贵州浊积岩中两种类型金矿赋矿围岩浸泡溶解实验研究＊

王甘露，郑禄林，赵万飞，李青枫，于圣泉

(1.贵州大学 资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025;2.贵州省地质矿产勘查开发局105 地质大队，贵州 贵阳 550018)

1985 年国际上以浊积岩为赋矿岩石的金矿学术讨论会在加拿大圣约翰市举行，从而形成了一个寻找和研究浊积岩中金矿的新热点。1986 年，由加拿大地质学会出版、Keppie J D 等主编的“Turbidite-hosted Gold Deposits”(浊积岩中的金矿)出版，该书主要讨论了加拿大新斯科舍省浊积岩中的金矿，有三篇论文述及澳大利亚、美国和英国浊积岩中的金矿，且这些金矿主要为石英脉型［1］。我国也发现了许多产于浊积岩中的金矿，如湖南黄金洞、广西金牙、四川壤塘、河北青龙河和辽宁青城子金矿，以及本次研究的黔东南平秋、同古金矿和烂泥沟、丫他金矿等，其中不乏有大型、超大型金矿床，在金矿类型中占有较重要位置。

在收集和研究了贵州产于浊积岩中的金矿以后，笔者注意到，根据其产状及矿石特征，可以明显地把它们分做两类，即石英脉型和蚀变岩型(后者或称微细浸染型、卡林型)。而赋矿围岩的岩性是导致形成不同类型金矿的主导因素。依笔者看来，在一个特定的地区能不能成矿，取决于有没有丰富的成矿物质来源，而成什么类型的矿则取决于地质作用过程、构造条件及赋矿围岩的性质。对于浊积岩中金矿的成因，虽然还存在争议，不过，目前有两种观点被较多的研究者所认同:一为“侧分泌”说，认为后期热水溶液(天水、孔隙水、层间水、变质水等)对矿源层的溶滤作用构成含金热液，然后在断裂带、层间面或其它低化学势带富集成矿;二为热水喷流沉积说，含金石英脉形成于海底热泉喷流或由初期扩张中心的沉积盆地卤水沉淀的二氧化硅形成［2－4］。王秀璋［5］等及张杰［6］等提出了这种类型成矿的三阶段模式，即①沉积阶段(形成矿源层);②区域变质阶段(预富集);③成矿阶段(后期构造热液事件淋滤、迁移、交代或充填成矿)。

1 地质背景

黔东南和黔西南是贵州两个主要的产金地区，两地区都发育有以浊积岩为赋矿围岩的金矿，所不同的是黔东南晚元古代浊积岩中形成了石英脉型金矿，而黔西南三叠纪浊积岩中形成了蚀变岩型金矿。前者以产明金为主，后者以产不可见的微细粒金为主。表1 列出了两类金矿床地质特征的比较。可以看出，两个地区成矿地质背景的差异主要在于赋矿围岩浊积岩岩性的差异，黔东南赋矿岩石为晚元古代下江群浊积岩，主要岩石为硅质、粉砂质绢云母板岩、变余粉砂岩、凝灰岩等;黔西南赋矿岩石为三叠纪的浊积岩，主要岩石为细砂岩、杂砂岩、黏土岩、页岩、石灰岩等。总的来说，两个金矿区的赋矿浊积岩都是以硅质岩为主，只是在黔西南地区的浊积岩系中常有石灰岩夹层，并且在砂、页岩中还含有较多方解石类矿物。

表1 黔东南与黔西南浊积岩中两种金矿类型比较

经岩石化学分析查明(表2)，两个金矿区的浊积岩虽然都是以硅质为主，SiO2的含量很高也很接近，但其显著差别是黔东南浊积岩Al2O3含量高于黔西南，而黔西南浊积岩CaO 和烧失量则明显高于黔东南。Al2O3含量高，说明浊积岩中的硅除分布在石英矿物中外，还有一部分分布于铝硅酸盐矿物中(如长石、绢云母、伊利石、高岭石等)，而CaO 和烧失量高可能是含有大量碳酸盐类矿物(方解石、白云石等)的缘故。

表2 黔东南与黔西南浊积岩组合样的化学分析结果 %

2 讨论

黔东南贫钙(碳酸盐矿物)硅铝质岩中的矿物以石英和铝硅酸盐为主，铝硅酸盐矿物比石英易溶蚀，在后期热水的溶滤过程中释出的硅比较多，故能形成石英脉型金矿;黔西南富钙(碳酸盐矿物)硅钙质岩中的矿物以石英和碳酸盐矿物为主，石英难溶，在后期热水的溶滤过程中释出的硅相对较少，这可能是只发生硅化而难于形成石英脉的原因，故而形成蚀变岩型金矿;另外，碳酸盐的物相分析还表明，黔西南浊积岩中碳酸盐矿物含量在20%以上，比黔东南浊积岩高得多，碳酸盐矿物易发生化学反应，会较大程度上“消耗”成矿流体中的SiO2，这也是黔西南浊积岩中形成蚀变岩型而不是石英脉型金矿的另一原因。这一成矿地质特征可以与钨成矿相比较，即在硅铝质围岩中形成含黑钨矿石英脉型钨矿，而在碳酸盐质围岩中形成含白钨矿矽卡岩型钨矿。

3 浸泡溶滤实验

为了验证以上根据实际地质情况而作的推论，本次研究做了对不同赋矿浊积岩的浸泡溶滤实验:即用不同性质的溶液，分别浸泡黔东南与黔西南金矿的围岩浊积岩样品，然后分析测定各种溶液从岩石中溶出的Si、Al、K、Ca、Mg、Fe 等元素含量，探讨石英脉及硅化发生的可能性。实验方法为分别称取代表黔西南与黔东南的岩石组合样品各一件，(－200 目)，分成6 份，每份2 g 置于25 mL 玻管中，加入各种溶液(酸性的、中性的、碱性的、富有机质的)浸泡60 天(其间经常摇动)，取出过滤，分析。其结果见表3。

表3 浸泡岩石后溶液成分的分析结果 mg/L

从表3 的实验结果可以看出，在各组浸泡溶滤实验中，多数情况下黔东南浊积岩经浸泡后释出Si和Al(K)含量都比黔西南浊积岩大，说明Si 主要从铝硅酸盐矿物溶解出;黔西南铝硅酸盐矿物相对少，而碳酸岩矿物多，释出Ca 和Mg 多。

铝硅酸盐矿物溶解释出硅的反应可用下式表示:

上述实验是在常温下进行的，溶液浓度、性质也与实际情况会相距较远，但实验结果的一致性代表一种可能、一种倾向，一种相似，希望能对讨论自然界的一些现象有所帮助。

4 结论

通过对黔东南和黔西南浊积岩中两种类型金矿的浸泡溶滤实验研究，得出以下几点认识。

(1)赋存于浊积岩中的金矿可以划分为石英脉型和蚀变岩型两类;

(2)以硅铝质为主要成分的浊积岩中形成石英脉型金矿，以硅钙质为主要成分的浊积岩中则形成蚀变岩型金矿;

(3)在硅铝质浊积岩分布区寻找石英脉型金矿;而硅钙质浊积岩分布区则寻找蚀变岩型金矿。

［1］Keppie J D，Boyle R W，Hynes S J.Turbidite-Hosted Gold Deposits［J］.Geological Association of Canada Special Paper，1986，32:1－148.

［2］聂凤军.一种新的金矿类型——浊积岩为容矿岩石的金矿床［J］.国外矿床地质，1990(2):1－5.

［3］方国庆，李育慈，张晓宝.浊积岩型金矿及其在我国的发展［J］.黄金科技动态，1992(9):24－25.

［4］苏杭，王甘露.黔西南烂泥沟金矿构造控矿与成矿模拟实验［J］.世界地质，2013，32(2):103－111.

［5］王秀璋，程景平，梁华英.变质细碎屑岩型金矿床的三阶段成矿模式［J］.矿床地质，1995，14 (4):322－328.

［6］张杰，余大龙，张先煜，等.贵州天柱磨山—油麻坳金矿化带岩石矿物地球化学研究［J］.地质与勘探，1998，34(2):28－36.