湖南黄金存货特点

湖南黄金存货特点,第1张

①适宜贮藏。拥有大量存货的持有人可以有两种选择只要商品在持有期内不腐烂也许者不减少,他们既可以把存货现在出售,也可以持有存货等待以后出售。

②同质性。如果不能满足这种同质性的条件,交易所将无法对不同的市场参与者进行结算。

③场外交易。在结算日前了结合同比较困难,而期货市场中市场参与者可以在交割日前随时对冲平仓。

④行情的波动性。行情波动性对把保值者和投机者这两类基本的参与者吸引到期货市场中具有重要作用。

⑤无限制供给。无限制供给的商品有两方面含义:一是市场没有执政党管制也许垄断;二是较低的交割成本。

⑥足够的现货规模。期货商品应该有充足的现货供给量与需求量。

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1、 黄金

纯金是一种光泽明亮、黄中带红、质地柔软、密度高、延展性好的金属。它是稀有、珍贵、价值极高的金属之一。它不仅是储备和投资的专用货币,也是珠宝工业、电子工业、现代通讯、航天工业等部门的重要物资。

2、 黄金是怎么形成的

在45亿年前,地球形成的时候是一温度很高足以熔化大多数矿物的大火球,很多宇宙中的小天体带有一些金属原素及金,在它撞击地球的时候陨石被熔化,金子也被留下来了,由于金的密度大,金便往地心下沉,所以现在挖金矿都在地下。

3、 黄金不是货币吗

①黄金是货币。

②最初的纸币是以黄金为基础的,与黄金可以自由兑换,两者可以同时流通,纸币的发行量也比较少。

③到19世纪末,资本主义经济出现了速度空前的膨胀与发展,于是纸币逐渐成为主要的流通货币,但是它们仍然有黄金作为发行的保障。

④这种货币制度称为“金本位”。

4、 黄金具有什么特性

①延展性强,1公克的自然金可伸延到2公里长的金丝。

②密度大,比重极高 黄金的金属元素较重,矿物含量比重23等级中,黄金的比重高达193级。

③不溶于酸,久保存 黄金难以毁灭,不溶于酸,只能溶于王水,所以能够恒久保存。

④不易氧化变质 在正常温度和气压下,黄金不会氧化,不会变质。 一段时间过去,其表面只会堆满灰尘,抹去之后,又重现亮眼色泽。

⑤硬度低,极柔软 黄金硬度低,硬度级数只有25-3。 黄金可以压成超薄的金箔,薄到000076公 厘,厚度只有一般影印纸(008公厘)的百分之一。

一、化学成分

组成本大类矿物的化学元素包括:金属元素、半金属元素和非金属矿物元素等三种类型。

金属元素 主要有钌 (Ru)、铑 (Rh)、钯 (Pd)、锇 (Os)、铱 (Ir)、铂 (Pt)和金 (Au)、银 (Ag)、铜 (Cu),偶见铅 (Pb)、锌 (Zn)、锡 (Sn)等。而铁 (Fe)、钴(Co)、镍 (Ni)的单质形式则主要见于铁陨石中。这些金属元素常呈类质同象混合物的形式出现,如银金矿 (Au,Ag)、粗铂矿 (Pt,Fe)等。

半金属元素 主要是砷 (As)、锑 (Sb)、铋 (Bi),其金属性由弱变强。

非金属元素 主要为碳 (C)、硫 (S),而硒 (Se)、碲 (Te)通常呈类质同象混入自然硫中。

二、结晶形态

自然金属元素矿物的原子呈最紧密堆积,其中多数为立方最紧密堆积,具立方面心格子结构,如自然金、自然铜、自然铂等。少数为六方最紧密堆积,具六方格子结构,如自然锇。与之对应,矿物形态为等轴粒状或六方板状。

自然半金属元素矿物晶体为三方晶系,完好晶形少见;一般呈粒状、片状或块状。

非金属元素矿物形态有所差异,除金刚石可见完好晶形外,其他通常呈粒状、片状或块状。

三、物理性质

自然金属元素矿物均具典型的金属键,故矿物在物理性质上表现出金属色、金属光泽、不透明、硬度低、相对密度大、延展性强、导电导热性能好等金属键的特性。

自然非金属元素矿物的物理性质与化学键有关。金刚石和石墨由于两者的矿物结构及其中的碳以不同形式的化学键相结合,因而两者的物理性质表现出极大的差异。自然硫有多种同质多象变体,但以自然硫 (α-硫)最为常见。它由8个S原子以共价键连成环状分子,环间以分子键相连,所以其硬度低、熔点低、导热导电性差。

自然半金属元素矿物的物理性质随着元素的金属性变化而变化。金属性强的矿物其物理性质与金属元素矿物接近;随着元素的金属性减弱,矿物的光泽减弱、硬度加大、密度降低、脆性增加。

四、成因产状

自然元素矿物在成因上差别很大。铂族自然元素矿物主要出现于岩浆矿床中,以基性、超基性岩浆岩中的铜镍硫化物矿床和铬铁矿矿床中最常见。自然金及半金属元素矿物往往为热液作用的产物,而自然铜和自然银除了热液成因以外,还见于硫化物矿床的氧化带中,由含铜或含银硫化物氧化后所形成的硫酸铜或硫酸银溶液被其他硫酸盐或硫化物所还原而形成。金刚石主要与超基性岩 (金伯利岩)有关;石墨主要是变质作用的产物,自然硫则以火山作用形成的最为主要。

五、分类

本大类主要矿物有:

自然金属矿物类 自然金,自然铂,自然铜。

自然半金属矿物类 自然铋。

自然非金属矿物类 金刚石,石墨,自然硫。

(一)矿体特征

与产于细碎屑岩-碳酸盐岩中的微细浸染型金矿不同,本类矿床的矿体以脉状为主,只有部分为蚀变岩型。脉状矿体又可分为石英单脉型、复脉带型和网脉带型三类。

石英单脉型是指矿体由单一而规整的含金石英脉组成。含金石英脉的产出主要受张性或张扭性断裂控制,以充填作用为主,矿体或矿化体与围岩界线清晰。脉体的规模大小不一,宽一般十数厘米至数米,长数十米至数百米,长者可达一两千米,沿走向和倾向方向常出现膨大狭缩、尖灭再现,分支复合或呈紧密相依的雁行排列(图4-11)。矿脉产状与控矿断裂产状基本一致,当控矿断裂为层间断层时,表现为顺层产出的“层脉”。在石英脉中,金的分布不均匀,有时集中于脉内的上侧、下侧或中间,有时则分散于整个脉内,矿体与脉体相吻合。金品位的高低常与金属硫化物的含量多少有关,在贫硫化物的含金石英脉中,金品位偏低,而当含金硫化物的种类和含量增加时,特别是有后期含金硫化物叠加时,金品位迅速提高。根据含金石英脉中的矿物组合和矿石建造,可进一步划分为含金黄铁矿石英脉,含金毒砂磁黄铁矿石英脉,含金多金属硫化物石英脉等等。

图4-11 由数个扁豆体紧密排列组成的石英脉矿体(据湖南省地矿局四〇七地质队资料)

1—含金石英脉;2—石英细脉;3—砂质板岩;4—凝灰质岩;5—岩石界线;A—泥质板岩;B—条纹状砂质板岩;C—沉凝灰岩或凝灰质硅质岩、硅质板岩

复脉带型是由多条矿脉组成脉带,各脉体或平行密集,或主副脉斜交,或呈链索交错(图4-12)。这些脉带通常都是在断裂带中受同一方向应力所控制,脉体除就位于与应力方向平行的次级断裂裂隙外,还沿着与之配套的剪切裂隙充填。单个脉体的脉幅较窄,延长和延深不大,尖灭再现、尖灭侧现、分支复合等变换频繁。单脉的形态复杂,如条带状、分枝状、侧羽状、豆荚状、曲折状、梯状等等。脉带延伸较远,长一般为数十米到数百米,长者可达千米以上,宽数十厘米至数米。金矿体由脉体及带内蚀变岩组成,根据对我国已知大中型矿床的统计,多数矿体连续性较好,无矿间隔通常为矿体长度的三分之一左右,延深大于延长。矿体与围岩的界线有的清晰,有的为过渡关系。矿体的形状比较复杂,有不规则状、板状、板柱状、切割脉状、透镜状等。矿体内金矿物分布不均匀,品位变化较大。总的来看,本类矿体的规模、品位等均大于前一类矿体。

网脉带型是指在破碎蚀变岩中许多不同方向的、细小的含金石英脉和含金硫化物脉相互交织,并与蚀变岩(其中含有浸染状含金硫化物)构成矿体。网脉带通常与区域性韧性剪切带有关,主要定位于韧性剪切后期的韧脆性阶段,由充填交代作用形成。矿体与围岩之间无明显界线,其形态比较复杂,规模一般较大,延长和延深也比较稳定。矿体的品位变化在不同地区不尽相同,当矿床中以网脉带型为主体,并构成大规模矿体时,则品位偏低,如猫岭矿床等。若处于从属地位,即网脉带在局部地段特别发育时,则成为富矿地段,如沃溪矿床。

图4-12 复脉型含金石英脉

1—含金石英脉;2—蚀变带及界线

上述类型的划分是相对的,由于矿体形成受多种因素的联合制约,加之后期改造,因而在现实中十分复杂。在同一矿床中往往有多种类型矿脉,而且某一类型矿脉并非固定不变,而是随着脉幅大小、脉体数量、疏密程度等的变化而呈现出不同类型矿脉的相互交替。

(二)矿石及矿物组成

1矿石的矿物组成

本类矿床矿石的矿物成分比较简单,并以贫硫化物为特征。矿物的成分及含量往往受区域地质、地球化学环境以及成矿溶液的浓度、性质等诸多因素影响,甚至与矿化形式也有一定关系。

常见的金属矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、辉锑矿等,非金属矿物主要为石英、绢云母、绿泥石、碳酸盐等(表4-4)。此外在有的地方由于特殊的地球化学背景而出现一些不同的矿物,如湘中地区的板溪群(及冷家溪群)分布区为钨、锑、锡、铋等元素的高背景区,相应在金矿床中出现有大量白钨矿、黑钨矿、辉锑矿等矿物,如沃溪金矿床,白钨矿为该区主要矿石矿物,构成钨-锑-金矿石建造。

2矿物的某些标型特征

(1)金矿物:本类矿床含金矿物主要属金-银系列,很少出现金-铂族系列、金-铜化物、金-碲化物等矿物。在金-银系列中,又以自然金为主,部分为含银自然金、银金矿或金银矿。在地域分布上,产于我国华南地区中、新元古界变碎屑岩中的变质热液金矿床,金矿物多为单一的自然金;而产于华北陆块古元古界的同类矿床,金矿物除自然金外,还有含银自然金、银金矿及金银矿,少数矿床只有银金矿及含银自然金。

金矿物的粒度变化较大,统计表明,较多地出现在0005mm~070mm区间(即可见的粗显微金-中粒金),大于070mm和小于0005mm者也有出现。如湖南漠滨矿床,有大达25cm×18cm×06cm、16cm×1cm的“龙头”金,有的矿床(如沃溪等)还有部分次显微金存在,表明成矿环境和温度的差异。在同一矿床中,金的粒度往往具有从成矿早期到晚期逐渐变细的趋势,其原因可能与早期阶段温度相对较高和深度相对较大,晚期温度较低和深度较浅有关。由于金从含矿溶液中析出时,既有平行于立方面心晶格中一组或两组以上面网生长,又有不等向生长或沿立方面心晶格的结点行列强烈发展,因而导致了金颗粒形态十分复杂。其形态包括不规则粒状、板状、柱状、片状、树枝状、乳滴状、网状、纤维状等。并呈裂隙金、包体金、晶隙金及少量晶格金状态存在。

表4-4 变碎屑岩中主要金矿床矿石及矿物组成特征表

续表

自然金的显著特点是成色高、硬度低及反射率高,尤其是华南地区的金矿床,自然金的成色一般都在940以上(明显高于该区由岩浆作用或火山作用形成的自然金成色),含银较低,晶胞参数接近于纯金的数值(α0=4078A),视觉反射率仅略低于纯金。

(2)黄铁矿:黄铁矿普遍发育于各金矿床中,是重要载金矿物之一。含金黄铁矿的晶体形态通常为五角十二面体和立方体,自形程度较差,粒度细,并常具破碎状。黄铁矿含金量与晶体形态的关系不很明显,但与晶体的完好程度、粒度及破碎程度关系密切,即晶体较大、晶形完好、自形程度高的黄铁矿含金量远低于晶体细小、半自形-他形和破碎的黄铁矿,特别是粉碎状黄铁矿含金最高。

黄铁矿中金含量远高于银的含量,金银比值大(远远大于1),最大者如湖南沃溪矿床,达18125。这与一般中低温热液金矿床相似,而明显区别于火山岩型金矿床。

黄铁矿的主成分(铁、硫)含量与标准黄铁矿的理论值(铁4655%、硫5345%)相比较,铁、硫都有不同程度的亏损。黄铁矿中镍含量大于钴,钴镍比值在华南地区多在05以下,在华北地区虽然变化较大,但也多在1以下,仅个别略大于1。硒含量偏低,一般为05×10-6~15×10-6,硫硒含量比值30万~90万。这些特点与沉积成因黄铁矿相似,因此可以推测,其硫源应与围岩有关。

(3)石英:石英是矿石中最重要的非金属矿物,常构成金及其他金属硫化物的主要载体。与金矿化有关的石英多为烟灰色、灰白色、暗灰色等,它形粒状结构,普遍具有波状消光及塑性变形纹、变形带等,常出现溶蚀、交代等现象。此外在含金石英的晶体中还发育显微裂隙,其间充填金属硫化物质点,从而使石英颗粒颜色变暗。金品位的高低常与这些显微裂隙的发育程度及金属硫化物的含量有关。

根据红外光谱测定,石英的水和二氧化碳相对光密度也显示了与金的正相关关系,即水和二氧化碳的相对光密度大,金的含量也高。据卢作祥等(1990)的研究,沃溪金矿床贫金石英(第Ⅰ阶段)的水、二氧化碳的相对光密度较低,DH2O/Q为375,DCO2/Q为0508;而富金石英(第Ⅲ、Ⅳ阶段)相对光密度较高,DH2O/Q为709~554,DCO2/Q为162~211。同时提出了石英脉含金性的判别标志,即DH2O/Q>7、DCO2/Q>1为富金石英,而DH2O/Q<4,DCO2/Q<06为贫金石英,并以此作为评价雪峰山隆起带中石英含金性的重要参数。

从石英在加热过程中所产生的热效应来看,含金或富金石英通常都具有双峰型发光曲线,有时还可出现三峰型,而不含金或贫金石英则几乎无例外地均为单峰型曲线,而且其发光峰形态又以紧闭型为主。

(三)围岩蚀变

围岩蚀变普遍见于各矿床之中,表现为原有矿物的破坏、新生矿物的出现以及化学成分、结构构造及颜色的改变等。由于受围岩性质、热液的成分、温度、压力和热液作用方式等的制约,其蚀变强度、广度和蚀变种类等均不及岩浆作用以及由其演化所造成的蚀变那样强烈和复杂。

本类矿床的围岩岩石种类虽然较多,但主体是由正常沉积岩经区域变质而形成的各类变质岩,并以硅酸盐类岩石为主,偶而可出现碳酸盐岩。热液的温度大多属于中温或中低温范畴。热液作用的方式主要是沿断裂裂隙充填交代和粒间渗透交代。蚀变类型有硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、绢云岩化、粘土化以及由退色作用形成的“退色化”等,此外不同矿区还出现一些独自的蚀变类型,但不具普遍意义。上述蚀变类型中,以硅化、黄铁矿化、退色化等与金矿化关系最为密切。

硅化:广泛发育于各矿床中,表现为石英或隐晶质玉髓明显增加,或交代原岩组分,或呈微细小脉密集分布。硅化通常沿矿体两侧分布,表现出由里向外,由强到弱的变化趋势。硅化的宽度一般都大于矿体的宽度,而且矿体规模愈大,硅化范围愈宽。在网脉状或细脉状矿脉密集分布地段,常因硅化连续而构成宽大的硅化蚀变带,并随断裂挤压带延伸,其硅化作用也相对强烈。一般而言,硅化的规模及强度常与围岩的岩石性质、裂隙发育程度及不同期次的硅化叠加频度有关,在相同条件下,变质砂岩比板岩易于硅化,在裂隙发育地段,有利于热液流动(作用),加之频繁的硅化叠加,自然形成宽而强烈的硅化蚀变。金的矿化与硅化呈正相关关系,即硅化强则金的品位也富。

黄铁矿化:分布普遍,并常与硅化蚀变相复合,但范围小于硅化蚀变。黄铁矿主要发育在矿体旁侧的蚀变围岩中,或呈浸染状分布,或呈细脉(或与其他硫化物组成细脉)沿围岩裂隙贯入。紧靠矿脉黄铁矿化相对强烈,黄铁矿多呈稠密浸染状的条带。由矿脉向外则为稀疏浸染到逐渐消失。一般认为,组成黄铁矿的组分,在有的矿床中全部是由热液带入的,而有的矿床只带入硫,铁则来自原岩中的铁硅酸盐及氧化物,这主要取决于热液及围岩的成分及性质。在本类矿床中,特别是以板岩(炭质)为围岩的黄铁矿化带中,有一部分黄铁矿是由原生黄铁矿(有的为固态胶体的胶状黄铁矿)经次生加大而成的,经电子探针分析,其加大边含金普遍较高,而核心部分含金为零。表明热液作用对成矿的影响,以及黄铁矿化与金矿化的密切关系。

退色化:在一些矿床中,特别是华南地区的矿床中很具特征,常可作为找矿的重要标志。退色化是由于围岩受热液作用而使铁、镁组分减少,钾、钠、铝、水等组分带入。退色后的岩石呈黄褐色、灰**或灰白色。在许多矿床中,退色化与金矿化常呈正相关关系,即矿体规模大、品位富,则退色带宽、退色化强烈。如沃溪矿床,在网脉状矿体(富矿体)部位退色带宽且强度大,形成十分醒目的标志。

一、概述

产在花岗岩-绿岩带中的石英脉型金矿床是夹皮沟金矿区的最主要矿床类型,其储量和产量约占该区金矿储量和产量的85%以上。主要矿床有夹皮沟(本区)、三道岔、板庙子、八家子、二道沟、四道岔(图版Ⅱ-5)、小东沟等。

金矿床主要产在斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、角闪斜长片麻岩和TTG质片麻岩中。矿床内从基性到酸性的各种脉岩非常发育,它们常和矿体分布在相同区域内,不少分布在矿体的上、下盘。脉岩的同位素年龄多介于272与130Ma之间(程玉明,1982),是在华力西期以后的构造-岩浆活动中形成的成矿后的脉岩。

二、矿体空间分布和形态产状

矿体在金矿带中成群出现,分段集中,形成矿床。一部分矿床,如二道沟、头道沟、小东沟和板庙子等矿床断续分布于NW向韧性剪切带中;另一部分矿床,如八家子、夹皮沟、三道岔等矿床分布于NEE向和NNE向的韧性剪切带中。矿床产出之处,常是糜棱岩发育,退变质作用显著和由多条规模小的平行韧性剪切带组成的强应变地段。

矿体毫无例外地产于韧性剪切带中,形态和产状明显受韧性剪切带控制。矿体产状可分为陡倾斜和缓倾斜两种,以陡倾斜为主。如二道沟、板庙子等产于NW向韧性剪切带中,倾角为60~85°,走向NW300~320°;三道岔矿床受NNE向韧性剪切带控制,走向NE10°~25°,倾角65°~860,属陡倾斜矿床。缓倾斜矿床有夹皮沟本区、大猪圈等矿床,受NEE向韧性剪切带控制,矿体走向NEE50°~70°,倾角20°~65°,多数倾角小于45°。矿体产状的另一特点是以盲矿体产出为主。盲矿储量占总储量的90%左右。盲矿体的上部有时为破碎蚀变带,有时为无矿或贫矿石英脉,有时出现脉岩群,它们是找盲矿体的重要线索。

矿体形态以脉状为主(图版Ⅱ-6),纵深常大于延伸,矿体与围岩界线一般清楚,呈舒缓波状。矿体常有膨胀收缩、尖灭再现、分支复合等现象。当矿脉由单脉分支呈复脉时,支脉之间所包含的围岩构造透镜体,基本上保留了变质岩结构和矿物成分特征,糜棱岩化程度低。所以,矿体的分支复合,是由糜棱岩带的分支复合所引起的;矿体在强应变中心发育,在应变弱的地方没有矿体形成,或者产出细小矿脉。矿体内部常显示条带状构造。条带构造部分是由矿体中夹有蚀变围岩条带所显示,从矿体中心向围岩,蚀变围岩条带厚度增加,密度增加,矿体逐步转向围岩。有的条带构造是石英条带和硅酸盐矿物或金属硫化物条带所构成。

从矿体规模来看,变化较大,走向长度变化一般介于50与770m之间,厚度为01~1892m。矿体规模的变化在不同矿床之间特别明显,从而产生大、中、小型矿床和矿化点之分,说明矿带的不同部位有不同的成矿条件和控矿因素。一般来说,矿带南段比北段矿化更为集中,矿体规模更大,是成矿有利的构造和岩性部位。

除石英脉矿体外,在脉型矿体附近围岩中,有时产有浸染型或细脉型金矿化,本身不独立构成矿体,但可与脉型矿体一样回采利用。

三、矿石类型

矿石类型主要有含金黄铁矿矿石、含金黄铁矿方铅矿矿石,次为含金黄铁矿黄铜矿矿石、含金黄铁矿磁黄铁矿磁铁矿矿石和含金黄铁矿闪锌矿矿石。矿带的不同地段矿石类型略有差异。从板庙子到小东沟,各矿床主要类型为含金黄铁矿型;由老牛沟到三道岔,主要为含金黄铁矿型和含金黄铁矿黄铜矿型;二道沟金矿床,主要为含金黄铁矿型、含金黄铁矿黄铜矿型和含金黄铁矿方铅矿型;从夹皮沟本区到八家子,则为含金黄铁矿型和含金多金属型矿石。从矿带中矿石的分布来看,含金黄铁矿矿石是最基本的矿石类型,分布于每一个矿床;而且是各个矿床中最主要的类型。含金多金属型矿石主要分布在矿带南段的矿床中。从北到南,矿石表现了由简单到复杂的变化趋势。从镜下看出,黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等常与自然金共生,产在黄铁矿和石英的裂隙中,形成于黄铁矿发生脆性形变之后,主要是多金属硫化物阶段的产物。由此可见,矿带南、北两段的成矿阶段有所差异,北段主要为石英-黄铁矿阶段,南段在石英-黄铁矿阶段基础上,更普遍地发育有多金属硫化物阶段,成矿延续时间比北段长,成矿深度也可能有差别。

四、矿石物质成分

矿石的主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿和方铅矿,次为闪锌矿、磁黄铁矿、磁铁矿、白钨矿、黑钨矿、白铁矿和菱铁矿,偶见矿物有辉铁矿、辉银矿、铜银铅铋矿和铋方铅矿;金矿物主要是自然金,少量银金矿,偶见银碲金矿和碲金矿;脉石矿物主要为石英,其次为方解石、铁白云石、长石、绿泥石和绢云母等。主要载金矿物为黄铁矿和石英。黄铜矿、方铅矿、磁铁矿有时也是载金矿物之一。

1黄铁矿

黄铁矿是最主要的载金矿物。含金石英脉中黄铁矿形态以立方体为主,少数为八面体晶形或聚形,粒度一般为03~1mm,普遍发生了破碎而呈碎粒或碎裂结构。但碎粒之间一般没有发生明显位移,基本保留破碎前的颗粒形态。有时,黄铜矿或方铅矿等金属硫化物沿裂隙和颗粒边界充填、交代、溶蚀,使黄铁矿碎粒呈浑圆状。粒度细而又破碎的黄铁矿矿石含金较高,那些结构完整的粗粒黄铁矿矿石含金较低。

根据电子探针分析,黄铁矿的常量元素铁和硫非常稳定,接近理想成分。铁的含量介于4546%与4685%之间,平均为4624%(理想成分4655%);硫的含量变化于5231%与5349%之间,平均5303%(理想成分5345%)。S/Fe离子比值为196~204,变化不大,波动在2左右,近似理想比值2。金、镍、锌、钛、铋、钴、铜和铅,大致可分成3类:低含量元素(平均612×10-6~3846×10-6)为钒、钼、碲、砷、锑、银、金;中含量(平均11135×10-6~37764×10-6)为镍、锌、钛、铋、钴;高含量元素(平均246635×10-6~539791×10-6)为铜、铅;基本为中温硫化物含金石英脉中黄铁矿的微量元素分布特征。根据标准差,元素含量变化由小至大依次为钒、锑、银、碲、砷、钼、锌、镍、金、钴、钛、铅和铜。锑、钒、碲、砷、钼、镍、金为变化性小的元素,标准差为081~6902;中等变化的元素为锌,标准差为14200;变化性大的元素为钴、铋、钛、铅和铜,标准差为35195~406947(表6-1)。

表6-1 夹皮沟金矿含金石英脉中黄铁矿的微量元素含量(wB/10-6)

由国家地质实验测试中心谭元媛分析。

微量元素在黄铁矿中赋存状态还不十分清楚,一般认为钴、镍是以等价或异价类质同象代替铁。上述样品黄铁矿中Co/Ni值为042~580,其中62%的样品Co/Ni>1;说明钴比镍更易于进入黄铁矿晶格代替铁,是热液成因黄铁矿Co/Ni值的特征。铜、铅是高含量和高变化的微量元素。铜含量的变化范围为47083×10-6~1076242×10-6,平均值246635×10-6,标准差324967;铅含量的变化范围为7839×10-6~1314473×10-6,平均值539791×10-6,标准差406947。这种高含量的元素,在电子探针的微区分析中,却有71%的测点铜的含量在000%以下,90%的测点铅的含量小于000%,表明黄铁矿中铜和铅分布不稳定、不普遍,无类质同象代替铁的分布特征,可能主要是由黄铜矿和方铅矿等含铜、铅的硫化物的机械混入物。锌与铜、铅相反。锌为中等含量的元素,其变化范围为8621×10-6~55451×10-6,平均值21703×10-6,标准差14200;比铜、铅稳定,变化小。含量比铜、铅低的锌,在电子探针的微区分析中,有85%的测点含锌大于01%,说明锌在黄铁矿中分布比较稳定和普遍,可能是类质同象代替铁的结果。金也是中等含量的元素,其变化范围为286×10-6~16662×10-6,平均值6902×10-6,标准差4722,含量比锌低,变化也小。在透射电子显微镜下,可见粒度为01~05μm的显微金粒,其化学组成,金为银的39倍;化学分析黄铁矿中金的平均含量为银的平均含量的32倍,二者金与银的比率相近似,推测黄铁矿中金和银主要是呈高度分散的显微金粒包裹体的型式存在。黄铁矿的晶胞参数a0=54168×10-6~54178×10-6m,与理想的a0=54176×10-6m接近,也是类质同象代替不甚发育的标志。据此分析,含金石英脉中黄铁矿的微量元素,特别是中、高含量的元素,主要是机械混入物,只有部分元素或某种元素的一部分是类质同象代替铁和硫。

对含金石英脉中黄铁矿的热电系数测定结果表明,夹皮沟地区的黄铁矿以n型为主。热电系数值在TA戈尔巴乔夫(1964)图解上的投影结果表明,黄铁矿的成矿温度介于260与370℃之间,均值为320℃±(吴尚全,1984),与石英包裹体均一温度测定结果相一致(见第十一章)。

2方铅矿

方铅矿是矿石中含量仅少于黄铁矿的金属硫化物;但含量比黄铁矿少得多,只占矿石中矿物总量的1%左右。其分布比较普遍,含量却很不均匀;在空间上主要分布在矿带的南段,尤以三道岔、二道沟、夹皮沟本区和八家子4个矿床含量最多。似乎方铅矿最发育的地方,也是金的成矿作用最发育的地方。方铅矿常呈脉状沿含金石英脉的上、下盘贯入,偶见沿黄铜矿微褶皱的虚脱部位贯入,且在核部明显加厚。在含金石英脉中,在宏观上,方铅矿呈团块状、脉状和网脉状,在微观上呈细网脉状、细脉状和散点状,主要分布在黄铁矿裂隙和石英颗粒间。裂隙和粒间间隙的形态、空间大小和组合特征,控制着方铅矿集合体产出的构造型式。矿物结构呈自形到他形立方体,粒度1~4mm,方铅矿可与黄铁矿、闪锌矿和自然金共产于同一条裂隙或晶粒间;但未见方铅矿与自然金呈连晶,而分别固定在同一裂隙间或粒间的不同部位。方铅矿的产状特征,表明形成时间晚于黄铁矿,是与黄铜矿、闪锌矿和自然金同阶段的产物。

根据电子探针分析,方铅矿常量元素硫和铅比较稳定,硫平均为1341%(理想成分134%),标准差026;铅平均含量8600%(理想成分为866%),标准差032。基本成分变化小,与理想成分接近。方铅矿的化学分析结果(表6-2)含铅8483%~8614%,平均8539%,比理想成分铅低121%;可能是由于方铅矿的全分析包含了部分非方铅矿成分的机械混入元素,而使铅的含量相对降低。由表6-2可看出,含量比较高的微量元素是铋、银、铜和锌。一般来说,含银方铅矿可以由含银固溶体形成;特别是上述样品中含银不很高,银呈固溶体存在是完全可能的。锌、铜、铋在方铅矿中呈固溶体比较少见,常以含锌、铜、铋的矿物呈包裹体形式存在于方铅矿中。这样来看,含金石英脉中的方铅矿,其化学组成是比较纯净和稳定的。

3黄铜矿

黄铜矿像方铅矿一样,是矿带中分布很广的金属硫化物;但含量不均匀,主要产于矿带南段,多见于三道岔、二道沟、八家子和夹皮沟本区矿床。黄铜矿主要产于黄铁矿裂隙和颗粒间的间隙,少数产于方铅矿中或与方铅矿呈连晶,有时沿闪锌矿的(111)解理呈乳滴状、条片状分布。构造型式多呈不规则脉状、网脉状和浸染状,局部见块状。脉和网脉的形态和宽度受黄铁矿裂隙和粒间间隙的形态和宽度所控制。黄铜矿多呈他形粒状集合体,晶粒粒度一般介于001与01mm之间,少数可达5mm;还有少数黄铜矿呈自形—半自形包裹于黄铁矿中。

表6-2 夹皮沟金矿方铅矿的化学分析结果(wB/10-6)

由国家地质实验测试中心曾惠芳分析。

黄铜矿的电子探针分析表明,铜含量为3401%~3556%,平均3489%(理想成分3457%),标准差为048;铁含量介于2897%与3081%之间,平均3010%(理想成分3054%),标准差043;硫含量变化于3299%与3496%之间,平均3367%(理想成分3497%),标准差055。铜和铁的含量与理想成分近似。硫的平均含量比理想成分低123%,可能是As、Sb、Bi与S成阴离子团或以对As、对Sb等形式代替部分[ ]的结果。黄铜矿的化学分析结果见表6-3,铜的平均含量为3225%,比理想成分低,铁的平均含量为3386%,比理想成分高,显然是铁代替了铜的结果。含量最多的微量元素是铅、锌和铋,其次是银、镍、锑、钛、砷、钴和金,含量少的元素是钒和钼。铅含量最高,变化也大;电子探针做微区分析无铅显示,推测铅主要呈含铅矿物包体存在。银含量与铅含量有正相关趋势,也是有含铅矿物存在的证据。锌含量低于铜含量,变化也较大,但在电子探针微区分析中却都有锌显示,且含量较稳定;推测部分锌进入黄铜矿晶格,类质同象代替铁,部分锌也可能是含锌硫化物包体。从电子探针分析结果看,镍与砷有一定依存关系;一般有砷显示的测点即有镍的显示,无砷显示的测点也无镍的显示,可能有超显微含镍(钴)的砷化物包体存在于黄铁矿中。

4几种少见硫化物和复硫盐矿物

辉银矿、斜方辉铜矿、斜方辉铅铋矿和硫砷铜银矿是含金石英脉中少见的金属矿物。其中,后3种矿物在该区尚属首次发现(骆辉,1994),其化学成分列于表6-4。

表6-3 夹皮沟金矿黄铜矿的化学分析结果(wB/10-6)

由国家地质实验测试中心曾惠芳分析。

表6-4 夹皮沟金矿几种少见矿物的化学成分含量表(%)

①由矿床所陈克樵分析;②由矿床所王文瑛分析。

辉银矿见于二道沟矿床510m中段0号含金石英脉,分布于方铅矿边缘。反射色灰白,反射率R=35%~40%,均质,低硬度、形成时间晚于黄铜矿和方铅矿。

斜方辉铜矿见于二道沟矿床465m中段新1号含金石英脉,与黄铜矿、方铅矿组成环带,内核为方铅矿,外环为黄铜矿,中环为斜方辉铜矿。

硫砷铜银矿见于二道沟矿床465m中段新1号含金石英脉。矿物呈他形粒状晶。与方铅矿、黄铜矿共生,呈脉状,反射色呈灰白略带淡绿色调,内反射弱,反射率R=30%±。

斜方辉铅铋矿见于板庙子和三道岔矿床。矿物呈他形—半自形粒状,表面见擦痕,反射色为乳白色,无内反射,非均性较强,偏光色灰白带棕色调,反射率R589=445%,H=1374~1463g/cm2。与黄铜矿呈脉状充填于黄铁矿裂隙中。

5石英

石英在含金石英脉中约占90%左右,是主要载金矿物之一。石英一般有3个世代:早期石英呈乳白色,块状构造;中期石英青灰色,条带构造,贯入、切割乳白色块状石英;晚期石英呈细脉状、透镜状、纤维状、叶片状晶体垂直裂隙生长。中期石英与金矿化关系最为密切。

石英中微量元素含量极低(表6-5)。Al2O3、K2O、Na2O含量的总和低于1%。K2O和Na2O呈正消长关系,Na2O含量一般低于01%,可能与石英中混染有蚀变成因的绢云母有关。该区不同矿床和同一矿床不同深度的35个石英样品的晶胞参数为:a0=491228×10-10~49135×10-10m,c0=540384×10-10~540564×10-10m,均接近理想值,晶胞体积(112526×10-10m~112988×10-10m)与Al、K、Na的含量(019%~081%)呈正消长关系,显深成石英特征。铜、锌、碲含量变化规律不明显;金含量为000×10-6~2300×10-6,银000×10-6~690×10-6(平均163×10-6),均低于黄铁矿中金、银含量;砷、锑含量较高,铋含量极不均匀(个别达126×10-6),可出现少量富铋、富砷矿物。

表6-5 含金石英脉中石英微量元素含量

由国家地质实验测试中心莫琳分析。

石英稀土总量低,∑REE=4437×10-6,轻、重稀土分异明显,轻稀土富集,重稀土亏损,明显正铕异常(图6-1)。在稀土分配模式上,含金石英脉中石英单矿物和其赋存的石英脉全岩以及容矿围岩角闪斜长片麻岩中石英单矿物是非常相似的。但前者稀土总量高,正铕异常极显著;后者稀土总量低,正铕异常偏低;含金石英脉全岩稀土特征处在上述两者之间。由容矿围岩到含金石英脉中石英单矿物稀土总量增加,正铕异常由偏低演化到显著、极显著,可能表示含金石英脉的SiO2来自容矿围岩,或者与容矿围岩的SiO2同来源。

图6-1 石英的稀土标准化图谱

1—八家子矿床6号含金石英脉中石英(87C743);2—八家子矿床6号含金石英脉全岩(87C743);3—八家子矿床容矿围岩角闪斜长片麻岩中的石英(87C740)

据吴尚全(1985)对石英热释发光的研究,含金石英脉中石英的热释发光曲线与围岩及晚期石英-碳酸盐脉中的石英的曲线明显不同,它以出现多个峰值为特征。在180~190℃有一个弱低温峰,220C左右出现较强的中温峰,280~300℃附近有一或两个不明显的高温峰,总的发光强度在100微库伦左右;说明此类石英在不同晶陷能级深度内都有电子陷入,但其数量比浅成石英要少一些,而且陷入较深,应具深成热液石英的特征。

6自然金

夹皮沟金矿的主要含金矿物是自然金,少量银金矿,偶见针碲金矿,金矿物形态受赋存空间形态和结晶习性控制,大致可分成他形—半自形粒状、自形粒状、浑圆状、乳滴状、叶片状、树枝状、纺锤状、棒状和脉状等。在电子显微镜下常见{100}、{210}晶及(111)双晶、片状或层状生长层和生长阶梯。根据程玉明对自然金粒度的研究(表6-6),有89%的颗粒,其粒径<235μm,>235μm的颗粒只占11%。不同粒径的自然金在同一个矿床,甚至同一块光片上,基本上是混杂共生的。

表6-6 夹皮沟金矿自然金粒度分布表

据程玉明1979年资料。

按自然金产出的空间位置,可分成4种产状型式:①产于黄铁矿和石英裂隙中。含自然金的裂隙一般狭窄,无或少有其它物质充填,而那种较宽,被石英、碳酸盐等充填的裂隙含自然金少;②包裹于黄铁矿和石英颗粒内(图版Ⅳ-6,Ⅳ-7)。自然金呈孤立的他形粒状、片状或板状自形晶;③依附于黄铁矿晶体的边缘;④在黄铁矿和石英中呈超显微颗粒。在透射电子显微镜下,可见到超显微金粒,粒度为01~05μm,沿矿物晶面分布。自然金产出的空间位置是多种多样的,但主要产于黄铁矿的微裂隙中,其次是石英裂隙中。需指出的是,含自然金的石英,也多是在黄铁矿附近的石英中,离黄铁矿远的石英金含量明显减少。

表6-7 夹皮沟金矿自然金电子探针分析结果

据电子探针分析,自然金的成色很高。自然金晶粒内金含量介于7577%与9911%之间,平均为9098%;其中76%的测点含金量大于90%。银含量低,变化于059%与2330%之间,平均834%。所以,金的成色很高,变化范围为761~994,平均为915(表6-7)。温度是影响自然金成色的重要因素。据RW博伊尔(1984)资料,浅成低温热液矿床,金的成色为500~700;中深中温矿床,一般为750~900;深成高温矿床,则大于800。据此分析,总的来看,夹皮沟金矿相当于中深中温矿床;但八家子、三道岔和二道沟矿床金的成色接近深成高温矿床的特征,是否是成矿热液活动中心所在,值得进一步研究。

总的来看,自然金的Au/Ag值变化较大,变化区间为325~16798。根据博伊尔(1984)资料,产于太古宙绿岩中的金矿,其自然金的Au/Ag值,主要介于11与18之间;而产于太古宙花岗质岩石中的金矿Au/Ag值,则介于3与58之间。夹皮沟金矿自然金的Au/Ag值绝大部分大于10,与世界太古宙绿岩中金矿是一致的。自然金Au/Ag值的另一特点是,Au/Ag值大小变化不连续,按不同矿床的不同深度,呈离散型聚合,大致可分成3类:①325~737;②1003~2140;③3429~16798,其中56%的测点分布在②类中,是Au/Ag值最基本的分布域。八家子矿床自然金的Au/Ag值,具有由浅部向深部明显增加的趋势,即180m~200m~280m中段,Au/Ag的平均值分别为737、925和3011。实验证明,温度高于700℃时,银比金挥发性强,因此,温度越高,Au/Ag值越大;Au/Ag比值的变化是金-固熔体随温度变化而出溶的表现,高的Au/Ag比值代表高温,低的Au/Ag比值代表低温(RW博伊尔,1984)。八家子矿床自然金Au/Ag值随深度而增大的趋势,可能反映了八家子矿床深部更接近于热源区;这与金的成色所反映的地质意义是一致的。当然,自然金Au/Ag值和金的成色的变化,除受温度影响之外,还与成矿区金、银背景值的相对丰度、控矿围岩等其它地质因素有关;但是,温度是最主要的因素。

从背散射电子成分图像和单颗粒内多个电子探针分析结果(表6-7)来看,单颗粒自然金内的金、银分布比较均匀,从中心到边缘,没有金变贫、银变富的明显现象;显示了自然金形成过程,从晶出开始到结晶结束,成矿热液中一直基本保持了Au、Ag比率的稳定性,成矿之后,也没有因地质和物理化学因素使自然金中Ag的活动性明显增强的现象。

五、矿石化学成分

矿石中微量元素主要有Cu、Pb、Zn、Ti、Mn、W,其次有Ag、Cr、Ni、V、Co、Mo,As、Sb、Bi、Hg、B、Sn少量。亲基性岩元素(Cu、Pb、Zn、Ti、Mn、Cr、Ni、V、Co)含量较高,可能指示了本区金矿化伴生金属元素主要源自以镁铁质火山岩为主的太古宙绿岩带。对比夹皮沟地区不同矿床含金石英脉的化学成分(表6-8)主要有以下异同之处。

1主期金矿化直接伴生元素主要有Ag、Cu、Pb等,这些元素与金呈正相关关系。

2Ag在夹皮沟本区、二道沟、八家子、三道岔、三道沟、板庙子等矿床含金石英脉中含量均较高。

3As在本区、三道沟、板庙子等矿床含金石英脉中含量均较高,在二道沟、三道岔次之。

4Sb在八家子、三道岔、老牛沟、三道沟矿床含金石英脉中含量较高,在二道沟、大猪圈次之,而在本区(下戏台、东坨腰子)、板庙子含量则较低。

5Bi在二道沟、三道岔、下戏台、三道沟、板庙子等矿床含金石英脉中含量均较高,而在本区(大猪圈、东坨腰子)含量则较低。

6Hg在二道沟、三道沟、八家子、三道岔、老牛沟等矿床含金石英脉中含量均较高,在本区和板庙子含量均较低。

7Cu在本区、八家子、二道沟、老牛沟、板庙子等矿床含金石英脉中含量均较高,而在三道岔、三道沟则次之。

表6-8 含金石英脉化学成分对比表(wB/10-6)

①据王义文1967年资料统计,余者由冶金部物化探测试中心分析。

8Pb以二道沟、本区、八家子、三道岔等矿床含金石英脉中含量为高,三道沟次之,而在板庙子、老牛沟含量则较低。

9Zn以二道沟、老牛沟矿床含金石英脉中含量为高,三道岔次之,而在本区、板庙子含量均较低。

10Mn以三道沟矿床含金石英脉中含量为高,板庙子次之,其它矿床含量均较低。

11W以二道沟、本区、板庙子矿床含金石英脉中含量为高,三道岔次之,三道沟矿床含量较低。

12Mn以本区、大线沟、板庙子等矿床含金石英脉中含量为高,二道沟次之。

13Ti、V、Ni、Co以本区、三道沟、板庙子等矿床含金石英脉中含量为高,二道沟次之。

14Cr以二道沟矿床含量为最高,板庙子次之,而在本区、三道沟含量则较低。

15Sn在二道沟矿床中含量较高,其它矿床含量均较低。B在各矿床中含量变化不明显,仅二道沟、板庙子矿床含量稍高。

六、矿石结构构造

矿石结构以自形、半自形粒状和碎裂结构为主,有时见有似斑状和固溶体结构。矿石构造有脉状、条纹条带状、角砾状、网脉状和块状等构造。其中条纹条带构造是由绿泥石、金属矿物或蚀变围岩的深色条带与白色石英条带相间构成,宽数毫米至数厘米,延伸比较稳定,是构成较大工业矿体的主要构造类型。

七、围岩蚀变

金矿带的每一个矿床,从浅部到深部的每一个矿体,其围岩都经受了热液蚀变作用。蚀变类型主要有绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、硅化、钾长石化和黄铁矿化。蚀变类型与围岩岩性有一定关系,绿泥石化与镁铁质岩石关系密切,绢云母化在长英质岩石中更为普遍。蚀变类型之间无明显界线,水平分带和垂直分带都不明显。一般情况下,强蚀变作用的宽度不大,多为1~2m。

热液蚀变作用叠加在糜棱岩之上。蚀变岩石中保留了糜棱岩交代残余结构,蚀变作用强度和蚀变带宽度与糜棱岩化强度和糜棱岩带宽度基本一致。糜棱岩控制了热液的渗透和循环,促进了热液与围岩之间的化学反应,所以,在空间和成因上,热液蚀变作用与糜棱岩化作用关系密切。

蚀变作用发生了明显的化学元素迁移。笔者对三道岔矿床560m水平2号脉和八家子矿床320m水平3~4号脉的蚀变带剖面,作了仔细观察和系统采样化学分析(样品之间的距离为02~2m),现将分析结果列于表6-9。

据表6-9,总的来看,相对于围岩来说,CO2、H2O+、FeO、K2O、P2O5、TiO2、Au和Ag在蚀变岩中富集,Al2O3、Fe2O3、MgO和Na2O在蚀变岩中亏损,SiO2、CaO和MnO在蚀变岩中或者富集或者亏损;但是,在不同矿床以及距含金石英脉的远近不同,其富集和亏损程度是不同的(图6-2)。如CO2平均增加2597%~10000%,K2O则为3082%~16462%,Au为538%~30000%;Na2O在蚀变岩中是亏损成分,而且从远矿蚀变岩到近矿蚀变岩,Na的亏损是逐渐增加的,越近矿体,亏损越大;SiO2在近矿蚀变岩中是亏损的,在远矿蚀变岩中,在八家子矿床富集,三道岔矿床则亏损;Al2O3、TiO2、CaO和FeO2、FeO在远矿蚀变岩中多为亏损,在近矿蚀变岩中全为富集。

上述可见,在热液蚀变过程中,热液输送给围岩大量的K、CO2、H2O和Au,并从围岩中带走大量的Na和一定量SiO2,同时,使Al2O3、TiO2、CaO、Fe2O3和MnO发生活化、迁移和重新分配,且主要以绿泥石和黄铁矿的型式在近矿边缘的蚀变岩中固定下来。从图6-2还可以看出,八家子矿床蚀变带中的部分铁丢失。

表6-9 三道岔和八家子矿床围岩及蚀变带岩石化学分析结果

由天津地矿所测试室分析;Au、Ag单位为“10-6”,其余为“%”。

图6-2 蚀变岩中元素亏损、富集变化图

(0以上为富集,以下为亏损)

1—三道岔矿床;2—八家子矿床

元素的带进带出和重新分配表明,含Au热液不是来自就地围岩,而是从深部运移到蚀变场地的。另外,据采自三道岔矿床不同中段的含金石英脉、蚀变岩以及近矿围岩的1502个样品,二道沟矿床200~600m中段145个样品分析结果统计,从含金石英脉向两侧经蚀变带到近矿围岩,Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Ni、Co、Mn等元素含量有不同程度的递减趋势。其中Cu、Pb、Zn、Ni、Co为亲基性岩元素,W、Mo为亲酸性岩元素,Cu、Pb、Zn是金矿的主要伴生组分,W、Mo含量甚微。这些元素在蚀变岩中丰度增加,而且越近矿体丰度越高,表明这些元素是含矿热液所带来,可能指示成矿物质及其伴生金属元素主要来自以镁铁质火山岩为主的绿岩带,含矿热液主要为变质热液。

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