湘西金矿主要矿物含金性与构造的关系.pdf

第l 8 卷 第2 期 1 9 9 8年 4月 桂 林 工 学 院 学 报 J OURNAL OF GUI LI N I NS TI TUTE OF TECHNOLOG Y VOL l 8 NO ． 2 AD r ． 1 9 9 8 一 ， 号 | 湘西金矿主要矿物含金性 造的关系／ ,；／／_X ’ t ／ o 苤 皇，刘正 庚 余景明 a 5 7 s 翟 ．1 l ；a 5 7 s ． 2 9 2 ⋯ 关 键 词 ； 塑 盒 坌 鸯 构 造 ； 湖 南 ∥ 价 。 玉 l 1 基本地质概况 湘西金矿为金、锑、钨共生的特大型层控矿床。其位于雪峰地穹中构造线 由北东转向东 西 的转折 部位，赋 存于板 溪群马底驿 组 中上部 紫红色 板岩 中， 已发 现 7个 以上 的含矿 层位 ， 矿脉具有沿层间剪滑断裂、裂隙和断裂破碎蚀变带充填的特征。矿体主要呈层脉产出，次为 细脉及节理脉，层脉与蚀变围岩间往往是层滑剪切断裂界面．近矿围岩蚀变发育，有褪色 化、硅化 、黄铁矿 化、碳酸 盐化、高岭 土化、绿泥石化、伊 利石化等。 矿化及 蚀变强度 与裂 隙构造发育程度密切相关。矿床具多期成矿作用。黄铁矿、辉锑矿、石英、白钨矿为主要的 载金矿物。 2 矿物含金性与构造关系 2 ．1 黄铁矿 黄铁矿是湘西金矿矿床中主要的载金矿物，其含金性与矿石含金性密切相关。 2 ．1 ． 1 含金性与断裂构造的关系 对不同断裂构造部位的黄铁矿进行单矿物采样，其中包 括断裂裂隙不太发育的蚀变板岩；蚀变围岩的网状细脉；层脉主体；紧邻层脉与围岩接触 面 即层滑剪切断裂面的蚀变板岩 简称构造板岩 ；和层脉边缘 简称构造缘脉 ．其黄 铁矿含金结果列于表 1 。 从表 1可知裂隙不发育的蚀变围岩中黄铁矿含金 4 ． 3 3 - 3 1 ． 8 6 g ／t ，平均 1 2 ． 0 4 g ／t ，产于 充填围岩裂隙的网状细脉中的黄铁矿含金 2 2 ． 6 9 - 6 7 ． 7 5 g ／t ，平均 4 5 ． 2 2 g ／t ，层脉中的黄铁矿 含金 2 9 ． 1 3 - 8 7 ． 4 6 g ／t ，平均 4 7 ． 9 5 g ／t ，而紧邻层脉与围岩界面层滑剪切断裂界面的构造板岩 中 的 黄 铁 矿 含 金 为9 3 ． 3 O ～3 4 6 ． 9 4 g ／t ， 平 均1 8 0 ． 3 2 g ／t ， 构 造 缘 脉 中 的 为， 7 1 ． 6 4 ～ 1 8 5 ． 0 3 g ／t ，均值为 1 2 4 ． 2 0 g ／t ，层滑剪切断裂界面中均值为 1 4 7 ． 5 8 g ／t ．蚀变板岩一 网状脉 1 9 9 8 年3 月2 1 日收稿． 第一作者简介谭碧富，男，1 9 5 1 年 出生，工程师，矿山地质专业． 为 湘西金矿构造与成矿 规律研究 科研课题成果 之一． 维普资讯 1 3 2 桂 林 工 学 院 学 报 1 9 9 8焦 和层脉一层脉与围岩层滑界面，这些不同断裂部位破碎程度及变形强度明显地增强，其黄铁 矿含金量显著递增。 ． ． ． ． 罗献林 i 9 8 4 等人研究结果 表明，湘西金矿矿床 围岩 中的黄 铁矿 金含 量为 2 ． 5 g ／t ，蚀变 围岩 中 的 为1 ． 6 ～ l 5 1 g ／t ， 平 均 8 1 ． 2 g ／ t ， 层 脉 中 的 为2 8 ～ 1 4 8 ． 2 g／t ，金平 均 7 3 ． 6 8 g／t ， 即 围岩一层脉一 蚀变板岩 ，其 黄铁 矿的含量是 递增 的 ⋯ 。 本 矿 床就 位 于剪 切带 中， 每 个含 矿层 就是 一个 小 的韧性剪 滑 断 层 ， 蚀 变 围 岩 中 发 育 板 劈 理 化， 发 育 和 面 理，层 脉 也 存在明显韧性剪切特征。尤其是 层脉与蚀变围岩接触界面是最易 发生 层 滑剪 切 的界 面 ，此界 面 的 板岩糜棱 岩化 ， 和 面理极为 发育 ，层 脉石 英 也具糜 棱岩化 及 重结 晶化。 黄铁 矿 的含金 量 是与 所处 的 断裂构造部位所受的构造破碎程 度和 所受 的 应力应 变强 度密切 相 关， 并 随所 处部位 破碎 及应 变强 度增大而增加。 2 ．1 ．2 含金性 与褶皱构造部位 的关系该矿沃溪矿段 2 0中段以 下有 一个 明显 的向斜构 造。在 该 向斜 的轴部和翼部随机采取了 V1 、、 ， 3 脉的黄铁矿样，分析结果 表 1 Ta bl e 1 Th e g o l d b e ar i n g p r o p e r t y of p y r i t e s i n di f f e r e n t po s i t i o ns o f t h e f a ul t s 地质矿产部，湖南省 中心实验室化验． 表 2 ，褶皱翼部层脉中黄铁矿的含金量明显高于核部层脉中黄铁矿的含金量，蚀变岩中的黄 铁矿也明显如此，说明矿床中黄铁矿的含金性也是受褶皱构造部位所控制。 2 ．1 ．3 黄铁矿 晶形、粒度与含金性的关系 矿床中的金主要以自然金形式存在，在黄铁矿 中主要赋存在其显微裂隙及晶面上。黄铁矿的含金性与黄铁矿的晶体构造 晶体构造的完整 性和显微裂隙构造及晶粒大小有着密切关系 表 3 。结晶不完整的细粒黄铁矿含金量最高， 而中细粒五角十二面体及立方体聚形黄铁矿的含金量又高于中粗粒的五角十二面体黄铁矿的 含金量。 ‘ 黄铁矿的晶形结构发育愈不完整，即显微裂隙愈发育，粒度愈细，愈破碎，其表面能愈 大，含金量愈高。 ’ 维普资讯 第 1 8卷第 2期 谭碧富等湘西金矿主要矿物含金性与构造的关系 1 3 3 2 ．2 石英 2 ．2 ．1 不同矿段脉石英含金性 差异沃溪 矿段 层 脉 中石 英 的含 金量 平 均为 4 ． 8 g ／t ，鱼 儿 山矿 段 脉 石 英 平 均 含 金 量 为 8 ． 8 5 g ／t 。后者 含金 石英脉 直接 产 在 沃 溪 大 断 层 破 碎 带 中 的 下 盘， 其石 英 脉所受 的构 造应 力应 变强度总体上较沃溪矿段层石英 脉 的更 大 ，破 碎 变 形 程 度更 高。 说 明不 同矿段 脉石 英 的含金性 差 异在一定程度上受到构造应力应 变强度的影响。 2 ．2 ．2 石英含金性与构造部 位 及 破碎 变形程度 关 系石 英 的含 金 性 与 其 所处 构 造 部 位 、 破 碎 变 形 程 度 有 着 密 切 关 系 表 4 。 含金 石 英 脉边缘 部分 较中央部分含金量高，受破碎 变形程度高的石英单矿物较破 碎变形程度低 的石英单矿物为 高。 含 金石英 脉 的边缘 与 围岩 相接触的部位，往往是构造部 位 活 跃 及 应 力 应 变 强 烈 的 部 位，金往往在构造应力应变作 用下在此富化成矿。 据镜 下 鉴定 ， 含金 性 较好 的 石英 脉 中的矿物 普 遍 显 示 出 强 烈 的 塑 性 变 形， 石 英脉 波状 消光 、变 形条 带 、变形纹 及 毕姆 纹 发育，普遍具 同构造重结 晶现 象 ，石英 晶体 微裂 隙 较含金性差的发育，遭受 过 多 次 构 造 应 力 应 变 作 用。说 明多次 构造 应力应 表 2 Ta b l e 2 Th e g o l d b e a r i n g p r o p e r t y o f p y dt i n d i ff e r e n t p o s it io n s o f t h e f o ld s 地质矿产部湖南 省中心实验室化验． 表 3 黄铁矿晶形、粒度与含金性 T a b l e 3 T h e g o l d -b e a r i n g p r o p e r t y a n d c r y s t a l s h a p e s a n d g r a i n s i z e s o f t h e p y r i t e 表 4 Ta b l e 4 Th e r e l a t i o ns h i p b e t we e n t he p o s i t i o n s ， d e f or mat i v e s t r e n g t h a nd t h e g 0 1 d -b e a r i n g p r o pe r t y o f q u a r t z 湖南有色地质研究所及湘 西金矿化验室化验测试． ①湘西金矿 。中南工业大学．湘西金矿深边部成矿 预测及 找矿方 向的研究．1 9 9 2 ② 黄金十六支队．湖南省桃源县 沃溪金锑钨矿区鱼儿山矿段补充勘探地质报告．1 9 8 5 』 ● 维普资讯 1 3 4 桂 林 工 学 院 学 报 1 9 9 8年 变作用促使 了石英的多次变形或破裂，产生出金在其中沉淀聚集的空问，并促使金在其中富 化成矿。 2 ．2 ． 3 石英含金性与晶体构造变形关系 石英含金量随 Al 元素含量的升高而升高 表 5 ． 该矿 金矿脉石英 中 Al 的平均含量为 1 ． 3 2 6 8 ％ 。一般认 为，石英的铝含量为 0 ． 0 0 0 5 ％ ～ O ． 0 0 5 ％，当 Al 含量增加愈多，指示其含金性愈好 。石英中结构铝 Al 对结构 S i 4 的代替， 破坏了矿物电价的平衡，也引起了晶胞参数的变化 口 。 、c 。 增大 而导致了晶体结构 u p 构造 畸 变，此时必须引入离子半径较大的 A u 、K 、 Na 进入晶格来补偿电价，杂质元素 Al 的带入 会导致晶格构造的畸变，而这种畸变又更易于使石英在构造应力作用下发生应变变形破裂， 进而导致金铝杂质更易进入石英 中。这样，石英含铝、硅替代越多，表示晶体构造畸变变形 越大，其含金性往往越好。 表 5 石英含金性与成分和晶胞参数的关系 ‘ Ta b l e 5 Th e r e lat i on s hi p b e t we e n t h e q u ar t z e s g ol d -b e ar ing p r op e r t y a nd i t s c h e mi c al c omp o s i t i o n an d i ts c e l l p ar a me t e r s 2 ．3 伊利石 矿床 中伊 利石主要见 于矿脉及 围岩临界 面的脉壁处，也 见于微裂 隙 中。伊 和 J 石含金性也 与所处 构造位置 及遭受构造应 力应 变强度有关。 如采 自 l 8平 v 4 矿 脉晶洞 中的伊 利石含金仅 为 l g ／t ，而从 l 6平 v 4 挤压破碎带所采伊利石含金量达 1 5 ． 6 7 g ／t 。据鉴定， 金呈小圆球状 或球 粒状 集合 体 的次显 微金 被吸 附于伊 利石碎 晶体 的边 缘。伊 利石 属 层状 构造 的硅 酸盐 矿 物，平行层面问是负电荷而排斥金，但在伊利石破碎晶体的边缘往往带正电荷而常吸附金， 使伊利石与金关系密切。在挤压破碎带中，在构造应力作用下，伊利石发生应变破裂，使其 边缘比表面积增大，吸附了更多的金，使金含量升高。 2 ．4 矿物含金性共同特点 1 断裂及褶皱构造不同部位矿物的含金性不同，表明金矿床成矿过程中金在构造空间上 不具备线性平衡关系 。 2 构造应力应变变形强烈的部位通常是矿物含金量最高的部位，说明构造应力在金成矿 过程中起着重要的作用。 3 矿物的含金量往往与其晶体结构 构造 、晶体完整性、晶体应变变形强度及比表面积 等成正 比。 3 机理分析 任何金矿床的形成过程均是构造、流体、岩 矿 石的复杂相互作用和演化的过程，其 中构造应力在金成矿过程中起着积极主动的重要作用。 ① 宋焕斌．金矿床中石英的标 型性质及实际应用．金银矿产选集 1 4 ．1 9 9 0 维普资讯 第 1 8卷第 2期 谭碧富等湘西金矿主要矿物含金性与构造的关系 1 3 5 ．强的构造应力作用于含金地质体，能够促使岩 矿 石先发生弹性形变，达到一定极限值后 岩石会发生变形而破碎，产生断裂裂隙系，使得岩 矿 石体系 由封闭的平衡体系 向开放 的非线 性 平衡 自组织过程转 变，多 次强构造应力作 用能产生多次非 线性 自组 织成矿 过程的发生。 同 时，含金地 质体在强应 力作用下 ，既会发生无物质 交换 的应力 化学成矿 作用， 又会 发生有物 质 交换 的应 变化学 成矿作用。 在应力 作用下， 首先在 弹性 限度 内， 体系处 于封 闭 的平 衡态 ， 主要表现为应力化学成矿，促使矿化元素及矿化剂活化，引起定向应力扩散，产生应力腐 蚀 ，降低岩 矿 石的化学稳定性，在一定 程度上起到化学催化剂 的作用，然后 当超过弹性 限度 后 ，在一 个开放 的非平衡体 系 中，应力化学 成矿作用转化 为一 系列应 变化学成矿 作用，在 流 体的进一步 配合下，金在岩 矿 石 中发生成 矿及 富化。 而岩 矿 石是构造作 用的承受体 ，即能 提供成矿反应的物质场，又可作为应力及流体的卸载荷的接受体，也反作用于应力，影响非 线性 自组织体系不断改变。 本矿床矿物含金量在矿体中表现出非线性平衡 自组织特征，所有矿物含金性强烈的部位 是强烈变形部位，应力作用通过增加黄铁矿、伊利石等矿物的表面能等而富化金。这是构造 成矿 的具体表现形式之一 。 中国科学院长沙大地构造研究所黄瑞华研究员对本文提出了宝贵意见，顺此致谢。 参考文献 l 罗献林，易诗军，梁金城． 论湘西沃溪金锑钨矿床的成因． 桂林冶金地质学院学报，1 9 8 4 ， 1 9 ～1 4 2 张振儒， 杨思学， 陈梦 熊．湘西沃溪金锑钨 矿床的矿物学研究．湖南省沃溪 式层控金矿地 质．北京地震 出版社， l 9 9 6．21 6 ～ 2 3 2 3 黄瑞华．构造成矿学．湖南地学新进展．长沙湖南科学技术 出版社， 1 9 9 6 4 陈 国达，黄瑞华．地洼构造与金成矿．北京地质出版社， 1 9 9 7 1 m E REI TI oNS HI P BETW I N GoLDBEARI NG PRoPERTY oF ⅡNERALS AND S TRUCTURE I N XI ANGⅪGo LD M I NE Ta n Bi f u Li u Zh e n g g e n g Xi a n g x i G o l dMi n e o fHu n a n P r o v i n c e Wu Qu n q i Yu J i n g mi n g T h e G o l d I n d u s t r i a l C o m p a n y o fHu n a n P r o v i n c e Ab s t r a c t Th e pa p e r s t ud i e s on t he r e l a t i on s hi p b e t we e n t h e s t r u t u r a nd t he g o l d -b e a r i ng pr o pe r t y o f p y r i t e ， qu a r t z a nd i l l i t e i n W e s t e r n H u na n Gol d M i ne ． Th e s t u dy s h ows t h a t g o l d - b e a r i n g p r o pe r t y o f mi n e r a l s i s s e v e r e l y i n fl u e n c e d b y t h e p o s i t i o n s o f t h e f a u l t s a n d f o l d s ， t he m i c r os t r u c t ur e s o f mi n e r a l s ， The s t r e ng t h o f t h e s t r e s s a nd de f o r ma t i on， a nd e t a 1 ． I t i s on e of t h e ma ni f e s t a t i on of t he t e c t ono me t a l l o ge ni c p r oc e s s ． Ke y wo r d s g ol d mi n e ； go l d -b e a r i n g； p r o pe r t y of mi n e r a l s ； s t r u c t ur e ； H u na n 维普资讯