金元素地球化学性质及其迁移富集条件

Question

如题所述

Answer 1

金、银为稀有贵金属元素，在块状硫化物矿床中属伴生类型，是伴生元素中主要的综合利用对象。它们在岩石圈中的分布量是很小的，因其有特殊的经济价值和易被采、选、冶的特点，即使在金属量级上远远低于主金属元素Cu、Pb、Zn（诸如小铁山矿床），也把金、银列为主金属元素之内，甚至对原矿床类型的归属与命名均可发生影响。从元素的地球化学性质分析，Au、Ag与Cu、Zn、Pb等元素同属亲铜元素（副族），具有相同的外电子层（18）结构，在地壳中形成稳定的硫化物。在热流体中一般以配合物形式迁移；当介质中氧浓度大，氟、氯存在时，尚且稳定；当介质S、Se、Te、

等浓度大时，配合物变得不稳定而沉淀下来，由于硫化物是共价键或金属键型，与氧化物的离子键在结晶化学上有较大差别。由于离子化电势高，不易放出价电子，有趋向于生成自然元素（Au、Ag、Cu等）状态。金、银在块状硫化物矿

图5-39　古陆块上与花岗岩类有关的（小秦岭式）石英脉型金矿床模式图（据裴荣富，1995）

图5-40　康古尔金矿床26线剖面图（据曾章仁等，1996)

l—凝灰质砂岩；2凝灰岩；3—沉凝灰岩；4—安山岩；5—英安岩；6—正长斑岩（次粗面岩）；7—糜棱岩及千糜岩；8—金矿体；9铜矿体；10—铅锌矿体；11—钻孔

床内相对富集是在亲铜（硫）元素地球化学场的背景上，在喷气－火山成因类硫化物成矿过程中实现的。但由于金、银与铜、锌、铅在元素周期表中位置上的差异，还可能发生再分散、再富集的多阶段成矿特征，小铁山就具有这样的特点，可作为例子。

根据孙培基、韦永福等（1996）在《当代中国金矿地质》中有关火山岩地区金矿的主要类型、控矿条件、矿床模式的论述，结合北祁连山海相火山岩分布地区金矿类型、控矿条件、成矿机制作如下探讨。

根据不同类型金矿成矿流体的物理化学特点，大体可以分出四类不同的物理化学组合，每一类物理化学条件的组合对某一种或几种类型金矿沉淀有利。

（1）如果流体的

,a_∑s=10^-2.5,pH=5.5时其相对稳定，那么在低盐度中性—碱性流体系统中，有利于 Au以硫氢配合物

搬运沉淀，形成低硫浅成热液型金矿，金沉淀的主要温度为280～222℃，氧逸度的对数值（1gfO₂）变化区间为－33～－40。

（2）如果设

,pH=4.5的稳定条件下，在中高温的 Au、Cu成矿流体系统中，有利 Au以氯化物配合物的形式

搬迁，并沉淀形成石英明矾石型（酸性硫酸盐型）的金矿，其沉淀的温度区间为250～320℃，氧逸度的对数值为－32～－28。

（3）如果设

,a_∑s=10^-2.5,pH=5.5时相对稳定，则有利于含 Au富Cu的块状硫化物矿以

形式迁移，金沉淀的温度为 380～310℃，氧逸度的对数值为－32～－26。

（4）温度区间为450～300℃，氧逸度的对数值为－27～－22。

图5-41　康古尔金矿区Ⅷ号金矿床剖面示意图

1—安山质凝灰岩，2—安山岩；3—安山质凝灰角砾岩；4—英安质火山角砾岩；5—金矿体；6—铜矿体

北祁连山块状硫化物矿床（点）较多，主要集中分布在白银厂、郭米寺地区酸性火山穹窿（短背斜）区，伴随多金属硫化物成矿的金亦具有前述相似的物理化学条件。与上述的第（3）组相当，这种同生型条件亦可称做金的阶段性富集。在以后的构造－流体系统的叠加改造

图5-42　康古尔金矿床成矿过程示意图（据曾章仁等，1996)

1—海沟带杂砂岩；2—安山质火山岩及安山岩，3—塔里木板块前寒武纪结晶基底；4—石英斑岩；5—花岗斑岩；6—英云闪长岩（斜长花岗岩）；7—糜棱岩；8—碎裂岩和糜棱岩；9—蚀变岩型金矿体；10—含金石英脉；ll—含（金）多金属硫化物石英脉；12—深断裂；13—流体流动趋向

中再迁移再富集。例如下柳沟西山梁金矿石为含微细粒黄铁矿的叶蜡石、高岭石组合，显示后期叠加改造、富集的低温蚀变特征。

图5-43　老王寨金矿区地质略图（据孙培基等，1996)

1—紫红色页岩、粉砂岩；2—厚层状变石英杂砂岩；3—黑色含炭硅质绢云板岩、含放射虫泥质硅质岩；4—砂质板岩、含炭砂质绢云板岩及变石英杂砂岩；5—钙质板岩及大理岩化灰岩；6—微层状变石英杂砂岩；7—黑色炭质绢云（凝灰质）板岩、大理岩化灰岩；8—变石英杂砂岩、含砾绢云板岩夹玄武质熔结角砾岩、凝灰岩等；9—蛇纹石化斜辉橄岩、橄榄岩；10—蛇纹石化斜辉橄榄岩及斜辉辉橄岩；11—片理化蛇纹岩；12—碳酸盐化硅化超基性岩；13—煌斑岩；14—花岗斑岩；15—玄武岩；16—蚀变基性岩；17—实测及推测断层；18—实测及推测地质界线；19—岩相界线；20—矿体及编号；21—完工见矿及未见矿孔

构造蚀变岩型金矿是北祁连山重要的金矿类型之一，即使以石英脉型金矿著称的小秦岭金矿（图 5-39），受剪切带控制的构造蚀变岩型金矿类型也是存在的，石英脉型金矿向下延伸往往由构造蚀变岩型金矿代替。从国内主要构造蚀变岩型金矿对比来看（表5 9），各种类型的构造蚀变岩型金矿其成矿背景、矿床特征及成矿条件均有异同点。但韧－脆性剪切构造作用的因素占有主导地位。特别是东天山晚古生代褶皱系康古尔金矿和三江褶皱系老王寨蛇绿混杂型金矿与研究区内火山岩地区的金矿比较相近（图5-40—图5 44）。从表5-9温、

表5-9　国内典型构造蚀变岩型金矿特征对比表

据裴荣富等，1995；曾章仁等，1996；孙培基等，1996资料修编。

图5-44　蛇绿岩混杂岩中构造蚀变岩金矿床模式图（据裴荣富，1995)

1—元古宙变质岩系；2—上古生界变质岩系；3—中生界（Mz）;4—超基性岩残块；5—火山凝灰质砂岩；6—砂板岩，7—碳酸盐岩；8—玄武岩，9—中—基性岩脉；10—含金石英脉；11—剪切带；12—金矿床（田）位置

压栏中考察，康古尔蚀变糜棱岩型金矿的成矿温度范围为140～310℃，众值范围为200～260℃，属中低温热液成矿产物。山东焦家金矿（200～280℃）、河南上官金矿（180～300℃）、广东河台金矿（125～600℃，众值200～250℃），小秦岭金矿（155～303℃），老王寨金矿虽未测温、压数据，但以矿石组合、蚀变岩类型判断，其成矿温度也不会高。据特征对比来推测，研究区内构造蚀变岩的金矿成矿温度仍应为中低温热液型。

在金矿多阶段成矿过程作用下，成矿物质及变质水、岩浆水、天水等多来源的混合热液和成矿类型的多成因等“三多”特征更为明显。除伴生型金矿具同生或同步成矿外，构造蚀变型金矿均具有后期叠加、改造的特征。

由于有关稳定同位素测试结果未到，使研究区金矿在成因上尚不能作出确切的判断，因此采取上述同类型金矿的特征对比，以求在研究区金矿研究中得到佐证。