板其金礦礦物巖石特征及礦床成因探析

王 燕

（成都理工大學，四川 成都 610000）

1.引言

當前國內絕大部分的省市地區均有金礦，國內的此類經濟性礦物以自然金與銀金為主，僅有極少的礦床的主要物質是碲化物。結合礦物內金的情況，便可將金礦物分成多個類型。其中，獨立礦物的存在形式為金及含金礦物，工業運用的頻率較高，可直接使用的礦物占總發現種類的十分之一以上，占常見種類的五分之一以上。

2.板其金礦礦物巖石的特征

2.1 巖石學角度

首先，粘土巖。其包含多種礦物質，如黃鐵礦、炭質等，其中的水云母含量最高。該種礦物質大致均為鱗片狀，幾乎是連成趨近于水平的層面。水云母的顆粒極小，最長也僅約達到3*10-3毫米，占巖石的75%左右。而鐵白云石（如圖1）則為多個顆粒聚集分布，在礦區內的分布相對分散，并在水云母內結成好似晶體的狀態。一般會被水云母和硫元素等物質圍繞，該物質的含量在12.5%左右。另外，大部分的硫化物也不會過于集中，基本處于分散的情況，并且其中絕大多數出現在條帶狀及薄層，其的大小是以微米計量，含量相較于上述兩種，相對偏小，僅約在5%，僅有少部分的區域超過10%。

圖 1 鐵白云石

其次，砂巖及粉砂巖。根據相關檢測數據顯示，此類巖石內的金元素含量相對偏多。其中碎屑內包含石英、硅質巖的碎屑、皓石等。碎屑物的外觀形狀有大量棱角，礦區內分布較為平均。其中的石英常出現波狀消光，邊緣區域會被其他物質溶蝕，因此呈現出極為不規則的外形。顆粒的直徑一般不會超過0.5 mm，砂巖中有65%左右的物質都為碎屑，而碎屑中的巖石碎屑通常不足10%。

最后，角礫巖。此類巖石是由于整體呈角礫形狀而得名（如圖2）。其中包括的巖石種類極為豐富，涉及到水云母含量高的粘土巖以及石英巖等，角礫巖的尺寸跨度較大，有不足一毫米的，也有幾厘米的。膠結物內有石英石以及黃鐵礦，前者以條狀及顆粒狀為主，基本在0.2 mm左右，整體排布無規律可言，基本都會和粘土相伴而生。膠結物中，硫化物在各區域的分布基本一致，所以展現出侵染的現象。

圖 2 角礫巖

2.2 蝕變影響

其一，硅化。該區域內的石英石并不都是碎屑物質，受到硅化作用的石英石總體可被分成兩個階段。第一階段硅化形成的石英，有片狀、柱狀等，多出現在交代原巖及部分膠狀物中，此類石英石的透明指數偏小，且顆粒尺寸也較小。此階段的石英石和其他硫化物基本是相伴而生。由于黃鐵礦內的金元素每噸超過40 g，由此基本可以認為此階段發生的硅化現象和金礦化的蝕變存在聯系。而第二階段的石英石，并非片狀分布，成為填補縫隙的物質，相較上一階段，其顆粒尺寸明顯增大，且透明指數得到大幅提高，附近無和其相生的硫化物。

其二，硫化物礦化。存在金元素的巖石中基本都存在黃鐵礦、白鐵礦與黃銅礦等，實際含量大致在7%左右。首先，純黃鐵礦及含有砷元素的黃鐵礦。全部的礦石內或多或少都會有黃鐵礦（如圖3），但因為形成的時期不同，所以會存在差異。其次，白鐵礦則是在絕大部分的金礦石中均有其身影，只是含量偏低，通常不會超過1%。同時此類礦石幾乎不會獨立形成，會和后生階段的黃鐵礦同時出現，并在其周圍分布。最后，少量礦石內會有毒砂，且該物質的尺寸差別相對偏大。而其是表示該區域含有金元素的主要物質之一。

圖 3 黃鐵礦石

其三，高嶺石化。其出現在硅化的后半階段以后，分布在各個裂縫內，因此分布狀態是無規律的脈狀，并分割晚期的石英石，或出現在其的縫隙中，存在溶蝕石英的情況。

其四，碳酸鹽化，此類作用出現在多個成巖時期。例如，鐵白云石化通常出現在成巖階段的后半段，為顆粒狀。在各類巖石內都為零散狀態。而方解石一類則多出現在后生成巖時期，分布在碳酸鹽脈中。偏早期階段，尺寸不足一毫米，且不屬于規則的石粒。但進入晚期及趨近晚期時，尺寸有所擴大，甚至達到幾厘米。

2.3 地球化學

該金礦內的金含量在不同區域有較大差別。最少每噸不足1.2 g，最多每噸超過81 g，礦區內的平均含量在每噸二十多克以上。從總體的分布情況來看，金元素極為不均，且差距較大，部分區域極多。所以，以地球化學的角度，礦區內元素呈多樣化的特點，在板其區域的礦床形成原因也較多。金和其他元素之間也存在某種關聯，如砷、氧化鎂等。結合相關數據分析可得，第一，硅鋁、鐵等元素的變異程度偏低，正常情況下不會超過50%，由此可得，此組元素在板其金礦礦區內處于基本均勻的狀態。其為砂巖和粉砂質的粘土巖重要組成部分，并被成巖的作用力影響。但和金的聯系有限，表示金和其無過于緊密的聯系。

第二，銅、鈷以及鋅等物質的變異程度也不高，整體分布也比較勻稱。體現出其是被成巖及沉積的雙重作用力影響。并且和金的聯系較小，因此，此類元素從成因的角度來看，和金元素無較為明顯的聯系。第三，金和砷的變異程度較大，均高達120%，但同時也表現出此類元素較為分散且不均勻，也體現出其不被沉積而左右。二者之間的關聯性極為明顯，基本可以斷定二者屬于共生關系。第四，氧化鈣及氧化鎂的變異程度偏高，和第一種有較大的不同，并和金存在顯著的關聯性。造成此種現象的主要原因在于內有礦的溶液融入存有鐵白云石的巖體內，CaCO3會在極短的周期內大量耗費水解，形成氫離子。此時內部存在金元素的物質水解速度便會大幅提高，進而推動金沉淀。

3.板其金礦的礦床成因分析

基于上文的敘述，板其金礦寬礦床特點包含多項。其一，金礦化處于某特定區域內時，一般會呈現出較為穩定的層位，雖不均勻但也存在一定的規律。其二，在碎屑巖和粘土巖內的礦物質較多，整體分成多層，基本上在同一區域，垂直方向的物質，存在狀態基本相同。并于部分層位區域內，會被斷裂破碎帶的作用影響，形成脈狀等情況。其三，礦區內的物質品類并不復雜，各礦物質的組合方式比較單一。且整體的結構特征和由于形成的圍巖存在較多相同的特點。其四，在板其礦區內或其周邊的區域幾乎沒有出現過巖漿巖，地表的巖石結構比較單一。其五，利用科學的測溫技術發現，針對礦石內有機物質，得到成巖的溫度在二百三十七攝氏度左右。此種程度的溫度幾乎趨近綠片巖的最低變質溫度，由此能得出此類巖石未能成功進入變質作用的時期。其六，板其礦區內的微量元素種類較多。結合相關數據顯示可知，砷元素的含量超過20%，且分布在黃鐵礦的邊緣地帶。同時，黃鐵礦內還包含鈷鎳合金，且不高于1，由此表示該礦物不是巖漿熱液的范疇內。另外，硒元素每噸大致有9 g，此比例相對偏低。火山熱液形成的礦床，硒元素每噸均超過50 g。由此可以斷定，板其礦床不屬于火山熱液的形成范疇內。其七，硫同位素。結合有關檢測數據顯示，硫同位素在礦區內的含量平均值高達12‰，根據該比例，基本可以斷定其屬于重硫程度。

綜上所述，板其金礦應為沉積作用未出形成，屬于一種地下水熱液改造層作用的礦床。根據巖層結構，該金礦和多個金礦床地處海盆的邊緣地帶。結合地質形成的歷史階段，海盆是由碳酸鹽相沉積，臺地為發育碳酸鹽相沉積，二者在物質含量、鹽的含量及溫度等方面的指標都有所不同，若兩類水體接觸混合后，水介質內的部分物質極易在混合區域內出現沉積，金礦床便由此而來。當物質可以較為平穩的保留在堿性的熱水溶液內，并被移動，直至包含礦物質的熱液流入結構已經分裂破碎區域內，或受到其他因素的影響，使得溫度及壓力下降，其他的各項指標均隨之降低，同時可能受到混合溶液本身的性質存在差異等原因，造成金絡合物內部結構的平衡被打破，金由此恢復成金屬金。此時若附著于黃鐵礦，或受水云母的影響，逐漸形成礦床。

4.結語

總體而言，板其金礦內礦物質含量及種類豐富，碎屑巖偏多，各類礦物質的分布大多不均勻。硫化物的含量極高，和國內部分汞礦及黃鐵礦的情況有些類似。通過對礦內的各個礦物元素進行分析可得，板其金礦為典型的地下水熱液改造類的礦床。