胡勇平,于学峰,李大鹏,傅瑾君,郑林伟,郑遗凡.2016.山东省归来庄金矿田卓家庄含碲金矿床的碲化物赋存状态研究[J].矿床地质,35(3):475~490
HU YongPing,YU XueFeng,LI DaPeng,FU JinJun,ZHENG LinWei,ZHENG YiFan.2016.Modes of occurrence of telluride in Zhuojiazhuang tellurium-bearing gold deposit within Guilaizhuang gold orefield, Shandong Province[J].Mineral Deposits35(3):475~490

DOi:10.16111/j.0258_7106.2016.03.003
山东省归来庄金矿田卓家庄含碲金矿床的碲化物赋存状态研究
胡勇平1，于学峰2，李大鹏2，傅瑾君3，郑林伟1，郑遗凡4**

（1 浙江省地质矿产研究所国土资源部粘土矿物重点实验室， 浙江 杭州310005； 2 山 东省地质科学研究院国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室， 山东省金属矿产成 矿地质过程与资源利用重点实验室， 山东 济南250013； 3 中国石油杭 州地质 研究院，浙江 杭州310023； 4 浙江工业大学化学工程学院， 浙江 杭州310014）

通讯作者：郑遗凡

投稿时间：2015_05_06

录用时间：2016_04_20

本文得到中国地质大调查项目(编号：12120113015100)、国土资源部粘土矿物重点实验室开 放课题(编号： 2014_K4)和国家自然科学基金项目(编号： 41372086、41503038)的资助

摘要:含碲金矿床中碲的赋存状态研究是对其进行综合开发利用的技术关键 。文章采用高 分辨率扫描电镜（SEM）结合X射线能谱（EDS）和元素面分布技术（EDS_Mapping），首次对 山 东省归来庄金矿田的卓家庄金矿床中金属类微细矿物及蚀变围岩进行元素空间分布及丰度分 析，定性确定可能存在的矿物种类、形态特征及各矿物间的空间关系。在此基础上，采用ED S微区成分分析法分别对各含碲矿物进行了精确的成分测定，最终得到矿石中含碲矿物的化 学式和空间分布特征。研究结果表明，山东卓家庄金矿床中含碲矿物均以浸染状的他形镶嵌 分布于主矿物之间，颗粒大小从几微米到几百微米，总体以二十几微米最多，不同粒级的碲 化物常相互伴生；含碲矿物种类有单质碲矿、PbTe、FeTe2、AgAu2Te6和CuxAg 1_xAu2Te6，其中后两种矿物为本研究首次发现。
关键词: 地质学；X射线能谱分析；元素面分布；碲化物；赋存状态；卓家庄金 矿床；山东省
文章编号：0258_7106 (2016) 03_0475_16 中图分类号：P618.51；P618.83 文献标志码：A
Modes of occurrence of telluride in Zhuojiazhuang tellurium_bearing gold deposit within Guilaizhuang gold orefield, Shandong Province
HU YongPing1, YU XueFeng2, LI DaPeng2, FU JinJun3, ZHENG LinWei1 and Z HENG YiFan4

（1 Key Laboratory of Clay Minerals, Ministry of Land and Resources, Zhejiang In stitute of Geology and Mineral Resources, Hangzhou 310005, Zhejiang, China; 2 Ke y Laboratory of Gold Mineralization Process and Resource Utilization of Ministry of Land and Resources and Key Laboratory of Metal Mineral Mineralization Geolog ical Process and Resource Utilization of Shandong Province, Shandong Institute o f Geological Sciences, Jinan 250013, Shandong, China; 3 PetroChina Hangzhou Rese arch Institute of Geology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China； 4 College of Chemica l Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, Zhej iang, China）

Abstract:The Zhengguang epithermal Au deposit, located in northern Da Hinggan Mountains metallogenic belt, is an important deposit in the Duobaoshan ore concentration area. In order to further discuss ore-forming fluids and genesis of the deposit, the authors conducted a systematic study of fluid inclusions and C-H-O-He-Ar stable isotopes for quartz, altered wall rock, calcite and pyrite. Mineralization can be divided into four main stages:Quartz-pyrite stage (pre-metallogenic stage), quartz-polymetallic sulfide stage (main metallogenic stage), calcite-(quartz)-polymetallic sulfide stage (main metallogenic stage) and calcite stage (post-metallogenic stage). Only liquid-rich two-phase fluid inclusions were recognized on the basis of petrographic and microthemometric analysis. Homogenization temperatures of fluid inclusions from quartz-pyrite stage, calcite-(quartz)-polymetallic sulfide stage and calcite stage vary from 116℃ to 243℃ (mainly 150~170℃), 129℃ to 294℃(mainly 140~160℃) and 130℃ to 155℃ (mainly 130~150℃), respectively. And salinities w(NaCleq) vary from 0.9% to 10.1%, 1.2% to 13.8% and 2.7% to 8.7%, respectively. The ore-forming fluids are characterized by low temperature, low salinity and relative reduction, belonging to H2O-NaCl system. The δD and δ18O values of the ore-forming fluids vary from -127‰ to -110‰ and -5.3‰ to 0.7‰ at the quartz-pyrite stage, and the δD and δ18O values of altered wall rocks vary from -118‰ to -108‰ and 6.3‰ to 7.9‰. The δ13C value of calcites from calcite-(quartz)-polymetallic sulfide stage and calcite stage vary from -5.3‰ to -2.0‰ and -2.9‰ to -2.2‰, and δ18O vary from 7.7‰ to 9.3‰ and 9.9‰ to 13.5‰, respectively. The 3He/4He, 40Ar/36Ar and 40Ar*/4He ratios of fluid inclusions extracted from pyrite exhibit the range of 1.75~3.06 Ra, 683~1295 and 0.30~0.63, respectively. Both fluid inclusions and stable isotope compositions suggest that the ore-forming fluids of early metallogenic stage consisted dominantly of meteoric water that evolved by interaction with wall rocks. Along with the mineralization, the ore-forming fluids were transformed into the mixture of meteoric water and magmatic water, but still dominated by meteoric water. The combined effect of mixed ore-forming fluids and poor H2S fluids and sulfides precipitation might have been the main mechanism of gold precipitation in this deposit.
Key words: geology;X-ray energy dispersive spectroscopy;EDS-Mapping;telluride;mode of occurrence;Zhuojiazhuang gold deposit;Shandong Province
        金的经济矿物主要是自然金和银金矿，其次为金的碲化物，如碲金矿、针碲金银矿和碲金银 矿等（罗镇宽等，1999；Masataka et al., 2011）。含银、碲的金矿山综合利用研究工作 在国内外都有开展（Wang et al., 2011；郭勋英等，2014；王子玉等，2014），但目前尚 处 于较低的水平。银经浮选以含量银方式回收，碲尚无有效的回收措施，大多作尾矿处理。深 究原因主要是对矿石中金、银、碲的物相组成和元素的赋存状态或空间分布特征没有系统深 入的了解。由于碲和金、银元素具有较相似的化学性质，在自然界中常发生类质同象替代而 生成碲金矿、针碲金银矿等系列组合矿物（余宇星等，2012；Alfieris et al.,2013；Andr eeva.,2013）。国际衍射数据中心（ICDD）2009年提供的PDF_4+数据库中已有33种具有已知 晶体结构非常相似的碲、金、银组合的物相，而自然界中存在的过渡中间态物相更加复杂， 文献报道的与金、银非整数比及与其他金属元素铜、铅、铁等组成的含碲矿物种类很多（刘 新 会等，2011；Xu et al.,2014），因此，准确鉴定天然矿床中含金（银）等碲化物的种类及 相互关系非常困难。已有较多的文献对含碲金矿中碲化物的地球化学特征、矿物学特征 及成矿机理做了较系统的报道（胡文 王 宣等，2005；谷湘平等，2008；刘建朝等 ，2010；韩思宇等，2011；游国庆等，2014；Gao et al.,2015），但对含碲矿物的形态特征、赋存规律研 究较少（钱汉东等，2000）。前人用传统的光学显微镜和电子探针分析技术对山东省归来庄 金矿田中的归来庄金矿含碲矿物的形态和分布特征进行了探索（Xu et al.,2014），由于 这些方法无法直接观察元素的空间分布特征，因此，对于归来庄金矿田中含碲矿物普遍存 在微细浸染状分布特征并没有详细的研究资料。
        鉴于此，本文选取该矿田内的卓家庄含碲金矿床为研究对象，利用高分辨扫描电镜（SEM） 和X射线能谱的元素面分布（EDS_Mapping）综合分析技术（Huang et al., 2014），首次对 卓 家庄金矿床典型矿石的光片通过直接观察元素的分布规律，研究碲化物的种类、化学式和空 间 分布特征，得到碲的赋存状态和碲化物类型，其目的是为卓家庄金矿床及归来庄金矿田同类 型金矿的后期选冶阶段选矿工艺的制定，提高金矿综合利用水平提供矿物学方面的依据。
1区域地质背景和矿田地质
        山东省归来庄金矿田位于滨西太平洋成矿域中部，地处华北板块东南缘，郯庐断裂带以西， 鲁西地块南部(图1)，尼山凸起与平邑凹陷的接壤地带（谢家东等，2000；于学峰，2010） 。
        矿田内出露的地层主要为新太古界泰山岩群山草峪组变质岩系，古生界寒武系、奥陶系碳酸 盐岩及碎屑岩，中生界侏罗系—白垩系碎屑岩及火山岩等。断裂构造发育，NNW向的主干断 裂 及次级NW向断裂控制了地层及岩浆岩的展布；近EW向及NW向的次级断裂是该区的主要控矿构 造。古元古代花岗闪长岩、二长花岗岩与新太古界泰山岩群共同构成了该区的基底。中生代 燕山早期构造_岩浆活动强烈，形成了主要由二长闪长质岩石、二长正长质岩石构成的铜石 潜火山杂岩体。
        区内的金矿床主要有与中生代燕山早期次火山岩浆热液有关的隐爆角砾岩型、镁质碳酸盐岩 微细浸染型、斑岩型及矽卡岩叠加型等多种类型金矿。矿
图 1鲁西地区区域位置(a)及地质矿产简图(b)
     1—太古宙侵入岩类； 2—元古宙侵入岩类； 3—中生代侵入岩类； 4—地层； 5—已知和 推断的主要断层； 6—主要的金矿床和金矿点； 
    7—归来庄金矿田
Fig. 1Sketch regional location (a) and geological map (b) of western Shandong Province
     1—Achaean intrusive rocks; 2—Proterozoic intrusive rocks; 3—Mesozoic intrusiv e rocks; 4—Strata; 5—Major observed or inferred faults; 
    6—Major gold deposi t or ore spot; 7—Guilaizhuang gold orefield
田内不同类型金矿化相伴产出，受 潜火山穹隆的控制，它们生成于不同深度，不同地质部位，赋存于不同的地质体中，是在铜 石潜火山中低温热液成矿系统中生成的不同定位形式的金矿类型组合，每个矿 床都是统一的成矿系统中的个体，它们构成了一个较 完整的金矿成矿亚系列（于学峰等，2009;于学峰，2010）。归来庄金矿田内典型的矿床主 要有归来庄金矿床、卓家庄金矿床、磨坊沟金矿床及东大湾金 矿床等（图2），本次研究选择金品位富（156.77× 10-6）、碲元素含量高（1.18%）、碲化物类型多的卓 家庄金矿床作为主要研究对象。
2矿床地质
        卓家庄金矿床位于沂沭断裂带次级NNW向断裂—燕甘断裂东侧、铜石次火山杂岩体的西北边 缘（图2）。矿区内大面积出露岩株状产出的二长闪长玢岩；二长斑岩沿NW向断裂呈岩墙 状 产出。寒武纪下部地层分布于北西部，或以捕虏体的形式存在于杂岩体中。控矿断裂呈NW向 ，其内充填有二长斑岩脉及隐爆角砾岩。隐爆角砾岩呈岩筒状产出，主要分布于与近EW向次 级构造的交会处，角砾岩体规模较小，平面上呈长圆形，长轴一般十几米，短轴仅几米，延 深可达170余米。在该带上发现4处隐爆角砾岩，大致呈等间距分布（图3a～d）。其中，图2 中Ⅱ(2)号岩筒是已知具矿化且已被开采的岩筒，卓家庄金矿床的主矿体即产于其中。
2.1矿体特征
        卓家庄金矿床矿体受NW向的断裂破碎带控制，赋存于Ⅰ号隐爆角砾岩岩筒中（图3）。角砾 岩体即是矿体，为全筒式金矿化。呈不规则筒状产出，平面形态为不规则的透镜状，长度一 般10～15 m，宽度5～10 m，向NW端变窄。其中，90 m中段矿体最长，达50 m左右。延深较 大，矿山已开采深度170 m，矿体仍未尖灭。矿体产状与岩筒产状一致，走向300°，倾向SW ，倾角75～80°；矿体总体向SE侧伏，侧伏方向135°左右，侧伏角45～50°。
该矿体为小而富的富碲金矿体，矿体中金品位变化较大，经234个样品统计，品位w(A u)在0.43× 10-6～2728×10-6，其中，小于5×10-6者占18.0%，5×10-6～ 20×10-6者占18.3%，20×10-6～100×10-6者占31.2%，100×10 -6～500×10-6者占24.8%，500×10-6～1000×10-6者占4. 7%，大于1000×10-6者占3.0%。矿体平均品位156.77×10-6。
2.2矿石特征
        根据赋矿岩石类型，卓家庄金矿床可以划分出3种矿石自然类型。其中，主要为隐爆角砾岩 含金矿 石，少量震碎角砾岩含金矿石，极少量斑岩含金矿石。矿石结构主要有晶粒结构、填隙结构 、侵蚀结构、交代残余结构等。矿石构造主要有角砾状构造、浸染状构造、脉状网脉状构造 等。
矿石矿物主要为黄铁矿、闪锌矿、胶黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等，其次为自然金等金 矿物、自然碲和碲铅矿等碲化物，还有少量硒铅矿等硒化物。金矿物主要有自然金、银金矿 、碲金矿、针碲金银矿、碲金银矿等，粒度一般为0.001～0.01 mm。银矿物主要有自然银 、 辉银矿。碲化物主要为自然碲、碲铁矿、碲铅矿、斜方碲金矿、针碲金银矿和碲金银矿等， 局部碲化物含量高达3%～5%。硒化物主要有硒铅矿、硒碲铅矿。脉石矿物主要为石英、长石 ，并有少量的绢云母、萤石、伊利石等。金矿物主要分布于矿物的晶体粒间，其次包裹于石 英及黄铁矿中，或充填于矿物裂隙中。
矿石中主成矿元素为Au，Au品位一般介于5×10-6～500×10-6，平均156.77 ×10-6，最高达 2000×10-6以上。伴生组分w（Ag）介于0.54×10-6～9040×10 -6，平均品位695.33×10-6；w（Te）介于0.06%～3.29%，平均品位1 .18%。其他伴生组分平均含量：w（As）为452.07×10-6，w（Sb） 为54.04×10-6，w（Hg）为187.55×10-6，w（W）为1 5.91×10-6，w（Mo）为356.87×10-6；w（Zn）为43.44 ×10-6；w（Cu）为377.5×10-6；w（Co）为9.17×10 -6；w（Cr）为17.02×10-6；w（F）为8.08×10-2； w（Br）为4.16×10-6（于学峰，2010）。
2.3围岩蚀变与成矿阶段
        矿床中围岩蚀变发育，与成矿有关的蚀变主要有硅化、萤石化、黄铁矿化、碲化物矿化，其 次为绢云母化、滑石化、碳酸盐化。
从卓家庄金矿床的光片照片(图4a)可以看出，石英、萤石_多金属硫化物_金_碲化物脉体 沿 早期石英_黄铁矿化的岩石裂隙充填，又被成矿后期的绢云母（Ser）脉体充填穿插；由图4b 可以看出，碲铅矿(Alt)和针碲金银矿(Syl)连生分布于黄铁矿(Py)周围，晚于黄铁矿而成。 根据矿化脉体穿插关系（图4a）、矿物共生组合及嵌布特征（图4b），成矿过程可以划分为 4个阶段：石英_黄铁矿阶段，石英_多金属硫化物_金_碲化物阶段，石英_冰长石_绢云母阶 段，碳酸盐阶段。其中，前2个阶段为主要成矿阶段。
3样品准备及实验方法
3.1样品采集与制备
        本文研究的样品采自卓家庄金矿床，首先进行 了系统的光、薄片鉴定，在此基础上选择有代表性的
图 2山东归来庄含碲金矿田地质矿产略图（据于学峰等，2009）
     1—第四系； 2—白垩系； 3—侏罗系； 4—奥陶系； 5—寒武系； 6—泰山岩群山草峪组 ； 7—燕山早期 二长闪长玢岩； 8—燕山早期二长斑岩； 9—古元古代花岗闪长岩； 10—古元古代二长花 岗岩； 11—燕山早期隐爆角砾岩； 12—断层； 13—不整合接触界线； 14—隐爆角砾岩型（归来 庄式）金矿床； 15—镁质碳酸盐岩微细浸染型（磨坊沟式）金矿床； 16—其他热液型金矿 床（点） ； 17—本次研究的矿床F1—燕甘断裂； F2—归来庄断层； F3—营子洼断层
 Fig. 2 Sketch geological map of the Guilaizhuang gold orefield, showing location s of major Au deposits and ore spots   (after Yu et al., 2009)
     1—Quaternary; 2—Cretaceous; 3—Jurassic; 4—Ordovician; 5—Cambrian; 6—Shanca oyu Fo rmation of Taishan Group; 7—Early Yanshanian monzonitic diorite porphyry; 8—Ea rl y Yanshanian monzonite porphyry; 9—Paleoproterozoic granodiorite; 10—Paleoprot er ozoic monzogranite; 11—Early Yanshanian cryptoexplosive breccia; 12—Fault; 13 —Un conformable boundary; 14—Cryptoexplosive breccia_type gold deposit (Guilaizhua ng type); 15—Micro_disseminated gold deposits hosted by magnesium carbonate (Mo fanggou type); 16—Other hydrothermal_type gold deposit; 17—Deposit of this study F1—Yangan fault; F2—Guilaizhuang fault; F3—Yingziwa fault
图 3山东卓家庄金矿床地质简图（a）隐爆角砾岩筒平面图（b）和剖面图（c）（据沈远 超等，2000；于学峰等，2009）
     1—第四系； 2—寒武系； 3—燕山早期正长斑岩； 4—燕山早期二长闪长玢岩； 5—古元 古代花岗闪长岩； 6—隐爆角砾岩型矿体； 7—矿化隐
    爆角砾岩； 8—无矿化隐爆角砾 岩； 9—已知和推断的断层； 10—A_A´剖面； 11—矿化隐爆角砾岩体位置和编号 
Fig. 3Geological sketch map（a）of the Zhuojiazhuang gold deposit and plan vie w （b） and section （c） of cryptoexplosive breccias
     (after Shen et al., 2000 ； Yu et al., 2009)
1—Quaternary; 2—Cambrian; 3—Early Yanshanian syenite porphyry; 4—Early Yans hanian monzonitic dioritic porphyry; 5—Paleoproterozoic granodiorite; 6 —Crypto _explosive breccia_type orebody; 7—Mineralized crypto_explosive breccia; 8—Non _mineralized crypto_explosive breccia; 9—Major observed or inferred fau lts; 10 —Position of A_A´ section; 11—Location of crypto_explosive breccia and its ser ial number 
隐爆角砾岩型矿石光片进行高分辨扫描电镜和X射线能谱等各项分析。测试的2个样品 编号分别是ZH_b1和ZJ_3，均属硅化_萤石化角砾岩型金矿石。
图5为ZH_b1和ZJ_3两个样品中碲矿物典型的光片照片，样品中可见碲矿物有自然碲、 碲 铅矿、碲铁矿和针碲金银矿。图5a为ZH_b1光片中碲铅矿(Alt)和针碲金银矿(Syl)分布于碲 铁矿(Pro)边部照片，黄铁矿(Py)呈微粒状分布于非金属矿物中。图5b为ZJ_3光片中自然碲( Tel)和针碲金银矿(Syl)连生分布于非金属矿物中。限于光学显微镜分辨率和微区成分鉴定 的局限性，样品中未找到更多的碲化物。
图 4卓家庄金矿床ZJ_2_1(a)和ZJ_b2_3(b)样品代表性显微照片（单偏光反光显微镜）
     Alt—碲铅矿； Syl—针碲金银矿； Py—黄铁矿； Qtz—石英； Fl—萤石； Ser—绢云母 
Fig. 4Representative photomicrographs of samples ZJ_2_1 (a) and ZH_b2_3(b) fro m the Zhuojiazhuang gold deposit 
    (under reflected light)
     Alt—Altaite; Syl—Sylvanite; Py—Pyrite； Qtz—Quartz； Fl—Fluorite； Ser—Ser icite
图 5卓家庄金矿床ZH_b1(a)和ZJ_3(b)样品代表性显微照片（单偏光反光显微镜） 
     Tel—自然碲； Alt—碲铅矿； Syl—针碲金银矿； Fro—碲铁矿； Py—黄铁矿 
Fig. 5Representative photomicrographs of samples ZH_b1(a) and ZJ_3(b) from the Zhuojiazhuang gold deposit
    （under reflected light）
     Tel—Tellurium; Alt—Altaite; Syl—Sylvanite; Fro—Frohbergite; Py—Pyrit
3.2实验方法
        选取的光片经简单的表面喷碳处理，增强导电性后直接进行高分辨扫描电镜和X射线能谱等 各项分析。样品分析在浙江工业大学分析测试中心完成。样品形貌分析采用场 发射扫描电镜，型号：Hitachi S_4700，工作条件为：加速电压15 kV，工作距离12 mm；微 区X射线能谱定量分析及元素面分布（EDS_Mapping）分析采用X射线能谱仪，型号：Thermo NORAN Vantage_ESI，工作电压为15 kV，工作距离为12 mm。
        岩石主矿物成分分析采用荷兰PNAlytical公司X射线衍射仪，型号：X´Pert PRO，分析条件 为Cu靶，Kα射线(λ=0.154 056 nm)，工作电压40 kV，工作电流40 mA，扫描范围2θ=10 ～ 80°，扫描步进0.0167°/S。XRD物相分析采用Jade 6.0分析软件，数据库采用PDF2_2004 。X射线能谱仪（EDS）的测试精度与元素的原子序数和含量范围相关，本文测试的Te、Au、 Ag等含量在0.5%～5%范围内，相对误差在2%以内；大于5%含量的相对精度在1%以内 。
4分析结果与讨论
4.1矿石的成分分析
        为了了解矿区主矿脉总体矿物成分和化学成分信息，本文在富矿区采集的矿石光片样品ZJ_3 和ZH_b1在扫描电镜中100倍条件下（1 mm×1.2 mm范围）选择有代表性的区域（能明显见 到零星亮区分布）进行X射线能谱平均成分分析，见图6和图7（图中Atom为原子百分数， w(B)为质量分数，余同）。从分析结果可以看出，岩石主要成分仍以硅铝氧化物 为主，目标 元素除碲外，还有金和银（ZJ_3）。
为了了解其主要矿物组成，将光片直接进行X射线衍射分析，物相分析结果见图8和图9。由 图7基本确定ZJ_3样品主要矿物成分还是以石英为主， 次要成分为正长石和白云母，除了这3种主要造岩矿
图 6卓家庄金矿床光片ZJ_3代表性区域X射线能谱分析结果
Fig. 6Results of X_ray energy dispersive spectrometry (EDS) for representative area of polished section ZJ_3 from 
    the Zhuojiazhuang gold deposit
图 7卓家庄金矿床光片ZH_b1代表性区域X射线能谱分析结果
Fig. 7Results of X_ray energy dispersive spectrometry (EDS) for representative area of polished section     ZH_b1 from the Zhuojiazhuang gold deposi
图 8卓家庄金矿床光片ZJ_3的X射线衍射物相分析图
Fig. 8X_ray diffraction phase identification of polished section ZJ_3 from the Zhuojiazhuang gold deposit
图 9卓家庄金矿床光片ZH_b1的X射线衍射物相分析图
Fig. 9X_ray diffraction phase identification of polished section ZH_b1 from th e Zhuojiazhuang gold deposit
物以外，还有少量萤石可能为后期低温热液成因，充填在缝隙中，碲化物由于在大范围内（ 能谱分析范围在很小的毫米级区域）平均含量低，无法直接在光片中检测到。而根据图9可 以确定在ZH_b1样品中除了常规的石英和白云母以外，还有风化产物高岭石和赤铁矿出现， 而长石含量很低。更有意义的是样品中直接检测到少量自然碲，系该地区首次直接用XRD 检测到。
4.2含碲矿物的形貌特征分析
        碲的赋存状态与其成因直接相关，前人用光学显微镜和电子探针等方法对矿石中含量低、分 散细的含碲矿物已经进行了较多的尝试，但因为这2种方法均无法在各种比例下直接观察元 素的分布状态，更不能在高倍下进行直接观察，而扫描电镜背散射电子像分析（BSE）只有 矿物平均原子序数信息，不能直接显示成分分布信息，以上方法均存在较大的局限性。本文 尝试用分辨率高的扫描电子显微镜结合微区X射线能谱的元素面扫描功能（EDS_Mapping）直 接观察碲元素的分布规律及与形貌的关系。图10为ZJ_3样品一个特征区域的形貌和碲元素分 布图，图10a和图10b为SEM形貌图，其中亮色部分反射率较高颗粒为金属类矿物。总体来看 ，选 区的金属类矿物形状完全不规则，大小差异很大。为了直接清晰的观察含碲矿物的分布特征 ，本文对碲元素进行了元素面分布扫描(图10c、d)。图中选择的是碲元素L线的元素 分 布图，其亮度代表相应的丰度，蓝色越亮代表碲含量越高。从图中亮度差别看，含碲类矿物 有多种亮度，大类可归属纯蓝色和深蓝色2种，它们的矿物形貌相互镶嵌呈浸染状他形分布 于主矿物之间。在不同倍数下对含碲矿物的尺寸进行 大致测量统计，含碲矿物从几微米到几百微米大跨度连续分布，其中以二十几微米大小的颗 粒数量最多。
        为了清晰观察含碲矿物的微观形貌，对ZJ_3样    
图 10卓家庄金矿床ZJ_3中2个典型区域含碲矿物形貌(a、b)和碲元素面他形分布扫描图(c 、d) 
Fig. 10SEM images （a，b）and amorphous distribution of tellurium_bearing mine rals (c，d) in two typical areas of polished section     ZJ_3 from the Zhuojiazhua ng gold deposit
图 11卓家庄金矿床ZJ_3 特征区域含碲矿物高分辨扫描电镜形貌图(a)和局部放 大图(b)Sl—含铜碲金银矿； Te—单质碲矿
Fig. 11High resolution SEM images (a) and partial magnified image (b) of tellu rium_bearing minerals in typical areas ZJ_3 from the Zhuojiazhuang gold depositSl—Copper_bearing petzite； Te—Tellurium 
品中数量最多的单质碲和含铜碲金银矿典型区 域进行高分辨扫描电镜观察(图11)。图11a中棱角状最亮部分为单质碲，粒径约在几微米 到十几微米，而浅灰色颗粒为含铜碲金银矿，与单质碲交织伴生，大小很不均匀。对图11a 中方框区域进行局部放大，见图右上角11b。图11b中棱角状平整矿物（标Sl）为含铜碲金银 矿，结构单一，而片状部分颗粒为单质碲矿物（标Te），由不同方向的3个晶粒镶嵌致密排 列而成，片层厚度约为120 nm。图11a中灰色基底部分为石英。
4.3含碲矿物的大类及矿物组合特征
        从图10c和10d中大致可看出含碲金矿石中碲化物的矿物种类复杂，为了系统表征样品中可能 存在的含碲矿物种类，本文首先用SEM形貌分析对光片样品ZJ_3进行大范围系统观察，根据 金属类矿物二次电子亮度高的特点寻找金属类矿物总体分布特点，并选择较集中的区域，先 用 X射线能谱仪粗扫，判断大致成分，确定了有代表性区域后再用X射线能谱的Mapping分析模 式进行元素成分面分布的精细扫描，通过分析各元素分布规律和相互间的依存关系、组合特 征初步确定可能存在的矿物。
        图12为ZJ_3样品中形貌（SEM）及主要元素面分布图，其中全区域元素总平均含量分析结果 见图5。根据主要成分O、Si、Al、K、Mg及金属Te、Cu、Ag、Au元素（Cu由于含量很低，在 全区成分分析图5中未列出），以及少量Fe和S的组合特征，基本可确定样品的主要矿物为石 英（图中OK和SiK最亮区域，标记Qz）、正长石（图中AlK、KK、MgK特别亮区域，标记Or， 还与SiK次亮色区重叠，说明长石中Si的含量比石英中低）、含铜碲金银矿（图中AuL、AgL 和CuK最亮区域，TeK为次亮区域，标记Sl）和纯碲矿（图中Te最亮零星分布区域，标记Te） ，还有少量黄铁矿（图中FeK和SK最亮区域，标记Py）。其中，纯碲矿和含铜针碲金银矿分 布界线 详见图10d，浅蓝最亮处为纯碲矿，而深蓝处（较暗区域）为含铜碲金银矿大类。正长石颗 粒以菱形轮廓为主，具有一定规则的棱角状原矿，经后期热液蚀变作用后出现较多 孔隙，其内有细小碲化物充填(图10d中深蓝色含铜碲金银矿为主)。长石大颗粒周围为他形 石英，在石英颗粒间隙蓝色零星状分布颗粒主要为纯碲矿。需要说明的是，Ca元素的分 布 与 Te元素吻合性好，与Ca元素的K系信号及Te元素的L系信号部分重叠有关，根据耦合原理用能 谱专业软件经ZAF因子校正，计算结果见图6。
4.4含碲矿物化学成分分析
        为了系统研究卓家庄金矿床含碲矿物的种类，本文在对光片样品ZJ_3和ZH_b1中含碲矿物组 合特征进行系统分析的基础上，归纳出主要的几种元素 组合类型，用微区X射线能谱定量分析方法分别对 典型类型所含元素进行定量分析，确定相应的矿物类型。
        图13为样品ZH_b1中多种碲化物同时存在典型区域的形貌及元素丰度图。图13a为扫描电镜形 貌图，图13b～f分别为Te、Au、Ag、Pb、Fe元素分布图。从图中可看出，含碲矿物无规则形 状，相互镶嵌交叉，空间关系复杂。根据元素组合特点可得到4个区域3种 碲化物组合。用X射线能谱微区定量分析对3种典型碲化物中各元素的相对含量进行定量计算 ，能谱图及原子百分比含量计算结果见图13g～i。根据各元素之间的摩尔比可判断面积最大 区域的物相为FeTe2（图13b、f），次大区域物相为AgAu2Te6（图13e、h），夹杂在 两者之间的区域为PbTe（图13c、d、i），被分割成4块，它们的空间关系形貌特征见图13a 。
        在样品ZJ_3中某较大的碲化物颗粒的EDS_ Mapping元素像综合分析图(图14)中，其Te、Ag、Au、C u的元素分布区域与SEM中亮色的区域完全 一致，说明它们应为同一物相中包含的元素，即属于
图 12卓家庄金矿床ZJ_3某区域形貌SEM及元素含量分布图
     Te—碲； Sl—针碲金银矿； Qz—石英； Qr—正长石； Py—黄铁矿
Fig. 12SEM image and element distribution by EDS_mapping for sample ZJ _3 from the Zhuojiazhuang gold deposit
     Te—Tellurium; Sl—Sylvanite; Qz—Quartz; Qr—Qrthoclase; Py—Pyrite
同一个矿物。用X射线能谱精确定量分析得到图中右侧能谱图及各元素对定量分析 的结果，根据元素摩尔比经换算得到其精确的化学式应为Cu0.22Ag0.9Au 2.4Te6。 这个结果和本样 品中其他区域成分分析结果非常相似，同样有Cu元素进入到碲金银矿中，组成含有4个元素 共生的矿物，即该地区碲金银矿中普遍含Cu，各元素之间摩尔比例在一定区间内变 动。
4.5碲化物种类和结构分析
        综合以上分析结果，山东卓家庄金矿床中含碲矿物均以浸染状他形镶嵌分布于主矿物之间， 颗粒大小从几微米到几百微米分布不均并相互伴生，根据统计总体以二十几微米大小的颗粒 最多。碲化物种类复杂，各矿种之间空间分布无规律，研究区碲化物这种综合特点为后期 的选矿增加了难度。
        综合研究区含碲矿物的种类，主要有以下几类：单质碲、PbTe、FeTe2、AgAu2Te6、C uxAg1_xAu2Te6等。本次研究首次发现的AgAu2Te6类矿 物，根据国 际衍射 数据中心ICDD提供的PDF_4+_2009数据库检索，这种比例的物相根本不存在。而与它相似 的4种元素共存的物相CuxAg1_xAu2Te6更不存在。 通过对多个区域碲化物的成分测定，发现该地区
图 13卓家庄金矿床ZH_b1中含碲矿物形貌(a)、元素分布(b、c、d、e、f)及能谱分析图(g 、h、i)
     FeTe2—碲铁矿； PbTe—碲铅矿； AgAu2Te6—针碲金银矿
 Fig. 13SEM image (a), elements distribution (b, c, d, e, f) and content of EDS (g, h, i) of tellurium_bearing minerals 
    in ZH_b1 from the Zhuojiazhuang go ld deposit
     FeTe2—Frohbergite； B—PbTe_Altaite； AgAu2Te6—Sylvanite
的碲 金银矿中普遍含Cu，Cu离子主要替代结构中Ag的位置，在一定的比例 范围内形成稳定的物相。对于本次研究中首次发现的AgAu2Te6类矿物，其内部晶体结构 信息值得进一步研究。
根据对PDF_4+_2009数据库提供的碲金银矿中34种不同组分或结构的物相资料分析，与该 矿 物化学式最接近的 有2种物相，其晶体结构数据分别是PDF卡片为01_073_2879的Ag0.465Au0.535 Te2物相和01_073_2099的Ag0.2Au0.8 Te2，前者空间群为P2/c,属单斜 晶系物相（a:8.94；b:4.48；c:14.59；α=γ=90°；β:145.43°），后者空间群为Pm a2，属斜方晶系物相（a:16.54；b:8.82；c:4.46；α=β=γ=90 °），这两个物相化学式比较接近但内部结构相差较大，而AgAu2Te6则介于该两物 相之间，其最终的晶体结构参数需要后续进一步研究。
5结论
        笔者首次采用高分辨扫描电镜结合X射线能谱（EDS）元素像分析技术（EDS_Mapping）直接 观察 山东卓家庄含碲金矿石中元素的分布和组合规律，得 到含碲矿物主要种类有单质碲矿、PbTe、FeTe2、
图 14卓家庄金矿床ZJ_3中含铜碲金银矿形貌（SEM）、元素分布及能谱分析图
     Te—碲； Au—金； Ag—银； Cu—铜
Fig. 14SEM image, element distribution and content of EDS of copper_bearing pe tzite in sample ZJ_3
     Te—Tellurium； Au—Gold； Ag—Silver； Cu—Copper
 AgAu2Te6、CuxAg1_xAu 2Te6，其中，后2种矿物为本研究首 次发现。研究区碲金银矿中普遍含铜，形成本地区特色；新发现的具有AgAu2Te6结构的 碲化物 内部结构介于单斜和斜方结构之间；含碲矿物均以浸染状他形镶嵌分布于主矿物之间，颗粒 大小极不均匀，大小在十几到几百微米之间，颗粒之间相互伴生。该地区含碲金矿的碲化物 赋存状态对碲化物的选矿增加了难度。
        志谢在本文的样品采集和基础资料搜集过程中得到山东黄金归来庄矿业公司技 术人员的大力支持，在此表示感谢。
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