黑龍江省北大溝金礦床礦石特征及金的賦存狀態研究

郭奎城, 呂 軍,2, 谷華娟, 宋 華, 李德榮

(1.黑龍江省地質調查研究總院齊齊哈爾分院,齊齊哈爾 161005; 2.中國地質大學地球科學與資源學院,北京 100083;3.黑龍江省礦業集團有限公司,哈爾濱 150036)

黑龍江省北大溝金礦床礦石特征及金的賦存狀態研究

郭奎城1, 呂 軍1,2, 谷華娟1, 宋 華1, 李德榮2,3

(1.黑龍江省地質調查研究總院齊齊哈爾分院,齊齊哈爾 161005; 2.中國地質大學地球科學與資源學院,北京 100083;3.黑龍江省礦業集團有限公司,哈爾濱 150036)

黑河市北大溝金礦床是近年來在大興安嶺燕山期成礦帶發現的與火山熱液有關的淺成中-低溫熱液型金礦床,礦床的礦石類型主要為石英脈型。礦石的結構為半自形-它形粒狀結構、交代結構、膠狀結構。礦石的構造為致密塊狀構造、稀疏浸染狀構造、細脈狀構造。金礦物為自然金,以裂隙金為主,其次是粒間金,包裹金只占少數,金礦物以細粒為主,載金礦物主要為石英。金的賦存狀態較簡單,屬易浸型礦石,有用組分含量較高,具有較高的工業利用價值。北大溝金礦與三道灣子金礦的礦石特征和金的賦存狀態相似,顯示北大溝金礦的深部及外圍具有巨大找礦潛力。

北大溝 石英脈型金礦 賦存狀態

Guo Kui-cheng,Lv Jun,Gu Hua-juan,Song Hua,L iDe-rong.Study of ore features and gold occurrence of the Beidagou gold deposit in Heilongj iang Prov ince[J].Geology and Exploration,2010,(4)0616-0621.

黑河市北大溝金礦床是近年來在黑龍江省北部發現的低硫化物石英脈型金礦床(邵軍,1998;呂軍等,2009)。它與位于其南部5km處的三道灣子大型金礦床同處一個成礦帶,礦石類型與三道灣子金礦的淺部有很大的相似之處。本文通過研究北大溝金礦床礦石特征及金礦物的賦存狀態和賦存規律,并與三道灣子金礦床進行對比研究,對北大溝金礦床進一步勘探、選冶具有一定的指導意義。

1 礦床地質概況

北大溝金礦床位于大興安嶺早古生代陸緣增生構造帶多寶山奧陶紀島弧帶東緣,屬古亞洲成礦域,位于額爾古納-興安嶺成礦帶中大興安嶺中段燕山期鐵、鎢、銀、金、鉬、銅成礦帶(呂軍等,2009)。為活動大陸邊緣陸相火山噴發環境,是淺成低溫熱液礦床形成的有利部位(龐獎勵,1995;江思宏等, 2004;祁進平等,2005)。

礦區出露地層主要是白堊系下統光華組(K1gn):巖石組合以英安巖為主,英安質角礫凝灰巖以零星薄夾層產于英安巖中。該組巖石地層為賦礦圍巖(見圖1)。礦區構造主要為斷裂構造,以北西向斷裂為主。含金石英脈充填在北西向斷裂帶中,石英脈斜列式分布。主體斷裂走向290°～320°,傾向北東,傾角50°～80°,具有追蹤張裂隙的特點。石英脈兩側多見圍巖角礫,北西向構造是容礦構造。北東向斷裂對礦體有一定的破壞作用(呂軍等,2009)。

圍巖蝕變主要見有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化和碳酸鹽化。硅化主要見于石英脈兩側英安巖中。呈細脈狀、網脈狀和晶簇狀,沿圍巖裂隙進行充填和交代。硅化有兩期,第一期為灰色石英脈;第二期為灰白色石英脈,為主成礦期石英脈。黃鐵礦化有兩期,早期結晶程度好,晶形多呈立方體;晚期結晶程度較差的黃鐵礦呈微細粒集合體脈狀產出。絹云母化、高嶺土化主要發育在蝕變帶英安巖中。綠泥石化較弱,發育在英安巖中。碳酸鹽化見于深部坑道及鉆孔中,白色方解石細脈及網脈充填在英安巖裂隙中。圍巖蝕變強度分帶較明顯,總體呈帶狀北西向分布,自石英脈向兩側依次為硅化帶-黃鐵礦化帶-粘土化帶。石英、黃鐵礦、絹云母、高嶺土、綠泥石、碳酸鹽多數相伴出現,由礦體向兩側蝕變逐漸減弱(孫豐月等,2008;呂軍等, 2009)。

圖1 北大溝金礦床地質簡圖(據呂軍,2009修編)Fig.1 Sketch geologicalmap showing the position of the Beidagou gold deposit(modified from Lvet al.,2009)

北大溝金礦床目前可劃分出13條礦體,其中規模最大的Ⅰ1礦體為主礦體,呈脈狀,NW～SE走向。地表出露長度為145m,平均3.15m,主體傾向25°,傾角58°～80°,金品位最高2.361×10-4,平均1.95×10-5。Ⅰ1礦體連續、穩定,其深部40m及80m分別有坑探及鉆孔控制,已估算內蘊經濟資源量(333)×t。

2 礦石特征

2.1 礦石物質組成及特征

本次研究的樣品采自北大溝金礦床地表槽探及40m中段的坑探工程中的Ⅰ1礦體。礦石在地表呈褐黃色,新鮮面呈灰白色,深部礦石呈灰白色、灰色。礦石類型主要為石英脈型,少量為蝕變巖型。礦石經磨片鏡下觀察,金屬礦物主要為黃鐵礦、膠狀黃鐵礦、褐鐵礦,少量的黃銅礦、黝銅礦、赤銅礦、自然銅、閃鋅礦、方鉛礦、鉛釩、臭蔥石、赤鐵礦、磁鐵礦等;貴金屬礦物為自然金(彭渤等,2008)、自然銀。非金屬礦物主要為石英、長石、高嶺土、云母、綠泥石等(侯樹桓等,2005)。主要礦物相對含量測量結果見表1(相對含量是根據地表及40m中段的坑探工程中所取的600kg選礦試驗樣以及相應部位所取的光薄片中統計結果,表4～表6同此),其中黃鐵礦占1.58%,褐鐵礦占0.86%。

表1 主要礦石礦物含量測量結果Table1 Contents of pr imary m inerals in the Beidagou gold deposit

主要金屬礦物粒度特征:對礦石中的黃鐵礦、褐鐵礦進行了粒度測量(表2)發現,黃鐵礦粒度比較細小,尤其是呈膠狀的黃鐵礦一般多在10～71μm左右。

表2 黃鐵礦和褐鐵礦不同粒度含量Table2 Contents of pyrite and l imon ite of varied gra insizes in the Beidagou gold deposit

主要金屬礦物嵌布特征:

黃鐵礦:是礦石礦物中最主要的金屬硫化物,含量1.58%,主要呈半自形-它形晶結構,膠狀黃鐵礦呈細粒膠狀結構或膠狀集合體,黃鐵礦在礦石中為星散狀,有時與黃銅礦連晶,其粒度比較細小,多分布在0.037～0.01mm區間(占50.60%),顯微鏡下黃鐵礦中沒有發現自然金。

褐鐵礦:含量占0.86%,主要分布在脈石裂隙中,主要呈斷續的小脈狀空洞狀構造(這是金屬硫化物氧化流失而呈現的構造)。往往這種構造有金的富集,為金的賦存提供了空間場所。褐鐵礦的粒度多分布在0.01～0.071mm(占75.70%)。

黃銅礦:是該礦石中主要含銅礦物,主要呈它形粒狀,星散分布在礦石中,有的與黃鐵礦緊密連晶,有的黃銅礦已被氧化成赤銅礦,有的形成自然銅等,粒度一般多在0.01～0.037mm區間,尚沒有發現金與其有關系。

礦石多元素分析結果見表3。可以看出金、銀有用組份含量較高。

表3 北大溝金礦多元素分析結果Table3 Analysis result of multiple elements inthe Beidagou gold deposit

2.2 礦石的結構構造

礦石結構主要有半自形-它形晶結構:主要為黃鐵礦呈此結構,其中金屬礦物呈它形粒狀結構;膠狀結構:主要為膠狀黃鐵礦呈此結構。交代結構:絹云母交代斜長石呈此結構。

礦石構造主要有塊狀構造:半自形-它形石英緊密聚集組成致密狀集合體;星散浸染狀構造:金屬礦物在礦石中呈此構造;脈狀構造:主要是分布在脈石裂隙中的黃鐵礦呈此構造(侯樹桓等,2005;李紅陽等,2007;任云生等,2007);空洞狀構造:有的空洞見有石英晶簇,有的金屬硫化物氧化流失呈褐鐵礦空洞構造。

3 金礦物特征及賦存狀態

3.1 金的粒度特征

礦石中自然金的粒度多為細粒金,中粒金及微粒金含量相對較少,對所見金粒進行了粒度測量結果見表4。

表4 金的粒度測量結果Table4 M easured gra in sizes of gold from the Beidagou gold deposit

3.2 金的外形形態特征

根據該礦石中所見到金礦物的外形特征,主要為角粒狀(侯樹桓等,2005)、尖角粒狀、長角粒狀,麥粒狀及渾圓狀,其相對含量見表5。可以看到,自然金的外形主要呈不規則的粒狀,角粒狀、尖角粒狀、長角粒狀分別占32.10%、25.80%、21.40%。其中尖角粒狀、長角粒狀在粒度上多大于0.037mm,多在脈石顆粒間;角粒狀和麥粒狀在粒度上多在0.037～0.01 mm之間,多在脈石裂隙處;渾團狀粒度一般小于0.01 mm,多分布在褐鐵礦空洞中(見圖2)。

表5 金形態測量結果Table5 Shape measurements of gold from the Beidagou gold deposit

表6 金的賦存狀態測量結果Table6 Occurrence measurements of gold from the Beidagou gold deposit

3.3 金的賦存狀態

礦石中的自然金多分布在脈石裂隙,構造角礫邊部的硫化物充填礦物,后期被氧化為褐鐵礦或流失形成的空洞處多見有自然金粒,其分布極不均勻,該自然金的賦存狀態,主要為裂隙金(楊小斌等, 2006;任云生等,2007;原蓮肖等,2007)或空洞(褐鐵礦空洞)邊部金,次為粒間金(黃小娥等,2006),脈石中金很少,其自然金的賦存狀態測量結果見表6。可以看到,該礦石中的自然金真正呈包裹金為6.81%,而其它為粒間金與裂隙及空洞金,因此,該礦石中的自然金賦存狀態在磨礦工藝中對金的單體解離與裸露有利。

圖2 北大溝金礦礦石照片Fig.2 Photographs of gold ore from the Beidagou gold deposit

3.4 礦石可選性試驗

北大溝金礦床金、銀賦存狀態較簡單,礦石屬易浸型礦石,有用組分含量較高,礦石中對氰化工藝提取金銀產生不良影響的硫、碳、銅及礦石含泥量等有害元素和雜質含量極低,礦石的選礦工藝性能良好。樣品送至吉林省冶金研究院采用全泥氰化-炭漿法工藝回收金,礦石的浸出速度較快,24小時浸渣品位可穩定在0.5g/t,浸出率達97.90%,吸附率達99.94%,選礦工藝流程簡單,回收效果良好。除了金外該礦石中還含銀,銀的平均品位8.32g/t,在相同工藝條件下,銀浸出率56.53%,銀吸附率99.70%,可在金礦選(冶)中進行綜合回收。

4 討論

研究樣品采于北大溝金礦床地表及40m中段的坑探工程中,赤銅礦、自然銅、赤鐵礦的出現反映是氧化帶產物。北大溝金礦沿軸向上礦石中Ag/Au比值在0.16～2.53之間,平均0.84,Ag/Au<1,說明現在出露的是礦體的前緣,剝蝕較淺,預示礦體深部應該有延伸,深部礦體規模很有可能擴大。研究發現北大溝金礦床礦石類型、礦體產狀、賦礦圍巖、礦石特征、金的賦存狀態與三道灣子金礦地表及淺部有著很大相似之處(見表7)。目前北大溝金礦床中最高品位236.1g/t,平均品位為19.5 g/t,與三道灣子金礦最高品位大于10000g/t相差甚遠。三道灣子金礦深部有大量的金、銀碲化物,而富碲化物型金礦往往具有成片成帶分布的特點,如美國富碲化物型金礦分布有兩個成礦帶:一是科羅拉多成礦帶;另一是蒙大拿成礦帶(張招崇等,1997)。金、銀碲化物的出現預示著深部有高品位,大規模的金礦床(陳美勇等,2008)。從目前勘查程度上,北大溝金礦床礦體向北西方向側伏。因此推測北大溝金礦深部及外圍具有巨大的找礦潛力。這對于礦床的下一步勘查有一定指示意義。

5 結論

北大溝金礦床礦石類型主要為石英脈型,礦石礦物組成簡單,金礦物主要為自然金。金的嵌布粒度較細,0.01～0.037mm之間占了總量的61.10%,金主要為裂隙金和粒間金,分布在脈石裂隙、脈石礦物粒間及褐鐵礦空洞邊部。黃鐵礦、黃銅礦與金無關,載金礦物主要為石英。其賦存狀態對金礦物的單體解離有利。因而宜采用全泥氰化-炭漿法工藝回收金、銀有用礦物。北大溝巖金礦床礦石具有較高的工業利用價值。北大溝金礦床金的賦存狀態與三道灣子金礦床的研究對比說明北大溝金礦深部及外圍具有巨大的找礦潛力,對于該類型礦床的選冶及在附近尋找同類型金礦床有一定的指導意義。

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Study of Ore Features and Gold Occurrence of the Beidagou Gold Deposit in Heilongjiang Prov ince

GUO Kui-cheng1, LV Jun1,2, GU Hua-juan1, SONG Hua1, L IDe-rong2,3
(1.Q iqihar branch,Heilongjiang Institute of Geological Survey,Q iqihar 161005; 2.School of the Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083; 3.Heilongjiang M ining Group CO,LTD,Harbin 150036)

The Beidagou gold deposit in Heilongjiang Province is a newly-discovered mesothermal-epithermal gold deposit related to the Yanshanian volcanis m,located in the Da HingganLingMountainsmetallogenic belt.The ore type of theBeidagou gold deposit is quartz vein type.The ore textures are hypautomorphic-xenomorphic granular,metasomatic and colloidal.The ore is characterized by dense block,disseminate and veinlet structures.Gold appears as natural gold at the state of intergranular,crevice and enclosure,occurring in the major gold-carryingmineral quartz.Gold minerals are commonly fine grain size.The ore is easy leaching.It has useful composition and industrial value.The ore features and gold occurrence of theBeidagou gold deposit is similar to the Sandaowanzi gold deposit,showing a great potential to search for other large-scale gold deposits at depth and in the surrounding areas.

Beidagou,quartz vein type gold deposit,occurrence

book=7,ebook=289

P618.51

A

0495-5331(2010)04-0616-06

2010-03-01;

2010-06-07;[責任編輯]鄭 杰。

中央財政補助礦產勘查項目(編號:2006-029)資助。

郭奎城(1960年-),男,高級工程師,主要從事金屬礦床研究工作,Email:qqlj1188@163.com。