 (4)电子探针分析结果显示该金矿体中的绢云母为高硅白云母,其类型为1M和2M1型。绿泥石是Mg-绿泥石,其结晶温度平均为166℃,并且是中-低温还原环境中热液流体对镁铁质矿物蚀变作用的产物。明矾石成分以低K2O含量特征,可能与后期淋滤作用有关。不同期次地开石主微量成分存在较大的差异,这可能与产出环境、结晶程度、粒径大小和晚期淋滤影响等有关。 (5)载金矿物褐铁矿呈多种结构类型产出,其中以胶状为主,少量扇状、针状、鲕粒状、粒状或团粒状等,其矿物组成有针铁矿、赤铁矿、石英以及白云母等。矿物的主要成分(Fe2O3)含量变化可能是内部的含水矿物差异性脱水导致,不同结构类型或环境中的褐铁矿微量元素含量的差异则可能受矿物产出环境、结晶程度、粒径大小和结构特点等影响。 (6)金矿体形成可以分为两个阶段,即早期热液阶段形成大量低品位含Au的金属硫化物,而晚期则通过氧化淋滤作用将自然金微粒释放出来,并被溶液中的Fe(OH)3胶体吸附,最终在表生氧化带中沉淀形成低品位和大储量的金矿床。