羅追南木加
(中國地質調(diào)查局應用地質研究中心西藏地質調(diào)查所,西藏 拉薩 850000)
我國的金礦資源比較豐富,其分布的范圍也很廣,不同地區(qū)的金礦地質特點為研究提供了豐富的參考。另外,金礦在我國具有特殊的地位,這也讓金礦成礦規(guī)律的研究受到了其他非地質領域的關注。金礦之所以是我國的戰(zhàn)略資源,是因為黃金具有金融、貨幣和商品的多重屬性,金礦的勘測和研究影響著與黃金有關的各個行業(yè)的發(fā)展。我國金礦的類型十分多樣,這與我國地域遼闊各地的地質特征差異較大有關。獨特的地形特點和外界的關注讓近年來黃金科研工作飛速發(fā)展,研究也表明我國具有很大的金礦找礦潛力。黃金研究領域要想實現(xiàn)更大的飛躍,就要弄清楚金礦的成礦規(guī)律。
金礦是一種由于火山噴發(fā)而形成的礦產(chǎn),它的形成需要經(jīng)歷一段漫長的時間和其他外部條件的影響。金礦形成的原理大致分為兩種情況,一種是巖漿產(chǎn)生時會從地幔帶出一些物質,這些物質形成了金礦。還有一種情況是,一部分巖漿侵入地殼淺出,這些巖漿也可以形成金礦。雖然名字叫金礦但是天然金并不是金礦中的唯一物質,金礦中還有許多石英石和硫化物,所以說金礦是一種由多種物質組成的混合物。金塊顆粒的形成需要經(jīng)過漫長的時間周期,在這個時間段里金礦被外界的風霜雨雪沖刷,這些外部條件對金礦中的雜質產(chǎn)生了風化和氧化的效果,最終導致金礦中出現(xiàn)金塊顆粒[1]。由此可見,金礦的形成是有章可循的,研究人員可以通過對成礦規(guī)律的分析來預測金礦的形成,并對金礦開采提出指導性的建議。
雖然我國金礦資源比較豐富,但是由于對金礦勘測和開采的理論研究起步較晚,缺乏技術上的專業(yè)指導,因此我國金礦還存在很多亟待解決的問題。我國金礦開采主要存在以下幾個問題:
1.2.1 金礦床規(guī)模普遍較小
雖然我國的礦產(chǎn)資源的總量在世界排名中位居前列,但是我國金礦的問題之一是大多數(shù)金礦都屬于中小型礦點。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國90%以上的礦點都屬于中小型金礦,這些礦點占據(jù)了我國金礦儲量的一半左右。從這里可以看出,我國礦床的特點是,小規(guī)模分散作業(yè),與國外的大規(guī)模集中挖掘的模式相比存在很多缺陷[2]。礦點多位中小型礦床這一現(xiàn)象與我國的金礦基礎研究和勘測工作的開展有關,由于勘測技術不到位,大規(guī)模的金礦沒有充分被發(fā)掘。因此在之后的研究中,應該加大對金礦基礎的研究力度,著力于大型金礦的發(fā)掘。
1.2.2 采礦技術有待提升
因為我國現(xiàn)有的很多礦山都有著幾十年的開采歷史,由于早期開采的技術不夠科學對礦山的消耗比較大,導致現(xiàn)在可開采的資源不多。在我國的老黃金工業(yè)基地中,普遍存在資源危機的問題,這個問題如果不能及時解決將會影響我國金礦行業(yè)的進一步發(fā)展。雖然最近幾年對金礦的勘探力度加強,也發(fā)現(xiàn)了一些深部資源。但是在這些深部資源的開采、選擇和冶煉上存在很多技術難題。盡管豐富的深部資源已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),但是由于開采技術的不成熟,這些資源很難真正被利用起來。因此,為了增強對深部礦產(chǎn)資源的開采程度,進一步提升和科學應用采礦技術是下一階段需要重點探討的問題。
1.2.3 資源利用率不高
我國金礦資源另一個突出的問題是,金礦資源的利用效率很低。盡管我國大多數(shù)已被探明的金礦都被占用,但是金礦的利用效率不高。最根本的原因可能是我國現(xiàn)有的金礦管理制度的問題,我國盡管目前大多為地方企業(yè)進行管理。因為金礦的位置大多處于遠離城市的邊緣地區(qū),很多鄉(xiāng)一級別的企業(yè)管理金礦的能力不足,不能充分利用金礦資源。由于地方人員勘測知識儲備不足,對金礦的開采存在亂挖亂采的現(xiàn)象。
同時,由于可持續(xù)觀念的缺乏,很多金礦遭到了掠奪式開采,造成了嚴重的資源浪費。金礦資源是我國珍貴的礦產(chǎn)資源,金礦開采之后對于其他領域的發(fā)展也會產(chǎn)生重要的影響,因此在金礦的開采上一定要講究科學的方法,提升金礦資源的利用率。
目前,地域環(huán)境的影響占據(jù)最主導的地位。地域的影響在金礦的礦脈上體現(xiàn)非常明顯,礦脈是由于地層巖性不同而產(chǎn)生不同特點的。一般來說,礦脈的方向與巖性斷裂層相一致,并且礦脈從平面上觀測時,能夠看到串珠型連續(xù)分布的特點。因此,在不同的地域環(huán)境影響之下,礦脈的結構產(chǎn)生了不同的特點。由于不同地層之間的差異,礦脈在各地層之間呈現(xiàn)不同的樣態(tài)。在形狀上,因為不同地層物質構成的差異,礦脈的形狀有不同的特點。以硅化帶為例,礦脈在硅化帶中多呈現(xiàn)喇叭狀。
我國金礦的地質特征復雜多樣,不同類型的金礦在巖石分布等情況等方面存在不同的特點。一般來說對金礦地質特點的研究都從金礦礦床入手,不同礦床的成礦規(guī)律有所不同。通過對金礦礦床的形成方式和地質特點可以很好地對金礦進行分類,對于其成礦規(guī)律進行總結從而制定不同的勘測和開采策略[3]。本文主要分析了綠帶巖型、礦金砂型、火山巖型、卡林型以及風化殼型金礦床的地質,這五種不同類型的金礦床特征都有鮮明的特點。
2.2.1 綠巖帶型礦床
綠巖帶型金礦顯著的特點是其表面呈綠色,這主要是因為火山噴發(fā)后,礦物質被化學侵蝕,出現(xiàn)了一系列的化學反應等。綠巖帶型礦床原本是綠巖帶礦型角閃巖或者灰石巖。這種金礦的地質特征是,其主要出現(xiàn)在山地地區(qū),因為山地地區(qū)的巖石比較豐富,火山噴發(fā)產(chǎn)生的物質和原有的巖石產(chǎn)生的作用使得綠巖帶型金礦出現(xiàn)了大量的山形效果,在組成成分上綠巖帶型金礦的巖石主要有云母、石英構成。這些巖石呈片狀,并且在陽光照射之下表面是綠色的,因為含有大量的云母和石英,其質地相對沒有那么堅硬,總是上是比較脆的。
2.2.2 礦金砂礦床
礦金砂分布的地區(qū)與綠巖帶型金礦略有不同,其主要出現(xiàn)在河流的中下游,地勢比較平緩的地帶。這種類型的金礦形成主要是由于火山噴發(fā)后產(chǎn)生的礦物質和含金金屬物質被水流搬運從而流到了地勢比較平緩的地區(qū)。這種金礦的礦床含有大量金屬物質,含金量也很高。因為其地勢較低,地形也比較平坦,所以在開采上難度較小,方便施工。這種類型的金礦因為容易開采到較大量的黃金,且開采投入的成本較低而成為目前最主要的開采類型。砂金砂的地質特征主要表現(xiàn)是,金砂覆蓋在巖石上方呈現(xiàn)出一種砂金的樣態(tài)。這是由于河流流經(jīng)上游的礦區(qū),水流中含有很多礦物質同時在中下游地區(qū)地勢比較平緩的地方金砂聚集的程度很高。
2.2.3 火山巖型礦床
按照火山噴發(fā)物質噴射的地點不同,把火山巖型分為:海相火山巖和陸相火山巖,這兩種類型的火山巖型金礦在組成成分略有不同。還想金礦主要由綠巖帶形成,其礦石主要是綠泥石化,在形成的過程中曾經(jīng)受到化學腐蝕比較嚴重的。對于陸相金礦來說,其因為火山噴發(fā)期間,噴發(fā)產(chǎn)生的物質主要集中在陸地上,因此金礦中的礦石主要是角礫巖石。火山巖型金礦的形成周期比較漫長,一般來說發(fā)現(xiàn)時距離火山噴發(fā)已經(jīng)有了很長的時間[4]。火山巖型的金礦最突出的特點是,由于圍巖特性,金礦中的巖石在化學反應之下形成的大量的鐵礦、銀礦和石英礦和金礦相混合,因此開采的難度相對較大。
2.2.4 卡林型礦床
卡林型金礦是很典型的優(yōu)質礦床,通常來說這種類型的金礦分布的面積很大,含金量也很高,具有很高的經(jīng)濟價值。卡林型金礦形成原理也主要依賴化學反應,環(huán)境中的碳酸鹽與含金金屬發(fā)生反應之后產(chǎn)生金礦??中徒鸬V的地質特征與其他幾種金礦存在很大差異,其主要表現(xiàn)為層控特征。層控特征是指,地表下的礦物質鹵水在外力作用下會涌出,從而促進礦源層巖石,并且會在自然條件下繼續(xù)發(fā)生礦化和蝕變。第二個特點是,這種類型的金礦物質會出現(xiàn)流質性的狀態(tài),這是由于鹵水對金礦物質產(chǎn)生了腐蝕,并且在地熱的影響下二者進一步反應。在這種類型的金礦當中,由于地熱和鹵水之間的化學效應,鹵水、巖漿和含金金屬也會發(fā)生混合。
2.2.5 風化殼型礦床
風化殼型礦床是在含金金屬和其他化學物質反應之后生成的一種特殊地貌,主要分為紅土型和鐵冒型兩種。這種礦床的特點是,金礦通常覆蓋在大地的表面,比較容易開采。紅土型金礦床是含金金屬與其他金屬融合后出現(xiàn)的,因為其顏色呈土紅色所以被稱為紅土型金礦礦床,其形狀特征多為紅泥狀。鐵冒型金礦礦床中含有大量的鐵和銅,該種金礦的礦床大多是鐵冒色,其外形特征為層狀或者帶脈狀。通過分辨金礦礦床顏色和樣態(tài)上的差異,紅土型礦床和鐵冒型礦床可以很好地得到區(qū)分。
因為金礦在形成過程中受到不同的地層特點和巖漿活動的影響,不同類型的金礦礦體會出現(xiàn)不同的特征。一般來說,金礦的礦體集中分布在構造比較破碎的地帶,經(jīng)過長期的地表活動,礦體與周圍的巖石形成過渡帶。從外表特征上,礦體平面的形狀與剖面之間存在一定的聯(lián)系。礦體平面呈弧形,通常會有比較規(guī)則的剖面。而對于礦體平面為透鏡狀的情況,剖面則為“S”型,并且礦體中部延伸較大,礦體厚度也相對較厚。
2.4.1 石英-白云母-錫石
這種類型的金礦礦石在分布在內(nèi)接觸帶的云英巖化黃岡巖中,顏色主要呈灰白色風化后為黃色。這種類型的礦石比較罕見,顏色也比較容易分辨。
2.4.2 褐鐵礦-錫石
這種類型的礦石主要分布在地表和礦床淺部,主要由褐鐵礦、黃鐵礦、錫石云英以及其他礦物組成的氧化帶型礦石。
2.4.3 黃鐵礦-黃玉-錫石
這是在金礦礦石中最為常見的類型,其主要分布在構造角礫巖的中,處于分布帶或者是外帶。
2.4.4 螢石-石英-錫石
這種類型的巖石在金礦中也比較常見,最主要的特點是其外表呈短柱狀。主要組成成分為石英、白云母、黃鐵礦和錫石,它的分布與黃鐵礦-黃玉-錫石礦石相關,主要分布在后者的裂隙晶洞中。
金礦的成礦時間分布有明顯的規(guī)律,根據(jù)不同地區(qū)不同類型的巖石特點可以推測是否存在金礦。金礦礦床的形成具有時間規(guī)律,這種規(guī)律主要由金礦的自身屬性決定。綠巖帶型金礦形成時間最為古老可以追溯到太古時期,而卡林型金礦的形成周期則較短,其主要是在燕山時期形成。由于不同類型金礦中的巖石構成特征差異比較明顯,所以通過對巖石特征的識別很容易推測出金礦的類型。根據(jù)這一規(guī)律,研究人員可以通過分析地質巖石的特點和種類,結合巖石形成的時期,對該地是否存在金礦以及存在什么類型的金礦進行預測。在金礦勘測過程中運行成礦時間的規(guī)律進行預判斷,可以盡快鎖定出現(xiàn)金礦可能性最大的地區(qū),節(jié)約時間成本和人力成本。因此成礦的時間規(guī)律對于金礦勘測和開采十分有參考價值。
由于金礦形成過程中經(jīng)歷了地表的變化和層級結構,因此地質構造對金礦形成具有重要的影響。地層結構變化的形態(tài)可以用于預測金礦的位置,當?shù)蒯>哂胁糠致∑鸬奶卣鲿r,部分地域會受到其影響處于塌陷和段姐的地層狀態(tài),這些部分在經(jīng)歷頻繁的地層活動后,地質條件復雜性增加,容易在地域的斷層處出現(xiàn)沉積物。這種地質結構變化會促進金礦的累積和元素活動,加速金礦的形成。從外部特征上來看,大多數(shù)的金礦都有十分顯著的地質特征,這些地質特征一般不同于普通地區(qū)的地貌。這是因為金礦的形成需要具備多方面的條件,首先是存在大量的含金金屬同時又需要與外界環(huán)境發(fā)生化學反應。具備這些條件的地區(qū)一般在地質特點上具有很強的獨特性。以礦金砂為例,礦金砂一般只存在于接近水源的地方,這是因為礦金砂的形成依賴于水流的作用,只有在水流的推動下,含有礦物質的沙子才能被積聚起來集中在平緩區(qū)域。對于礦金砂來說,含有礦物質的沙子的積聚是金礦礦床的必備條件。對于火山巖來說,因為其從城是由于火山噴發(fā)造成的,所以其很有可能存在于火山爆發(fā)地區(qū)的周邊,在這些地區(qū)進行礦床的勘測,發(fā)現(xiàn)金礦的概率比較高。對于綠帶巖型金礦來說,其成礦地質主要是特殊的巖石,因此在地勢險峻的山地和陡峭的邊緣裂陷地區(qū)可能存在綠巖帶型金礦的礦床。
一般來說金礦成礦的礦體具有明顯的特征,其表面可能呈現(xiàn)紅色或者綠色。部分地區(qū)的礦體表面為紅色,紅色泥土覆蓋的深度影響金礦出現(xiàn)的可能性,紅色泥土覆蓋較淺的地區(qū),出現(xiàn)金礦的可能性一般較高。另一部分地區(qū)的成礦礦體表面為綠色,這種綠色是由于土壤中含有大量的石英、綠云母、硫化物等物質。研究人員可以通過對綠色礦體的土壤進行采樣分析的方式來預測該地是否存在金礦,一般來說土壤中含有大量石英、綠云母、硫化物的地區(qū)存在金礦礦床的可能性很高。
金礦礦床的一些特性也有可能是由于礦床的蝕變導致的,礦床蝕變就是指礦床當中的金屬物質與其他物質之間相互作用產(chǎn)生了化學反應,外觀出現(xiàn)了顏色變化。這些顏色的變化可以幫助研究人員識別可能出現(xiàn)的金礦。舉例來說,紅土型金礦和鐵冒型金礦在發(fā)生桌邊之后會出現(xiàn)紅色或者銅色的顏色變化。根據(jù)礦床蝕變產(chǎn)生的顏色變化來預測金礦的類型,也是金礦開采過程中的一個重要依據(jù)。
金礦的形成與巖漿活動之間有著密切的關聯(lián),巖漿活動的特點也是重要的金礦成礦規(guī)律。巖漿活動具有重要的成礦作用,金礦的核心礦床通常分布在巖漿活動區(qū)域內(nèi)部,在空間上二者也有著十分緊密的關系。研究人員可以根據(jù)一個地帶中構造巖漿的種類,預測金礦的成礦概率??梢酝ㄟ^對構造活動帶中的巖漿產(chǎn)生時間的推測來預測成礦可能性。一般來說,一個地域的地質構造活動帶中大量存在著加里東時期的構造巖漿,這個地區(qū)的礦化概率會極大地提升,并且出現(xiàn)金礦的概率很高。
經(jīng)過長期的發(fā)展,我國金礦勘測和開采已經(jīng)在技術上和科學性上有了很大的提升,但是依然存在礦床規(guī)模小、采礦技術不夠先進和金礦的利用率比較低的問題。在我國金礦的地質特征方面,金礦的礦體分布和金礦地質都有明顯的差異,不同的金礦礦體特征和礦石的特征也不同,對這些特征進行歸納和總結有利于對金礦成礦規(guī)律的研究。我國金礦的成礦規(guī)律主要表現(xiàn)在成礦時間、成礦地質、成礦礦體以及礦床蝕變上。針對這些方面的不同特點,通過對于地質和環(huán)境進行檢測來根據(jù)成礦規(guī)律進行應用,對于金礦的類型進行預測有利于提高金礦的勘探和開發(fā)效率。