楊鴻 劉博 班峻魁
[摘要]從金的地球化學性質(zhì)、礦床類型、時空分布、富集規(guī)律、成礦作用、金礦勘探開發(fā)等5個方面列舉了金礦床不同于其他金屬礦床的特殊性,認為應建立針對金礦自身特點的成礦理論以及研究和找礦方法;指出了目前在金礦研究、勘探等方面存在的4個缺陷;提出了今后工作中亟待解決的4個問題。
[關鍵詞]金礦床 特殊性 意義 研究 找礦
[中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-8-37-1
1金礦床的特殊性
1.1金的地球化學性質(zhì)的特殊性
在自然界中,金往往以“獨身”—主要以自然元素(自然金)或金屬互化物(如Au-Ag、Au-Cu、Au-Hg、Au-Pd、Au-Pt等)—形式存在,這一特點有別于其它金屬元素.其它金屬元素基本上都是以化合物(如氧化物、硫化物、硅酸鹽等)形式存在。金元素的地殼豐度極低(1×10-9~3×10-9),但卻能富集成獨立的超大型礦床(單個礦體的金屬儲量在100t以上,甚至達到數(shù)萬噸),元素濃集系數(shù)達103以上(按礦體邊界品位1×10-6計算),遠遠超過其它許多金屬元素(包括常量元素和微量元素),金的這種特性用一般的地殼演化模式無法得到合理解釋。金具有親硫、親鐵的雙重特性,成礦作用介于汞、銻、砷、鈾和銀、鉛、鋅之間,金與這些成礦元素構成多種組合,從而導致其成礦特點的多樣性。
1.2成礦類型的特殊性
與其它金屬礦床(如鐵、銅、鉛、鋅、銀、鎢、錫、鉍、鉬、鎳等)的分類情況相比,金的礦床類型劃分顯得“很不成熟”。例如,隨著“黃金熱”的興起,人們常常會發(fā)現(xiàn)一些新類型金礦床,并且因此而大幅度提高黃金儲量和產(chǎn)量.美國60年代中期在內(nèi)華達州相繼發(fā)現(xiàn)了一系列獨特的“卡林型”金礦,加上大批超大型規(guī)模的陸相火山巖、綠巖帶等類型金礦的發(fā)現(xiàn),使其黃金產(chǎn)量迅速躍居世界第二位.加拿大、澳大利亞、巴布亞新幾內(nèi)亞、新蘇聯(lián)等國家也具有類似的情況。涂光熾將我國已發(fā)現(xiàn)的巖金礦床劃分為綠巖帶型、變質(zhì)碎屑巖型、沉積巖型、火山巖型(包括陸相火山巖型和海相火山巖型)、侵入巖內(nèi)、外接觸帶型等5種金礦類型。.金礦成礦類型的相對不穩(wěn)定性,固然與人們對金礦的研究歷史短和認識程度低有關,但金礦本身的特殊性也不能不說是造成這種局面的主要原因之一[1]。
內(nèi)生和外生成礦類型均具有重要的工業(yè)意義,金礦的成礦作用不僅發(fā)生在地下,而且地表不同氣候區(qū)也有表生金礦產(chǎn)出,例如各種砂金礦、紅土型金礦等。迄今為止,盡管國內(nèi)外對金礦床的分類方案多種多樣,但在不同國家,內(nèi)生和外生金礦均具有重要的工業(yè)意義。20世紀以前,砂金礦是各地開采黃金的主要對象;目前,絕大多數(shù)國家已轉(zhuǎn)為以開采各種原生金礦作為黃金的主要來源。
1.3金礦富集規(guī)律的特殊性
金礦床的礦石礦物要是單質(zhì)——自然金,包括獨立礦物和以包體金、粒間金、裂隙金等形式存在于硫化物(主要是黃鐵礦)中的微細粒金,而其它金屬礦床的礦石礦物幾乎均為氧化物、硫化物或硅酸鹽礦物等。絕大多數(shù)自然金以微細粒金的形式產(chǎn)出,長期以來,礦床中金的賦存狀態(tài)一直是個不解之迷。經(jīng)過近20年來的深入研究,人們終于發(fā)現(xiàn):除了極少數(shù)較大的金顆粒以外,各類礦床中絕大多數(shù)的金是呈微細粒形式存在的。在“卡林型”金礦中,金的粒度多為納米級。以如此微細狀態(tài)存在的金,給金礦物的鑒定工作以及探礦、采礦、選礦等帶來了一系列的問題,使得在金礦的研究中面臨較多的困難[2]。
2目前金礦地質(zhì)研究工作中的幾個明顯的缺陷
(1)多年來,人們實際上一直是在沿用其它金屬礦床的研究方法來研究金礦床,沒有進行具體問題具體分析,難以產(chǎn)生新思維,實現(xiàn)找礦突破。
(2)過去的研究工作中,強調(diào)了成礦元素本身的作用,而常常忽略礦化劑在成礦過程中所起的重要作用。實際上,對金礦床地質(zhì)特征的研究結果已經(jīng)表明,金遷移、沉淀的溫度、壓力等條件的變化,主要取決于礦化劑的穩(wěn)定性。
(3)對金礦控礦構造及成礦動力學的研究不夠深入.金礦床的構造控礦特征表現(xiàn)極突出,但過去對這一“運動”在成礦過程中的作用研究得很不夠,而偏重于研究“相對靜止”的礦物成分和同位素組成等,使得人們對金礦床的成礦過程不能建立一個完整的概念。
(4)對砂金礦、再生砂金礦、礫巖型金礦的特征及其相互關系沒有進行深入研究.過去,人們常常認為砂金屬機械沉積礦床,成礦過程簡單。近20年來,人們發(fā)現(xiàn),砂金礦并非普通的砂礦床,其成礦過程非常復雜。迄今為止,已經(jīng)提出了砂金“化學成因”和“生物成因”的觀點及一系列證據(jù),并開始研究高寒凍土區(qū)砂金礦“再生”機理,將紅土型金礦以及金在表生條件下的遷移、富集規(guī)律與含炭質(zhì)黑色巖系的金礦作用以及古礫巖型金礦的成因聯(lián)系在一起進行研究,預計將會取得突破。
3今后金礦地質(zhì)研究與找礦工作中應注意解決的主要問題
(1)用大口徑鉆機取樣.金在礦床中的分布極不均勻,表現(xiàn)在礦石品位和粒度的劇烈變化上.過去用常規(guī)鉆機取樣,由于巖芯直徑小,樣品的代表性差,加上金的含量很低,客觀上要求儀器的檢測限也低,往往導致其分析結果的重復性差,難以取得令人滿意的數(shù)據(jù),影響了儲量計算和勘探類型的劃分。為了解決這一問題,建議采用大口徑鉆機取樣,在可能的條件下,還應部署一定量的坑探工程,以確??碧浇Y果的可信度。
(2)開展深部地質(zhì)找礦工作,大力尋找隱伏礦床,深部找礦是今后地質(zhì)工作的重要發(fā)展方向,我國現(xiàn)有金礦山勘探、開采深度大多不超過300~500m,目前所謂的“資源危機”礦山,多數(shù)是由于勘探深度淺或沒有搞清楚控礦構造所致,因此,深部找礦潛力巨大。
(3)建立新的金礦成礦理論和研究方法。前已述及,金礦床具有一系列的特殊性,不同于其它金屬礦床。采用其它金屬礦床的研究和勘探方法對待金礦床,不僅不能解決根本問題,甚至可能導致新的錯誤結論.因此,應及早建立適合金礦床本身特征的成礦理論、研究方法和勘探規(guī)范。開展納米金礦床學的研究.多年來的研究結果已經(jīng)表明,在內(nèi)生條件下,當溫度、壓力等條件發(fā)生劇烈變化的時候,會產(chǎn)生較多的結晶中心,造成金的微細粒度。
參考文獻
[1]涂光熾.中國金礦床若干特征.見:國際金礦地質(zhì)與勘探學術會議論文集,沈陽:東北工學院出版社, 1989, 1~3.
[2]張寶林.國外砂金研究進展綜述.黃金科學技術, 1993, 1 (1): 17~21.