黔西南金矿矿物学特征研究进展.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V o l _ 3 2 A u g u s t2 0 1 2 黔西南金矿矿物学特征研究进展① 姜毛1 ，- ，张覃1 ，2 1 ．贵州大学矿业学院，贵州贵阳5 5 0 0 0 3 ；2 ．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳5 5 0 0 0 3 摘要黔西南金矿床中主要的矿物有黄铁矿、毒砂、石英、水云母和褐铁矿，本文介绍了这些矿物的矿物学特征，分析了矿物的共 伴生组合，总结了普遍存在的规律。 关键词金矿；矿物学特征；黔西南 中图分类号P 5 7文献标识码B文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 3 6 5 一0 3 卡林型金矿 C a r l i n T y p eG o l dD e p o s i t ，是2 0 世 纪6 0 年代初期在美国西部内华达州的卡林镇被发现 而得名的，是一种主要产于碳酸盐岩建造中的微细浸 染型金矿床。该类型金矿床具有品位低、规模大、矿体 与围岩界线不明显等特点，金主要呈显微一次显微形式 分散产出，普遍发育中低温热液矿物组合以及A u 、A s 、 H g 等微量元素组合。卡林型金矿主要分布于美国内 华达州、犹他州和中国的滇黔桂、川陕甘两个金三角 内，在东南亚以及南美洲的秘鲁也有分布。而黔西南 地区是我国卡林型矿石的主要密集区之一，因此研究 黔西南金矿物学特征，对于金矿的找矿勘探、研究成矿 模式以及优化选冶流程都具有十分重要的意义。 1 矿石概况 大多数卡林型金矿床原生矿石中，很少见到明金， 这也是卡林型金矿所独有的特征。卡林型金矿中的金 颗粒非常细小，通常分布在黄铁矿、毒砂和粘土矿物的 表面、粒间或裂隙中，一般只有0 ．1 仙m 大小，有的甚 至只有0 ．0 1 m 。即使在放大几万倍的电子显微镜 下，也很难观察到，只有通过化学分析才能发现金的存 在，这可能是卡林型金矿迟迟没有被发现的一个重要 原因。 黔西南金矿的一般特点是规模较大，但品位很低， 多为5g ／t 左右；金主要呈超显微粒状 0 ．2 斗m 分 散包裹于硫化物之中，在原生矿石中包裹于硫化物之 中金占金量的9 0 ％以上，在工业上属硫化矿矿石类 型；载金硫化物嵌布粒度多数在数微米至十几微米之 间，呈星散浸染分布于脉石矿物之中；矿石矿物除载金 硫化物之外，还或多或少含有A s 、S b 、H g 、Z n 、C u 等金 属硫化物；脉石矿物主要是石英、水云母、铁白云石等， 主要脉石矿物嵌布粒度也一般在2 0 3 0 仙m 以下，其 中粒度极其细小的粘土矿物含量可达2 0 ％～5 0 ％，有 的矿石还含相当数量的炭质J 。 矿石自然类型可分为原生矿、氧化矿及介于二者 之间的混合矿。 原生矿石的构造主要有浸染状、层状、变余胶状、 脉状、角砾状、条带状构造。原生矿石的结构主要有自 形．半自形结构、碎裂结构、填隙结构、环边结构；氧化 矿石的构造尚有胶状、土状、多孔状构造。 原生矿石的矿石矿物组合主要有黄铁矿、毒砂、辉 锑矿、雌黄、方铅矿、白铁矿、辰砂、闪锌矿、雄黄、自然 金；脉石矿物组合主要有石英、水云母、碳质、方解石、 重晶石、高岭石、白云石、地开石、磷灰石。氧化矿石中 还含有褐铁矿、锑华、黄锑华、黄钾铁矾等。主要载金 矿物为黄铁矿 褐铁矿 、毒砂、粘土矿物，这些矿物金 的总占有率大于9 0 ％，单项金的占有率大于1 0 ％，部 分矿床黄铁矿或粘土矿物金的占有率高达5 2 。6 ％～ 9 8 ．4 9 ％；其他载金矿物金的占有率甚小，合计不超过 7 ％[ 2 I 。 2 金矿物 黔西南金矿粒度很细，为超显微粒型金矿，金的赋 存状态非常复杂。根据金矿石物相分析结果，金一般 以胶体吸附金和包体金两种形式存在。 一般来说，金的主要载体矿物有黄铁矿、粘土矿 物、褐铁矿和碳质。如丫他矿区，黄铁矿中的金占 6 2 ．1 2 ％，其金的品位达到了8 3 ．2g ／t ；而板其矿区，金 主要分布在以水云母为主的粘土矿物中，占9 2 ．9 9 ％， ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 5 基金项目国家“十二五”科技支撑项目 2 0 1 2 B A B 0 8 8 0 6 作者简介姜毛 1 9 8 9 一 ，男，湖北人，硕士研究生，主要研究方向为难选矿石的选矿技术及资源综合利用。 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 金的品位为7 5g ／t 旧J 。 原生金矿石中，镜下见不到金矿物，且多以包体金 的形式存在于原生矿石的硫化物和粘土矿物中。氧化 矿石中的金大部分呈游离形式或呈微细粒状被吸附在 褐铁矿、粘土矿物上。金在原生矿石中均为不可见金， 多产在构造破碎带中而具有不同程度构造岩外貌，常 伴有硅化和黄铁矿化。氧化矿石多呈土状或半土状， 由于黄铁矿转化为褐铁矿，而具有铁染外貌，易于 识别。 3 黄铁矿 众多的研究表明，黄铁矿是卡林型金矿矿石中含 量最多的硫化物，一般为3 ％一5 ％左右，主要以浸染 状分布于矿石中。黄铁矿类型很多，成因也比较复杂。 主要载金黄铁矿一般为具有环带结构的含砷黄铁矿， 此外还存在细粒黄铁矿、毒砂一黄铁矿集合体的黄铁矿 等。①环带状含砷黄铁矿大小不一、晶形多样，一 般为五角十二面体、立方体和不规则球状，环带状结 构在显微镜下大都可见，环带是主要的载金部位。 ②细粒含砷黄铁矿相比环带状含砷黄铁矿，细粒含 砷黄铁矿粒度更小，没有环带结构。③毒砂一黄铁矿 集合体中的黄铁矿这类黄铁矿都在集合体的核部，粒 径较大，多为长椭球状或球状，多数为均质结构，也有 少量具环带结构”J 。 黄铁矿形态为草莓状、他形粒状、胶状、半自形及 自形粒状，晶形为立方体和五角十二面体。草莓状和 胶状黄铁矿属同生沉积形成，常沿层散布，星圆形和椭 圆形的单晶或集合体，常见以层状、似层状、条带状、胶 状、环带状和扁豆状产出，粒度小于0 ．0 1m m 。此类黄 铁矿一般不含金，如戈塘、紫木凼的草莓状黄铁矿不含 金，、r 他的草莓状黄铁矿含金为0 ．8 5g ／t 。具半自形、 自形和他形粒状的黄铁矿为热液期形成，其粒度以 0 ．0 1 ～0 ．0 5m m 为主，含量约5 0 ％，不均匀浸染和条 带状产出∞J 。 黔西南微细粒浸染型金矿床中，黄铁矿的晶形与 含金性密切相关；革莓状和胶状黄铁矿不含金或含金 极微；他形粒状和立方体黄铁矿含金较低；重结晶作用 形成的立方体、五角十二面体、聚晶和碎裂状黄铁矿含 金较高，特别是具环带状、花环状结构的含砷黄铁矿含 金最高。 黄铁矿普遍含砷，砷多围绕早期黄铁矿边缘形成 环带状和花环状。金主要赋存在含砷的环带和花环状 的黄铁矿中。在此黄铁矿中，又普遍含有A g 、A s 、N i 、 P b 、z n 、c u 、s e 、T e 、S b 、c o 、B i 等微量元素。 4 毒砂 矿石中毒砂呈浸染状分布，或围绕黄铁矿呈放射 状、花环状和环带状生长。这种毒砂明显贫A s 、富S 和F e ，具有低温热液形成的特征。在反光镜下可见细 小针状毒砂晶粒围绕黄铁矿或者白铁矿呈骸晶状鱼 刺状、放射状及花环状产出，并经常呈长柱状沿e 轴 延伸，有时呈短柱状沿b 轴延伸，其双晶面为 1 0 0 、 0 0 1 ，呈假斜方状产出，时常沿 1 0 1 呈十字双晶或 沿 0 1 2 呈星状三连晶∞j 。毒砂的颗粒非常细小，多 在0 ．0 1 ～0 ．0 5m m 之间，其次为0 ．0 5 ～0 ．1m m ，少数 为0 ．1 0 ．5m m ，极个别的柱长为1 ～1 ．5m m 。均以 其粒度细、自形程度良好为特征。少量比较粗大的颗 粒，具有重结晶现象和大量尘污状包裹体。 根据显微镜下的观察，可将毒砂划分为3 个世 代L 4 1 。第一世代为浸染状分布的毒砂，为自形一半自形 针状、毛发状。该世代毒砂是最主要的，占整个毒砂总 量的9 5 ％以上，呈较均匀的浸染状分布于矿石中，为 明显的交代成因。毒砂大多呈单体分布，但也有部分 聚集呈放射状，矿石中还可以见到以黄铁矿为核呈放 射状生长，形成特殊的毒砂一黄铁矿集合体。第二世代 为粒度较粗的脉状毒砂，形状、粒度与第一世代相同， 但产状不同，表现为沿石英脉充填。共生矿物为黄铜 矿。第三世代为粒度较细的脉状毒砂，粒度极细小，呈 脉状充填且切割第二世代的毒砂．石英脉。上述3 个 世代的毒砂，形态基本相同，只是粒度、产状不同而已。 毒砂的颜色，用肉眼观察，多为银白、锡白色，常具 有黄的茜色；具参差状断口；条痕为灰黑色，具金属光 泽。镜下观察时具有强非均质性，颜色为微带黄的 白色。 毒砂的化学组成中含有很多的杂质元素，其中 1 0 0g ／t 以上的有z n 、S e 、A u 等，1 0g ／t 以上的元素有 B i 、T e 、A g 等。空间上砷与金密切相关，在含量上呈明 显的正相关关系。因此，毒砂是找金的重要特征。 5 石英 石英是金矿床中重要脉石矿物，各类型金矿床中 都有广泛产出，虽然石英中含金量很少，但它的产出与 金成矿有着密切的关系，金的富集与石英形成世代有 关。早期呈玉髓或微粒状石英，一般不含金或含金甚 微。第二期石英呈他形、网脉状，其颜色呈烟灰色、灰 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月姜毛等黔西南金矿矿物学特征研究进展 黑色，具有油脂光泽，一般多含杂质，有较多碳质混入， 是金矿化期的产物，故含金较高，特别是那种微细网脉 状石英发育的矿石，含金最富。第三期由半自形、自形 晶粒，细至中粒石英组成洁净的石英脉，往往伴生少量 辉锑矿、铅锌矿、辰砂、雄黄、铜矿和立方体晶形的黄铁 矿等硫化物，是金主要成矿阶段之后的产物，含金量极 微‘引。 6 水云母 由于热液蚀变作用形成的粘土矿物多呈团块状、 条带状、斑点状和微脉状产于蚀变岩石中，因粘土化蚀 变而呈现褪色化。该矿物颗粒极细，偏光镜和电镜下 观察呈叶片状集合体，粒度一般在2 斗m 以下，经x 光 衍射分析和差热分析，为伊利水云母，为热液蚀变产 物。这种水云母中包含有大量微粒含金黄铁矿和部分 胶体金。 7 褐铁矿 褐铁矿是微细浸染型金矿床中氧化矿石的主要载 金矿物。褐铁矿主要由黄铁矿、毒砂等含铁硫化物氧 化而成，属针铁矿和水针铁矿，具胶状、放射状、肾状、 皮壳状、球状和假象结构，为脉状和不规则团块状构 造，沿裂隙充填。由于氧化矿石的褐铁矿化作用，褐铁 矿凝胶对金微粒具有吸附能力，在褐铁矿中形成金的 次生富集，由超显微金聚集形成显微可见的自然金。 因此，褐铁矿化不仅是金矿次生富集的重要因素，而且 是地表找金的重要标志。所以，由含金的含铁硫化物 氧化形成的褐铁矿是地表找金的标型矿物之一。 8 结语 1 卡林型金矿石中具有典型的A u A s H g S b 一1 f 1 元素组合。 2 黄铁矿结晶程度好，且具环带状结构，其核心 为早期黄铁矿，镶边为含砷黄铁矿，金主要赋存在含砷 高的部位。 3 原生矿石之上常见氧化带，氧化带中金颗粒逐 渐变大，出现明金。 4 金矿富集与粘土质类岩石中的原因，很可能与 粘土矿物对颗粒极细的游离金有较强的吸附作用 有关。 参考文献 [ 1 ] 蒲含科．黔西南金矿选冶研究初探[ J ] ．贵州地质，1 9 9 1 ，8 3 2 6 9 2 7 4 ． [ 2 ]韦龙明，刘鸾玲．中国卡林型金矿床金的赋存状态研究[ J ] ．地质 与勘探，1 9 9 5 ，3 1 6 3 1 3 5 ． [ 3 ] 刘觉生．黔西南地区丫他、板其、戈塘微细浸染型金矿床地质特 征[ M ] ．北京地质出版社，1 9 8 9 ． [ 4 ] 陈懋弘，毛景文，陈振宇．滇黔桂金三角卡林型金矿含砷黄铁矿 和毒砂的矿物学研究[ J ] ．矿床与地质，2 0 0 9 ，2 8 5 5 3 9 - 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