新形勢(shì)下找礦在金礦床石英中的應(yīng)用探討

蘭新萬(wàn)

摘要： 從石英的形態(tài)、顏色、晶胞參數(shù)、熱發(fā)光性、紅外譜學(xué)、微量元素及包裹體特征等方面分析總結(jié)金礦床中石英的標(biāo)型特征及其找礦意義。研究表明含金或富含金石英的標(biāo)型特征是：顏色為淺灰色、灰色、煙灰色；形態(tài)呈晶簇狀、纖維狀、梳狀等；晶胞參數(shù)值較大；熱發(fā)光曲線以多峰或高峰為特征；含金石英具有較高的鋁及堿含量；包裹體具有數(shù)量較大、含CO2較多的特征。石英標(biāo)型可作為尋找金礦的找礦礦物學(xué)指示標(biāo)志。

關(guān)鍵詞： 石英；標(biāo)型特征；金礦床；找礦：應(yīng)用

Abstract: from the quartz, the shape of the color, crystal cell parameters, hot luminance, infrared spectrum learn, trace elements and inclusion analysis of the features of the gold deposits of quartz standard type characteristics and prospecting significance. Research shows that contain gold or rich JinShiYing standard type feature is: the color of light gray, gray, smoke gray; In shape crystal clumps, fibrous, comb, etc.; Crystal cell parameters value bigger; Hot with light peak or peak curve for characteristic; Non-industrial auriferous quartz has high aluminum and alkali content; Inclusion of bigger, including the number has the characteristics of more CO2. ShiYingBiao type can be used as the quest for gold prospecting mineralogy indication.

Keywords: quartz; Standard type; Gold deposits, Prospecting: application

中圖分類號(hào)：O741+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0 前言

石英含金性的找礦礦物學(xué)標(biāo)志是：含金石英顏色為灰色、煙灰色；形態(tài)呈晶簇狀、纖維狀，微形貌表現(xiàn)出各種形變或具有微裂隙；譜學(xué)特征顯示出石英中水的相對(duì)光密度高，一般大于1；石英的微量元素具有較高的金、鋁和堿含量，K/Na比值高的特征；石英的晶胞參數(shù)值較大，單位晶胞體積v0大于112.94?3；石英中包裹體具有數(shù)量較大（單位體積中的個(gè)數(shù)多），含CO2較多，鹽度較低的特點(diǎn)；含金石英脈中的石英的熱發(fā)光曲線以不對(duì)稱雙峰或三峰型以及高峰為特征。但對(duì)于不同類型的金礦床，石英的標(biāo)型性主次也不盡一致，某金礦床次要的標(biāo)型性質(zhì)對(duì)于另一個(gè)金礦床而言可能是主要的找礦和評(píng)價(jià)標(biāo)志。因此，研究金礦床中石英的標(biāo)型特征應(yīng)具體分析，重點(diǎn)抓住那些對(duì)判明礦物、巖石、礦床形成的物理化學(xué)條件和找礦條件反映最敏感、隱藏地質(zhì)信息和找礦信息最多且便于對(duì)比，并對(duì)找礦和評(píng)價(jià)具有直接指示意義的標(biāo)型特征。

1 形態(tài)標(biāo)型

1.1 宏觀形貌特征

不同類型金礦床中的石英，與成礦有關(guān)的形態(tài)標(biāo)型有所差異，一般含礦石英的形態(tài)特點(diǎn)是具有淺灰色、灰色的粒狀和纖維狀（粒度細(xì)?。┑乃渭象w以及晶簇狀、梳狀等，無礦石英一般為乳白色、白色的塊狀或致密塊狀體。四川省九寨溝縣馬腦殼金礦床或與成礦密切相關(guān)的石英形態(tài)呈晶簇狀，且伴有金屬硫化物，并含有多金屬硫化物包體；無礦石英則為白色塊狀、包體少為特征。小秦嶺金礦床含礦石英為灰色晶簇狀、纖維狀和粒狀，這類石英的共生礦物出現(xiàn)較多的金屬硫化物，并遭受過明顯地破碎，粒度變化較大，從細(xì)粒、粗粒到板狀都有分布；無礦石英一般呈塊狀或致密塊狀體，相對(duì)地較完整，極少見硫化物。這種含礦和無礦石英的形態(tài)特點(diǎn)，幾乎為大多數(shù)含金石英脈所特有，因而是十分可靠的金礦化標(biāo)志。對(duì)于金礦床找礦和評(píng)價(jià)具有指示意義。

1.2 微形貌特征

近年，隨著找礦礦物學(xué)的興起和發(fā)展，金礦床中石英微形貌的研究也日趨引起重視。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料，金礦床中含金石英脈一般由幾個(gè)不同世代的石英組成，早世代石英通常與金礦物成伴生關(guān)系，常經(jīng)受多次構(gòu)造應(yīng)力作用而發(fā)生形變，顯示各種變形跡象，表現(xiàn)為多組條帶狀消光影、蠕動(dòng)塑性變形、包裹體被壓扁、波狀消光、微裂隙等，特別是構(gòu)造微裂隙可為晚期成礦物質(zhì)提供良好的沉淀場(chǎng)所。晚世代石英則常與金礦物（包括含金硫化物）成共生關(guān)系，它一般只顯波狀消光和塑性變形紋，而不顯脆性變形裂隙、角礫。它的出現(xiàn)與否及數(shù)量多少，與是否能夠形成金礦床有關(guān)。這種石英可作為金礦的直接找礦標(biāo)志。東烏茲別克斯坦金礦床中的含金石英具有臺(tái)階狀、纖維狀斷口和直角三角形蝕象等特征。因此，石英中的微形貌特點(diǎn)對(duì)金礦化具有指示意義。

2 成分標(biāo)型

2.1 微量元素特征

金含量：四川省九寨溝縣馬腦殼金礦、吉林團(tuán)結(jié)溝金礦、廣西古袍金礦等，含礦石英中金含量較高，一般大于0.85g/t；而無礦或圍巖中的石英金含量則較低，一般都小于0.1g/t；因此，石英中金的含量變化可作為評(píng)價(jià)金礦化的直接找礦標(biāo)志。

結(jié)構(gòu)鋁及堿含量：用來評(píng)價(jià)脈石英的含金性；熱液礦脈和含金石英脈中石英的結(jié)構(gòu)鋁含量相對(duì)較高，含金石英脈中的石英含Al2O3可高達(dá)0.014-0.11%。對(duì)于含金性較好的石英來說，其中結(jié)構(gòu)鋁的含量較高；在石英中由于類質(zhì)同像的替代作用，結(jié)構(gòu)鋁代替硅需要Na、K、（Li、H）等加入才能平衡：即Si4+－Al3+ +（Na+、K+、Li+、H+）。因此，金礦床中的脈石英含較多的結(jié)構(gòu)鋁和Na2O、K2O、Li2O，即具有較高的堿質(zhì)濃度。如廣西古袍金礦床中含金大于0.07g/t礦化石英的結(jié)構(gòu)鋁、堿含量高于含金小于0.03g/t的非礦化石英，前者Al+Na+K為0.197-0.3%， 后者僅為0.087-0.179%，其K/Na比值也高于非礦化石英。四川省九寨溝縣馬腦殼金礦床中石英的Al+Na+K為0.253%，一般K2O>Na2O，且石英中金的含量變化與Li、Al、K、Na有正消長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。因此，金礦床中石英的結(jié)構(gòu)鋁、堿質(zhì)含量、K/Na比值具有找礦指示意義。

經(jīng)研究表明，不同建造的金礦床中石英微量元素含量有所差異。深成建造金礦床中石英的微量元素標(biāo)型特征是Al含量中等，Na含量高，高的K/Li和Na/Li比值，Ag、As、Pb和Sb的含量低，高的Au/Ag、Au/Cu、Au/As和Mo/w；與深成建造的石英相比，中深成建造的石英中Al、Na和W含量較低，Au、Ag含量較高，As、Bi、Pb和Sb的含量高很多。淺成建造金礦床中的Al含量高，而堿金屬含量主要是K和Na的含量異常高。據(jù)此，金礦床中石英的微量元素變化可以作為判別金礦床形成深度的指示標(biāo)志。

2.2 包裹體特征

金礦床中石英包裹體成分相、比例、包裹體數(shù)量等是成礦、成巖物理化學(xué)條件的客觀反映。石英中包裹體類型有液相、氣液相、氣相和氣液固三相包裹體等。通常富含CO2包裹體可作為多種礦產(chǎn)的找礦評(píng)價(jià)標(biāo)志。一般含金石英脈中的石英，包裹體成分多為堿性重碳酸鹽，Na+/K+>1，HCO3-/C1->0.5，主成礦溫度為130℃-200℃。如淺成火山熱液金礦床包裹體僅CO2可作為找礦評(píng)價(jià)標(biāo)志，CO2/H2O克分子比值多為0.02-0.03，CO2/（CH4+H2）為200-300。實(shí)驗(yàn)研究資料表明，石英中包裹體成分主要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、C1-、F-、CO2、H2O等；但總的來說，含金石英脈比不含金石英脈中的石英具有包裹體的數(shù)量較大（單位體積中的個(gè)數(shù)多），含CO2較多，鹽度較低（有的礦床為0.4-4.6NaCl重量%），常出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象的特點(diǎn)。四川省九寨溝縣馬腦殼金礦床中石英含有H2O、K+、Na、Ca、Ma2+、Cu2、Pb2+、Zn2+、F-、SO42-、C1-、H2、CO2、CH4等等，且包體中含有較多的CO2，由0.004到微量；這也可作為尋找和評(píng)價(jià)二道溝金礦的一種礦物學(xué)標(biāo)志。

3 物性標(biāo)型

3.1 顏色特點(diǎn)

金礦床中石英的顏色較多，其產(chǎn)生的原因是多成因的，有的是缺陷引起的色心致色，有的是微量元素及機(jī)械混入物致色，不同顏色在生成條件上有一定差別。金礦床中石英的顏色較多，含礦石英的顏色主要是淺灰色、灰色和煙灰色；無礦石英為純白色、乳白色；四川省九寨溝縣馬腦殼金礦床中含礦或與成礦相關(guān)的石英顏色呈現(xiàn)淡灰色、灰色，透明度差，光澤為暗淡光澤，形態(tài)呈現(xiàn)晶簇狀，并含有多金屬硫化物包體，不含礦或微含礦石英則顏色以白色為主。小秦嶺金礦床、浙江遂昌——龍泉地區(qū)金銀礦、廣西古袍金礦等石英都顯示該特點(diǎn)。古袍金礦石英為煙灰色，含金0.17-37.5g/t，平均值為7.84g/t，為主要工業(yè)礦石；而乳白色、瓷白色和純白色的石英含金較低，小于0.07g/t。金礦床中石英的灰色、煙灰色特點(diǎn)可作為評(píng)價(jià)其含礦性的指示標(biāo)志。

3.2 壓電性

金礦床中脈石英的壓電性也可以作為評(píng)價(jià)石英脈含金性的一個(gè)輔助標(biāo)志；金礦床中石英的壓電系數(shù)d值（即單位面積內(nèi)產(chǎn)生的電荷除以應(yīng)力的數(shù)值），隨樣品產(chǎn)出深度的增加而線性上升；有時(shí)也可以判斷礦化剝蝕深度。

3.3 介電性

石英的介電常數(shù)ε，可隨形成溫度、壓力的降低而減??；在評(píng)價(jià)石英脈含金性方面，石英的介電常數(shù)ε具有較重要的實(shí)際意義，貧金的石英之介電常數(shù)ε值隨高頻振蕩器的頻率由十萬(wàn)赫茲到一百萬(wàn)、一千萬(wàn)、一億赫茲，而依次略微升高（變化不算太大）的曲線；而富金石英則ε值變化較大，依次為低、最高（一百萬(wàn)赫茲出現(xiàn)峰值）、次低到高的有峰有谷的曲線。據(jù)此，可以判別石英的含金性。

3.4 晶胞參數(shù)特征

金礦床中石英的晶胞參數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)石英的含金性具有標(biāo)型意義。由于雜質(zhì)鋁及補(bǔ)償堿元素等大半徑離子以類質(zhì)同像方式進(jìn)入石英晶格中，引起晶體晶胞參數(shù)發(fā)生變化；含礦石英脈，一般含微量元素較多，往往比不含礦石英的晶胞參數(shù)值大。如團(tuán)結(jié)溝金礦床中礦石內(nèi)石英的晶胞參數(shù)比圍巖元古界片巖中的石英晶胞參數(shù)值大。研究資料表明，含金石英的單位晶胞棱長(zhǎng)a 3 0一般大于4.9125?，c0大于5.4040?，單位晶胞體積v0大于112.94? ；無金石英則小于以上晶胞參數(shù)值。四川省九寨溝縣馬腦殼金礦床中含金石英的晶胞參數(shù)a0大于4.91519?，c0大于5.40795?，v0大于113.146?；大于無金石英的晶胞參數(shù)a 3 04.91243?，c05.40305?，v0112.914? 。該金礦床v0值較大；且石英晶胞參數(shù)的大小與礦床的規(guī)模成正比，反映出二道溝金礦床規(guī)模較大，這與該礦區(qū)地質(zhì)勘探儲(chǔ)量屬中型以上金礦床結(jié)論相一致；因此，石英的晶胞參數(shù)特征可作為評(píng)價(jià)金礦的重要標(biāo)志。

3.5 紅外吸收光譜特征

金礦床中石英的紅外吸收光譜特征也具有找礦指示意義。吳尚全通過對(duì)團(tuán)結(jié)溝金礦床中石英紅外吸收光譜的研究表明，通過3400cm-1和2350cm-1吸收帶D1和D2與石英晶體本身吸收帶（2230cm-1）D的相對(duì)光密度D1/D（水的相對(duì)光密度）和D2/D（CO2的相對(duì)光密度）值，來確定石英生成的地質(zhì)環(huán)境，從而對(duì)其含礦性作出評(píng)價(jià)；團(tuán)結(jié)溝金礦區(qū)含金石英與元古界片巖中不含金石英截然不同，前者以水的相對(duì)光密度高為特征（大于1，一般為2-12），后者水的相對(duì)光密度都小于或等于1。據(jù)此，石英的吸收系數(shù)可以作為找礦評(píng)價(jià)的一種礦物學(xué)譜學(xué)標(biāo)志。

3.6 熱發(fā)光標(biāo)型

金礦床中石英的熱發(fā)光是最重要的標(biāo)型性質(zhì)之一，石英在成長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的晶格缺陷以及雜質(zhì)元素含量不同，在其加熱過程中會(huì)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的熱發(fā)光效應(yīng)。石英的熱發(fā)光性質(zhì)與晶體中因結(jié)構(gòu)鋁（Al3+）代替Si4+時(shí)Na+、K+等離子進(jìn)入結(jié)構(gòu)空隙而造成的雜質(zhì)缺陷有關(guān)，一般石英中Al3+、K+、Na+等雜質(zhì)元素含量越高，石英熱發(fā)光強(qiáng)度越大。熱發(fā)光峰的溫度則與俘獲電子陷入晶格陷井能級(jí)深度有關(guān)；生成時(shí)代越老的石英，俘獲電子陷入較深能級(jí)的陷井，因而一般熱發(fā)光峰的溫度較高；時(shí)代越新的石英則相反，熱發(fā)光峰的溫度較低，發(fā)光曲線也相對(duì)簡(jiǎn)單。

石英的熱發(fā)光可大致判別和估測(cè)成礦部位；T.A尤爾堅(jiān)桑研究結(jié)果表明，一般情況下石英的熱發(fā)光的趨勢(shì)為越深部、越高溫，越有利于Si被Al+(Na+K、Li、H)類質(zhì)同像替換，則隨成礦深度的增加，熱發(fā)光最大值也增加。

石英的熱發(fā)光可以用來評(píng)價(jià)金礦石的含礦性。徐國(guó)風(fēng)通過對(duì)浙江火山巖區(qū)金礦床的石英熱發(fā)光研究后發(fā)現(xiàn)，一般富礦內(nèi)石英的熱發(fā)光性弱；貧礦的熱發(fā)光性強(qiáng)。含金最富的紹興中岙銅金礦中礦石的石英熱發(fā)光強(qiáng)度小于1.5×10-10流明；次富的銀坑山金銀礦石中石英的熱發(fā)光強(qiáng)度為8×10-10流明；含金較小的武義弄坑金銀礦石中石英的熱發(fā)光強(qiáng)度達(dá)33×10-10流明；含金性最差的東陽(yáng)羅山金銀礦石中石英的熱發(fā)光強(qiáng)度達(dá)70×10-10流明。表明石英的熱發(fā)光強(qiáng)度可以作為評(píng)價(jià)金礦石的含礦性一種判別標(biāo)志。

石英的熱發(fā)光曲線特征也可以用來判斷石英脈的含金程度；夾皮溝金礦區(qū)一般熱發(fā)光曲線多峰特征的石英屬于含金石英脈，而且在整個(gè)礦區(qū)的NW向成礦帶內(nèi)，不管礦床的圍巖條件如何，該類石英的熱發(fā)光曲線總是大致相同。因此在普查找礦中，這種熱發(fā)光曲線類型的石英可作為尋找金礦的礦物學(xué)標(biāo)志。駱靖中通過對(duì)廣西某金礦床石英熱發(fā)光的研究，微金石英脈，石英含金小于0.03g/t，未構(gòu)成工業(yè)礦石，石英的熱發(fā)光曲線主要表現(xiàn)為單峰型，僅少數(shù)為發(fā)光峰強(qiáng)度不高的對(duì)稱雙峰型。含金石英脈，石英含金量0.11-37.5g/t，平均值為7.60g/t，礦石平均品位為32.72g/t，石英的熱發(fā)光曲線以不對(duì)稱雙峰或三峰型為特征；而團(tuán)結(jié)溝斑巖型金礦床中石英熱發(fā)光曲線以單峰型為主，且發(fā)光強(qiáng)度大者屬富含金石英。四川省九寨溝縣馬腦殼金礦床石英熱發(fā)光曲線有單峰型、雙峰型和三峰型；其熱發(fā)光標(biāo)型為礦脈（體）在220-285℃之間熱發(fā)光具有明顯的中溫峰，曲線以尖銳單峰或階梯狀雙峰且發(fā)光強(qiáng)度大為特征；圍巖石英熱發(fā)光具有平緩單峰或低緩雙峰的特征。因此，含金石英脈的石英熱發(fā)光曲線形態(tài)較復(fù)雜，峰強(qiáng)度變化較大?？偟膩碚f，石英熱發(fā)光曲線形態(tài)多峰或高峰可以作為一種找礦礦物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)志。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)金礦床中石英標(biāo)型特征的綜合分析與研究表明，石英的熱發(fā)光性、微量元素、顏色、形態(tài)、晶胞參數(shù)、紅外譜學(xué)以及包裹體等標(biāo)型特征，對(duì)于金礦床找礦和評(píng)價(jià)具有重要的實(shí)際意義。

石英是金礦床中最重要的脈石礦物，在各種主要類型的金礦床中都廣泛產(chǎn)出，它幾乎和黃鐵礦一樣儲(chǔ)藏有大量的成因和成礦信息。本文試圖通過不同金礦床中石英的找礦礦物學(xué)資料的分析與研究，總結(jié)了石英的標(biāo)型特征(包括形態(tài)、化學(xué)成分、晶胞參數(shù)、熱發(fā)光、紅外譜學(xué)和包裹體等)及其找礦標(biāo)志意義；同時(shí)探討了石英的標(biāo)型特征在金礦找礦和評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。