錢銀弟
(甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院,甘肅 張掖 734000)
金礦成礦地質(zhì)條件較復(fù)雜,且同一個(gè)區(qū)域的金礦床類型較多,在金礦區(qū)域內(nèi)礦體形成的過程中需要控制斷裂構(gòu)造帶,從而提升含金量建造區(qū)域。金礦在成礦的過程中具有時(shí)間段統(tǒng)一的性質(zhì),依據(jù)這一特性,為開采金屬礦產(chǎn)奠定一定基礎(chǔ)。甘肅省山脈分布較廣,地形極其復(fù)雜,但是金礦床分布較廣泛,多表現(xiàn)在南部西傾山地區(qū)。相對(duì)于亞洲礦產(chǎn),我國甘肅的金礦礦產(chǎn)資源占比最大,金礦黃金儲(chǔ)量最高可達(dá)350噸,金礦潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值近400多億元,因此,對(duì)甘肅某金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成與分布特征進(jìn)行分析和研究。
都衛(wèi)東等人[1]針對(duì)甘肅禮縣白家溝一帶金礦,對(duì)多種金屬元素的化學(xué)組成與分布特征進(jìn)行分析。首先對(duì)甘肅禮縣白家溝一帶礦產(chǎn)進(jìn)行1:10000化學(xué)測量,獲取甘肅禮縣白家溝一帶金礦中金屬元素的化學(xué)組成,包括Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Sn、Mo、Bi、Be元素,并根據(jù)12種金屬元素的化學(xué)組成元素對(duì)金礦床找礦潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)。以評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ),根據(jù)金礦床成礦地質(zhì)條件分析甘肅禮縣白家溝一帶金礦中多種金屬元素分布特征。湯磊等人[2]提出甘肅省合作市早子溝金礦原生暈三維特征及深部找礦預(yù)測方法,以早子溝金礦61個(gè)鉆孔為研究對(duì)象,對(duì)礦體出露較厚大的70勘查線原生暈數(shù)據(jù)進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析和三維空間分布特征研究,研究表明:①相關(guān)分析和聚類分析結(jié)果反映,與主成礦元素Au相關(guān)性最密切的元素為As、Ag;②對(duì)甘肅省合作市早子溝金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成與分布特征進(jìn)行分析,并根據(jù)分析結(jié)果構(gòu)建了早子溝金礦各元素原生暈三維模型。Au、As、Sb、Ag等指示元素和As+Sb/Au+Ag元素異常累加比值的模型顯示,在2500 m以淺,異常規(guī)模較??;在2500m以深,異常規(guī)模呈現(xiàn)出向深部越來越大,且延伸穩(wěn)定。
甘肅金礦中金屬元素較多,分布特征較復(fù)雜,因此,基于上述背景,本文對(duì)甘肅某金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成與分布特征進(jìn)行分析。
分析甘肅金礦中多種金屬元素的分布特征前,首先對(duì)甘肅金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成進(jìn)行研究。金礦包含金屬礦物和非金屬礦物兩種,其兩種礦物相對(duì)含量如表1、表2所示。
表1 金屬礦物的相對(duì)含量
表2 非金屬礦物的相對(duì)含量
黃鐵礦:在甘肅某金礦中黃鐵礦分布較廣泛,其粒度大小在0.1mm以上,并且,黃鐵礦具有較高的自形程度。黃鐵礦在所有金屬礦物中,其占比較大,占金屬礦物相對(duì)含量的1.3%。開采黃鐵礦體時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)少量的黝銅礦,并且進(jìn)行金屬淋溶試驗(yàn)可知,硫化物中顯微包裹體金含量為66%,含量相對(duì)較高,說明金與黃鐵礦存在一定密切關(guān)系。
毒砂:在甘肅某金礦中毒砂是最常見的,毒砂是一種金屬硫化物,多以自形-半自形晶粒狀存在,其分布廣泛,在脈石裂隙中多見。毒砂的粒度較小,粒度大小在0.02mm~0.07mm之間,毒砂在所有金屬礦物中,其占比比黃鐵礦小[3]。
輝銻礦:在甘肅某金礦中輝銻礦會(huì)和毒砂晶狀鑲嵌在一起,并且細(xì)粒黃鐵礦被輝銻礦包裹在內(nèi),以星散狀存在,其分布并不均勻。輝銻礦的粒度與毒砂的粒度相差不多,粒度大小在0.04mm~0.07mm之間,輝銻礦在所有金屬礦物中占比為0.9%,僅次于黃鐵礦。對(duì)輝銻礦單礦物進(jìn)行含金分析可知,輝銻礦中的相對(duì)元素占金總含量的2.2%,說明輝銻礦與金存在一定密切關(guān)系。
磁黃鐵礦:在甘肅某金礦中磁黃鐵礦并不多見,其在金屬礦石中的相對(duì)含量較少,多以獨(dú)立礦物狀態(tài)存在,且分布并不均勻,在頂?shù)装鍑鷰r中多見。大部分的磁黃鐵礦的粒度與輝銻礦的粒度大小一樣,但是少部分的磁黃鐵礦粒度大于0.2mm。
銅礦物:在甘肅某金礦中銅礦物是以黃銅礦、輝銅礦的組合形式存在的,其在金屬礦石中的相對(duì)含量較低。在掃描電鏡能譜分析下,黃銅礦在金屬礦物中銅的含量居多[4]。
褐鐵礦:在甘肅某金礦中褐鐵礦對(duì)于氧化礦石和混合礦石相對(duì)重要,無論在氧化礦石還是混合礦石中,褐鐵礦的分布較廣泛,褐鐵礦的粒度大小與輝銻礦的粒度大小相同,均在0.04mm~0.07mm之間,并且以粉末狀結(jié)構(gòu)存在。
赤鐵礦:在甘肅某金礦中赤鐵礦較為常見,但其分布不均勻,赤鐵礦的粒度大小在0.02mm以下,并以獨(dú)立狀態(tài)結(jié)構(gòu)存在。
根據(jù)甘肅某金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成,本文以甘肅省北山地區(qū)為例,分析金礦中多種金屬元素的分布特征。元素的高背景值及高離散度決定地層成巖環(huán)境及綜合地質(zhì)作用,不同的地層單元總表現(xiàn)為不同組分的富集、分異特征的差異。根據(jù)研究,在不同造山帶的不同地層單元中,元素分布有一定的規(guī)律和特征,元素背景值及變異系數(shù)變化特征也有較大差別。在北山地區(qū)的多種金屬元素的分布特征有:
(1)Cu、Pb、Zn、Ag在石炭系、二疊系、泥盆系、奧陶系、志留系、長城系出現(xiàn)高豐度值。其中Cu在志留系中均值為45*10-6,Pb、Zn在石炭系、二疊系地層中分別達(dá)32*10-6、55.5*10-6,位于各地層單元之首。
(2)Cr、Ni、Co、V、Ti、Fe、Mn、p在二疊系、寒武系、震旦系中具有較高豐度。
(3)W、Sn、Mo、Bi、Be在石炭系、二疊系、志留系、奧陶系中豐度較高,其中在石炭系中均值達(dá)7.08*10-6,變異系數(shù)值達(dá)1380%。
(4)Au元素平均值大于2*10-9的地層有:二疊系、奧陶系、志留系、青白口一長城,其中地層中變異系數(shù)值最大者屬薊縣系、二疊系,表明火山巖系及變質(zhì)碎屑巖建造中金元素具有一定選擇性富集。
(5)U、Th等稀有元素在區(qū)內(nèi)出現(xiàn)在高豐度地層中的古老結(jié)晶巖系及各類巖漿巖體內(nèi),如長城系。
(6)從元素變異特征上看,北山地區(qū)盡管元素豐度值偏低,但元素的分異明顯,Ag、Au、Co、Cr、Hg、Mo、Ni、Sb還有氧化物Ca、Mg均具有較高的變異系數(shù)值,多在60%以上,B、Cu、Cd在多數(shù)地層單元具有較強(qiáng)分異性。
由于礦床受到巖漿活動(dòng)、成礦構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿不同屬性的熱液活動(dòng)等多方面因素影響,會(huì)形成成礦帶或礦化集中分布區(qū),在成礦帶或礦化集中分布區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量具有多種金屬元素的金屬礦產(chǎn)。
因此,本文對(duì)甘肅某金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成與分布特征進(jìn)行分析,首先通過金屬礦物和非金屬礦物,分析甘肅金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成,然后根據(jù)金礦中多種金屬元素的化學(xué)組成,分析金礦中多種金屬元素的分布特征。