高黎黎
(遼寧省冶金地質(zhì)勘查研究院有限責(zé)任公司,遼寧 鞍山 114000)
金礦作為一種重要的礦產(chǎn)資源,在我國(guó)一些地區(qū),分布著大量的金礦資源,為實(shí)現(xiàn)金礦資源的開(kāi)發(fā),必須要在充分分析礦床地質(zhì)特征、形成原因、找礦標(biāo)志的基礎(chǔ)上,制定完善的資源開(kāi)發(fā)策略。金礦資源的開(kāi)發(fā)價(jià)值較高,比如在工藝領(lǐng)域,經(jīng)由冶煉技術(shù),能夠成為精金與金制品,被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。金礦礦床地質(zhì)特征與礦床成因的分析,對(duì)資源的開(kāi)發(fā)與利用起著重要的作用,因此,需要加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)相關(guān)因素的分析,實(shí)現(xiàn)金礦資源的高效開(kāi)發(fā)。
含金石英脈型金礦是我國(guó)分布最廣的原生金礦。主要賦存于前寒武系和古生界變質(zhì)巖中,如吉林、遼寧、河北、河南與陜西交界的小秦嶺金礦,以及廣西、湖南的金礦等均是。成礦有利圍巖主要為斜長(zhǎng)片麻巖類(lèi),斜長(zhǎng)角閃巖及其混合巖類(lèi)??氐V構(gòu)造主要是褶皺和擠壓帶、張扭、壓扭性斷裂。礦床可分單脈型和復(fù)脈型。礦體常呈脈狀或透鏡狀。礦石類(lèi)型可分貧硫化物型和富硫化物型。主要金屬礦物除自然金外,有黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等硫化物,非金屬礦物以石英為主,次有方解石、絹云母、綠泥石等。圍巖蝕變有硅化,黃鐵礦化。這類(lèi)礦床的成因主要有兩種,一種與巖漿成礦作用有關(guān),可分氣成礦床,高溫?zé)嵋旱V床,中溫?zé)嵋旱V床等;另一種與變質(zhì)分異作用有關(guān),分深變質(zhì)分異礦床和淺變質(zhì)分異礦床,完全受層位、變質(zhì)作用及同變質(zhì)期構(gòu)造控制,與巖漿巖并不存在成因關(guān)系。
蝕變巖型金礦床主要分布山東半島。產(chǎn)于酸一中酸性侵入體,內(nèi)部枃造破碎帶及接觸部的破碎帶中,因而也有人稱(chēng)為含金蝕變破碎帶型金礦。礦脈即蝕變的破碎帶,主要由含金黃鐵絹英巖、含金絹英巖化花崗巖、含金網(wǎng)狀石英脈等組成。此類(lèi)礦床應(yīng)屬巖漿期后熱液礦床范疇,以交代作用為主,充填作用次之。礦床規(guī)模一般較大。礦體呈脈狀,透鏡狀;長(zhǎng)百余米,甚至達(dá)千米,厚幾米到十余米;品位較穩(wěn)定,金主要以自然金狀態(tài)出現(xiàn),與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等硫化物密切共生。
火山巖次火山巖型金礦床主要賦存于中新生代的火山口、超淺成侵入體、火山巖及其碎屑巖中,嚴(yán)格受火山機(jī)構(gòu)及其周?chē)臉?gòu)造裂隙所控制。礦體呈脈狀、圓筒狀、環(huán)狀等。金屬礦物有自然金、銀金礦、黃鐵礦、白鐵礦、輝銀礦等;非金屬礦物有石英、玉髓、冰長(zhǎng)石等。礦石具膠狀、角礫狀、脈狀、網(wǎng)狀、梳狀等結(jié)構(gòu)構(gòu)造。圍巖蝕變有青盤(pán)巖化、硅化、明礬石化、絹云母化等,均顯示了低溫礦床特點(diǎn)。礦床規(guī)模一般較大,但含金性一般都很不均勻。成礦作用有兩種情況:一種是與中性噴出巖及其相應(yīng)的火山碎屑巖有關(guān),礦脈受?chē)姵鰩r及其圍巖的構(gòu)造控制,如臺(tái)灣的金瓜石,江蘇的銅井等,另一種是與中酸性超淺成小侵入體有關(guān),礦體往往受巖體的接觸帶控制,如黑龍江團(tuán)結(jié)溝金礦。
我國(guó)這一類(lèi)型金礦主要形成于中新生代的陸相盆地里,主要成礦時(shí)期為晚侏羅世至早白及世及早第三紀(jì)、中新世。礦床賦存于砂礫層底部,含礦層位較多,分布較廣,品位中等,自然金主要賦存于膠結(jié)物中。如黑龍江小金山。
砂金礦床有殘積、坡積和沖積等類(lèi)型,沖積砂礦最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。砂金礦賦存于上第三系和第四系的松散沉積物中,具有產(chǎn)出淺,易采,易選等特點(diǎn)。砂金的富集受古含金地質(zhì)體、地貌河系、基巖類(lèi)型等控制。如黑龍江、吉林、河北、內(nèi)蒙、湖南、四川等省都有分布。
巖性、構(gòu)造、巖漿活動(dòng)與地層是決定金礦形成的關(guān)鍵因素。在這四個(gè)因素中,地層因素的存在主要決定著金屬礦床上礦物質(zhì)的種類(lèi)與特性。當(dāng)?shù)V床在受到地層的作用以后,就可以為礦床提供其所需要的一些礦物質(zhì)。此外,在金礦礦床的形成過(guò)程中,斷層、礦體更是重要的基礎(chǔ),而斷層與礦體的形成又存在著緊密的關(guān)系,當(dāng)存在斷層時(shí),會(huì)對(duì)礦體的形成產(chǎn)生一定的影響,斷層是礦體形成的關(guān)鍵要素。此外,巖漿活動(dòng)的進(jìn)行加劇了礦床的形成,在巖漿活動(dòng)作用下,金礦成礦具備了一定的物質(zhì)環(huán)境。比如,巖漿活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生一些其他的物質(zhì),這些物質(zhì)是成礦的主要物質(zhì)基礎(chǔ),經(jīng)由破碎帯的移動(dòng)與填充作用,巖漿活動(dòng)為礦床的形成創(chuàng)造了良好的條件。巖石作為礦體中的主要構(gòu)成要素,巖性是巖石的特點(diǎn),為礦體成礦創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。比如,以碎粉巖為例,這種巖石屬于一種特殊的巖石物質(zhì),由于其表面存在著裂縫、空隙,這些裂縫與空隙可以作為礦液的沉淀環(huán)境,如果在熱力作用下,這些裂縫的存在還可以對(duì)礦床起到重要的保護(hù)作用。
金礦礦床的形成,主要是在金礦成型物作用下形成的。因此,金屬礦床物質(zhì)是主要的物質(zhì)來(lái)源,由于其存在著同位素與微量元素的特征,為礦床的形成創(chuàng)造了良好的前提條件。在同位素中,硫同位素的含量相對(duì)最高,往往包含了地幔硫、地層硫與混合硫。地幔硫主要是在硅鎂層同位素中形成的,而地層硫的形成所消耗的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),當(dāng)在巖漿活動(dòng)的作用下,地層發(fā)生下降,逐步產(chǎn)生了地層硫。在地層硫的變化過(guò)程中,由于其變化的種類(lèi)相對(duì)較多,再加上其變化過(guò)程中會(huì)受到環(huán)境因素的影響,導(dǎo)致其變化的幅度存在一定的差異性,這就使得所形成的地層硫也存在著形式、形態(tài)的差異。比如,以黃鐵礦為例,在該礦石中所包含的同位素主要為地層中的同位素,屬于同一種形式。此外,微量元素也是礦床的一個(gè)重要物質(zhì)來(lái)源,在礦床的分析過(guò)程中,可以通過(guò)對(duì)微量元素含量、種類(lèi)的探測(cè),來(lái)進(jìn)行成型過(guò)程分析。
對(duì)自然界中的金礦而言,其成礦的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),只有在滿足特定的成礦條件以后,方能保障金礦的形成。比如,金礦礦床的形成過(guò)程中,存在著一些物理與化學(xué)條件的限制,比如包裹體的基本特征、成礦溫度、壓力條件、包裏體的含鹽量指標(biāo)、密度因素。從金礦的形成條件來(lái)看,由于包裹體存在著形成原因的差異性,往往包含了原生狀態(tài)、次生狀態(tài)與假次生狀態(tài)。通常情況下,包裏體呈現(xiàn)出相對(duì)密集的分布狀態(tài),而如果是原生狀態(tài),包裏體的分布表現(xiàn)為圓柱形與不規(guī)則型,而次生狀態(tài)下,包裏體多表現(xiàn)為氣包裏體與液包裏體,這種狀態(tài)下主要是將礦體裂縫作為其分布體。金屬礦床的形成過(guò)程中,壓力決定著成礦的深度,壓力越大,其成礦深度也越大。
金礦的形成往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間,經(jīng)歷了成巖沉積期、熱液成礦期、氧化表時(shí)期。成巖沉積期是金礦形成的最初階段,為后期金礦礦床的形成創(chuàng)造了良好的前提條件。在礦床的形成過(guò)程中,熱液期是成礦的關(guān)鍵階段,在此階段,根據(jù)巖期的差異,往往包含了早期、中期與晚期階段。在早期,熱液的溫度最高,這種高溫環(huán)境使得周邊巖石會(huì)受到溫度作用,從而出現(xiàn)巖石的硅化反應(yīng),在此反應(yīng)過(guò)程中,成礦物質(zhì)會(huì)逐步流入這些熱液中,當(dāng)成礦物質(zhì)與熱液融合以后,也就形成了早期的礦體。但是,在該階段,金含量極低,多呈現(xiàn)為顆粒狀。在熱液中期,也就是成巖的早期,在熱液早期所形成的礦液會(huì)受到巖漿活動(dòng)的影響,當(dāng)巖漿逐步移動(dòng)時(shí),礦物質(zhì)的含量逐步增多。當(dāng)在一定的環(huán)境溫度條件下,成礦的條件也會(huì)發(fā)生必要的改變。特定的環(huán)境溫度下,熱液對(duì)巖石的影響使得巖石逐步發(fā)生蝕變,黃鐵礦出現(xiàn),在該礦石中,金元素會(huì)逐步發(fā)生沉淀,最終以顆粒的形式存在。而在熱液成礦的晚期,礦液溫度逐步降低,礦體周邊的巖石在溫度條件下逐步形成了礦體。
對(duì)石英脈型金礦,過(guò)去一向被認(rèn)為是巖漿期后熱液礦床,因而受到各種時(shí)代的侵入巖體控制。我國(guó)大部分含金石英脈主要是由變質(zhì)分異作用形成。它的一級(jí)控礦因素是區(qū)域變質(zhì)作用及相應(yīng)的變質(zhì)巖分布區(qū),主要是地臺(tái)基底,次為地槽的褶皺帶;二級(jí)控礦因素是巖系構(gòu)成,富炭質(zhì)或富鐵質(zhì)的硅酸巖建造;三級(jí)控礦因素是同變質(zhì)期的構(gòu)造,如褶皺的脊部,背斜傾狀端和層間裂隙張裂隙等。砂金礦床主要是沖積砂礦,在河流的中游,河床具有適當(dāng)?shù)钠露炔课?;河曲的突出部位;水流急湍的支流進(jìn)入水流平緩的主流處等易富集成礦。黑龍江流域是我國(guó)砂金最多的地區(qū)之一,找礦人員總結(jié)了找礦經(jīng)驗(yàn):“大溝有腿,小溝有咀”“溝里平寬,側(cè)山平正,旁有排子,后有座山,前有迎門(mén)山”。此外,應(yīng)注意尋找海濱砂礦,特別是渤海,黃海海濱地帶。
蝕變巖型和火山巖次火山巖型均是與巖漿活動(dòng)有關(guān)的金礦床,是我國(guó)近年來(lái)金礦地質(zhì)工作中的重要研究成果。在我國(guó)東部沿海地區(qū)的中生代斷陷盆地里;燕山期和海西期的中酸-酸性侵入體或其邊緣,可望擴(kuò)大其遠(yuǎn)景。
形成礫巖型金礦的重要前提之一,是金礦物質(zhì)來(lái)源豐富,因此,須注意兩個(gè)方面,一是中生代陸相盆地的堆積物;另一是元古界礫巖及地槽區(qū)的部分下古生界礫巖。
金礦資源是社會(huì)發(fā)展的寶貴財(cái)富,金礦資源的開(kāi)采質(zhì)量和效率是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康發(fā)展的重要保障。因此,研究金礦床的地質(zhì)特征和礦床成因,為金礦開(kāi)采提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。