板其金矿矿物岩石特征及矿床成因探析

2021-01-18王燕

科技经济导刊 2021年1期

王燕

（成都理工大学，四川成都 610000）

1.引言

当前国内绝大部分的省市地区均有金矿，国内的此类经济性矿物以自然金与银金为主，仅有极少的矿床的主要物质是碲化物。结合矿物内金的情况，便可将金矿物分成多个类型。其中，独立矿物的存在形式为金及含金矿物，工业运用的频率较高，可直接使用的矿物占总发现种类的十分之一以上，占常见种类的五分之一以上。

2.板其金矿矿物岩石的特征

2.1 岩石学角度

首先，粘土岩。其包含多种矿物质，如黄铁矿、炭质等，其中的水云母含量最高。该种矿物质大致均为鳞片状，几乎是连成趋近于水平的层面。水云母的颗粒极小，最长也仅约达到3*10-3毫米，占岩石的75%左右。而铁白云石（如图1）则为多个颗粒聚集分布，在矿区内的分布相对分散，并在水云母内结成好似晶体的状态。一般会被水云母和硫元素等物质围绕，该物质的含量在12.5%左右。另外，大部分的硫化物也不会过于集中，基本处于分散的情况，并且其中绝大多数出现在条带状及薄层，其的大小是以微米计量，含量相较于上述两种，相对偏小，仅约在5%，仅有少部分的区域超过10%。

图 1 铁白云石

其次，砂岩及粉砂岩。根据相关检测数据显示，此类岩石内的金元素含量相对偏多。其中碎屑内包含石英、硅质岩的碎屑、皓石等。碎屑物的外观形状有大量棱角，矿区内分布较为平均。其中的石英常出现波状消光，边缘区域会被其他物质溶蚀，因此呈现出极为不规则的外形。颗粒的直径一般不会超过0.5 mm，砂岩中有65%左右的物质都为碎屑，而碎屑中的岩石碎屑通常不足10%。

最后，角砾岩。此类岩石是由于整体呈角砾形状而得名（如图2）。其中包括的岩石种类极为丰富，涉及到水云母含量高的粘土岩以及石英岩等，角砾岩的尺寸跨度较大，有不足一毫米的，也有几厘米的。胶结物内有石英石以及黄铁矿，前者以条状及颗粒状为主，基本在0.2 mm左右，整体排布无规律可言，基本都会和粘土相伴而生。胶结物中，硫化物在各区域的分布基本一致，所以展现出侵染的现象。

图 2 角砾岩

2.2 蚀变影响

其一，硅化。该区域内的石英石并不都是碎屑物质，受到硅化作用的石英石总体可被分成两个阶段。第一阶段硅化形成的石英，有片状、柱状等，多出现在交代原岩及部分胶状物中，此类石英石的透明指数偏小，且颗粒尺寸也较小。此阶段的石英石和其他硫化物基本是相伴而生。由于黄铁矿内的金元素每吨超过40 g，由此基本可以认为此阶段发生的硅化现象和金矿化的蚀变存在联系。而第二阶段的石英石，并非片状分布，成为填补缝隙的物质，相较上一阶段，其颗粒尺寸明显增大，且透明指数得到大幅提高，附近无和其相生的硫化物。

其二，硫化物矿化。存在金元素的岩石中基本都存在黄铁矿、白铁矿与黄铜矿等，实际含量大致在7%左右。首先，纯黄铁矿及含有砷元素的黄铁矿。全部的矿石内或多或少都会有黄铁矿（如图3），但因为形成的时期不同，所以会存在差异。其次，白铁矿则是在绝大部分的金矿石中均有其身影，只是含量偏低，通常不会超过1%。同时此类矿石几乎不会独立形成，会和后生阶段的黄铁矿同时出现，并在其周围分布。最后，少量矿石内会有毒砂，且该物质的尺寸差别相对偏大。而其是表示该区域含有金元素的主要物质之一。

图 3 黄铁矿石

其三，高岭石化。其出现在硅化的后半阶段以后，分布在各个裂缝内，因此分布状态是无规律的脉状，并分割晚期的石英石，或出现在其的缝隙中，存在溶蚀石英的情况。

其四，碳酸盐化，此类作用出现在多个成岩时期。例如，铁白云石化通常出现在成岩阶段的后半段，为颗粒状。在各类岩石内都为零散状态。而方解石一类则多出现在后生成岩时期，分布在碳酸盐脉中。偏早期阶段，尺寸不足一毫米，且不属于规则的石粒。但进入晚期及趋近晚期时，尺寸有所扩大，甚至达到几厘米。

2.3 地球化学

该金矿内的金含量在不同区域有较大差别。最少每吨不足1.2 g，最多每吨超过81 g，矿区内的平均含量在每吨二十多克以上。从总体的分布情况来看，金元素极为不均，且差距较大，部分区域极多。所以，以地球化学的角度，矿区内元素呈多样化的特点，在板其区域的矿床形成原因也较多。金和其他元素之间也存在某种关联，如砷、氧化镁等。结合相关数据分析可得，第一，硅铝、铁等元素的变异程度偏低，正常情况下不会超过50%，由此可得，此组元素在板其金矿矿区内处于基本均匀的状态。其为砂岩和粉砂质的粘土岩重要组成部分，并被成岩的作用力影响。但和金的联系有限，表示金和其无过于紧密的联系。

第二，铜、钴以及锌等物质的变异程度也不高，整体分布也比较匀称。体现出其是被成岩及沉积的双重作用力影响。并且和金的联系较小，因此，此类元素从成因的角度来看，和金元素无较为明显的联系。第三，金和砷的变异程度较大，均高达120%，但同时也表现出此类元素较为分散且不均匀，也体现出其不被沉积而左右。二者之间的关联性极为明显，基本可以断定二者属于共生关系。第四，氧化钙及氧化镁的变异程度偏高，和第一种有较大的不同，并和金存在显著的关联性。造成此种现象的主要原因在于内有矿的溶液融入存有铁白云石的岩体内，CaCO3会在极短的周期内大量耗费水解，形成氢离子。此时内部存在金元素的物质水解速度便会大幅提高，进而推动金沉淀。

3.板其金矿的矿床成因分析

基于上文的叙述，板其金矿宽矿床特点包含多项。其一，金矿化处于某特定区域内时，一般会呈现出较为稳定的层位，虽不均匀但也存在一定的规律。其二，在碎屑岩和粘土岩内的矿物质较多，整体分成多层，基本上在同一区域，垂直方向的物质，存在状态基本相同。并于部分层位区域内，会被断裂破碎带的作用影响，形成脉状等情况。其三，矿区内的物质品类并不复杂，各矿物质的组合方式比较单一。且整体的结构特征和由于形成的围岩存在较多相同的特点。其四，在板其矿区内或其周边的区域几乎没有出现过岩浆岩，地表的岩石结构比较单一。其五，利用科学的测温技术发现，针对矿石内有机物质，得到成岩的温度在二百三十七摄氏度左右。此种程度的温度几乎趋近绿片岩的最低变质温度，由此能得出此类岩石未能成功进入变质作用的时期。其六，板其矿区内的微量元素种类较多。结合相关数据显示可知，砷元素的含量超过20%，且分布在黄铁矿的边缘地带。同时，黄铁矿内还包含钴镍合金，且不高于1，由此表示该矿物不是岩浆热液的范畴内。另外，硒元素每吨大致有9 g，此比例相对偏低。火山热液形成的矿床，硒元素每吨均超过50 g。由此可以断定，板其矿床不属于火山热液的形成范畴内。其七，硫同位素。结合有关检测数据显示，硫同位素在矿区内的含量平均值高达12‰，根据该比例，基本可以断定其属于重硫程度。

综上所述，板其金矿应为沉积作用未出形成，属于一种地下水热液改造层作用的矿床。根据岩层结构，该金矿和多个金矿床地处海盆的边缘地带。结合地质形成的历史阶段，海盆是由碳酸盐相沉积，台地为发育碳酸盐相沉积，二者在物质含量、盐的含量及温度等方面的指标都有所不同，若两类水体接触混合后，水介质内的部分物质极易在混合区域内出现沉积，金矿床便由此而来。当物质可以较为平稳的保留在碱性的热水溶液内，并被移动，直至包含矿物质的热液流入结构已经分裂破碎区域内，或受到其他因素的影响，使得温度及压力下降，其他的各项指标均随之降低，同时可能受到混合溶液本身的性质存在差异等原因，造成金络合物内部结构的平衡被打破，金由此恢复成金属金。此时若附着于黄铁矿，或受水云母的影响，逐渐形成矿床。