金礦礦物巖石特征及礦床成因探析

鄧松良

（新疆礦產實驗研究所，新疆 烏魯木齊 830000）

國內外許多學者對構造控制的中溫熱液金礦床有不同的稱呼，如固體變質金礦床、變質砂巖型金礦床、變質超基性巖型金礦床、銅綠型金礦床等。金礦板塊構造的出現伴隨著沉積物、石英脈狀金礦床的產生，也使學者們對一些沉積物的區域背景有了新的認識。隨著對金礦床的金屬形成理論的不斷研究和總結，學者們逐漸認識到，這些類型的金礦床具有相似的地質和地球化學性質，都與早產有關。因此，Groves等人提出了關于金礦床的新概念，將造山帶金礦床劃分為淺層礦化的連續金屬量模型，其金屬深度和深部地層都進行了新的規劃。礦床研究已成為礦產資源研究的重要邊界之一，近年來，中國地質學家對大多數中溫生物進行了研究，南天山、東昆侖、華北克拉通周邊的熱液金礦床被認為是典型的造山帶金礦床，與此同時還發現了其他類型的金礦床，例如云南墨江等。

目前，我國大部分省、市和地區都有金礦，我國經濟礦產以天然金和銀金為主，礦床以碲化物為主。結合黃金在礦物中的情況，可分為幾種類型。其中，獨立礦物以金和含金礦物的形式存在，工業利用頻率較高，可直接利用的礦物占已發現總數的十分之一以上。

1 金礦礦物巖石特征

首先是粘土巖，它含有黃鐵礦、碳等多種礦物質，其中以水云母含量最高。這些類型的礦物大致呈鱗片狀，并在接近水平的平面上連接。水云母的顆粒很小，最長的約3毫米，占巖石的75%。鐵白云石是礦區中相對分散的幾種顆粒的聚集體，在水云母中呈現晶體狀的狀態，通常被水云母、硫磺等物質包圍，其含量約為12.5%。并且大部分硫化物分布都不緊密，基本上是分散的，多呈條狀和薄層狀，尺寸以微米為單位，只有部分面積超過10%，鐵白云石結構示意圖見圖1。

圖1 鐵白云石結構圖

金礦礦物組成還包括砂巖和粉砂巖，相關數據表明，這些礦物的含金量較高。其中，包括石英、硅酸鹽等，其碎屑形狀棱角較多，在礦區內分布較為均勻。石英常表現出波狀消光，邊緣區域被其他物質溶解，賦予其非常不規則的形狀。顆粒的直徑一般不超過0.5mm，約65%的砂巖材料是碎屑，而碎屑巖石的整體規模通常小于10%。角礫巖因其整體角礫巖形狀而得名，其包含的巖石種類非常豐富，包括水云母含量高的粘土巖和石英巖，角礫巖的尺寸很大，從1毫米到幾厘米不等。水泥中有石英巖和黃鐵礦，前者主要呈條狀和顆粒狀，基本在0.2mm左右，整體排列不規則，基本伴有粘土。水泥由于硫化物在各地區的分布情況基本一致，所以出現侵染現象。

侵染變化影響礦物硅化進程，該礦的石英巖并不都是有害的，硅化石英巖可分為兩個階段，硅化是第一階段形成的石英，呈片狀、柱狀等，多見于半固態寶石和一些膠體中，這類石英石的透明度指標比較小，粒度也較小。現階段石英巖與其他硫化物基本相關。由于黃鐵礦中的金元素超過40g/t，因此可以看出這一階段發生的硅化現象與金礦物的變化基本存在聯系。在第二階段，石英巖不是以薄片的形式分布，而是成為填充縫隙的材料。與上一步相比，其粒度大大增加，透明度指標大大提高，而且不含硫化物。黃鐵礦、菱鎂礦等基本存在于含金的巖礦中，其實際含量約為7%。首先是純黃鐵礦和含砷黃鐵礦，雖然所有礦石中都存在一定程度的黃鐵礦，但由于形成時期不同而存在差異。其次，菱鎂礦存在于大多數金礦石中，但含量較低，通常低于1%，這類礦石很少獨立形成，因此其在后生階段與黃鐵礦同時出現并分布在它們周圍。最后，金礦中有少量的毒砂，由于尺寸比較大，因此可以看成表示該地區含有黃金的主要指標之一，其他礦物成分表如下表1所示。

表1 礦物成分表

除了表1中的成分外，金礦中還含有高嶺土，其往往出現在硅化后期，分布在各種裂縫中，因此存在分布狀態不規則的脈狀，晚期石英石往往會出現裂縫或者石英溶解的情況。除此之外也受到碳酸化影響，例如，鐵白云石化通常呈顆粒狀散落在各種巖石中。方解石型多出現于后巖石時代，分布于碳酸鹽巖脈中。最初其尺寸小于1mm，并不是普通的石頭。然而，隨著時間流逝它們的尺寸擴大，目前已經達到幾厘米。

金礦的含金量因地區而異，最低每噸1.2克，最高每噸81克，因此礦區平均含量在每噸20克以上。在整體分布上，金的成分很不均勻，有的地方很多，有的地方很少。因此，從地球化學的角度來看，該礦區的元素具有多樣化的特點，形成金礦礦床的原因是多方面的，其與砷、氧化鎂等其他元素也存在一定的關系。結合相關數據分析，首先可以確認硅、鋁、鐵等元素的波動幅度較小，正常情況下不超過50%。金礦元素群基本一致，是砂巖和粉砂粘土巖的重要組成部分，受炭化的威力影響。銅、鈷、鋅波動幅度不大，整體分布較為對稱。說明它受分異和沉降雙重作用力的影響。而且由于與金的聯系比較少，從形成的角度來看，與金沒有明顯的聯系。金和砷的波動程度比較高，高達120%，但同時，其元素相對分散且不均勻，不受沉積影響，因此兩者的相關性非常明確，可以斷定兩者屬于共生關系。除此之外，氧化鈣和氧化鎂的波動程度較高，與黃金有顯著的相關性，造成這種現象的主要原因是含礦溶液以鐵白云石的形式摻入巖體中，導致碳酸鈣在極短的時間內水解形成氫離子，此時，金元素的水解速度大大提高，促進了金的沉淀。

2 金礦礦床成因

燕山早期，松江河金礦床屬于太平洋板塊與大陸板塊邊界。歐亞大陸下方的古太平洋板塊的長期大規模俯沖使巖石圈增厚，增厚的巖石圈在重力作用下剝落，流層中緩慢的物質上升使下地殼部分融化，產生中度酸性巖漿。巖漿在一定深度下侵入地殼，提供熱力學、成礦流體和一些礦化作用。用于礦化的流體沿著深斷層移動到淺層，在上升和遷移過程中，中生代碎片不斷被提取并發生巨大變化。在礦化的早期和中期，其常常由于流體的沸點而分解。在后期，當加入常壓水時，會沉淀出碳酸鹽。區內金屬金的深度接近金礦的金屬深度，具有控礦構造，屬中城造山型金礦。

NW斷層是研究區的主要控礦構造。礦體受SN走向的脆韌剪切區控制，經歷了地殼深部韌性變形和淺層脆性變形疊加。成礦期呈現左旋壓縮和扭轉的特征。這種結構主要是一種傳播和散射的無線電波結構。巖變主要包括硅化、鉀化、氯化、石化等。

金礦廣泛的沉積物性質有很多方面。首先，當金礦位于特定區域時，它們通常表現出相對穩定的狀態，并且存在不統一的規律。其次，黏土巖有很多礦物，它們在基本相同的區域內作為一個整體分層，在垂直方向上的物質存在基本相同，而在水平帶的某些部位，則受斷裂帶、靜脈地層等作用的影響。其次，礦區的材料類別并不復雜，各種礦物的組合相對簡單，而圍巖由于整體構造特征和地層的不同，具有更多相同的特征。礦區周圍巖漿巖少，地表巖石結構相對簡單。采用科學測溫技術，發現礦石中有機質的成巖溫度約為237攝氏度，這個溫度接近鐵銹片巖的最低變質溫度，可以得出這類巖石沒有成功進入變質期。礦區微量元素種類多，結合相關數據可知，砷含量超過20%，分布在黃鐵礦邊緣區域。

同時，黃鐵礦還含有鈷鎳合金，因此該礦物不屬于巖漿熱液的范疇，硒也相對較低，約為每噸9克。由火山熱液形成的沉積物中的硒超過50g/t。可以得出結論，該金礦礦床不屬于火山熱液的形成。綜合相關檢測數據，該礦區硫同位素平均含量高達12，按此比例可以確定基本屬于中硫度。綜上所述，該金礦礦床應無沉積形成，屬于地下水熱液轉化型礦床。根據巖石結構，洋盆邊緣有數個金礦，結合地質形成的歷史階段分析，其在物質含量、鹽度含量和溫度方面具有不同的指標。混合后，一些水介質中的物質很容易在混合區沉積，含有礦物的熱液進入劈裂結構，或受其他因素、溫度和壓降等指標的影響相應減少，由于混合溶液本身性質的不同，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。

3 結語

綜上所示，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。且金礦內的硫化物的含量非常高，其情況與國內部分黃鐵礦類似。通過對金礦礦物巖石特征及礦床成因分析可知，金礦為典型的地下水熱液改造類的礦床，形成受到混合溶液本身的性質存在差異所影響。