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(xué)研究

趙志強(qiáng)

（廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)，廣東 肇慶 526000）

中亞地區(qū)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(zhì)和經(jīng)濟(jì)合作基礎(chǔ)，塔吉克斯坦某巖漿熱液型金礦的發(fā)現(xiàn)就是塔國和我國經(jīng)濟(jì)地質(zhì)合作的碩果。通過十幾年來的地學(xué)合作，在地學(xué)對比研究，特別是塔吉克斯坦地區(qū)和中國新疆天山成礦帶的成礦規(guī)律總結(jié)與成礦地質(zhì)背景等方面，已取得重要成果，極大地豐富了礦床學(xué)理論。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，中國赴塔吉克斯坦進(jìn)行的礦山投資與合作越來越普遍，剖析其地區(qū)的典型的巖金礦床，對于幫助“走出去”的中國企業(yè)在其前期選取靶區(qū)及后續(xù)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(fā)現(xiàn)了各種規(guī)模的金礦，但需要指出的是，尚未發(fā)現(xiàn)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(qū)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(jù)塔吉克斯坦共和國科學(xué)院與地質(zhì)總局的內(nèi)部資料，其境內(nèi)已探明的巖金礦床多達(dá)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(chǎn)于塔吉克斯坦中部。

1 礦床地質(zhì)

礦區(qū)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(qū)內(nèi)分布廣泛，為一套細(xì)粒陸源碎屑沉積物。工作區(qū)位于波依馬扎爾背斜的南翼。背斜的南翼特點(diǎn)，南翼傾向向南，傾角30°～70°，靠近背斜軸部傾角較陡，遠(yuǎn)離背斜軸部產(chǎn)狀平緩。在工作區(qū)內(nèi)背斜南翼受構(gòu)造應(yīng)力擠壓，形成復(fù)式褶皺，褶皺總體近東西向，產(chǎn)狀平緩，褶皺頂部分被剝蝕，有大塊灰?guī)r殘留。褶皺的寬緩部位，在砂巖或片巖與灰?guī)r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(lián)地質(zhì)隊(duì)確定了喬列—東杜奧巴斷裂帶橫切過本工作區(qū)，斷裂帶特點(diǎn)寬50m～300m，產(chǎn)狀70°～85°。帶內(nèi)發(fā)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(diǎn)，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(chǎn)出。雅夫奇斷裂帶往東偏南延伸，橫貫?zāi)辰鸬V區(qū)，斷裂帶內(nèi)發(fā)育有密集鉀﹑鈉長石化中酸性脈巖，石英脈，碎裂巖等。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不太發(fā)育，僅礦區(qū)南東部有少量巖體出露，表現(xiàn)為巖株及巖脈。

2 礦石質(zhì)量及特征

限于篇幅，本文只對礦區(qū)儲量最大的原生礦進(jìn)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(xì)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(xué)測量系統(tǒng)檢測，并結(jié)合化學(xué)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(jì)占0.50%，其中褐鐵礦含量為0.30%。脈石礦物經(jīng)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(xì)檢測結(jié)果見礦石礦物組成及含量檢測結(jié)果表2。

表2 礦石礦物組成及含量檢測結(jié)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(tài)為主，粒度以微粒金為主，占85.3%，細(xì)粒金占11.5%，中粒金僅占3.2%。多數(shù)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(shù)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(tài)分布。黃鐵礦碎裂結(jié)構(gòu)較發(fā)育（圖2）。說明黃鐵礦形成后該地區(qū)有構(gòu)造運(yùn)動產(chǎn)生。由于該礦石中黃鐵礦受氧化作用的影響，依據(jù)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(tài)分布在礦石中，鏡下觀察到多數(shù)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(guān)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(qiáng)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(huán)帶結(jié)構(gòu)分布在黃鐵礦顆粒周邊，或沿黃鐵礦裂隙呈細(xì)脈狀﹑枝杈狀等形態(tài)進(jìn)行氧化交代（圖3）。嵌存在礦石裂隙發(fā)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(tài)特征

圖2 顯微鏡下黃鐵礦呈碎裂結(jié)構(gòu)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(qū)間為主。在礦石中毒砂主要呈半自形晶～它形晶結(jié)構(gòu)分布，少量呈斜方柱狀﹑菱面體等自形形態(tài)嵌布，偶見集合體呈放射狀產(chǎn)出。毒砂除少量與黃鐵礦有嵌存關(guān)系外，與其它金屬礦物嵌存關(guān)系不密切。經(jīng)高倍鏡下觀察，毒砂晶體碎裂結(jié)構(gòu)很發(fā)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(gòu)造應(yīng)力作用的影響下，使原較為完整的自形顆粒產(chǎn)生碎裂或碎?；F(xiàn)象。金礦物顆粒中常有含砷礦物分布，認(rèn)為在原始礦石中金礦物與毒砂有一定的嵌存關(guān)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(chǎn)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(guān)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(guān)系較密切，少量石英呈細(xì)脈狀分布，與金屬硫化物關(guān)系不密切，應(yīng)該屬于成礦晚期階段所形成的產(chǎn)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(tài)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(chǎn)物，在方解石中很難檢測到有金屬硫化物分布，與金礦化關(guān)系不密切，多呈枝杈狀﹑不規(guī)則狀等形態(tài)充填在石英粒間或裂隙中。

2.2 金元素的賦存狀態(tài)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(xiàn)。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(diǎn)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(yè)價值的是金-砷黃鐵礦-石英礦石[3]。

2014年12月國內(nèi)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(xué)研究報告》中對金的賦存狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)研究。

（1）金的粒度特征。根據(jù)光片鏡下測定，結(jié)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(xì)粒金占11.5%，中粒金僅占3.2%，尚未發(fā)現(xiàn)有粗粒金和巨粒金分布，金礦物粒度分布測定結(jié)果見表3。

表3 金礦物粒度分布測定結(jié)果

（2）金的形態(tài)特征。該礦石中金礦物的形態(tài)以角粒狀﹑渾圓粒狀﹑尖角粒狀﹑小麥粒狀﹑長角粒狀等形態(tài)為主，其它形態(tài)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(tài)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(tài)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(guī)則狀，這是二者晶出時間相隔較長的反應(yīng)。

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(guān)，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(tài)受裂隙所控制，以枝杈狀﹑片狀和針線狀等形態(tài)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(tài)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(xué)特征

本文限于篇幅，只對原生礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)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(jīng)化學(xué)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(xì)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(tài)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(yīng)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(guān)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(shù)性能研究

2017年國內(nèi)某黃金設(shè)計(jì)院有限公司受礦業(yè)公司委托，對其提供的塔吉克斯坦金斗山礦區(qū)氧化礦（指強(qiáng)氧化礦）﹑混合礦和原生礦含金礦石樣品進(jìn)行工藝礦物學(xué)和選礦試驗(yàn)研究，目的是查明礦石工藝特性。本文限于篇幅只對礦區(qū)內(nèi)儲量最大的原生礦進(jìn)行加工技術(shù)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(xì)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(yīng)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(yàn)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(yàn)

磨礦細(xì)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(xì)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(yàn)

重選產(chǎn)率為0.021%，重砂品位為1077.9g/t，回收率為13.38%，浮選產(chǎn)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(dá)到礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)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(guān)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(xué)因素存在不良影響：

（1）自然金粒度及形態(tài)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(jù)對金礦物形態(tài)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(xì)，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(tài)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(jié)論

通過巖礦鑒定及礦物工藝學(xué)研究，提出了對原生礦進(jìn)行原礦氰化浸出試驗(yàn)和原礦-0.074mm含量65%重選+浮選試驗(yàn)兩種選礦方法。綜合分析由于礦區(qū)內(nèi)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(tài)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。