于海洋

（中國黃金集團內蒙古礦業(yè)有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021400）

銅作為一種稀有金屬，具有廣泛的用途及良好的應用價值，在工業(yè)、農業(yè)及日常生活中都有著廣泛應用。銅元素主要來源于礦石開采，在自然界的含量非常高，但其可利用程度卻很低，因此，如何合理的開發(fā)并有效的進行處理，成為了一個亟待解決的問題。成礦的形成與共生分異，有多種形態(tài)，但最基本的原因則在于成礦的地質構造與成因類型。

1 相關理論概述

1.1 沉積相

①沉積體系銅鉬礦床主要是以熱液礦物的形式產出，其形成年代短，規(guī)模小，在成礦過程中，其形態(tài)和結構都受地層巖石的控制和影響，因此在成巖、礦石的選擇上，要盡量避免對環(huán)境的污染以及對原生金屬的回收利用。②水熱條件由于銅鉬礦床的成因類型多樣，各巖性的溫度、壓力等不同，所以在選型時，應盡可能的減少或不使用易造成局部高溫高熔點的活化劑，如過硫酸鹽等。同時還要注意防止水的侵入與變質。③含碳量及孔隙比(長度)的關系含碳量的高低與孔隙率有很大的聯(lián)系；當含碳量較低時，有利于氧化鐵的生成；當含碳量較高時，則不利于還原反應的進行；但若含氧量過高，則會阻礙磁力的循環(huán)作用，使磁力下降，從而導致鐵磁性降低，甚至不能完全溶解，使磁化能力變弱，最終引起形變。

1.2 礦區(qū)構造及空間分布

區(qū)內構造形跡穩(wěn)定，巖漿活動強烈，控制著巖體的分布和形態(tài)。①斷裂：在區(qū)域上，燕山期花崗巖主要為北東向的北東向構造，北東向構造的連續(xù)性較差，且不連續(xù)，呈階梯狀、不規(guī)則的條帶狀展布，形成了裂隙，對成礦的影響較大。②褶皺：褶皺是指由生長期代以來，地殼運動所造成的脈動裂隙。褶皺的方向與成因類型有很大的關系：基底的傾向性，基底厚實，斷層較發(fā)育，以及第四系的交錯組合，這些因素都對成礦的產生了重要的影響；而接觸的斷面和走向，則又決定著含金量的多少及礦石的可利用性。通過以上分析，銅鉬礦區(qū)位于三疊系的背斜帶內，其規(guī)模大小在整個研究工作中，其形狀與性質受多種因素的共同制約，其中最顯著的變化就是褶皺。

1.3 物性參數(shù)

礦床的物性參數(shù)是反映成礦作用的重要指標，也是評價礦石性質的一個主要參數(shù)。在研究中，一般采用物性參數(shù)來描述礦物的物理化學特性，即對元素進行定性或定量的分析和鑒定。

①物質特征根據(jù)各組分的含量和形態(tài)，將其分為單相成分、多相組及混合等類型。單相成分指的是在同一時間內，不同種類的金屬或合金，由于它們的組成、結構及熔點的差異而表現(xiàn)出的形貌的變化；多相組合則指的是各種組分的相互搭配，形成一種新的有序體系。②化學屬性的測定通過對樣品中的銅離子的電導率的測量，來確定銅的化合物化程度，從而判斷其與含鐵的量關系。因為銅的電導率與含鐵的量有很大的相關性，所以可以用電導率表示，即當一定電流時，它隨電流的增大而減小，反之則會上升。

2 礦床存在問題

選礦廠的選礦廠是一個復雜的系統(tǒng)工程，由于各種因素的影響和制約，使選礦廠的設計、建設和運行的各個環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)一些問題。

這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①原巖物理性質的變化礦石礦物組成成分的不同，決定了含碳量的差異以及含碳量的大小也就有所不同。在成巖過程中，當遇到高濃度的鐵元素時，會導致其在酸性條件下的溶解度降低，從而使其對活性的抑制作用減弱，最終使其失去穩(wěn)定性。②原巖化學組分的改變當鐵元素與硅酸鹽的混合后，硅酸鉀的含量會有所下降，而鋁的含量則會略有上升，這就使得鋁的利用率大幅度的提高；當鋁的質量分數(shù)越高，那么硅酸鉀的效率則越低。

3 銅鉬礦田與成礦條件分析

3.1 礦床成因因素

從礦床的形成、演化和沉積過程來看，是一種由構造作用、礦物成分的組合，以及成巖環(huán)境的控制因素所決定的物質物理化學性質。

①斷裂：在成礦條件下，當含碳酸鹽巖與碳酸鹽巖互相連接時，就會產生應力集中，使裂隙擴大，從而使硅化深度增大硅化比變大，硅金屬含量增加，導致含硫化物的量增多，因此造成了銅鉬礦床的富集。②巖漿：當鋁鎂鎢鉀長石與銅金錫石互相連接時，鋁鎂鎢極有可能生成鐵綠石化或熔融共聚物，而鐵綠石化或熔融共聚物的存在，又會引起銅鉬尾煤的富集。同時也會出現(xiàn)一些雜質，如：鐵錳全氧化鋅的全氧化值大于鋁，而錳的全氧化值小于鋁，這些都對銅鉬的資源有所損失。所以說，如果能有效的利用好這兩種元素，不僅可以提高銅礦的綜合效益，而且還能促進其回收。

3.2 富集

由于礦石礦物組成及結構復雜，在地球化學過程中，存在著許多的富集體，這些富集體的組合是由多種因素共同作用的結果。

因此，在找礦工作中，我們應該首先了解含銅元素的礦床的分布和形態(tài)，然后再對含銅的礦床進行找礦研究，從而確定出合適的找銅礦的方法。

①尋找有利的地質構造，如斷裂、巖漿等；②選擇適合的成巖蝕變帶，如石英脈或長石脈等；③對不同性質的蝕變帶分別作階段性的分析與評價，并采取相應的措施以防止后期的系統(tǒng)改造。根據(jù)以上的條件進行銅鉬金屬鹽應用于礦區(qū)的選型時要考慮到礦山的類型和規(guī)模，同時還要注意環(huán)境的影響，以及有色冶金工業(yè)的發(fā)展情況。所以在選題時，應盡量避免單一的選題，而要綜合利用各種資源，做到礦產的合理開發(fā)與循環(huán)利用?？傊?，要充分發(fā)揮出各方面的優(yōu)勢才能使其充分發(fā)揮其價值。

3.3 構造

巖漿活動是銅鉬礦形成的主要原因。在成礦過程中，圍巖受到了重力作用下，在重力差的影響下，會產生多條支斷層，其中一條是由中—晚變質向深的擠壓帶控制的；另一條則是由中—晚熱壓梯度的差異導致的間斷性變形，其兩側的應力集中帶被切斷，從而使圍巖的強度得到提高。

①斷裂：在構造上，為一套破碎的脈石蛇形充填于裂隙內，而蛇形裂隙又位于斷塊內，因此也稱為蛇型。②褶皺：為一組平行于邊界的向斜，而不同的褶皺處，都會出現(xiàn)一些小的褶皺，但不以軸線上的方向作為區(qū)分，如：正長齒狀、斜短尾狀等。③侵入：由于銅礦體的侵入和圍巖的侵入與成礦關系的緊密程度，以及對銅鉬的礦產性質有很大的影響等，都可將其分為兩類。一類就是以花崗巖為主要特征的蝕變，另一類則是非整合形態(tài)。

3.4 礦床的熱液

熱液是由碳酸鹽礦物經高溫活化而形成的產物或膠體，在礦漿中隨溫度的上升而膨脹，其體秒和化學組成發(fā)生變化。當?shù)V漿的pH值下降到一定值時，其會發(fā)生酸堿作用，生成硫化物，使成礦物.質的溶解度降低，從而影響到礦的質量和品位。

①硫磺的添加在成巖過程中，硫磺的加入可有效的控制含銅率，改善了含銅率，提高了磁鐵礦的轉化效率。②硅酸的增加量與含量的關系當硅酸的濃度較低時，會對鐵錳的析出有抑制效果，此時鐵錳的析出就比較慢，所以要加大鋁的投入量，來增大它的利用率。同時鋁的析出還會對環(huán)境造成污染，不利于地球的生態(tài)環(huán)境發(fā)展。因此要加強管理，防止因鋁的增多而導致的資源浪費。另外還可以通過調整鋁的用量來減少礦石的消耗量。

3.5 金屬含量

鉬在成礦作用時，其本身的原子濃度會隨著含銅量的不同而有所變化，但總體上的規(guī)律是相同的：當含銅量較高時鉬礦床中的元素含量與富集情況相接近，所以鉬的含量隨含金量的增加而增大。

當含金量較低時則，其富集率隨含金的增多呈降低的趨勢；同時，在一定范圍內，Cu、Zn、Mg等的含量越多，則對鎢的吸收越強，從而影響到了鎢的析出。

綜上所述，銅鉬化應用于研究和利用，具有高的綜合性能的礦物和有色金屬，如：黃銅礦、黃鐵礦等。由于地球化學沉積過程中的大量鐵的存在以及鐵的溶解性差，使其成為了一種“過渡鐵”，使它能夠被轉化為其他的形態(tài)或用途，并可作為重要的無機金屬，如：碳酸鹽(Al-Fe3O3)。因此對礦產的開發(fā)是一個復雜的系統(tǒng)工程，需要有長期的計劃性的工作進行。

4 成礦元素的來源分析

在目前的金礦選址過程中，對于成礦物質來源的分析一直是非常重要的一個研究熱點，因為弄清楚成礦元素的來源，有利于進行優(yōu)選找礦靶區(qū)，從而解決困擾礦產探測的關鍵問題，這也是地質學科相關研究人員重點關注并且能夠進行探索的重要研究熱點。

對于內蒙古地區(qū)的礦產行業(yè)來說，對于成礦元素的來源分析關注重點應為對礦體中大量存在的鉛、鋅、銅、鉬等貴金屬元素的成因問題。因為搞清楚成礦物質來源有助于對成礦原因和未來預測進行相關的分析，對于行業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的幫助。目前，我國主流的成礦物質來源檢測方法主要是同位素檢測法。

針對成礦元素分析這一重要方向，可以對相關礦床或者礦田進行野外樣本采集，對多種類型的礦石標本進行同位素測量與分析，并對采集到的礦石樣本進行室內編號，在編號的過程中需要注意對礦石的取樣位置和樣品類型進行詳細的標注。在這個過程中，需要注意單獨選擇黃銅礦、方鉛礦等單礦物，并且要把握其純度不能太低，不能低于98%。對這些樣品進行詳細的記錄和編號之后，可以將樣品寄送至各地的地質科學院礦產資源研究所，委托相關部門對所采集的樣品進行測試，從而盡早探明區(qū)成礦物質來源的重要問題。

4.1 硫的同位素

對于硫的同位素，雖然某樣本中石膏數(shù)據(jù)比較少，但是這主要可能是由于熱液晚期一些物化環(huán)境的影響。如果出現(xiàn)這類情況，那么就說明目前樣本地區(qū)的硫同位素基本已經達到了一個動態(tài)的平衡狀態(tài)。

要想跨區(qū)域進行橫向比對，就需要對相關地區(qū)的礦床進行綜合采樣，我們會發(fā)現(xiàn)不管是礦床的那個部分或者哪個區(qū)段，即使礦種有一定差異、礦產分布空間位置也有一定的變化，但是此地區(qū)的硫同位素并不會出現(xiàn)很大的差距，一般都在千分之二的差距之間。根據(jù)以上的檢測結果，我們可以發(fā)現(xiàn)其對應區(qū)域在成礦條件上，其硫物質來源較為穩(wěn)定，深度較深。

4.2 鉛的同位素

在地質檢測過程中，常見的鉛元素有四類較為穩(wěn)定存在的同位素，分別是鉛204、鉛206、鉛207和鉛208。其中的鉛204是由于非放射性原因的形成，而其他三種同位素都是因放射性元素而產生的相關同位素。需要注意的是，對鉛同位素的比值進行計算，有助于對礦石中鉛元素的來源進行有效的鑒別。

通過比本某礦區(qū)30件樣品的鉛同位素含量，可以看到本地區(qū)的鉛206/208的平均比值在16左右，而鉛205/207在15左右，每個區(qū)域的硫化物和鉛同位素處于地幔與下地殼鉛中間的位置，這是礦物質來源自地幔深部的有力證據(jù)，同時與硫同位素分布圖也相吻合?？紤]到鉛同位素的變化范圍較大，主要分布于地幔、造山帶中間的位置，這也能夠說明本地區(qū)的成礦物質主要來自地深部，同時有不同程度的殼源物質會向上匯集。

4.3 碳、氫、氧的同位素

要想對碳、氫、氧三種元素的同位素進行檢測，那么需要重視對于石英的檢測，因為石英的氫氧同位素數(shù)值非常有助于對熱液礦床成礦流體的來源進行判斷，同時石英中的相關元素也有助于判斷熱液礦床的性質。在測試中，可以將測試數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行分別統(tǒng)計與比較，可以發(fā)現(xiàn)本區(qū)的40件氫元素的值極差在千分之八左右，相應的平均值也是千分之一左右，與歷史中的標準巖漿所對比，其含量較低。而外帶矽卡巖期礦物中的對應元素含量就比較高了，與巖漿水的平均值比較類似。通過分析，我們能夠發(fā)現(xiàn)其從矽卡巖期到熱液期的元素會隨著成礦階段的推移而逐漸的降低，這就能夠說明在這一歷史過程中其大氣中的降水成分有著一個增加的趨勢，同時也表明了礦區(qū)的成礦溶液是以巖漿水為主的，并且結合了一些大氣的降水，從而形成了混合水。除此之外，還可以考慮相關礦床的均一溫度，因為礦田從矽卡巖期到熱液期的均一溫度趨勢是逐漸下降的，這就說明了相關礦床的氫、氧同位素很可能來自于巖漿水，尤其是其中的成礦溶液。當然，分析表面其中一般都有部分大氣水的混入。

4.4 硅的同位素

在硅的同位素研究過程中，我們主要考慮英脈體的硅同位素，其中的硅同位素大部分源自熱液硅質，能夠有效指示礦物質的存在。因為目前內蒙古本地區(qū)的相關硅質巖里基本沒有發(fā)現(xiàn)硅藻等生物，因此可以排除硅藻成因，可能是來自高溫環(huán)境下二氧化硅的反應。

5 結語

由銅源礦床與銅鉬礦床的地球化學性質、對元素的形態(tài)和結構的影響、含鐵量的多少等因素的差異，以及礦石類型和含金量的不同，決定了各組分間的相互關系。