塔吉克斯坦某巖漿熱液型金礦床的礦石微觀特征及工藝礦物學研究

趙志強

（廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526000）

中亞地區的塔吉克斯坦作為“一帶一路”的沿線國家，我國與其歷來有著良好的地質和經濟合作基礎，塔吉克斯坦某巖漿熱液型金礦的發現就是塔國和我國經濟地質合作的碩果。通過十幾年來的地學合作，在地學對比研究，特別是塔吉克斯坦地區和中國新疆天山成礦帶的成礦規律總結與成礦地質背景等方面，已取得重要成果，極大地豐富了礦床學理論。隨著“一帶一路”戰略的不斷推進，中國赴塔吉克斯坦進行的礦山投資與合作越來越普遍，剖析其地區的典型的巖金礦床，對于幫助“走出去”的中國企業在其前期選取靶區及后續勘查具有重要意義。

位于天山山脈的“中亞金腰帶”為世界級的金成礦帶之一，中亞五國在此條成礦帶上均發現了各種規模的金礦，但需要指出的是，尚未發現100噸以上的超大型[1]金礦。作為全球最重要的貴金屬富集成礦區帶，中亞中高山國家塔吉克斯坦無疑是具有極好的資源潛力和找礦前景[2]。根據塔吉克斯坦共和國科學院與地質總局的內部資料，其境內已探明的巖金礦床多達30余個，礦床總儲量超過500噸。金礦總儲量中，89%的巖金礦床（包括本金礦）產于塔吉克斯坦中部。

1 礦床地質

礦區出露地層主要有下石炭系馬爾古佐爾巖系（C1mr）。該巖系在工作區內分布廣泛，為一套細粒陸源碎屑沉積物。工作區位于波依馬扎爾背斜的南翼。背斜的南翼特點，南翼傾向向南，傾角30°～70°，靠近背斜軸部傾角較陡，遠離背斜軸部產狀平緩。在工作區內背斜南翼受構造應力擠壓，形成復式褶皺，褶皺總體近東西向，產狀平緩，褶皺頂部分被剝蝕，有大塊灰巖殘留。褶皺的寬緩部位，在砂巖或片巖與灰巖接觸帶，常常形成巖層的虛脫空間，層間破碎帶，有利于含礦熱液的充填﹑沉淀﹑交代而成為礦體有利賦存部位。

蘇聯地質隊確定了喬列—東杜奧巴斷裂帶橫切過本工作區，斷裂帶特點寬50m～300m，產狀70°～85°。帶內發育有密集鉀﹑鈉長石化中酸性脈巖，黃鐵絹英巖化蝕變帶，斷裂以壓性特征為主，兼有扭性特點，上盤逆沖距離較小。斷裂帶中已有喬列﹑庫姆馬諾爾等金礦產出。雅夫奇斷裂帶往東偏南延伸，橫貫某金礦區，斷裂帶內發育有密集鉀﹑鈉長石化中酸性脈巖，石英脈，碎裂巖等。礦區內巖漿巖不太發育，僅礦區南東部有少量巖體出露，表現為巖株及巖脈。

2 礦石質量及特征

限于篇幅，本文只對礦區儲量最大的原生礦進行分析。

2.1 礦物微觀特征

通過顯微鏡下對光片檢測和掃描電鏡能譜儀定性分析，確定了該礦石中的礦物種類，詳細礦石礦物種類見表1。

表1 原生礦礦石礦物種類

通過對原礦樣品MLA自動礦物學測量系統檢測，并結合化學多元素分析法，可知礦石中主要金屬硫化物為黃鐵礦，其占礦石礦物相對含量的1.42%（含少量磁黃鐵礦），其次為毒砂，相對含量為1.07%，除此之外其它金屬硫化物含量相對較少。金屬氧化物合計占0.50%，其中褐鐵礦含量為0.30%。脈石礦物經分析檢測，以石英為主，相對含量為54.40%，其次為長石，其它脈石含量相對較少。詳細檢測結果見礦石礦物組成及含量檢測結果表2。

表2 礦石礦物組成及含量檢測結果

主要礦物特征：

自然金：金黃色，以角粒狀﹑渾圓粒狀﹑尖角粒狀﹑小麥粒狀﹑長角粒狀等形態為主，粒度以微粒金為主，占85.3%，細粒金占11.5%，中粒金僅占3.2%。多數金礦物顆粒清潔，但有少量金礦物與金屬氧化物連生，金礦物顆粒的凹陷處多數都夾雜或粘附金屬氧化物。礦石中金以三種形式存在于礦物中，粒間金53.27%，包裹金32.82%，少量的裂隙金，占13.91%。

黃鐵礦【FeS2】：相對含量的0.52%，嵌存粒度以0.01mm～0.1mm為主，主要呈半自形晶～它形晶粒狀鑲嵌賦存在脈石礦物中，少量呈立方體﹑五角十二面體等自形形態分布。黃鐵礦碎裂結構較發育（圖2）。說明黃鐵礦形成后該地區有構造運動產生。由于該礦石中黃鐵礦受氧化作用的影響，依據氧化程度的不同，可將黃鐵礦分為兩種類型；①受輕微氧化作用影響的黃鐵礦：主要呈原始狀態分布在礦石中，鏡下觀察到多數黃鐵礦顆粒邊部清潔，顆粒周邊偶見有褐鐵礦分布。黃鐵礦與其它金屬硫化物嵌存關系不密切，僅見有少量與毒砂呈緊密連晶分布在礦石中。②受較強氧化作用影響的黃鐵礦：礦石中部分黃鐵礦被褐鐵礦氧化交代，褐鐵礦呈環帶結構分布在黃鐵礦顆粒周邊，或沿黃鐵礦裂隙呈細脈狀﹑枝杈狀等形態進行氧化交代（圖3）。嵌存在礦石裂隙發育﹑滲透性好的礦塊中的黃鐵礦幾乎完全由褐鐵礦所替代。

圖1 顯微鏡下金礦物的形態特征

圖2 顯微鏡下黃鐵礦呈碎裂結構嵌存在礦石中

圖3 顯微鏡下黃鐵礦沿裂隙氧化交代

毒砂【FeAsS】：礦物相對含量的0.34%。嵌存粒度以0.01mm～0.1mm區間為主。在礦石中毒砂主要呈半自形晶～它形晶結構分布，少量呈斜方柱狀﹑菱面體等自形形態嵌布，偶見集合體呈放射狀產出。毒砂除少量與黃鐵礦有嵌存關系外，與其它金屬礦物嵌存關系不密切。經高倍鏡下觀察，毒砂晶體碎裂結構很發育，鏡下很難檢測到晶形完整的顆粒，為此證明毒砂形成后，在構造應力作用的影響下，使原較為完整的自形顆粒產生碎裂或碎粒化現象。金礦物顆粒中常有含砷礦物分布，認為在原始礦石中金礦物與毒砂有一定的嵌存關系。

石英【SiO2】：是礦石中主要的脈石礦物，也是金的主要載體礦物之一，含量高﹑分布廣，占礦物相對含量的49.11%。礦石中石英以粒狀產出為主，顆粒較均勻，常與鉀長石﹑鈉長石等連晶嵌布。粒狀石英與金屬硫化物嵌存關系密切，鏡下檢測到在粒狀石英中﹑粒間和裂隙均有金礦物分布，說明硅化與金礦化關系較密切，少量石英呈細脈狀分布，與金屬硫化物關系不密切，應該屬于成礦晚期階段所形成的產物。

方解石【CaCO3】：為礦石中較為常見的碳酸鹽礦物，占礦石礦物相對含量的9.85%。在礦石中嵌存形態以菱面體為主，該礦石中方解石的形成屬晚期成礦階段的產物，在方解石中很難檢測到有金屬硫化物分布，與金礦化關系不密切，多呈枝杈狀﹑不規則狀等形態充填在石英粒間或裂隙中。

2.2 金元素的賦存狀態研究

本金礦中金主要賦存于黃鐵礦化﹑褐鐵礦化碎裂砂巖﹑粉砂巖﹑石英砂巖等中。金以兩種形式出現。一是硫化礦石中的自然金地表氧化再沉淀富集，金粒度為10微米至0.9mm。另一種是汽水熱液交代的巖脈金，呈自然金，星點狀﹑膠狀，粒度10微米至0.4mm。金賦存于黃鐵礦-砷黃鐵礦石中，具有工業價值的是金-砷黃鐵礦-石英礦石[3]。

2014年12月國內某黃金研究院提交的《某有限公司含金氧化礦石工藝礦物學研究報告》中對金的賦存狀態進行了詳細研究。

（1）金的粒度特征。根據光片鏡下測定，結合人工重砂分析，該礦石中金礦物嵌存粒度以微粒金為主，占85.3%，細粒金占11.5%，中粒金僅占3.2%，尚未發現有粗粒金和巨粒金分布，金礦物粒度分布測定結果見表3。

表3 金礦物粒度分布測定結果

（2）金的形態特征。該礦石中金礦物的形態以角粒狀﹑渾圓粒狀﹑尖角粒狀﹑小麥粒狀﹑長角粒狀等形態為主，其它形態含量較少。

（3）金的嵌布特征。通過對光片鏡下檢測，金的賦存狀態分為三種：包裹金﹑裂隙金﹑粒間金。

包裹金是指金粒完全包含于載金礦物中，形態以粒狀﹑渾圓粒狀﹑小麥粒狀為主，與載金礦物邊界圓滑平整，說明金粒先于載金礦物晶出，金礦物隨即被析出的礦物包圍而成，部分包體金被溶蝕成不規則狀，這是二者晶出時間相隔較長的反應。

裂隙金是指破碎裂隙的充填金，多與碎裂狀的黃鐵礦等硫化物有關，由含金多金屬硫化物或脈石（石英）充填在早期形成礦物裂隙中而成，金礦物的形態受裂隙所控制，以枝杈狀﹑片狀和針線狀等形態為主。

粒間金是指金礦物分布于載金礦物晶粒間，與載金礦物同時形成，其形態受礦物晶隙控制，多為角粒狀﹑尖角粒狀﹑小麥粒狀等。

2.3 工藝礦物學特征

本文限于篇幅，只對原生礦進行工藝礦物學研究，原生礦礦石中主要金屬硫化物為黃鐵礦，含量為1.42%，其次為毒砂，含量為1.07%，其他金屬硫化物含量較少。金屬氧化物主要為褐鐵礦，含量為0.30%。脈石礦物主要為石英，含量為54.40%，其次為長石，含量為22.30%，其他脈石礦物含量較少。經化學多元素分析，礦石中硫的含量為0.97%，礦石工藝類型為少硫化物微細粒浸染型含金礦石。

礦石中金礦物為自然金，平均成色為931.6‰。品位1.65g/t。金礦物外形形態主要為角粒狀﹑板片狀﹑尖角粒狀，長角粒狀﹑小麥粒狀﹑渾圓狀﹑枝叉狀﹑葉片狀含量相對較少。礦石中金礦物嵌存粒度主要在0.037mm以下，含量82.75%；大于0.074mm含量為12.95%，這部分金礦物應該提前采取重選工藝回收，否則會流失于浮選尾礦中。自然金表面不清潔，常有黃鐵礦﹑毒砂﹑石英﹑長石等礦物嵌存。礦石中金礦物嵌存關系以包裹金為主，含量61.79%，其中硫化物包裹金含量53.47%，脈石包裹含量8.32%；硫化物粒間金含量20.14%，脈石粒間金含量2.69%；硫化物裂隙金含量8.28%，脈石裂隙金含量1.76%。

3 加工技術性能研究

2017年國內某黃金設計院有限公司受礦業公司委托，對其提供的塔吉克斯坦金斗山礦區氧化礦（指強氧化礦）﹑混合礦和原生礦含金礦石樣品進行工藝礦物學和選礦試驗研究，目的是查明礦石工藝特性。本文限于篇幅只對礦區內儲量最大的原生礦進行加工技術性能研究。

3.1 礦石工藝特征

（1）礦石中主要金屬硫化物為黃鐵礦，含量為1.42%，其次為毒砂，含量為1.07%，其他金屬硫化物含量較少。金屬氧化物主要為褐鐵礦，含量為0.30%。脈石礦物主要為石英，含量為54.40%，其次為長石，含量為22.30%，其他脈石礦物含量較少。礦石工藝類型定義為少硫化物微細粒浸染型含金礦石。

（2）礦石中金礦物嵌存粒度大于0.074mm含量為12.95%，這部分金礦物應該提前采取重選工藝回收，否則會流失于浮選尾礦中。原礦重選試驗回收率為13.38%。避免大顆粒金礦物流失。

3.2 礦石氰化浸出試驗

磨礦細度為-0.074mm含量90%，礦漿濃度33%，CaO用量為3.0kg/t，NaCN用量0.8kg/t，浸出時間24h，金浸出率為16.87%。浸出效果不好。主要是原礦磨礦細度-0.074mm含量90%條件下，單體與連生金含量僅占44%。其次是毒砂礦物影響，毒砂在礦漿中氧化，會在金顆粒表面形成薄膜，影響金礦物浸出。還有金礦物表面不清潔，也會影響浸出速度。

3.3 礦石-0.074mm含量65%重選+浮選試驗

重選產率為0.021%，重砂品位為1077.9g/t，回收率為13.38%，浮選產率為3.77%，精礦品位為34.53g/t，回收率為76.95%，重選+浮選總回收率為90.33%。建議對金精礦采取提金回收研究，以達到礦產資源經濟效益最大化。

3.4 影響選礦工藝因素

礦石中金礦物的嵌存關系以包裹金為主，占61.79%，其中金屬硫化物包裹金占53.47%，少量粒間金及裂隙金。就本礦石而言，對于浮選提金工藝，以下兩個方面的礦物學因素存在不良影響：

（1）自然金粒度及形態的影響：礦石中自然金粒度分布不均，有巨粒金嵌存，在浮選過程中這部分金不易上浮，會造成金的流失。根據對金礦物形態特征檢測可知，金礦物主要以角粒狀及板片狀為主，浮選過程中呈版片狀及角粒狀分布的金因其表面積較大，容易上浮，對金的浮選回收非常有利。但也有少部分呈麥粒狀及渾圓粒狀分布的金，因其表面積小，浮選過程中不易上浮，容易流失。

（2）脈石及金屬氧化物的影響：礦石中金礦物主要與黃鐵礦﹑毒砂嵌存密切，但由于部分黃鐵礦與毒砂粒度較細，在磨礦過程中不易與脈石完全解離，這部分未解離完全硫化物的常與脈石呈連生體或被脈石包裹狀態分布，在浮選流程中會造成自然金呈雙重包裹形式而隨脈石流失到尾礦中。另外，部分黃鐵礦邊部有氧化鐵交代，磨礦過程中解離不完全，浮選過程中也會造成硫化物隨氧化物一起流失到尾礦中，從而影響金的回收。

4 結論

通過巖礦鑒定及礦物工藝學研究，提出了對原生礦進行原礦氰化浸出試驗和原礦-0.074mm含量65%重選+浮選試驗兩種選礦方法。綜合分析由于礦區內原生礦采用浮選，回收率88%。影響回收的主要因素是自然金粒度形態及脈石﹑金屬氧化物兩方面，前者主要是巨粒金，后者為脈石及氧化物包裹自然金。