黑龙江省北大沟金矿床矿石特征及金的赋存状态研究

郭奎城, 吕 军,2, 谷华娟, 宋 华, 李德荣

(1.黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院,齐齐哈尔 161005; 2.中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;3.黑龙江省矿业集团有限公司,哈尔滨 150036)

黑龙江省北大沟金矿床矿石特征及金的赋存状态研究

郭奎城1, 吕 军1,2, 谷华娟1, 宋 华1, 李德荣2,3

(1.黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院,齐齐哈尔 161005; 2.中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;3.黑龙江省矿业集团有限公司,哈尔滨 150036)

黑河市北大沟金矿床是近年来在大兴安岭燕山期成矿带发现的与火山热液有关的浅成中-低温热液型金矿床,矿床的矿石类型主要为石英脉型。矿石的结构为半自形-它形粒状结构、交代结构、胶状结构。矿石的构造为致密块状构造、稀疏浸染状构造、细脉状构造。金矿物为自然金,以裂隙金为主,其次是粒间金,包裹金只占少数,金矿物以细粒为主,载金矿物主要为石英。金的赋存状态较简单,属易浸型矿石,有用组分含量较高,具有较高的工业利用价值。北大沟金矿与三道湾子金矿的矿石特征和金的赋存状态相似,显示北大沟金矿的深部及外围具有巨大找矿潜力。

北大沟 石英脉型金矿 赋存状态

Guo Kui-cheng,Lv Jun,Gu Hua-juan,Song Hua,L iDe-rong.Study of ore features and gold occurrence of the Beidagou gold deposit in Heilongj iang Prov ince[J].Geology and Exploration,2010,(4)0616-0621.

黑河市北大沟金矿床是近年来在黑龙江省北部发现的低硫化物石英脉型金矿床(邵军,1998;吕军等,2009)。它与位于其南部5km处的三道湾子大型金矿床同处一个成矿带,矿石类型与三道湾子金矿的浅部有很大的相似之处。本文通过研究北大沟金矿床矿石特征及金矿物的赋存状态和赋存规律,并与三道湾子金矿床进行对比研究,对北大沟金矿床进一步勘探、选冶具有一定的指导意义。

1 矿床地质概况

北大沟金矿床位于大兴安岭早古生代陆缘增生构造带多宝山奥陶纪岛弧带东缘,属古亚洲成矿域,位于额尔古纳-兴安岭成矿带中大兴安岭中段燕山期铁、钨、银、金、钼、铜成矿带(吕军等,2009)。为活动大陆边缘陆相火山喷发环境,是浅成低温热液矿床形成的有利部位(庞奖励,1995;江思宏等, 2004;祁进平等,2005)。

矿区出露地层主要是白垩系下统光华组(K1gn):岩石组合以英安岩为主,英安质角砾凝灰岩以零星薄夹层产于英安岩中。该组岩石地层为赋矿围岩(见图1)。矿区构造主要为断裂构造,以北西向断裂为主。含金石英脉充填在北西向断裂带中,石英脉斜列式分布。主体断裂走向290°～320°,倾向北东,倾角50°～80°,具有追踪张裂隙的特点。石英脉两侧多见围岩角砾,北西向构造是容矿构造。北东向断裂对矿体有一定的破坏作用(吕军等,2009)。

围岩蚀变主要见有硅化、黄铁矿化、绢云母化、高岭土化、绿泥石化和碳酸盐化。硅化主要见于石英脉两侧英安岩中。呈细脉状、网脉状和晶簇状,沿围岩裂隙进行充填和交代。硅化有两期,第一期为灰色石英脉;第二期为灰白色石英脉,为主成矿期石英脉。黄铁矿化有两期,早期结晶程度好,晶形多呈立方体;晚期结晶程度较差的黄铁矿呈微细粒集合体脉状产出。绢云母化、高岭土化主要发育在蚀变带英安岩中。绿泥石化较弱,发育在英安岩中。碳酸盐化见于深部坑道及钻孔中,白色方解石细脉及网脉充填在英安岩裂隙中。围岩蚀变强度分带较明显,总体呈带状北西向分布,自石英脉向两侧依次为硅化带-黄铁矿化带-粘土化带。石英、黄铁矿、绢云母、高岭土、绿泥石、碳酸盐多数相伴出现,由矿体向两侧蚀变逐渐减弱(孙丰月等,2008;吕军等, 2009)。

图1 北大沟金矿床地质简图(据吕军,2009修编)Fig.1 Sketch geologicalmap showing the position of the Beidagou gold deposit(modified from Lvet al.,2009)

北大沟金矿床目前可划分出13条矿体,其中规模最大的Ⅰ1矿体为主矿体,呈脉状,NW～SE走向。地表出露长度为145m,平均3.15m,主体倾向25°,倾角58°～80°,金品位最高2.361×10-4,平均1.95×10-5。Ⅰ1矿体连续、稳定,其深部40m及80m分别有坑探及钻孔控制,已估算内蕴经济资源量(333)×t。

2 矿石特征

2.1 矿石物质组成及特征

本次研究的样品采自北大沟金矿床地表槽探及40m中段的坑探工程中的Ⅰ1矿体。矿石在地表呈褐黄色,新鲜面呈灰白色,深部矿石呈灰白色、灰色。矿石类型主要为石英脉型,少量为蚀变岩型。矿石经磨片镜下观察,金属矿物主要为黄铁矿、胶状黄铁矿、褐铁矿,少量的黄铜矿、黝铜矿、赤铜矿、自然铜、闪锌矿、方铅矿、铅钒、臭葱石、赤铁矿、磁铁矿等;贵金属矿物为自然金(彭渤等,2008)、自然银。非金属矿物主要为石英、长石、高岭土、云母、绿泥石等(侯树桓等,2005)。主要矿物相对含量测量结果见表1(相对含量是根据地表及40m中段的坑探工程中所取的600kg选矿试验样以及相应部位所取的光薄片中统计结果,表4～表6同此),其中黄铁矿占1.58%,褐铁矿占0.86%。

表1 主要矿石矿物含量测量结果Table1 Contents of pr imary m inerals in the Beidagou gold deposit

主要金属矿物粒度特征:对矿石中的黄铁矿、褐铁矿进行了粒度测量(表2)发现,黄铁矿粒度比较细小,尤其是呈胶状的黄铁矿一般多在10～71μm左右。

表2 黄铁矿和褐铁矿不同粒度含量Table2 Contents of pyrite and l imon ite of varied gra insizes in the Beidagou gold deposit

主要金属矿物嵌布特征:

黄铁矿:是矿石矿物中最主要的金属硫化物,含量1.58%,主要呈半自形-它形晶结构,胶状黄铁矿呈细粒胶状结构或胶状集合体,黄铁矿在矿石中为星散状,有时与黄铜矿连晶,其粒度比较细小,多分布在0.037～0.01mm区间(占50.60%),显微镜下黄铁矿中没有发现自然金。

褐铁矿:含量占0.86%,主要分布在脉石裂隙中,主要呈断续的小脉状空洞状构造(这是金属硫化物氧化流失而呈现的构造)。往往这种构造有金的富集,为金的赋存提供了空间场所。褐铁矿的粒度多分布在0.01～0.071mm(占75.70%)。

黄铜矿:是该矿石中主要含铜矿物,主要呈它形粒状,星散分布在矿石中,有的与黄铁矿紧密连晶,有的黄铜矿已被氧化成赤铜矿,有的形成自然铜等,粒度一般多在0.01～0.037mm区间,尚没有发现金与其有关系。

矿石多元素分析结果见表3。可以看出金、银有用组份含量较高。

表3 北大沟金矿多元素分析结果Table3 Analysis result of multiple elements inthe Beidagou gold deposit

2.2 矿石的结构构造

矿石结构主要有半自形-它形晶结构:主要为黄铁矿呈此结构,其中金属矿物呈它形粒状结构;胶状结构:主要为胶状黄铁矿呈此结构。交代结构:绢云母交代斜长石呈此结构。

矿石构造主要有块状构造:半自形-它形石英紧密聚集组成致密状集合体;星散浸染状构造:金属矿物在矿石中呈此构造;脉状构造:主要是分布在脉石裂隙中的黄铁矿呈此构造(侯树桓等,2005;李红阳等,2007;任云生等,2007);空洞状构造:有的空洞见有石英晶簇,有的金属硫化物氧化流失呈褐铁矿空洞构造。

3 金矿物特征及赋存状态

3.1 金的粒度特征

矿石中自然金的粒度多为细粒金,中粒金及微粒金含量相对较少,对所见金粒进行了粒度测量结果见表4。

表4 金的粒度测量结果Table4 M easured gra in sizes of gold from the Beidagou gold deposit

3.2 金的外形形态特征

根据该矿石中所见到金矿物的外形特征,主要为角粒状(侯树桓等,2005)、尖角粒状、长角粒状,麦粒状及浑圆状,其相对含量见表5。可以看到,自然金的外形主要呈不规则的粒状,角粒状、尖角粒状、长角粒状分别占32.10%、25.80%、21.40%。其中尖角粒状、长角粒状在粒度上多大于0.037mm,多在脉石颗粒间;角粒状和麦粒状在粒度上多在0.037～0.01 mm之间,多在脉石裂隙处;浑团状粒度一般小于0.01 mm,多分布在褐铁矿空洞中(见图2)。

表5 金形态测量结果Table5 Shape measurements of gold from the Beidagou gold deposit

表6 金的赋存状态测量结果Table6 Occurrence measurements of gold from the Beidagou gold deposit

3.3 金的赋存状态

矿石中的自然金多分布在脉石裂隙,构造角砾边部的硫化物充填矿物,后期被氧化为褐铁矿或流失形成的空洞处多见有自然金粒,其分布极不均匀,该自然金的赋存状态,主要为裂隙金(杨小斌等, 2006;任云生等,2007;原莲肖等,2007)或空洞(褐铁矿空洞)边部金,次为粒间金(黄小娥等,2006),脉石中金很少,其自然金的赋存状态测量结果见表6。可以看到,该矿石中的自然金真正呈包裹金为6.81%,而其它为粒间金与裂隙及空洞金,因此,该矿石中的自然金赋存状态在磨矿工艺中对金的单体解离与裸露有利。

图2 北大沟金矿矿石照片Fig.2 Photographs of gold ore from the Beidagou gold deposit

3.4 矿石可选性试验

北大沟金矿床金、银赋存状态较简单,矿石属易浸型矿石,有用组分含量较高,矿石中对氰化工艺提取金银产生不良影响的硫、碳、铜及矿石含泥量等有害元素和杂质含量极低,矿石的选矿工艺性能良好。样品送至吉林省冶金研究院采用全泥氰化-炭浆法工艺回收金,矿石的浸出速度较快,24小时浸渣品位可稳定在0.5g/t,浸出率达97.90%,吸附率达99.94%,选矿工艺流程简单,回收效果良好。除了金外该矿石中还含银,银的平均品位8.32g/t,在相同工艺条件下,银浸出率56.53%,银吸附率99.70%,可在金矿选(冶)中进行综合回收。

4 讨论

研究样品采于北大沟金矿床地表及40m中段的坑探工程中,赤铜矿、自然铜、赤铁矿的出现反映是氧化带产物。北大沟金矿沿轴向上矿石中Ag/Au比值在0.16～2.53之间,平均0.84,Ag/Au<1,说明现在出露的是矿体的前缘,剥蚀较浅,预示矿体深部应该有延伸,深部矿体规模很有可能扩大。研究发现北大沟金矿床矿石类型、矿体产状、赋矿围岩、矿石特征、金的赋存状态与三道湾子金矿地表及浅部有着很大相似之处(见表7)。目前北大沟金矿床中最高品位236.1g/t,平均品位为19.5 g/t,与三道湾子金矿最高品位大于10000g/t相差甚远。三道湾子金矿深部有大量的金、银碲化物,而富碲化物型金矿往往具有成片成带分布的特点,如美国富碲化物型金矿分布有两个成矿带:一是科罗拉多成矿带;另一是蒙大拿成矿带(张招崇等,1997)。金、银碲化物的出现预示着深部有高品位,大规模的金矿床(陈美勇等,2008)。从目前勘查程度上,北大沟金矿床矿体向北西方向侧伏。因此推测北大沟金矿深部及外围具有巨大的找矿潜力。这对于矿床的下一步勘查有一定指示意义。

5 结论

北大沟金矿床矿石类型主要为石英脉型,矿石矿物组成简单,金矿物主要为自然金。金的嵌布粒度较细,0.01～0.037mm之间占了总量的61.10%,金主要为裂隙金和粒间金,分布在脉石裂隙、脉石矿物粒间及褐铁矿空洞边部。黄铁矿、黄铜矿与金无关,载金矿物主要为石英。其赋存状态对金矿物的单体解离有利。因而宜采用全泥氰化-炭浆法工艺回收金、银有用矿物。北大沟岩金矿床矿石具有较高的工业利用价值。北大沟金矿床金的赋存状态与三道湾子金矿床的研究对比说明北大沟金矿深部及外围具有巨大的找矿潜力,对于该类型矿床的选冶及在附近寻找同类型金矿床有一定的指导意义。

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Study of Ore Features and Gold Occurrence of the Beidagou Gold Deposit in Heilongjiang Prov ince

GUO Kui-cheng1, LV Jun1,2, GU Hua-juan1, SONG Hua1, L IDe-rong2,3
(1.Q iqihar branch,Heilongjiang Institute of Geological Survey,Q iqihar 161005; 2.School of the Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083; 3.Heilongjiang M ining Group CO,LTD,Harbin 150036)

The Beidagou gold deposit in Heilongjiang Province is a newly-discovered mesothermal-epithermal gold deposit related to the Yanshanian volcanis m,located in the Da HingganLingMountainsmetallogenic belt.The ore type of theBeidagou gold deposit is quartz vein type.The ore textures are hypautomorphic-xenomorphic granular,metasomatic and colloidal.The ore is characterized by dense block,disseminate and veinlet structures.Gold appears as natural gold at the state of intergranular,crevice and enclosure,occurring in the major gold-carryingmineral quartz.Gold minerals are commonly fine grain size.The ore is easy leaching.It has useful composition and industrial value.The ore features and gold occurrence of theBeidagou gold deposit is similar to the Sandaowanzi gold deposit,showing a great potential to search for other large-scale gold deposits at depth and in the surrounding areas.

Beidagou,quartz vein type gold deposit,occurrence

book=7,ebook=289

P618.51

A

0495-5331(2010)04-0616-06

2010-03-01;

2010-06-07;[责任编辑]郑 杰。

中央财政补助矿产勘查项目(编号:2006-029)资助。

郭奎城(1960年-),男,高级工程师,主要从事金属矿床研究工作,Email:qqlj1188@163.com。