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(xué)，四川 成都 610000）

1.引言

當(dāng)前國內(nèi)絕大部分的省市地區(qū)均有金礦，國內(nèi)的此類經(jīng)濟(jì)性礦物以自然金與銀金為主，僅有極少的礦床的主要物質(zhì)是碲化物。結(jié)合礦物內(nèi)金的情況，便可將金礦物分成多個(gè)類型。其中，獨(dú)立礦物的存在形式為金及含金礦物，工業(yè)運(yùn)用的頻率較高，可直接使用的礦物占總發(fā)現(xiàn)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(xué)角度

首先，粘土巖。其包含多種礦物質(zhì)，如黃鐵礦、炭質(zhì)等，其中的水云母含量最高。該種礦物質(zhì)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(dá)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(gè)顆粒聚集分布，在礦區(qū)內(nèi)的分布相對(duì)分散，并在水云母內(nèi)結(jié)成好似晶體的狀態(tài)。一般會(huì)被水云母和硫元素等物質(zhì)圍繞，該物質(zhì)的含量在12.5%左右。另外，大部分的硫化物也不會(huì)過于集中，基本處于分散的情況，并且其中絕大多數(shù)出現(xiàn)在條帶狀及薄層，其的大小是以微米計(jì)量，含量相較于上述兩種，相對(duì)偏小，僅約在5%，僅有少部分的區(qū)域超過10%。

圖 1 鐵白云石

其次，砂巖及粉砂巖。根據(jù)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，此類巖石內(nèi)的金元素含量相對(duì)偏多。其中碎屑內(nèi)包含石英、硅質(zhì)巖的碎屑、皓石等。碎屑物的外觀形狀有大量棱角，礦區(qū)內(nèi)分布較為平均。其中的石英常出現(xiàn)波狀消光，邊緣區(qū)域會(huì)被其他物質(zhì)溶蝕，因此呈現(xiàn)出極為不規(guī)則的外形。顆粒的直徑一般不會(huì)超過0.5 mm，砂巖中有65%左右的物質(zhì)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(jié)物內(nèi)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(guī)律可言，基本都會(huì)和粘土相伴而生。膠結(jié)物中，硫化物在各區(qū)域的分布基本一致，所以展現(xiàn)出侵染的現(xiàn)象。

圖 2 角礫巖

2.2 蝕變影響

其一，硅化。該區(qū)域內(nèi)的石英石并不都是碎屑物質(zhì)，受到硅化作用的石英石總體可被分成兩個(gè)階段。第一階段硅化形成的石英，有片狀、柱狀等，多出現(xiàn)在交代原巖及部分膠狀物中，此類石英石的透明指數(shù)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(nèi)的金元素每噸超過40 g，由此基本可以認(rèn)為此階段發(fā)生的硅化現(xiàn)象和金礦化的蝕變存在聯(lián)系。而第二階段的石英石，并非片狀分布，成為填補(bǔ)縫隙的物質(zhì)，相較上一階段，其顆粒尺寸明顯增大，且透明指數(shù)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(shí)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(nèi)或多或少都會(huì)有黃鐵礦（如圖3），但因?yàn)樾纬傻臅r(shí)期不同，所以會(huì)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(huì)超過1%。同時(shí)此類礦石幾乎不會(huì)獨(dú)立形成，會(huì)和后生階段的黃鐵礦同時(shí)出現(xiàn)，并在其周圍分布。最后，少量礦石內(nèi)會(huì)有毒砂，且該物質(zhì)的尺寸差別相對(duì)偏大。而其是表示該區(qū)域含有金元素的主要物質(zhì)之一。

圖 3 黃鐵礦石

其三，高嶺石化。其出現(xiàn)在硅化的后半階段以后，分布在各個(gè)裂縫內(nèi)，因此分布狀態(tài)是無規(guī)律的脈狀，并分割晚期的石英石，或出現(xiàn)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(xiàn)在多個(gè)成巖時(shí)期。例如，鐵白云石化通常出現(xiàn)在成巖階段的后半段，為顆粒狀。在各類巖石內(nèi)都為零散狀態(tài)。而方解石一類則多出現(xiàn)在后生成巖時(shí)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(guī)則的石粒。但進(jìn)入晚期及趨近晚期時(shí)，尺寸有所擴(kuò)大，甚至達(dá)到幾厘米。

2.3 地球化學(xué)

該金礦內(nèi)的金含量在不同區(qū)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(qū)內(nèi)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(qū)域極多。所以，以地球化學(xué)的角度，礦區(qū)內(nèi)元素呈多樣化的特點(diǎn)，在板其區(qū)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(guān)聯(lián)，如砷、氧化鎂等。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)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(huì)超過50%，由此可得，此組元素在板其金礦礦區(qū)內(nèi)處于基本均勻的狀態(tài)。其為砂巖和粉砂質(zhì)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(lián)系有限，表示金和其無過于緊密的聯(lián)系。

第二，銅、鈷以及鋅等物質(zhì)的變異程度也不高，整體分布也比較勻稱。體現(xiàn)出其是被成巖及沉積的雙重作用力影響。并且和金的聯(lián)系較小，因此，此類元素從成因的角度來看，和金元素?zé)o較為明顯的聯(lián)系。第三，金和砷的變異程度較大，均高達(dá)120%，但同時(shí)也表現(xiàn)出此類元素較為分散且不均勻，也體現(xiàn)出其不被沉積而左右。二者之間的關(guān)聯(lián)性極為明顯，基本可以斷定二者屬于共生關(guān)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(guān)聯(lián)性。造成此種現(xiàn)象的主要原因在于內(nèi)有礦的溶液融入存有鐵白云石的巖體內(nèi)，CaCO3會(huì)在極短的周期內(nèi)大量耗費(fèi)水解，形成氫離子。此時(shí)內(nèi)部存在金元素的物質(zhì)水解速度便會(huì)大幅提高，進(jìn)而推動(dòng)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(diǎn)包含多項(xiàng)。其一，金礦化處于某特定區(qū)域內(nèi)時(shí)，一般會(huì)呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的層位，雖不均勻但也存在一定的規(guī)律。其二，在碎屑巖和粘土巖內(nèi)的礦物質(zhì)較多，整體分成多層，基本上在同一區(qū)域，垂直方向的物質(zhì)，存在狀態(tài)基本相同。并于部分層位區(qū)域內(nèi)，會(huì)被斷裂破碎帶的作用影響，形成脈狀等情況。其三，礦區(qū)內(nèi)的物質(zhì)品類并不復(fù)雜，各礦物質(zhì)的組合方式比較單一。且整體的結(jié)構(gòu)特征和由于形成的圍巖存在較多相同的特點(diǎn)。其四，在板其礦區(qū)內(nèi)或其周邊的區(qū)域幾乎沒有出現(xiàn)過巖漿巖，地表的巖石結(jié)構(gòu)比較單一。其五，利用科學(xué)的測(cè)溫技術(shù)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)礦石內(nèi)有機(jī)物質(zhì)，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(zhì)溫度，由此能得出此類巖石未能成功進(jìn)入變質(zhì)作用的時(shí)期。其六，板其礦區(qū)內(nèi)的微量元素種類較多。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)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(shí)，黃鐵礦內(nèi)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(nèi)。另外，硒元素每噸大致有9 g，此比例相對(duì)偏低?；鹕綗嵋盒纬傻牡V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(nèi)。其七，硫同位素。結(jié)合有關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，硫同位素在礦區(qū)內(nèi)的含量平均值高達(dá)12‰，根據(jù)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(yīng)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(jù)巖層結(jié)構(gòu)，該金礦和多個(gè)金礦床地處海盆的邊緣地帶。結(jié)合地質(zhì)形成的歷史階段，海盆是由碳酸鹽相沉積，臺(tái)地為發(fā)育碳酸鹽相沉積，二者在物質(zhì)含量、鹽的含量及溫度等方面的指標(biāo)都有所不同，若兩類水體接觸混合后，水介質(zhì)內(nèi)的部分物質(zhì)極易在混合區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)沉積，金礦床便由此而來。當(dāng)物質(zhì)可以較為平穩(wěn)的保留在堿性的熱水溶液內(nèi)，并被移動(dòng)，直至包含礦物質(zhì)的熱液流入結(jié)構(gòu)已經(jīng)分裂破碎區(qū)域內(nèi)，或受到其他因素的影響，使得溫度及壓力下降，其他的各項(xiàng)指標(biāo)均隨之降低，同時(shí)可能受到混合溶液本身的性質(zhì)存在差異等原因，造成金絡(luò)合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平衡被打破，金由此恢復(fù)成金屬金。此時(shí)若附著于黃鐵礦，或受水云母的影響，逐漸形成礦床。

4.結(jié)語

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