金矿概念.doc
金 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 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。 表3.18.1根据硬度确定金的成色 t3-18-1.jpg 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。 金的主要物理性质列表说明如下(表3.18.2) 表3.18.2金的主要物理性质表 t3-18-2.jpg (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。 金的主要化学性质数据见表3.18.3。 表3.18.3金的化学数据 t3-18-3.jpg 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。金在地球中丰度值为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。地壳中各类岩石含金都很低表3.18.4。 表3.18.4金在各类岩石中的丰度(10-12) t3-18-4.jpg 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1~5μm。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、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。 三、矿业史略 (一) 中国古代黄金矿业的历史渊源 通过考古发掘成果表明,人类发现和使用黄金迄今已有7000年的历史。我国黄金的开采和使用亦至少有4000年的历史。大约在新石器时代就已经认识了黄金。 根据考古工作者发掘出的各种金器的出土墓葬或遗址的年代,最早的为商代早期。如河南郑州商代早期墓葬中出土的珥形金饰,河南辉县殷代墓葬和河南安阳小屯殷墟出土的金块、金箔、金叶都证明了我国早在3500年以前就已开始使用黄金,并掌握了加工制作金的工艺技术。 中国黄金生产在世界黄金发展史上留下了自己深深的印痕,构成了世界黄金史的重要篇章。从世界采金史来看,大多数国家都是从采淘砂金开始的。我国采金活动始于奴隶社会早期,淘洗的砂金是从含金的砂砾层中得到的,古称“河金”或“麸金”,后来又根据砂金赋存地质条件的差异,分为“水砂中”淘洗的砂金和“平地掘井”开采的砂金两种。脉金的开采时代远远晚于砂金,大约起于唐代、宋代之间。劳动人民为获得宝贵的黄金付出了巨大的力量,唐代诗人刘禹锡把生产黄金的艰辛和贵族们的奢侈写入诗中“日照澄州江雾开,淘金女伴满江隈,美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来。”北京平谷出土的商代金臂钏、耳环,四川广汉出土的周朝金手杖,汉朝来自湖南长沙马王堆的金缕玉衣,唐代的纯金十二环锡禅杖,明代的耀眼的金装饰,件件文物展示了中华民族采金历史的悠久和制金技艺的高超。中国黄金生产始于商、兴于汉、衰于两晋南北朝,复于唐。唐以后的宋、元、明、清,对黄金时而禁采,时而开禁,高亢和低迷交替出现,阻碍了我们这个民族快速发展黄金生产的脚步。 (二)我国重点产金区开采史 山东招远素有“金城天府”的美称,又有“金都”之誉名。它不论在黄金生产上,还是在金矿地质与成矿规律上,都具有重要的地位。 在胶东西部掖县、招远、栖霞三县中,金都招远的金矿开发最早。招远在境域之内,北北东向的招平断裂带把招远县一分为二。东半部主要为变质岩分布区,与栖霞相似。西半部为花岗岩类分布区,它南延至平度,北延至蓬莱,构成一长度超过140km,宽度超过40~50km的复式岩带。招远玲珑石英脉型金矿与罗峰-台上蚀变岩带,便位于该带中部的东缘;掖县新城-焦家金矿带与三山岛-仓上蚀变岩金矿带,便位于该带中部的西缘。 由于玲珑金矿属石英脉型,自然金粒度较粗,常见明金>0.0125~0.1mm的占51.79%,加上脉体边界清晰,容易辨认,脉群又十分密集,便于开采,而且大部分出露地表,引人注目,因此在胶东西部三县中,玲珑金矿开发最早,相传北宋真宗景德四年(公年1007年),便已派大臣潘美来玲珑督采黄金。较栖霞早260年,较掖县至少早960年。 招远采金虽较栖霞与掖县为早,但胶东采金仍较鲁西为晚,而胶东西部又晚于胶东东部,先秦时(公元前221年以前)泰山产金记载初见于山海经东山经(夏湘蓉等,1980),以后又见于汉书武帝传“泰山见黄金”(章鸿钊,1927)。而胶东采金记载初见于元和郡县志(唐李吉甫),所记为隋(文帝杨坚)开皇十八年(公元607年),牟州刺史辛公义于昌阳(今莱阳)县东一百里黄银坑(在今乳山境内)冶铸黄银(即银金矿)。故胶东采金较鲁西至少晚800~1000年,而胶东西部较东部采金至少晚300年。但胶东所以能超越鲁西,胶东西部所以能超越东部,后来居上,甚至在全国遥遥领先,显然与胶东金矿资源尤其是金都招远金矿资源丰富并获得大力开发有关。 唐代采金机构分布于六州,但以南方砂金为主,胶东并不是重点。北宋时已将胶东划分为登、莱二州,到北宋太祖建隆元年(公元960年)全国采金的监(主管)、税(税务)、冶(冶厂)、场(采场)、坑(矿坑)只分布于四州一郡,而且并不包括胶东登莱二州,还不如唐代。到北宋中期,宋英宗治平年间(公元1064~1067年)增为六州十一冶,并将登、莱二州亦包括进来,六州中胶东已占其二,但还不是重点。到了宋神宗元丰元年(公元1078年)又增为二十五州,已为唐代的4倍,其中登、莱两州黄金年产量高达9583两,占全国总产量的89.5%,才使胶东产金在全国居于举足轻重的地位。 明代金都招远金矿开采更盛,明天启元年(公元1621年),又派太监魏忠贤来玲珑督采黄金,地域和规模更加扩大,据招远县志艺文(清张作励等,公元1660年)载毛贽咏金华山“明季金穴千百处,樵夫持斧砍秦松”反映了当时的开采之盛况。金华山在招远县城西北20km,玲珑金矿西南30km处,矗立于招远西北部的平原之上,海拔192.3m。它西有望儿山金矿,东有蚕庄金矿,西南有黄埠岭金矿,东南有灵山金矿,西北有河东、河西金矿,东北有前孙家、洼孙家金矿,它本身因受金华山断裂剪切,山形扭曲,也有金矿化。明代金华山一带金穴已达千百处,可见招远西部原生金矿开采之兴盛了。另根据招远县志山川中记载此时砂金的开采也属极盛时期。“淘金河在县西北四十里,东北十五里入界河”按淘金河发源于招远西北部灵北(灵山-北截)断裂带北缘,它先后穿过金华山、望儿山等一系列断裂带,向北流入界河。沿途金矿化十分密集,盛产砂金,淘金者众,淘金河也因此而得名。 到清末光绪年间,当胶东东部牟平一带金矿开发处于收缩停顿阶段时,在胶东西部的金都招远,不仅西北部蚀变岩型原生金矿与砂金获得大量开发,玲珑石英脉型金矿由于吸收官商与侨商投资,而且引进国外先进技术与设备,产量大增。光绪二十三年至二十四年(公元1897~1898年)玲珑金矿矿工多达3000人,年产金7000两、银1300两。当时仅玲珑一个矿的产金量,已相当北宋元丰年间全国年产量的65.36%,胶东全部金产量的73.05%,可见金都招远在清末全国所占的重要位置。 四顾胶东金矿与金都招远开发史,可见胶东黄金生产自北宋以来在全国几度领先,虽历经千年,不但至今不衰,反而蒸蒸日上,实与胶东金矿资源,尤其是招远金矿资源十分丰富有关,也与人们对它们的认识不断加深、技术不断进步有关。 (三)我国历代黄金产地的分布 我国古籍丰富,对历代王朝的金矿产地、采金活动的盛况、金矿的描述和金矿床等都有详尽程度不同的记载。就黄金产地而言,先秦时期云南有丽水、湖南有洞庭、湖北有汉水、河南有汝河。汉至北宋,山东有蓬莱、掖县,陕西有西城(今安康)洛南,四川有眉州、广元,至元明清各朝,金矿产地剧增,河北有迁安、丰润,山西有忻州,江西有饶州、抚州,山东有栖霞、莱州,安徽有池州,湖南有岳州,陕西有蓝田。此外,四川、云南、两广、东北三省皆有金矿产出,且有很多地方延续到现在仍是我国重要的产金基地及重要的产金省。 一、 资源状况 根据1989年末的统计资料,我国已发现金矿床(点)共计7148处,其中岩金矿床(点)3734处,砂金矿床(点)3026处,伴(共)生金矿床388处。在已知矿床(点)中,现已探明的金矿床1232个,包括岩金矿床573处,砂金矿床456处,伴(共)生金矿床204处。 据全国矿产储量汇总表统计,1996年末全国金矿保有储量4264.78t,其中岩金2515.8t,占59;砂金557.42t,占13.1;伴(共)生金1191.56t,占27.9。 建国以来到“八五”期间,全国共探明储量5340.98t。各时期储量增长见表3.18.5。 我国金矿资源主要由岩金、砂金、伴(共)生金组成,以岩金为主,见表3.18.6。 表3.18.5各时期年平均探明储量 t3-18-5.jpg 表3.18.6我国黄金资源结构 t3-18-6.jpg 我国金矿成矿地质条件优越,根据地质矿产部有关专家预测山东等10个省的统计金矿资源总量可达11025t。黎彤、杜春林等金矿专家估计我国金矿潜在储量为15000t,武警黄金地质研究所将我国岩金划分为46个成矿省(区)、70个成矿远景区,预测潜在资源10000t以上;砂金划分为39个成矿远景区,潜在资源920t。 二、地理分布 我国黄金资源在地区分布上是不平衡的,东部地区金矿分布广、类型多。砂金较为集中的地区是东北地区的北东部边缘地带,中国大陆三个巨型深断裂体系控制着岩金矿的总体分布格局,长江中下游有色金属集中区是伴(共)生金的主要产地。详见中国金矿分布图(图3.18.1)及其附表(表3.18.7)。 图3.18.1 中国金矿分布图 m3-18-1.jpg 表3.18.7中国金矿分布图附表 t3-18-7.jpg t3-18-7-A.jpg 二、 资源特点 1.矿床类型多,但缺少世界级大型矿床 我国金矿类型繁多,其金矿床的工业类型主要有石英脉型、破碎带蚀变岩型、细脉浸染型(花岗岩型)、构造蚀变岩型、铁帽型、火山-次火山热液型、微细粒浸染型等矿床。其中主要产于破碎带蚀变岩型、石英脉型及火山-次火山热液型,三者约占金矿总储量的94。 尽管我国金矿类型较多,找矿地质条件较优越,但至今还未发现像南非的兰德型、原苏联的穆龙套型、美国的霍姆斯塔克和卡林型,加拿大霍姆洛型以及日本与巴布亚新几内亚的火山岩型等超大型的金矿类型。 2.大型、特大型金矿床少,中小型金矿床多 根据“八五”期间承包勘探最终完成的情况看大型、超大型矿床只占9.58、中型矿床数量占24.55、小型矿床数量占65.87。由此可见,我国金矿储量规模在数量上,中小型矿床占绝对多数,大型矿床为数不多,尤其是储量超过50t的岩金矿,“七五”以前勘查的只有焦家、新城、三山岛、团结沟、金厂峪,“七五”以后勘查的只有金山、镇沅、玲珑47.52号、东坪、东闯10处。其中,焦家金矿经补充勘探总储量将达到130t,成为我国第一个世界级的岩金矿床。 3.资源分布广泛,储量相对集中 我国金矿分布广泛,据统计,全国有1000多个县(旗)有金矿资源。但是,已探明的金矿储量却相对集中于我国的东部和中部地区,其储量约占总储量的75以上,其中山东、河南、陕西、河北四省保有储量约占岩金储量的46以上;其他储量超过百吨的省(区)有辽宁、吉林、湖北、贵州、云南;山东省岩金储量达593.61t,接近岩金总储量的1/4,居全国第1位。砂金主要分布于黑龙江,占27.7,次为四川占21.8,两省合计几乎占砂金保有储量的一半。 4.金矿床中富矿少,中等品位多,品位变化大,贫富悬殊 以1996年黄金工业统计年鉴为根据,目前全国岩金出矿品位4.14g/t,砂金出矿品位0.169g/m3;在岩金矿床中<3g/t占27、3~6g/t占56、6~10g/t占13、10~20g/t占4。6g/t以下的中低品位矿床占83以上,而且呈逐年递降趋势。砂金矿床<0.15g/m3占38,0.15~0.25g/m3之间占26,>0.25g/m3占34。总起来看,我国岩金矿、砂金矿品位偏低,富矿储量极少。 5.伴生金储量占有重要位置 我国伴生金储量占全国金矿总储量的27.9,绝大部分来自铜矿石,少量来自铅锌矿石,主要集中于江西、甘肃、安徽、湖北、湖南五省约占伴生金储量的67,其中江西居第1位。 伴生金在我国占有重要地位,其储量所占比例,大于世界伴生金的平均数,所以伴生金是中国金矿资源的一大特点。 6.金矿成矿时代广泛,可以形成于各个地质时期 根据我国已知金矿成矿研究资料,可分为太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代五个成矿时期。根据原地质矿产部沈阳地质矿产研究所统计,前寒武纪金矿储量占56.4,中新生代占35.9,古生代占7.4。 一、 矿床时空分布及成矿规律 (一)岩金矿床 1.我国岩金矿床成矿的层控特征 1)大多数岩金矿床产在一定的大地构造环境的某一特定含矿建造中。矿床(点)密集分布,成群成带产出,其延伸与地层产状总体是一致的。 2)矿化围岩的含金丰度往往大于地壳中同类岩石丰度值的几倍至数十倍。 3)多数金矿矿体与围岩的同位素组合特征基本相似。如河南省小秦岭地区文峪金矿,矿石硫同位素δ34S为1.35‰,杨砦峪矿区硫同位素δ34S为1.55‰,金洞岔矿石硫同位素δ34S为-3.58‰,而两矿区地层δ34S为3.39‰,表现出矿石硫与地层硫特点相似。以此说明容矿层往往是矿源层。 4)我国岩金矿床产出的地层以太古宇为主,其次为元古宇、古生界、中生界均有金矿产出,但发育程度不一。矿化围岩有变质岩、沉积岩、火成岩类,其矿化情况各异。现就其主要矿化密集区的层控性概述如下 1华北地台金矿成矿域 本区金矿床(点)集中分布于板块的边缘及基底构造层的隆起区,并且主要产于太古宇结晶基底的中深变质岩系中。 ①燕山金矿密集区 金矿集中分布于山海关及密云隆起区,容矿岩层为太古宇迁西群马兰峪组。该组混合岩化作用较强。岩层含金丰度0.7~0.8310-6,高于同类岩石的25~200倍。本区已知金矿床(点)115处,有109个产于本岩层中。 ②辽西建平-北票金矿密集区 区内金矿床(点)80以上集中分布于建平隆起区内。容矿岩层为建平群小塔子沟组的斜长角闪岩及斜长角闪片麻岩类。 ③夹皮沟金矿田 金矿床主要产于太古宇鞍山群三道沟组下部的角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及角闪岩中。围岩含金丰度值平均41.510-9。根据320个硫同位素的研究,矿石硫δ34S平均为5.6‰;围岩硫δ34S为2.1‰。二者相近,硫源相同。 ④小秦岭金矿田 金矿围岩为太华群下部岩组,岩石类型为斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩及斜长角闪岩等。岩层含金丰度值平均为1.2410-9。金矿δ34S平均为2.71‰,两者近乎相等,具密切成生关系。 上述各区容矿围岩,经原岩恢复为基-中基性火山岩建造。岩石呈黑绿色,亦称绿色岩系。这套含金建造是本区金矿的原始矿源层。它不仅是变质热液型金矿的矿源层,而且也是本区其他类型金矿的重要矿源层。 2江南古陆金矿成矿带 金矿主要分布于江南古陆的雪峰隆起与幕府山隆起两区。其金矿床(点)95左右产于元古宇冷家溪群及板溪群的含凝灰质绢云母板岩、砂质板岩中,其原岩为含泥质、凝灰质碎屑岩建造。局部可能有火山沉积岩。岩层含金丰度值平均为0.0012~0.03g/t,矿石δ34S为2.85‰;围岩δ34S为7.9‰。 3南岭金矿成矿区 金矿主要分布于大瑶山槽背斜与云开隆起区,据统计,桂粤两省的金矿床(点)74左右集中产于该区的寒武系八村群岩层里。区内寒武系为一套冒地槽类型复理石碎屑岩建造,其中夹多层碳质页岩及含碳质砂岩,含碳量高达10左右。金矿围岩主要为硅质岩,碳质页岩及碳质碎屑岩等。 岩层含金丰度值,据南京大学化学光谱分析,碳质页岩平均32.510-9;泥质砂岩4.410-9。据广西冶勘公司分析,砂岩8010-9,碳质页岩高达13010-9,明显高于金的克拉克值。 桃花、古袍、云岭等矿区,矿石硫δ34S变化范围为-0.9‰~6.4‰及1.05‰~8.2‰,显示有壳层硫的性质。桃花矿区铅同位素年龄为729~785Ma,比寒武纪地层和加里东花岗岩的时代还老。因而认为本区成矿物质来自深部,也来自寒武系含金矿源层。 本区北邻江南古陆,其基底为元古宇冷家溪群、板溪群,这一古老含金地层可为该区的上部寒武系提供金的物质来源。 2.构造对金矿成矿的控制 (1)大地构造格局与金矿的空间分布 我国金矿明显受区域大地构造格局控制,尽管各个区域都有金矿化分布,但极不平衡,并各具自身特点,故大致可划分成五个金矿化域。 1 华北型金矿化域 华北准地台是我国最古老的地台,是太古宙及古元古代固化的鞍山群、建平群、单塔子群、阜平群及太华群等,岩系为一套变质较深、混合岩化作用较强的变基性火山-沉积岩建造,属优地槽相。其中,变基性火山岩类含金丰度普遍较高,是原始矿源层,也是本区金矿主要物质来源。 本区是我国主要金矿分布区,据统计,金矿床(点)数占全国总数85以上。金储量占全国岩金总储量78。金矿床主要分布于地台边缘及台内的基底断块隆起带内。区内主要以地台基底经区域变质热液作用,花岗岩化作用及燕山岩浆活动,叠生作用成矿为显著特征。属优地槽相。分布的金矿类型主要是变质热液型、花岗岩化热液型,其次为岩浆热液型及火山-次火山热液型金矿床。赋矿围岩即是矿源层,属近源型。成矿时代主要为古元古代和中生代。找矿远景潜力很大。 2 扬子型金矿化域 新元古代未形成的地台。基底岩系多出露于地台的边缘地带。如西部边缘康滇地轴上的昆阳群;东南边缘的冷家溪群、板溪群。地台内部的基底仅在个别地点出露且面积不大。如黄陵背斜的崆岭群等。基底构造为泥质板岩、变碎屑岩类。原岩为含泥质凝灰质碎屑岩、变质程度较浅,属优-冒地槽相。区内金矿床主要分布于地台边缘的隆起带内,地台东南边缘的雪峰古隆起及幕府山隆起金矿化更为集中,全区岩金矿床(点)数占全国的16,储量占全国总量的7.8。区内主要以扬子褶皱基底经区域变质热液作用及古生代盖层经地下热水溶解作用为成矿特征。金矿类型以变质热液为主,其次为岩浆热液型及地下热水深滤型金矿床。赋矿围岩为泥质凝灰质碎屑岩,以及碳酸盐类,成矿时代为元古宙、中生代。成矿物质来源于围岩或下部基底构造层。 3 华南型金矿化域 属华南-东南亚板块,位于扬子地台之南的华南褶皱系区间,这是一个加里东地槽褶皱系,褶皱基底构造层由震旦系-志留系组成,为复理石建造,属冒地槽相,变质程度较浅。区内主要以早古生代褶皱基底经区域变质、热液作用及加里东、燕山期岩浆活动的叠生作用成矿为主要特征。金矿床主要分布于大瑶山及云开隆起区内,金矿床(点)占全国总数13.3,储量占全国岩金总量4.7。金矿类型桂西为碳酸盐石英方解石脉型;粤桂交界为变质热液型及岩浆热液型。矿化围岩为寒武系含碳质碎屑岩、石炭系碳酸盐岩以及中酸性侵入岩,成矿物质来自深部构造层,成矿时代主要是加里东期,其次为燕山期。 4太平洋型金矿化域 我国东部受太平洋板块俯冲作用的影响,形成一个规模巨大的中新生代的大陆板块边缘活动带。其突出特点是中生代的北东向构造极为发育。另一个是形成一条庞大的中生代火山岩带。北起黑龙江畔,南达南海滨,长达3000多km,宽300~800km。火山岩由中基性到酸性,以酸性岩类居多。 伴随侵入与喷发活动,常常形成各类内生矿床。我国的火山-次火山热液型金矿主要产于该带内。如团结沟、奈林沟、赤卫沟、霍山、铜井、祁两沟、八宝山金矿床等,此外,尚分布岩浆热液型金矿床。前者主要产于中生代断陷盆地的边缘,受一定的断裂构造控制。 5天山-兴安型金矿化域 本区位于西伯利亚板块与塔里木-中朝板块之间的古生代地槽,为一巨大的东西向弧形海西褶皱带。本区海西期岩浆岩广布,近东西向断裂构造发育。 该区以盛产砂金著称。岩金仅分布于东西准噶尔、天山及佳木斯隆起区。金矿成矿主要与海西期及燕山期花岗岩浆活动有关为特点。区内金矿床(点)占全国7,储量占全国岩金总量3。本区的西北部以岩浆热液型为主,成矿时代主要为海西期,东北部则以次火山-火山热液型为主,其次为变质热液型金矿床。成矿时代主要是燕山期,其次为海西期。 综上所述,可以清楚看到 ①不同的大地构造单元,其金矿化强弱、金矿化特征都有所差异,各具自身特色。 ②我国金矿主要分布于东部地区,并且主要分布于古老的中朝板块内。 ③我国东部地区金矿层控性明显。成矿物质主要来自古老基底的矿源层;西部金矿床岩控及深断裂控制较为明显,成矿物质主要来源为基性-超基性岩。 ④我国火山-次火山热液型金矿床主要分布于东部中生代的大陆边缘活动带。 (2)区域构造对金矿的控制 ①我国金矿主要成矿带大都分布于古老板块的边缘,缝合边界的古岛形隆起地带,如阴山-燕山成矿带、秦岭-大别山成矿带分别受华北板块的北缘与南缘缝合边界隆起带控制。②板块内的台背斜、槽背斜等隆起区,控制着次级的成矿带(区)或矿化集中区的展布。如华北板块的建平隆起区,山海关隆起、胶东隆起、五凤嘉隆起等,皆为金矿集中分布区。③中朝板块的古老基底发育着东西向与北东向两组主要断裂带,其相交处附近通常是大型金矿富集部位。如比较明显的北纬40断裂带及42断裂带与北东向断裂相交处,控制着几个重要大型金矿床分布,并显示一定的等距性分布。④大型金矿床均产于大断裂的侧翼次级断裂中,并与大断裂距离一般为2~8km。⑤大型金矿床多数赋存在强烈挤压的背斜或倒转背斜的轴部的狭长地带内。如小秦岭矿田的文峪、杨砦峪、金洞岔等大型金矿分布于区内老雅岔倒转倾伏背斜的轴部。五龙金矿赋存于五龙背斜的轴部。 (3)花岗质岩浆岩对金矿的控制 金矿空间分布与花岗岩的侵入体经常伴生,并有些矿床的金矿体直接产于岩体里或接触带中,这一现象表明,金矿成矿过程中有岩浆岩活动的积极参与。 据近代岩石学研究,花岗岩类按成因分为两类,幔源型及地壳重熔型。但很多资料表明与金关系最密切的花岗岩主要属基底变质岩重熔再生的产物。我国山东、辽宁、吉林、广东等省皆有此类金矿的分布。 金的成矿带与控制各类矿化和各种岩浆岩活动的深大断裂交切部位相伴随,以此表明地壳以下金物质参与了成矿作用,在超基性岩Ni、Co、Pt等矿床中金含量高,并形成独立金矿体,与此相吻合,云南墨江金矿、青海小松树南沟、新疆托里等金矿与超基性岩体相伴产生,并具明显成生关系,是令人信服的例证。含金硫化物中的同位素研究也得到了同样的结论。 根据实际资料,与金矿成矿关系显著的三个时代的岩浆岩,一是加里东期花岗岩,主要分布在华南加里东地槽区,岩性为斑状花岗闪长岩及花岗斑岩、石英斑岩等。如大宁岩体黑云母闪长岩、斑状花岗闪长岩金的平