金矿床蚀变带矿体地质及地球化学特征研究

2020-10-30赵俪

世界有色金属 2020年16期

赵俪

（江苏经贸职业技术学院，江苏南京 222000）

自古以来，人类社会生产生活中就已发现了金元素这种矿物质。但直到20世纪50年代以来，“金”才逐步融入到工业生产活动中。现阶段自动化的农业生产、工业革命和航天工程的快速发展，新材料、新技术、新能源的飞速发展运用，扩大了“金”的使用领域并将其带入各行各业中[1]。

进入21世纪以来，经济的飞速发展加大了对矿石开采量的需求，金矿石出现愈发严重的短缺。大力发展金矿石的勘查开采已成为现阶段矿体地层开采的当务之急。为了更好地提升金矿石开采能力，探求更贴近开采要求的矿石资源，需要更科学、高效的方法和理论技术已成为寻找金矿石资源的重要发展方向。在此次研究中从更深层次探究金矿床的矿体地层、成矿的影响因素以及各元素地球化学特征，对接下来进行的采矿行业中金矿床蚀变带矿体地层的探究提供了理论基础和探索发展方向，进而更好地利用地球化学特征发展金矿床采矿行业。

1 金矿床蚀变带矿体地质研究

通过文献研究可知，金矿床主要存在于大量清水江、清水湖下地层中，或是一小部分裸露在以麻岩类为主的岩石层中，此矿层区域由于长时间受到水流的冲刷、侵蚀和水流的相互作用，易造成金矿床断层效果的产生[2]。露出江水的部分多呈现带状分布，而隐藏于江中的部分则多有第四系残积物的出现。金矿床整体呈现由东北向的斜轴部分布，其东北部较平缓，逐步向北部地势走高，两侧西、南呈两翼分散开来。在此次研究中为对其展开全面细致的分析将其划分为4组矿体地质组，具体内容如下。

1.1 第一矿体地质组

此地质组中的矿体主要呈现深灰色、墨绿色、浅灰色不同的色阶，其中矿体地质主要由细砾岩、中砾岩、粗砾岩三类不同体积的岩石矿体构成。其整体多产出岩片状矿体，并与下方相接触的矿体呈现拆离状态；与此同时，其与上方相接触的矿体也呈现拆离断层状态，这一现象在金矿床外围的河床处较为明显。因此这一部分矿床地层大多由石英片岩、颗粒石英岩和石英岩组成。而相较于前者，矿层中发现主要由两种石英片岩构成，分别为二云母钠长石英片岩与黑云绿泥钠长石英片岩，其与下方矿床地层呈现拆分式断层接触。

1.2 第二矿体地质组

相较于上一矿体地质组，这一层则多为板岩组成，下部呈现深褐色云母石砂质类板岩，部分呈现红褐色云母石砂质类板岩；上部则多呈现黄土色、灰色片状砂质板岩。由于上部分多数裸露在外，部分板岩遭到风化、构造被破坏，形成多气孔变质核板岩。此类岩石岩性主要由火山岩熔化所致的玄武安山岩，其本身是含有杏仁体的一类熔岩。虽然此类矿体地质分布较为广泛，但存在金矿床的矿体地质的含量却很少，与矿区中心较为接近。

由于矿层地质覆盖面积广泛，加之地球板块变迁，此地质组与下方片麻岩的关系易于混淆，并形成新的岩层。新形成的岩石多呈现灰绿色，经过长时间的风化过程，其颜色逐步变成墨绿色，贴近矿区中心一侧，在其蚀变带中含有大量的多气孔、杏仁体状态的安山岩并形成绿帘石化，具体图像如下图1所示。

从整体外观上看，杏仁体多呈现中部为空心状、外形酷似蝌蚪、甲壳虫、球状的矿层地质。其中，含有多气孔、杏仁体的岩石一般分为两种，其一为椭圆形杏仁体，长度一般可达到2.5cm，宽度大概0.75cm左右，其代表了矿层岩石的根本层理，总体上可反映出岩石形成时岩浆的流向；其二较少部分为球状杏仁体，一般其直径不小于5.5cm左右，这一部分则主要由石英石组成[3]。

图1 安山岩形态特征

通过显微镜的细致观察，少部分的石英岩分布于整个杏仁体的外层，一般由两种大小不同的颗粒岩组成：大颗粒的岩石包裹在外，小颗粒岩石组成中心位置，而核心位置则充满更细小的方解石。

矿体地质的顶部则经过长期岩浆蚀变作用或矿层与海水相互作用形成大量孔洞，其含有多气孔、杏仁体的熔岩逐步发育成球状的含有硅质、碧玉质的角砾岩。金矿床多存在于此层矿床地质中。

1.3 第三矿体地质组

这一层矿体地质主要由含C元素的砂质板岩组成。此层砂质板岩主要由黑色、深灰色、灰黄色等由厚到薄的层状板岩叠加而成，局部黑色含碳砂质板岩混杂入深灰色岩石中，经过沉积形成含砾晶屑沉凝灰岩，再经过岩石的相互作用最终形成厚度达到320m凝灰质沉凝灰岩。

1.4 第四系矿体地质

这一层多为江水冲刷、腐蚀形成的相对于前几层松散的堆积物，其上层厚度可达到50cm至10m超大范围，而矿体地质底部则一般达到35m左右。这一层堆积物多以黄土和小颗粒砂石所组成。这些矿体多以不规则方式覆盖整个矿体地质底部。

2 金矿床蚀变带地球化学特征

2.1 金矿床蚀变带化学元素测定

基于前面研究者对于矿体底层中金含量的相关研究表明，矿体底层中大块石桥下含有大量的金元素岩石，平均密度可达到23.8×10-8，深度可达到190×10-8，体现了矿体底层的最基本特征。

由于其存在于较深的地层中，在对其的研究中无法采用抽样的方法确定抽样地点，计算其所含元素的相对含量等等基本信息。

因此，在此次研究中对此处矿体地层主要岩石矿体进行含金量的测量研究，得出作为研究标准的矿源层为第二矿体地质组中的金元素含量为整体含量的最高值；研究还表明该层是构造动力作用下引发的地球表面矿层板块相互作用、调整而形成岩石、矿体的物质基础和研究前提，并计算出作为矿体地层研究样本的金元素含量。通过对整个矿体地层的不同元素各个含量的特征研究表明，不同的元素呈现无规律性，很难识别各元素含量，具体元素含量值如下：

表1 金矿床矿体地质元素地球化学特征

由上述结论可以看出，不论整层矿体地层区域内或是矿体地层区域外，金元素处于正常的含量范围内，其中钼、钨元素含量相对较高，含有少量银，锌元素，而铜、铂元素的含量则与其他地层中元素含量相近。

2.2 硫元素地球化学特征

通过对矿体地层中硫元素的研究，研究对象以矿体地层中主要矿脉蚀变带矿石为研究对象，逐步延伸到矿石形成的各个阶段，通过测量精度在万分之十五的范围内，采用最新型的质谱仪进行抽样研究。通过研究可知蚀变带以铁矿石、锌矿石为主。金矿床蚀变带矿石中硫元素的组成含量与片麻岩、闪岩无较明显的含量关系，而岩浆流经后形成的火山岩则与硫元素密切相关，这一结论充分说明了金矿床矿体地层中存在的硫元素可能来源于火山岩浆岩。而矿石中硫元素的分析是判断金矿床的形成具有重要意义。在金矿床中，金元素和硫元素存在相互密切的关系，其自身硫化物与金矿石是最普遍存在的共生性金属矿物，这一现象充分说明了硫元素为惰性金属—金的活化、迁移起到了推动性作用，即金元素的地球化学特征有着密切相关，也说明金元素矿物质的重要组成部分。因此，对硫元素的研究表明了在一定程度上可以体现出矿物质的来源信息。

2.3 氢氧元素地球化学特征

相对于前面提到的硫元素的地球化学特征研究分析方法，氢氧元素则采用爆裂法进行研究分析。在研究提取石英石矿体，通过超过100℃的温度条件下炙烤样本，用以去除矿体表面水分，继续加热至700℃以上使矿体样本爆裂，释放矿体内部的水分，通过对其收集、冷却处理，再以锌元素置换其中氢氧元素分子，进行整个研究分析。金元素多存在于岩浆石的附近及其水域内部，说明金矿体主要来源于岩浆中，从出现到发育成熟金元素都处于稳定的状态，较少发生“漂移”。