金矿勘探、开采与提炼.pdf

金矿开采与提炼金矿开采与提炼金矿开采与提炼 金矿开采与提炼 第一章第一章第一章 第一章 黄金概述黄金概述黄金概述 黄金概述 一、黄金的种类一、黄金的种类一、黄金的种类 一、黄金的种类 黄金是在自然界中以游离状态存在而不能人工合成的天然产物，化学成分为 Au、 晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物。按其来源的不同和提炼后含量的不同分为生金 和熟金等。 自然金（自然金（自然金（ 自然金（ nativenativenative native goldgoldgold gold ））） ） 生金亦称天然金、荒金、原金，是熟金的对象，是从矿山或河底冲积层开采出， 没有经过熔化提炼的黄金。生金分矿金和沙金两种。 自然金常含银，有时可达 20％。含银量达 10％的称银金矿，中国古称“淡金”。 自然金通常成树枝状、粒状或鳞片状产出，偶尔有不规则的大块体，俗称狗头金。澳 大利亚 1872 年采到重达 214.318 千克的自然金块；中国 1986 年在四川省白玉县孔隆 沟采到过一块 4804 克的金块。自然金摩斯硬度 2.5～3。纯金比重 19.3。颜色和条痕 均为金黄色，随含银量增大逐渐变淡。金属光泽。是热和电的良导体。熔点 1062℃， 在空气中加热不氧化， 能抗强酸腐蚀。 具强延展性， 1 克黄金可拉成长达 2 公里的细丝 ， 可碾压成厚仅十万分之一毫米的金箔。 自然金是提炼金的最主要来源，也是人类最早使用的贵金属。产于原生矿床中的 自然金俗称山金，它主要产于热液成因的含金石英脉或蚀变岩脉中，故又称脉金；产 于砂矿中的俗称沙金。前寒武系变质砾岩中的巨大自然金矿床，一般认为是含金砾岩 遭受后期热液作用和区域变质作用的产物。海水每吨含金 10 微克，是未来提取金的重 要来源。世界著名金产地有南非的威特沃特斯兰德、美国的加利福尼亚和阿拉斯加、 澳大利亚的新南威尔士、加拿大的安大略、俄罗斯的乌拉尔和西伯利亚等地。中国山 东、黑龙江、河南、湖南等地均有产出。 矿金矿金矿金 矿金 矿金，也称合质金，产于矿山、金矿，大都是随地下涌出的热泉通过岩石的缝细 而沉淀积成，常与石英夹在岩石的缝隙中，矿石经过开采、粉碎、淘洗，大颗的金可 以直接拣取，小粒的可用水银溶解。矿金大多与其他金属伴生，其中除黄金外还有银、 铂、锌等其他金属，在其他金属未提出之前称为合质金。矿金产于不同的矿山而所含 的其他金属成分不同，因此，成色高低不一，一般在 50-90之间。 沙金，是产于河流底层或低洼地带，于是石沙混杂在一起，经过淘洗出来的黄金。 沙金起源于矿山，是由于金矿石露出地面，经过长期风吹雨打，岩石北风化而崩裂， 金便脱离矿脉伴随泥沙顺水而下，自然沉淀在石沙中，在河流底层或砂石下面沉积为 含金层，从而形成沙金。沙金的特点是颗粒大小不一，大的像蚕豆，小的似细沙， 形状各异。颜色因成色高低而不同，九成以上为赤黄色，八成为淡黄色，七成为青黄 色。 熟金是生金经过冶炼、提纯后的黄金，一般纯度较高，密度较细，有的可以直接 用于工业生产。常见的有金条、块、锭和各种不同的饰品、器皿、金币以及工业用的 金丝、片、板等。由于用途不同，所需成色不一，或因没有提纯设备，而只熔化未提 纯，或提的纯度不够，形成成色高低不一的黄金。人们习惯上根据成色的高低分为纯 金、赤金、色金 3 种。按含金量不同分为清色金、混色金、ｋ金。 黄金经过提纯后达到相当高的纯度的金称为纯金， 一般指达到 99.6以上成色的黄 金。 赤金和纯金得意思想接近，但因时间和地方的不同，赤金的标准有所不同，国际 市场出售的黄金，成色达 99.6的称为赤金。而境内的赤金一般在 99.2-99.6之间。 色金，也称“次金”、“潮金”，是指成色较低的金。这些黄金由于其他金属含 量不同，成色高的达 99,低的只有 30。 按含其他金属的不同划分，黄金又可分为清色金、混色金、k 金等。清色金指黄金 中只掺有白银成分，不论成色高低统称清色金。清色金较多，常见于金条、锭、块及 各种器皿和金饰品。 混色金是指黄金内除含有白银外，还含有铜、锌、铅、铁等其他金属。根据所含 金属种类和数量不同，可分为小混金、大混金、青铜大混金、含铅大混金等。 ｋ金是指银、铜按一定的比例，按照足金为 24k 的公式配制成的黄金。一般来说， ｋ金含银比例越多，色泽越青；含铜比例大，则色泽为紫红。我国的ｋ金在解放初期 是按每ｋ4.15的标准计算，1982 年以后，已与国际标准统一起来，以每 k 为 4.1666 作为标准。 二、黄金知识二、黄金知识二、黄金知识 二、黄金知识 黄金的主要需求和用途 黄金是人类较早发现和利用的金属。由于它稀少、特殊和珍贵，自古以来被视为 五金之首，有“金属之王”的称号，享有其它金厦无法比拟的盛誉，其显赫的地位几 乎永恒。正因为黄金具有这一‘贵族”的地位，一段时间曾是财富和华贵的象征，用 它作金融储备、货币、 首饰等。到目前为止黄金在上述领域中的应用仍然占主要地位 。 随着社会的发展，黄金的经济地位和应用在不断地发生变化。它的货币职能在下降， 在工业和高科技领域方面的应用在逐渐扩大。 黄金的主要需求和用途有三大类 1、用作国际储备。这是由黄金的货币商品属性决定的。由于黄金的优良特性，历 史上黄金充当货币的职能，如价值尺度、流通手段，储藏手段，支付手段和世界货币 。 随着社会经济的发展，黄金已退出流通领域。二十世纪 70 年代以来黄金与美元脱钩 后，黄金的货币职能也有所减弱，但仍保持一定的货币职能。目前许多国家，包括西 方主要国家国际储备中，黄金仍占有相当重要的地位。 2、用作珠宝装饰。华丽的黄金饰品一直一个人的社会地位和财富的象征。 3、在工业与科学技术上的应用。由于金具备有独一无二的完美的性质，这种性质 是任何一种金属都不具备的， 它具有极高的抗腐蚀的稳定性； 良好的导电性和导热性 ； 金的原子核具有较大捕获中子的有效截面；对红外线的反射能力接近 100％；在金的 合金中具有各种触媒性质；金还有良好的工艺性，极易加工成超薄金箔、微米金丝和 金粉；金很容易镀到其它金属和陶器及玻璃的表面上，在一定压力下金容易被熔焊和 锻焊；金可制成超导体与有机金等。正因为有这么多有益性质，使它有理由广泛用到 最更要的现代高新技术产业中去，如电子技术、通讯技术、宇航技术、化工技术、医 疗技术等。 金的基本性质金的基本性质金的基本性质 金的基本性质 在门捷列夫周期表中；金的原子序数为 79。这就是说,金的原子核周围有 79 个带 负电荷的旋转电子。金前面的近邻是锇、铝；铂；而后面的则是汞、铊、铅。金 与钌、铑、钯、锇、铱、铂这些金属都具有很好的化学稳定性，故统称为贵金属。 谈到金，最好先谈谈它的性质， 然后再谈谈人类如何利用这些性质。有意思的是 ， 人们在鉴定黄金时，最常用的词是“很”，而不是“最”字。这是因为黄金的纯度要 达到“最”的程度是不可能的。 金很重，但铂更重。金的密度为 19．32 克／厘米’，也就是说，直径仅为 46 毫 米的金球，其重量就有 1 公斤。这里指的是化学上纯金的密度，而在自然界中这样的 纯金在某种程度上是不存在的。金的“天然”密度与杂质含量有关，可从 15 一 16 克 ／厘米’到 1819 克／厘米。。把容积为 1 升的玻璃瓶装满金矿砂，其重量约为 16 公斤；黄金的重量对其开采十分有利，用最简单的方法，如采用溜槽淘洗，就能获得 很高的回收率。 最重的几种金属，按其密度克／厘米。 排列如下铂21.6，金 19.3， 汞 13.6，铅 11.4，银 10.5。 黄金是一种很柔软的金属，但不是最柔软的金属，因为铅和锡更柔软。在纯金上 用指甲可划出痕迹。这种柔软性使黄金非常易于加工。然而这一点对装饰品的所有者 来说，又很不理想，因为这样很容易使装饰品蹭伤，使其失去光泽以至影响美观。所 以在用黄金制做首饰时，一般都要添加铜和银，以提高其硬度。 黄金很容易磨损， 变成极细的粉末， 因此黄金常以分散状态广泛分布在自然界中 。 在处理和加工黄金的场地周围，常散落一层极细的金粉。一些有心计的人借此发了大 财。 黄金易锻造和易延展，这当然都与它的柔软性有关；对金的可锻性和延展性通常 是分别进行考察的。黄金在这两种’性能方面的可加工程度，甚至使十分内行的人都 感到吃惊。黄金可碾成厚度仅为；微米0.001 毫米的透明和透绿色的金箔。0.5 克的 黄金可拉成 160 米长的金丝，一千克的金箔可以铺展 530 米。 黄金是热和电的良导体，‘或者说是非常好的导体，但不是最好的导体。黄金的 这种传导性能不如铂、汞、铅、银四种金属。金的熔点为 1063。C，熔融金有较高的 挥发性，随着温度的升高，其探发性不断增强。 纯金的抗压强度为 10kg／m ㎡，其抗拉强度与预处理的方法有关，一般在 10 30kg／m ㎡之间。冷拉金丝时，受力最大。 纯金有着极好看的草黄色的金属光泽。可以说黄金在所有金属中，颜色最黄，甚 至使炼丹家误认为金与硫同属一类矿物。 在自然界中见不到纯金，而金属杂质首先是铜和银赋予金以各种颜色和色调， 从淡黄色到鲜黄红色。 黄金的颜色同时也取决于该金属块的厚度及其聚集体状态。例如，很薄的金箔，对 着亮处看是发绿色的，熔化的金也是这种颜色。而末熔化的金则呈黄绿色。细粒分散 金一般为深红色或暗紫色。有关黄金的颜色，在讲到金的使用时，我们还要谈到。 自然金有时会复盖一层铁的氧化物薄膜。在这种情况下，黄金的颜色可能呈褐色、 深褐色、甚至是黑色。开采这样的黄金，有时很难与周围的脉石相区别，所以需要非 常仔细的分辨，以避免金的丢失。据说，这种金都有一个包裹层，这种包裹层不只是 铁的氧化物，有时候，殖可能是一些附着在金粒表面的细粒脉右。 应该指出，这种包裹层不仅影响对金的识别，而且还使其在选矿混汞或氰化 处理时更加固难，因此选矿工人都不爱和这类金打交道。 金银合金、 金铜合金、 金铂合金、 金钯合金以及与其它的金属合金都不是化合物 ， 而是固熔体。 许多金属能与金形成合金的原因在于这些金属的原子半径与金的原子半径非常 接近；金的原子半径等于 1.46 埃;铋是 1.46 埃；银是 1．44 埃；铂是 1．39 埃。 金合金中的所有金属都比其纯金属熔点低。 假如把金加热到接近熔点，金就可以象铁一样熔接，纤细的金粒可熔结成金块。 金粉在温度较低的情况下，必须加压力能熔接在一起。 金与其他金属在一起熔化， 不仅可降低其熔点， 而且还能改变金本身的机械性能 ， 其中包括银和铜可明显地提高金的硬度；首饰匠们广泛利用了这一特点。砷、铅、铂 、 银、铋、碲能使金变脆；铅在这方面的特点就更为突出。含铅仅有 1％的合金，如果 冲压一下，就会变成碎块。纯金中含 o．01％的铅，它的良好可锻性就将完全丧失。 金有吸收 x 射线的本领。 金的原子量196．9是分数值，本身表明，自然界中的金是由金由各种同位素组 成的。在原子量从 183 到 201 的已知 15 种同位素中，只有 Au＝197 的同位素是稳定 的。 金被列入化合物的行列中，也象规定贵金属族一样，是很勉强的，但它毕竟能与 某些元素相互作用。特别是与卤素氯、溴、碘）化合生成入 AuCl 或 AuC13 等。金同 样能与氰化物、汞和蹄化合。事实上，在自然界中只存在金与蹄的化合物，金与汞的 化合物极少。所有其他化合物都是用人工制得的，用人工方法还可以制得“雷金” AuNH3CH3，“雷金”在冲击或加热时容易爆炸。 金虽然很难溶解，但仍能溶解在某些溶液中。在含有氯、硫酸或腐植酸的水中也 可以溶解少量的金。在一份硝酸和三份盐酸的混合液中，以及在氰化物稀溶液中金的 溶解度相当高。 金的结晶届等轴晶系。 晶体的形状常呈立方体或八面体。 晶体经溶化后再凝结时 ， 呈不规则的多角形。冷却得越慢，晶体就越大。 *l 埃＝0.0000000l 厘米 黄金的用途黄金的用途黄金的用途 黄金的用途 黄金用于工业技术方面的时间，只有几十年，随着现代工业、农业和航天电子工 业以及信息技术、新能源、新材料的迅速发展，为黄金的应用开拓了广泛的领域。博 伊尔在金的地球化学及金矿床的专著中，称 1950 年以后为“金的工业时期”。 （一）金在电子工业中的应用 由于金具有优异的稳定性，良好的导电导热性能，因此使金在电子工业上的用途 愈来愈广泛。宇航技术的发展，要求稳定程度很高的无线电电子元件愈来愈多，如高 级真空管的涂料，特种用途的电力接头，特种精密电子仪器中用的拉丝导线，电镀金 的高频导体以及高温焊接用金合金。在计算机、收音机、电视机、收录机等方面用的 涂金集成电路等。据报道，1987 年全世界电子工业需求量 123t，占总需求量的 7.7％。 （二）金在化学工业中的应用 在化学工业中，也有独特的用途，如核化工厂用的材料，人造纤维类工厂用的合 金喷丝头等。 （三）金在宇航工业中的应用 在航天工业中，金的用途也在发展与开拓之中。飞机和其他空间运输工具中用的 镀金红外装置和热反射器，喷气发动机和火箭发动机用涂金防热罩或热遮护板以及飞 机、汽车、轮船等交通工具涂有薄层金的热挡玻璃等。 （四）金在传统工业中应用 镶牙业、照相和制笔等传统工业中，黄金的应用仍具有一定的消耗量。金在科学 技术上的应用，正处在不断开发中。日本某大学原子能研究所秋洪良三发现金晶体堆 积，可构成超导薄膜。预计，随着科学的发展和新技术不断出现，黄金的应用领域将 不断扩大。 自人类开采黄金以来到 1986 年为止，世界累计开采黄金 10.77 万 t。这些黄金的 大部分以各种形式存在于世间。有人估计其中 40是以各种镶金珠宝、货币保存着；有 40以金锭的形式储存在各国金库中；另有 20被损失和被工业消耗掉。估计私人拥有 黄金量（包括金条、金币和珠宝等）同官方的黄金储备数一样多。 1985 年底世界黄金储备量为 65315t,其中官方黄金储备最多的是美国，达 8220t， 私人储备量最多是法国，为 6251t。印度和美国的私人储备量都为 3732t。 第二章第二章第二章 第二章 金矿金矿金矿 金矿 一、一、金矿金矿概述概述 中华民族是发现、生产和使用黄金最早的民族之一。 在世界上没有任何一种金属能像黄金这样源源地介入 人类的经济生活，并对人类社会产生如此重大的影响。它那 耀眼夺目的光泽和无与伦比的物理化学特性， 有着神奇的永 恒的魅力。黄金的社会地位虽在人类数千年的文明史中，历 尽沧桑，沉浮荣辱，升降变迁不定，但至今在众多的人群之 中仍保持着神圣的光环，为世人共同追求的财富。 “金实质上是人所发现的第一种金 属。”时间可追溯到新石器时代。那时人们用磨制的石器，将采来的自然金加工成各 种形状的贡品和器物，渐渐地认识了它的与众不同的特性。黄金以它的美丽、稀有、 名贵、稳定和极好的延展性倍受人类的喜爱。 金的化学元素符号是 Au，它来自拉丁文 AURNM，其原意为曙光，它是从朝霞一词 衍生出来的。黄金由于闪闪发光，人们习惯地把它和太阳相提并论。古人崇拜黄金像 崇拜太阳一样，因此有关黄金与太阳的传说很多，流传也相当广。 一、金矿原料特点一、金矿原料特点一、金矿原料特点 一、金矿原料特点 1金的原子序数为 79，位于化学元素周期表第六周期第一副族（IB），属铜族元 素。其原子核由 79 个质子和 112 个中子组成，属奇-偶型核类，由此决定了金在自然 界中的丰度很低。 金在自然界仅有一个稳定同位素 197，金在常温下为晶体，等轴晶系，立方面心晶 格，天然良好晶形极为少见，常呈不规则粒状、团块状、片状、网状、树枝状、纤维 状及海绵状集合体。 纯金为金黄色，含有杂质时其颜色可相应变化，如含银或铂时颜色变淡；含铜时 颜色变深。根据在试金板上划下的金的条痕色泽，可估计金的成色。高成色金条痕为 赤黄色；含 10％的银时其条痕为悦目的金黄色；含银 20～30％时为草黄色；银含量超 过 30％则具有黄中带绿的色调；含银超过 50％则丧失金所固有的黄色而近于银白色。 金具有耀眼的光泽，白光下反射率平均为 74％，随着含银量的增加，反射率增高， 金硬度增大，密度减小。故可根据硬度来确定金的成色（表 3.18.1）。 金的挥发性极差，在熔点温度之上至 1300℃几乎无挥发性，但在煤气和 CO 气氛中 挥发性大大增加。因此，在碳覆盖层下熔炼金会因挥发而造成金的损失。 金的延展性极好。1g 纯金可拉成 3500m 长、直径 0.00434mm 的细丝，或压成厚度 为 0.2310－８mm 的金箔。 （一）金的化学性质和地球化学性质 1.金的化学性质 金的化学性质稳定，具有很强的抗腐蚀性，从常温到高温一般均不氧化。金不溶 于一般的酸和碱，但可溶于某些混酸，如王水。金也可溶于碱金属，氰化物，酸性的 硫脲溶液，溴溶液，沸腾的氯化铁溶液，有氧存在的钾、钠、钙、镁的硫代硫酸盐溶 液等。碱金属的硫化物会腐蚀金，生成可溶性的硫化金。土壤中的腐殖酸和某些细菌 的代谢物也能溶解微量金。 金的电离势高，难以失去外层电子成正离子，也不易接受电子成阴离子，其化学 性质稳定，与其他元素的亲和力微弱，因此，在自然界多呈元素状态存在。 2.金的地球化学性质 金具有亲硫性，常与硫化物如黄铁矿、毒砂、方铅矿、辉锑矿等密切共生;易与亲 硫的银、铜等元素形成金属互化物。 金具有亲铁性，陨铁中含金（115010-12）比一般岩石高 3 个数量级，金经常与 亲铁的铂族元素形成金属互化物。 金还具有亲铜性，它在元素周期表中，占据着亲铜和亲铁元素之间的边缘位置， 与铜、银属于同一副族，但在还原地质环境下，金的地球化学行为与相邻元素相似， 表现了更强的亲铁性，铜、银多富集于硫化物相内；而金铂多集中于金属相。金在地 球中元素丰度为 0.810－６，地核为 2.610－６，地幔为 0.00510－６，地壳为 0.00410－６。金在地壳中的丰度只有铁的 1/1 千万，银的 1/21。 地球上 99％以上的金进入地核。金的这种分布是地球长期演化过程中形成的。地 球发展早期阶段形成的地壳其金的丰度较高，因此，大体上能代表早期残存地壳组成 的太古宙绿岩带，尤其是镁铁质和超镁铁质火山岩组合，金丰度值高于地壳各类岩石， 可能成为金矿床的最早的“矿源层”。 综上所述，金在地壳中丰度值本来就很低，又具有亲硫性、亲铜性，亲铁性,高熔 点等性质,要形成工业矿床,金要富集上千倍,要形成大矿、富矿，金则要富集几千、几 万倍，甚至更高，可见其规模巨大的金矿一般要经历相当长的地质时期，通过多种来 源，多次成矿作用叠加才可能形成。 （二）金的矿物及其标型特征 1.金的矿物与分类 根据矿物中金的结构状态和含金量，可将金矿床矿物分为金矿物、含金矿物和载 金矿物三大类。所谓金的独立矿物，系指以金矿物和含金矿物形式产出的金，它是自 然界中金最重要的赋存形式，也是工业开发利用的主要对象。 到目前为止，世界上已发现 98 种金矿物和含金矿物，但常见的只有 47 种，而工 业直接利用的矿物仅 10 多种。按晶体化学原则可将金矿物和含金矿物分为 （1）自然元素类矿物自然金（Au），含 Au＞80％，Ag＜20％；银金矿（Au；Ag）， 含 Au80～50％，Ag20～50％；金银矿（Au；Ag），含 Au50～20％，Ag50～80％ ； 含铂钯自然金（Au；Pt；Pd），含 Au84.6～95.55％，Pt0～11.5％，Pd0～12.3％ ； 银铜金矿（Au，Cu，Ag），含 Au67.7％，Ag12.8％，Cu9.2％，Pd4.2％，Rh4.3％。 （2）金属互化物类金矿物系指两种或两种以上的金属元素在天然熔融状态下相 互溶解，相互形成的天然合金矿物。主要有围山矿（Au，Ag）3Hg2；四方铜金矿 CuAu。 （3）金-银碲化物类矿物有碲金矿 AuTe2；碲金银矿 Ag３AuTe2；针碲金矿，又 称针碲金银矿 AuAgTe4。 （4）金银硒化物类矿物硒金银矿 Ag3AuSe2。 （5）金银铋化物类矿物黑铋金矿 Au2Bi。 （6）金银锑化物类矿物 （7）金银硫化物类矿物硫金银矿（Ag3Au）4S2。 上述金矿物中以自然金及其变种（银金矿、金银矿）分布最广，而且也是金的最 主要工业矿物。 2.自然金的粒度 自然金（银金矿等）按其粒度可分为明金，显微金、次显微金、次电子衍射金。 根据加拿大采矿公司资料，岩金矿中 85％的金粒度小于 0.01mm，一半以上为 1～5 μm。砂金矿中绝大部分金的粒度变化范围为 0.25～10mm，其中粒径 1～4mm 者最常见。 3.中国金矿物的特征 迄今，我国已发现的金矿物有 38 种，若包括亚种和变种达 46 种。其中我国首次 发现的有 22 种，包括变种达 25 种。岩金矿床中约 44 种，砂金矿床中约 10 种。 我国金的经济矿物主要是自然金和银金矿，少数矿床中有金银矿、碲金矿、针碲 金银矿、碲金银矿和黑铋金矿等。个别矿床以金的碲化物为主要经济矿物之一。 对金矿物分类，国内尚无统一方案，本书选择国内较有权威的研究部门的金矿物 分类 Au-Ag 系列矿物类 化学组成， 大量分析资料表明， 纯自然金不多见， 其中常含一定量的 Ag， 形成Au-Ag 系列矿物。对于该系列矿物类认识，目前还存在不同看法。从我国大量测试结果看， 该系列矿物的化学成分变化是连续的。亚种可分为自然金、银金矿、金银矿和自然银。 较纯的自然金，其颜色和条痕都为浓的金黄色，密度实测值为 18.9g／cm3（含 Au 99.55％，Ag 0.45％）。随Ag 含量增高，颜色和条痕逐渐变浅，密度逐渐降低。实测 压入硬度 VHN50g，自然金为 39.5～103.3 kg／mm2。随 Ag 含量增高，VHN 值最初增高 （自然金-银金矿），而后降低（银金矿-自然银）。 自然金几乎可以在各种类型的金矿中产出，在大多数矿床中都是金的主要经济矿 物之一，在某些矿床中可以成为金的最主要经济矿物。金银矿虽然可在某些矿床中见 及，但一般含量甚微,仅在少数矿床中具有工业价值,或为金、银的主要经济矿物。自 然银虽较为常见,但一般不含金,或含少量的 Au0.n％,只在个别矿床中见含有较多量 的金（Au0.n～10n％）。 自然金等 Au-Ag 等系列矿物的共（伴生）矿物众多，可形成多种多样的矿物共生 组合，其中最主要的是石英和黄铁矿。 4.狗头金 狗头金是天然产出的，质地不纯的，颗粒大而形态不规则的块金。它通常由自然 金、石英和其他矿物集合体组成。有人以其形似狗头，称之为狗头金。有人以其形似 马蹄，称之为马蹄金；但多数通称这种天然块金为狗头金。 狗头金在世界上分布稀少，不易多得，但由于黄金价值昂贵，被人们视为宝中之 宝。找到狗头金常常带有一定偶然性，一旦发现狗头金，常常引起社会轰动。19 世纪 中叶，一位木匠在美国西海岸路旁拣到一块狗头金，重 32kg，此事传播开来，人群纷 纷涌向这里，到处挖金子，形成了一个找金热潮。持续了 50 年的淘金热之后，一座新 兴的旧金山市出现了。澳大利亚一辆大篷车路过金矿区时被石头颠翻，下车检查竟是 一巨大的狗头金，重 77.6kg。找到狗头金，可以获得一笔可观的财富，因而它也成了 人类福气的象征。 根据统计资料，迄今世界上已发现大于 10kg 的狗头金约有 8000～10000 块。数量 最多首推澳大利亚，占狗头金总量的 80％。其中最大的一块重达 235.87kg 的狗头金也 产于澳大利亚。 在人类采金史中，我国也是狗头金发现履见不鲜的国家之一。湖南省资水中、下 游流域是我国历代盛产狗头金地区。此外四川省白玉县，陕西省南郑县、安康县，黑 龙江呼玛县，吉林省桦甸县，青海省大通县、曲麻莱县，山东省招远县，河北省遵化 县等，都相继发现狗头金，总计约有千余块。 我国现代发现狗头金的事例也很多。1909 年，四川省盐源县一位采金工人在井下 作业时不幸被顶上掉下来“石块”砸伤了脚，他搬开“石头”感到很重，搬到坑口一 看，竟是一块金子，重达 31kg。1982 年黑龙江省呼玛县兴隆乡淘金工岳书臣，休息时 无意中用镐刨了一下地，却碰到了一块重 3325g 的金子。1983 年陕西省南郑县武当桥 村农民王伯禹，拣到一块 810g 的狗头金。报载四川省白玉县孔隆沟，有一个盛产狗头 金的山沟， 1987 年又找到重 4800.8g 和 6136.15g 的大金块，接连刷新建国以来我国找 到狗头金的重量记录，堪称“国宝”。 我国最近一次狗头金的发现是在 1997 年 6 月 7 日晚 6 时 30 分，由青海省门源县 寺沟金矿第 13 采金队工人在砂金溜槽上发现的。当这个红彤彤的东西进入人们的视线 时，竟开始不相信自己的眼睛。这个重达 6577g 的特大石包金金块，通体形状酷似一 对母子猴，只见“母猴”席地而坐。怀里抱着一只可爱的“小猴”。在金块另一侧的 下部，还有一只乌龟正在悄然爬行，龟头前伸高昂，似乎正在观察着周围环境，露出 的一支前足和一支后足活灵活现，动感很强。整个图案动静搭配自然，惟妙惟肖，可 谓鬼斧神工，令人拍案叫绝。 石包金是狗头金的一种形态。从已发现的狗头金来看，一般有三种形态，即金包 石、石包金和金包水三种。 现在，世界上的许多地方，不管在标本界，个人收藏界里，这种自然金的估价都 是极高的。委内瑞拉产出的每组自然金晶体（0.5～3cm），经纽约外汇银行估价 25 万 美元；原苏联某金矿发现的长 3.8～12cm 的立方体金粒已由莫斯科银行全部高价收购。 二、金矿图片二、金矿图片二、金矿图片 二、金矿图片 二、金矿成矿理论二、金矿成矿理论二、金矿成矿理论 二、金矿成矿理论 文属全新的地质成矿理论，它阐述了裂隙充填金矿床的形成过程，从金矿物的富集 到矿床的形成均与岩浆流动有关。即矿床的形成与地形构造紧密相关，可以应用地形 图在金矿带找矿。关键词1 凝聚带--由于岩浆的流动在适当温度的地壳底面凝聚成 的金属矿物层凝聚带的形成是一个漫长的岩浆流动过程。见图１，图２。２上裂带 （断裂带）--在地形图上所见的地面断裂（地表有露头地质上称为地槽） 。见图３， 图４。３下裂带（或者叫深部断裂）--与上裂带生成的同时，在其附近有一段水平距 离的地壳下部形成的断裂。见图３，图４。４破碎带--由于上、下裂带的生成，上、 下断裂之间的地壳有一个翻转角度，在下断裂的上部产生水平挤压力形成破碎地带。 一般呈隆起。见图３，图４。５压紧带--由地壳水平推力和岩浆压力而产生的断裂后 两壁又压紧部分。见图３，图４。６岩浆环流--由于地壳底部岩浆温度不同，密度差 使岩浆与地壳产生相对运动。岩浆流动促进了传热又使岩浆的温度有所下降，进而加 大岩浆的密度差，密度差是岩浆流动的因素之一。岩浆流动还与诸多因素有关。７凝 聚温度--同元素微粒凝集力大于扩散力的温度。 夹皮沟是一个有１８０年采金史的老矿，６０年曾闭矿一年多，到８０年代又开 始出现资源危机，以后随探随采，延续至今黄金地质储量仅剩２吨，按年产一吨计算 ， 再有两年就无矿可采了，摆在面前的最大的问题是如何加大探矿力度，尽早的增加地 质储量，使矿山生产得以延续，再振老矿雄威。然而找矿源又谈何容易，专业探矿队 伍在这里找了几十年， 人们不妨要问还能找到吗答案是肯定的。 虽然找了几十年 ， 但没有一套清晰明了的地质理论做指导，没有合理简洁的找矿方法，势必要走许多弯 路，特别是埋藏较深的盲矿体难以发现，所以有必要在成矿理论上加以研究，从而为 找矿开辟一条简洁通达之路。 提出问题为此本人在地质探矿方面做了一些研究，并翻阅了一些黄金地质方 面的书籍，希望从中得到有关找矿方面的知识，但读后除了增加一些有关地质找矿方 面的知识外，感觉到有些理论模糊不清。首先是对矿床的围岩谈的比较多，但最终却 发现金矿的生成与围岩种类基本无关。有些所谓的有关，其实也是地壳底部高温气体 和岩浆上行过程造成的。即金矿脉是从下部岩浆带上来的，什么种类的岩石都可出现 裂缝都可成矿，从矿脉中所含成分看又都是与岩浆成分接近或相同。谈到成矿问题的 很多，但金到底从哪里来的，如何富集的，要么没有解释要么模糊不清。至于各个成 矿阶段的分析有些牵强的感觉。为什么夹皮沟一带各种金属的成矿带都是北西向的 如果说是从地壳下部上来的，那么又是如何富集的又是怎样上来形成矿床的呢 找到答案 经过各方面的综合分析后，本人提出以下观点金属物的富集是靠 流动的岩浆带来的，金属物在地壳底部不断的凝聚，在地壳出现断裂时，被岩浆带上 来形成矿床。也就是说与地壳岩石本身基本无关。根据如下１ 成矿温度很多资料 证明金的凝聚成矿温度为３００－５００摄氏度，有测试表明在６５０摄氏度金仍在 聚集金的地球化学金的成矿作用和成因类型划分的讨论 （朱奉三著） 。关于凝聚温 度，在地壳底部几千个大气压与常压下的凝聚温度绝不会相同；要高许多，但必然低 于岩浆温度。可以证明不是在岩浆内部形成，但它的化学成分又说明来源于岩浆那么 除了地壳的底部和岩浆的交界面以外还会有别处吗因为只有这个交界面才具备这 个条件（关于成矿温度应该指出其中单纯用测包体的爆裂温度的方法确定成矿温度 是不合理的，因为脱离了形成包体的环境压力和包体的化学成分因素所得的结果是不 准确的。 ）２金与黄铁矿共生，也就是金具有亲和黄铁矿的特征，很多例子可以证明 与黄铁矿共生的金矿含金量很高，很多金矿与铁矿相邻，说明地壳底部的铁与岩浆中 的硫化和成为黄铁。而后又吸附了金，这也说明金来源于地壳的底部。３ 夹皮沟区域 的金矿带及其附近的其它金属成矿带都是北西向分布正符合岩浆流动的方向（根据地 形构造得知流动方向） 。４ 没有什么理论和试验能证明在坚固的岩石中，金会穿过无 数坚实的结晶体而富集到一起。凝聚必须是离的很近且没有阻隔的条件下才有可能实 现，用实验可以验证，光片经加热可凝聚金。但加热一块完整的金矿石到 300-600 摄 氏度金会象光片那样凝聚吗围岩中的金粒相隔很远就更不可能了。其实矿脉形成要 经过缓慢的降温过程，也要长时间的经过 300-600 摄氏度。可是很多热液金矿脉中的 金粒并不大。所以金矿脉是富集了金矿脉围岩地壳部分的金没有道理。至于说金矿脉 的围岩及上部含金量高很好解释，是地壳出现断裂时随着高温高压气流带上来的。5 矿物包裹体中水的含量高不能就确定是水溶液的溶浸成矿，其实地壳底部的气体本 身就含有大量的水蒸气，若包裹体是在岩浆上行时生成的则更好解释。当然水在矿物 凝聚过程中的传热作用是不容忽视的。6 许多矿山的硫同位素测定证明属深源硫，也 可以证明金矿脉来源于岩浆。7 从铅同位素组成看其来源不是一处，很多铅是属于远 源的。也可以证明是岩浆流动带来的。8 从许多资料中可以得知各种矿物的生成年代 不同，可以看出与凝聚温度有关，在同一矿山有多种不同年代，不同凝聚温度的矿物 在矿脉中穿插，可以证明是由远源移来的，也可以证明是岩浆流动凝聚成矿，也就是 早期地壳底部温度很高，只能凝聚凝聚温度高的矿物，随着年代变化地壳底部温度下 降，低凝聚温度的矿物也开始凝聚。9 若按有些理论认为是岩浆沉淀的，金的凝聚温 度低于岩浆温度，岩浆凝固前金的扩散力大于凝聚力如何沉淀，那么多的金属含量如 何解释几十吨、成百吨的储量如何富集到一处，金元素为何分布不均匀别的岩浆 中为什么没有那么多的金属沉淀综上所述说明地壳大的构造变化，只是提供了矿物 凝聚带随岩浆上行成矿的条件，但金的富集是在岩浆漫长的流动过程在地壳底部凝聚 的结果。 理论证明答案找到以后是否成立必须加以证明， 最主要的当然是岩浆是否流动 ， 再就是在地壳底部流动的岩浆不断加热是否具备金的凝聚成矿温度，还有凝聚过程是 否成立及裂隙形成的原理等。首先谈一下岩浆是否是流动的，现在世界上很多人已承 认宇宙是大爆炸形成的，那么银河系，太阳系也不会例外。在形成过程中地球应该是 一个炽热的熔岩球，在运动过程中表面不断冷却凝固。在太阳的引力作用下，运动受 到牵制，改变了运动方向，那么地球内部的物质因重力作用和惯性作用，必然出现分 布上的不均匀性（当然不排除彗星、陨石碰撞和内部热核反应的因素） 。因不同物质 的密度不同，密度大的部分要下沉。再就是密度大往往传热系数大，特别是金属物， 传热系数大使地壳底部温度下降快，凝固的要厚，又重又厚的地壳部分其底部圆周半 径就小。在地球形成早期岩浆比较稀，流动性较好，不需要很大的温度差就会使岩浆 产生流动。 ，在地壳底部半径差别较大的情况下，虽然岩浆粘度较大高度差和密度差 仍然会形成温差对流（当然不排除有其它热源的可能性） 。其实，现在地壳厚度的不 同，也是岩浆具有流动性的一个充分证明。资料表明地壳的最薄厚度只有几千米， 厚的几十千米，甚至成百千米。为什么会有那么大的差别呢按照从地面每下降 100 米增加 3 度的规律，几千米充其量也只有二、三百度的温度，肯定低于岩浆的凝固点 ， 那么低的岩浆早该凝固了，并不断的加厚，几千米的厚度又如何存在呢，显然是由于 岩浆的的流动不断补充热量（或者有其他热源） ，才使薄的地壳不再凝固加厚的。人 们认为地壳下部的岩浆是凝固不动的，大概是根据地震波常常来源于几十千米的深 处，这种以点代面的分析是没有道理的。举例说明宝钢在 1986 年所有的露天水管 路上的闸阀全部冻坏了（最低气温-12C）管路钢管部分却一处冻坏都没有，原因何 在闸门是灰口铁制造的，传热系数比钢管的低碳钢低，特别是闸门的壁厚要比钢管 多一倍以上。很多同学提出疑问，其实道理很简单，主要在闸门内部的存水空间上， 虽然闸门与管路是连通的， 但它的内部有些存水空间是水流的死角， 水的流动极缓慢 ， 甚至不流动。那么缺少热量的补充，散热量大于补充热量时，势必造成水的凝固。地 壳底部的岩浆也是一样，有些地方因地壳各方面的原因变化，变得很厚。由于没有较 热的岩浆的流动加热过程，它是不会熔化的。相反若是有岩浆流动加热（或者有其它 热源） ，地壳就不会凝的很厚。地形构造也可以证明岩浆的流动，由于岩浆的流动带 动了地壳位移，由于岩浆的流动产生了地壳的升降。这一切在我们夹皮沟地区的地形 图上会看的更清楚地壳薄的标志是褶皱、断裂多，越薄的地壳表现的越突出（当然 地壳下部是存气空间者除外，它受流动影响要小） 。在夹皮沟军用地形上看到，由于 岩浆的流动方向是北西向的。在夹皮沟断裂带上，与受力线方向平行的裂隙宽阔，比 如二道岔老西沟段与地壳水平受力线平行，它也是夹皮沟断裂最宽的地段（当然 也与处在北东向上的隆起带有关，它也是地壳底部压力与水平挤压的结果） 。老牛沟、 老金厂、大愣场地段的断裂与地壳水平受力线方向接近垂直，断裂边缘受压明显褶皱 很大，呈明显挤压变化。其实地壳的底部与地面反向也会有高山、高原、沟谷，不会 全是平滑的，它与地壳的变化、岩浆的流动等很多因素有关。若把它看成是凝固的或 者是平滑面都是没有道理的。大家是否想过，我们现在看到的地壳是这个状态，几百 万年前，几千万年前，几亿年前地壳及其底部的状态会是现在这样吗其实就是现在 地壳底部也并不都是坚硬的岩石圈。地震横波能通过就肯定是坚固的岩石吗它给人 们造成了一种假象。不知大家是否有捏玩沥青的经历，天气热沥青可以捏动，随着在 手中捏玩的时间长，温度升高会变得很柔软。这时若将它摔到地上，它会象玻璃或冰 块等脆性材料一样被摔碎。破碎的断面闪光整齐，会让人感到很奇怪，原来塑性和脆 性可以同时存在一种半固体（半流体）物体上。这种物质受到猛烈冲击和震动时呈现 固体状态，呈脆性。受到缓慢的推压作用时呈现流体状态，呈塑性。沥青是由熔点不 同的多种元素组成，地壳底部的岩浆也是熔点不同的多种元素物质组成；区别是熔点 和配比的差异，是否在地壳底部那样的温度和压力的环境下也是具有流动性呢 [美]P.J.怀利著的地球是怎样活动的〉一书中也提到了美国有一种象油灰一样 的一种常见材料。叫 SIIIY-Putty，它的这种性质更明显，它的球体扔到地上会反复 跳动，用锤子打砸，它会像岩石一样破裂开来，如果把它放到一个平面上，一两个小 时之后会因自