灵北断裂带中黄铁矿的特征和找矿意义

2014-06-05温建强

新疆有色金属 2014年2期

关键词：含金断裂带黄铁矿

温建强

（山东招金矿业股份有限公司招远 265400）

灵北断裂带中黄铁矿的特征和找矿意义

温建强

（山东招金矿业股份有限公司招远 265400）

通过对灵北断裂带6个不同的矿床30多件黄铁矿的分析、研究，表明在灵北断裂带黄铁矿是金的主要载体，金品位高的地段黄铁矿富集，但黄铁矿富集的地段金品位未必高，黄铁矿的Fe/S与金品位没有定量关系，微量元素能为金矿床的成因、远景评价提供重要的依据。

灵北断裂带黄铁矿找矿

目前，国内外已发现的金矿床中的矿物种类大约有110多种，而最常见的不过十几种。其中黄铁矿是分布最广的金属矿物，并且也是最主要的载金矿物。根据国内外的大量的统计资料表明，无论是哪种类型的金矿床，尤其是内生金矿，只要矿石中出现黄铁矿，金就主要分布在黄铁矿中。这可能是由于金具有亲铁亲硫（铜）的两重性，金与黄铁矿的形成具有相同的物理化学条件，同时黄铁矿对金的还原沉淀有促进作用。在不同的地质条件、不同的成矿期次条件下形成的黄铁矿，其晶形、粒度、结构、产状、物理化学性质、金及其它微量元素的分布有明显的差异。利用这些差异进行金矿床的分类、成因研究及找矿评价都具有十分重要的意义。这些问题已成为找矿矿物学、成因矿物学、矿床学、地质地球化学讨论的重要内容之一。

1 金在黄铁矿中的分布特征

通过对灵北断裂带6个不同级别（大、中、小型）矿床，30余件黄铁矿的含金性分析表明，金在黄铁矿中的分布具有以下特点;

1.1 金在黄铁矿中具有高度的富集性

在所研究的矿床中混合取样（即不分期次、粒度、晶形、标高）分析，黄铁矿平均含金145.63×10-6，最高者＞400×10-6，有些发育在小型石英脉中的黄铁矿含金高达800×10-6以上。金钱沟金矿6个标高16件样品的分析中，发现矿石中90%以上的金赋存在黄铁矿中。其它的类型矿床也有类似的特征，例如，夹皮沟金矿黄铁矿含金平均为198.9×10-6，占矿石含金量的70%以上。

团结沟金矿黄铁矿平均含金高达248.57×10-6，杨寨峪金矿平均为192×10-6，潼关金矿平均为92×10-6，陕西潼峪金矿85.2%的金分布在黄铁矿中，河南小秦岭金矿床中的黄铁矿含金量占矿石总量的92%。这些都充分说明金在黄铁矿中的高度富集是一个普遍的客观事实，黄铁矿化是金矿床最重要的找矿矿物标志或矿化标志。

1.2 黄铁矿中的金含量具有较大的变异性

灵北断裂带已知矿床中黄铁矿的含金范围在2.50×10-6～800×10-6之间，其它地区发现的黄铁矿有些含金仅0.n×10-6，用下式求得变异性系数（V）：

式中：Cˉ为n个样品的平均值，Ci第i个样品的金品位，n为样品总数。

灵北金矿带研究的30余件黄铁矿样品含金的变异性系数为76.54%。徐国风（黄金手册，1990）列出了国外400多件黄铁矿含金范围为0.n×10-6～n×100，变异性系数为169.7%。卡林型金矿黄铁矿含金为0.1×10-6～4 200×10-6，小秦岭金矿黄铁矿含金为0.19×10-6～1 200×10-6，均表现出黄铁矿含金的较大变异性。这是因为不同的地质环境、物理化学条件、成矿期次形成的黄铁矿，其标型特征、粒度、结构、裂隙发育程度等均不同，直接影响黄铁矿的含金量。灵北断裂带蚀变岩型金矿床一般分为3～4个成矿阶段，其中第Ⅱ阶段即含金石英－多金属硫化物阶段为该类型金矿的主要成矿阶段，主要金属矿物为黄铁矿。这一阶段形成的黄铁矿含金明显高于其他阶段，如金钱沟金矿第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段形成的黄铁矿中含金分别为300.6×10-6、10.3×10-6、8.5×10-6，其它矿床也有类似规律。

1.3 黄铁矿的晶形对金含量的影响

不同晶形的黄铁矿含金性也有较大的差异，灵北断裂带的黄铁矿晶形多为立方体、八面体、五角十二面体，后二者含金明显高于前者。金钱沟金矿中粗粒（＞2mm）立方体黄铁矿平均含金为8.35×10-6，而五角十二面体含金＞300×10-6，是立方体的20多倍。东沟金矿中粗粒立方体黄铁矿平均含金为15.93×10-6，五角十二面体含金达133.87×10-6，招远金矿立方体黄铁矿含金2.15×10-6，晶形较差的五角十二面体含金为144×10-6（宋焕斌，1989）。除此之外，黄铁矿的结构、产状、粒度、对含金性也有较大的影响。在灵北断裂带黄铁矿晶形越差，越不规则，粒度越细含金越高。金钱沟金矿0.35～1.00 mm粒级的五角十二面体含金为47～115 g/t，而＜0.25～0.1 mm粒级者含金＞250 g/t。并且黄铁矿呈网脉状、浸染状产出者往往金含量高，而呈团窝状产出者含金不一定高。在东沟金矿+20 m～－65 m标高中段，发现黄铁矿在个别地段呈团块状出现，最大粒径＞10 mm，然而在这些地段平均金品位＜10×10-6。

以上特征说明在灵北断裂带黄铁矿是找金的重要标志，但不能以黄铁矿出现的多少来衡量含金的富与贫，要依据具体的地质环境和黄铁矿本身的晶形特征进行综合分析后再进行判断。

2 黄铁矿的化学成分与金含量的关系

黄铁矿的化学式FeS2，为AX2型化合物，理论上的Fe∶S是46.55∶53.45，约等于0.871。目前对各种类型金矿床中黄铁矿的实际成分研究的还不够深入，据现有资料不完全统计，各类金矿床中黄铁矿的Fe/S值均偏离于理论值，有亏硫者，有亏铁者。究竟是亏硫者有利于金的富集，还是亏铁者有利于金的富集，没有普遍的的规律性。徐国凤等人（1984）研究的陕西二台子金矿黄铁矿中硫亏损越多，金含量越高，而姚风良（1984）研究的招远金矿是铁亏损时金品位高。

灵北断裂带不同规模金矿床中黄铁矿的Fe，S含量及比值与金含量的对比情况,见表1。

表1 灵北断裂带金矿中黄铁矿的化学成分特征

由表1可见，区内金矿从小矿到大矿有亏硫者，也有亏铁者，Fe/S值为0.8383～0.8956，均偏离于理论值，但波动不大；变异系数为2.0%，亏铁者略多一些，但整体上哪种亏损更有利于金的富集没有明显的规律。东沟金矿亏硫黄铁矿的金含量比亏铁者明显要高，并表现出上部亏硫，下部亏铁。玲珑石英脉型金矿黄铁矿亏铁时（Fe/S为0.8579）含金为9.25 g/t，随着硫的亏损金含量明显增加。金钱沟金矿6个标高的黄铁矿中＋5 m和－110 m显硫亏损，其它均为铁亏损。

总之，灵北断裂带金矿床中黄铁矿的铁硫比值大都偏离于理论值，或亏铁或亏硫，究竟前者或后者有利于金的富集，不是一个偶然的事实，必定与金矿成因、容矿地质条件有着内在联系。研究这个问题的目的在于想从黄铁矿铁硫比值上建立与金含量相关的函数，作为灵北断裂带寻找和评价金矿床的一个地球化学标志。从以上讨论来看，在灵北断裂带黄铁矿的铁硫比偏离于理论值的程度、相对亏铁或亏硫性与金含量的关系很难得出一个定量评价模式，需要进一步研究，最好将黄铁矿按成矿阶段、晶形分选后再进测量意义更大。

3 黄铁矿中微量元素分布特征与找矿意义

黄铁矿中微量元素分布特征直接与其成因、容矿环境、形成期次、温度压力等有密切关系。因此，对黄铁矿的成分研究的比较深入，一般研究黄铁矿中的微量元素的分布特征意义不在于综合利用价值，而更重要的是对金矿床的综合评价。

灵北断裂带金矿床中黄铁矿主要微量元素的分布情况，见表2。

表2 灵北断裂带矿床中黄铁矿中微量元素含量 ×10-6

由表2可见，在灵北断裂带黄铁矿中微量元素除了Au，Ag外，亲硫重金属元素Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi等相对富集；亲铁元素普遍偏低，典型元素Co，Ni在玲珑石英脉型金矿黄铁矿中含量稍高一些外，焦家式（蚀变岩型）金矿黄铁矿中的含量均很低（Co为1.2×10-6～10.8×10-6，Ni为3.2×10-6～17.9×10-6），比一般金床黄铁矿中的含量（Co和Ni常见含量范围在n×10×10-6～n×100×10-6）要低得多，Ru，Rh，Os，Ir，Mo等元素大部分黄铁矿报不出。也就是说，灵北断裂带黄铁矿具有亲硫元素相对富集，而亲铁元素相对贫化的特征。亲硫元素之和（以Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi计）除魏家沟矿区略低于500外，其它均＞500×10-6，而亲铁元素之和（Co，Ni计），除玲珑石英脉型金矿外，均＜30×10-6，亲铁元素之和与亲硫元素之和的比值蚀变岩型为0.006～0.040，石英脉型为0.109。这是由于亲铁元往往富集在基性、超基性岩浆成因的黄铁矿中，而灵北断裂带金矿则属于混合岩化－中酸性岩浆热液重熔再造成因。

因此，黄铁矿中亲硫元素与亲铁元素比值是判别成因的良好标志。历来人们还重视用黄铁矿的Co/Ni值来判定矿床成因或形成环境，除此外，还有Au/Ag、S/Se、Se/Te以及（In+Tl）/（Ga+Ge）值等，通过大量实践证明确实有效。因为相同或相近成因形成的黄铁矿其许多微量元素分布特征大致相近，不同成因形成的黄铁矿，微量元素的分布则存在较大的差异。

据灵北断裂带6个不同级别的矿床统计，Co/Ni值均＜1（为0.32～0.86），因为它们均不是典型岩浆热液成因，玲珑金矿Co/Ni值则＞1（1.60）。据6个矿床（点）统计，黄铁矿中Au/Ag值均＞0.5（为0.91～4.648），In、Tl含量较低（0.n×10-6～n×10-6），Ga、Ge相对较高（n×10-6～100×10-6），（In+Tl）/（Ga+Ge）值较小，表现为中温热液形成之特征。

焦家式金矿黄铁矿中的Se含量较低（0.n×10-6～4 ×10-6），Se/Te＝0.00 n～0.0 n。而玲珑石英脉型金矿Se/Te为0.213。可见在同一成矿区域，同一矿因的矿床无论规模大小，黄铁矿中许多微量元素的分布相近，而不同成因的矿床，存在较大的差异。

在灵北断裂带，只要是有工业价值的矿床（点），其黄铁矿含金均＞10 g/t。由于黄铁矿是金的主要载体，黄铁矿中的金含量越高，矿石金品位越好，并成为评价矿石质量的直接指标。

黄铁矿中的微量元素在空间上也有明显的浓度分带性。如金钱沟金矿从+35m～-150m标高的6个中段16个黄铁矿样品分析表明，Pb、Zn、As等元素主要分布在矿体上部的黄铁矿中，而Se、Te、Co，Ni主要聚集在-60m以下标高的黄铁矿中，其浓度分带性表现为（自上而下）：（Pb、Zn、As、Ba、Sr）→（Cu、Au、Bi、Ag）→（Co、Ni、Se、Te），与矿床原生晕浓度分带（Zn－Ba－Pb－Sr－As－Bi－Cu－Ag－Au－Co－Ni）较一致。同样，可以用黄铁矿中微量元素的分布特性评价深部矿体和判别剥蚀深度。