微细粒型金矿床金的赋存状态研究_以皖西南枞阳井边金矿为例

微细粒型金矿床金的赋存状态研究
以皖西南枞阳井边金矿为例
钱让清1,杨晓勇2,黄德志3,周文雅4
(1 安徽大学交通分校,安徽合肥 230051;
2 中国科技大学地球与空间科学系,安徽合肥 230026;
3 中南大学资源环境与建筑工程学院,湖南长沙 410083;
4 安徽省地质实验研究所,安徽合肥 230001)
摘要:通过矿相鉴定、单矿物含金分析、物相分析对皖西南枞阳井边金矿金的赋存状态进行了系统研究,并用微束分析技术 质子探针分析方法对超显微形式存在金的赋存状态进行研究.结果表明:矿石矿物黄铁矿、黄铜矿中金的赋存状态以微细粒自然金为主,其次为银金矿.金有2种形式存在,一种是显微可见金,另一种是超显微形式存在的金,其中,显微可见金又进一步分为包裹金和裂隙金;超显微形式的金也是一种游离金,而不是晶格金,这与我国卡林型金矿床中金的赋存状态一致.
关键词:细微浸染型金矿;质子探针;电子探针;金赋存状态;枞阳井边中图分类号:P618 51
文献标识码:A
文章编号:1005 9792(2002)03 0225 05
金(尤其是微细粒金)在自然界中以何种状态存在一直是国内外学者研究的热点问题,而且也是颇具争议的问题.因为其赋存状态关系到金的选冶工艺的选择、金的回收与利用.在斑岩铜床中金往往是有用的伴生元素,在国内外斑岩铜床中均占有相当大的比例.但迄今为止对金的赋存状态的研究相对薄弱.矿石中的金含量甚微,一般是(0.1~9) 10-6
或更少,加上金矿颗粒极细,对次显微赋存状态研究相当困难,需要借助新方法、新技术.目前,研究金的赋存状态时,常采用电子探针、X 射线能谱和电子衍射获得次显微金的成分和结构的衍射图像,推断金的粒径.借助微束分析新技术[1 13],能较直观而有效地了解次显微金的赋存特征.作者通过质子与电子探针分析,确定了金在寄主矿物黄铁矿中的赋存状态,应用成因矿物学研究方法和电子探针技术,对含金矿物的成因矿物学进行研究,确定金的嵌布类型、粒度及成色,为探讨金矿床(点)的成矿条件及金矿的找矿方向提供依据.
1 区域地质与矿床地质特征
井边金矿位于下扬子台坳、长江褶皱隆起带中
段.金矿体赋存于三叠系中统铜头尖组中,矿体形态呈不规则脉状.区内地层自前寒武系至第四系均有出露,地层褶皱发育,断裂构造复杂,主要呈北东、北北东走向的2组断裂控制着岩浆岩和金矿的总体展布,是本区金矿化的导矿、容矿构造,矿脉大都沿北东向构造带展布.同时区内岩浆岩分布广泛,主要为印支期 燕山期中酸性火成岩,岩石蚀变较为发育[14 16].
井边金矿属含金破碎带型金矿,矿体赋存于三叠系中统铜头尖组及东西向脉状闪长玢岩中,金矿体产于破碎带,沿主断裂面充填展布,具有明显膨大或收缩现象.高品位矿床发育,并相对集中于黄铁矿、伊利石等载金矿物富集地,为开采提供了良好的地质条件.
收稿日期:2001-01-07
基金项目:国家科技部!九五∀重点科技攻关项目(G1999075503,A30 12)
作者简介:钱让清(1950-),男,安徽枞阳人,安徽大学交通分校副教授,从事矿物岩石和工程地质学研究.
第33卷第3期2002年6月 中南工业大学学报J.CENT.SOUTH UNIV.TEC HNOL.
Vol.33 No.3
J une 2002
2 矿石结构与构造特征
矿石类型主要以含金褐铁矿为主的氧化矿石和以含金黄铁矿为主的原生矿石两大类.矿物成分主要有黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、自然金以及石英、伊利石、磷灰石等金属矿物与脉石矿物.
对有代表性的55件样品的矿物含量进行定量测定.对金属矿物采用方格法,在六轴求积仪和电动自动求积仪上反复进行实测,脉石矿物利用差减法目估与磨片几何方差法进行计量分析.获得金属矿物与脉石矿物含量平均值,结果表明井边金矿主要载金矿物包括褐铁矿、黄铁矿、石英、伊利石和黄铜矿等金属矿物和脉石矿物.
矿石结构主要有自形 半自形晶粒、它形、交代残余、花岗变晶、压碎结构;矿石构造主要有块状、稠密浸染状、稀疏浸染状、脉状、角砾状、条纹状等构造.
3 金的嵌布类型及赋存状态
3.1 金的嵌布类型
根据光片观察,金粒切面形态均呈多样性特征,包括浑圆粒状、不规则粒状、乳滴状、角砾状、麦粒状、片状、细脉状以及絮状等.对根据镜下获得的234颗金粒进行粒径测定,大于0.01mm的共有167颗,分布率占94.51%,其中0.01~0.037mm的共有143颗,分布率占54.35%;小于0.01mm的共有67颗,分布率仅占5.49%.这表明,井边矿床中金的粒度主要为中细粒显微金,其电子探针分析结果见表1.
显微金粒在载体矿物中的分布关系主要包括包体金和裂隙金2种类型:#包体金:占总量的46%,主要包含于黄铁矿、褐铁矿中,其次包含在石英、黄铜矿中.包体金形成于黄铁矿、石英结晶之前或同时;∃裂隙金:约占总量的54%,主要分布于伊利石、黄铁矿、褐铁矿和石英裂隙中.裂隙金形成于黄铁矿、石英结晶之后.
3.2 金的物相分析
通过常规化学物相分析测得氧化矿石、原生矿石中各类微粒金物相分析数据见表2,可见:当矿样磨至粒径小于0 075mm(占98%)时,氧化矿石的单体金占40.80%,连生体金占26.85%.而在原生矿石中却相反,单体金仅占12.53%,连生体金则占41.4%.在各类载金矿物中包体金和分散金,原生矿石(占46.03%)要比氧化矿石(占32.29%)多,但这些包体金和分散金主要分布在褐铁矿和硫化物中,碳酸盐和硅酸盐中的金极少,这有利于金的选冶.
作者对含金较高的黄铁矿和伊利石等作了金的物相分析,发现当黄铁矿单矿物磨至粒径小于0 075 mm(占98%),伊利石粒径小于0.03mm时,单体金加连生体金分别占原品位的58.20%和88.61%,说明金在这2种矿物中主要呈独立矿物存在,所得结果与矿石岩相鉴定结果相吻合.
3.3 矿金的多点分析
为进一步查明主要载金矿物中金的赋存形式,作者对黄铁矿作了金的19项多点分析,其结果见表3.多点分析结果表明,各点分析数值差别极大,变化范围为77~3108g/t,表明金是以独立矿物存在于黄铁矿中.
3.4 金的配分分析
为了鉴定金在矿石中的分布情况,为分析、判断该金矿的氧化矿石和原生矿石选矿最大回收率提供依据,作者根据金的物相分析、单矿物含金量分析及
表1 不同显微可见金的电子探针分析结果
金的存在形式金粒形态金粒尺寸/mm载体矿物探针分检点数
w/%
Au A g
金的成色m(Au)
m(Au)+m(Ag)
1000)
自然金片状0 10 075黄铁矿390 5808 276916 18
自然金角粒状0 0850 035黄铁矿293 2785 392940 45
自然金浑圆粒状0 065黄铁矿289 5407 344923 10
自然金浑圆粒状0 04黄铁矿187 9709 422904 23
自然金片状0 06褐铁矿1087 61511 739881 81
自然金角粒状0 0650 045褐铁矿486 5249 783896 65
平均89 2508 660910 40
226中南工业大学学报 第33卷
表2 矿石中金的电子探针分析结果
矿石类型金含量金的分布状态
单体金连生体金褐铁矿中金
硫化物中金
碳酸盐中金
硅酸盐中金
合计氧化矿石品位/(g %t -1)占有率/%2 1540 862 0726 85
0 587 521 0721 66
0 243 11
6 21100 00原生矿石
品位/(g %t -1)占有率/%
1 011
2 53
2 3441 40
0 344 26
2 3234 99
0 151 86
0 404 96
6 56100 00
表3 黄铁矿含金量多点分析结果
分析点12345678910111213141516171819w (Au)/(g %t -1)
77
118
149
204
98
117
113
101
91
167
113
110
117
87
106
116
113
3108
139
镜下矿物定量测定等方法,分别对氧化矿石和原生矿石的选矿样品进行了金的配分计算.统计结果表
明:在井边矿的氧化矿石中以自然金和伊利石为主,配分率分别占40.24%和41.20%;其次是褐铁矿,占11.84%;黄铁矿、石英中金的配分比较低,分别占2.18%和3.41%.在原生矿中,配分率却相反,黄铁矿中金的配分率占77.91%,其次为自然金,占10.98%;褐铁矿、黄铜矿和伊利石中金的配分比较低,分别占3.41%,2.01%和2.93%;石英中金的配分率低于1%.
从上述分析可见,在井边矿床的氧化矿石中,金在同一矿体(黄铁矿、伊利石)中的配分率差异甚大,这是由于矿体裸露地表,主要载金矿物黄铁矿遭受强烈的氧化作用和长期风化淋滤浸蚀,使黄铁矿中的硫几乎全部流失,形成以褐铁矿为主的氧化矿石;原嵌存在黄铁矿中的裂隙、晶隙中的金大部分也被残留并进入较松散的伊利石等粘土矿物中,从而造成氧化矿石中的伊利石含金比较高,金的配分率也较高.同时,通过对矿物中的金进行物相分析证实,在氧化矿石的伊利石中还混入较多的微细粒单体和连生体金.经计算,伊利石中单体金配分率为2.93%.
3 5 质子探针分析
选取显微可见金载金矿物黄铁矿和黄铜矿2种,针对其中的超显微金的分布形式进行质子探针分析测定,以查明超显微金的赋存状态.采用复旦大学微米PIXE 系统进行测试,所得的结果以特征X 射线能谱和元素分布图的形式给出.图1,2是分别对黄铁矿和黄铜矿样品中Au 与主要元素和微量元素之间的配置关系分布图解.
从图1可以看出,矿石黄铁矿中金与S 和Fe 呈明显正相关关系,表明其中的金是以显微包裹体金
粒存在,这是因为黄铁矿中主要成分为Fe 和S,若
金进入黄铁矿的晶体结构,无论是占居Fe 的位置还是结构中对硫(S-S)的位置,都势必引起Fe 和S 的浓度降低,从而使得Au 与Fe 和S 的配置关系为负相关.从超显微尺度来看,金在黄铁矿中呈浸染状
图中的点代表各元素的浓度分布概率,
如Fe,S 的高浓度区表现为黑色
图1 含金黄铁矿中伴生金与其寄主矿物中主要元素
S,Fe 等元素的质子探针分析图解
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第3期 钱让清,等:微细粒型金矿床金的赋存状态
图中的点代表各元素的浓度分布概率,
如Fe,S,Cu的高浓度区表现为黑色
图2 含金黄铜矿中伴生金与其寄主矿物中主要元素S,Fe,Cu等元素的质子探针分析图解
分布.图2中,黄铜矿中的超显微金与主要元素S, Cu和Fe也呈明显的正相关关系,与黄铁矿中金的赋存形式一致,即金以超显微自然微粒形式存在于黄铜矿中,而不是进入其晶格中.
4 结 论
a 井边金矿金的赋存状态主要为自然金,其次为银金矿,金的粒级大都属中细粒显微金,金的成色较高,平均达910.40,金的嵌布类型多数为包体金、裂隙金,少数为晶隙金,有利于金矿的采掘冶炼.
b 井边金矿主要载金矿物为黄铁矿、褐铁矿、伊利石,载金矿物多呈压碎结构,可作为矿区明显的微观找矿标志.
c 质子探针分析结果表明,部分不可见的超微细粒金存于黄铁矿、黄铜矿中,主要是以粒径小于1 m的超微细粒自然金为主,与我国卡林型金矿床中的金的赋存状态一致.具参考价值.
d 井边金矿有用元素除Au外,Ag,Cu均有较高的回收价值.其中有害元素如As,Sb,Bi等含量均很低,对选冶影响甚微,且易于处理,利于开采选冶.
致谢:复旦大学核物理系质子探针室协助进行了质子探针分析,高大旗教授参加了部分研究工作,本文在成文过程中得到中国科技大学王奎仁教授的指导,在此一并致谢.
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Gold occurrence in the ve in le t impregnated go ld deposits
Taking Jingbian gold deposit in the sou thwestern Anhui Province as an exam ple
QI AN Rang qing 1,YANG Xiao yong 2,HUANG De zhi 3,ZHOU Wen ya 4
(1 School of Transportation,Anhui University,Hefei 230051,China;
2 Department of Earth and Space Sciences,University of Science &Technology of China,Hefei 230026,China;
3 College of Resources,Environment and Civil Engineering,Central South Universi ty,Changsha 410083,China;
4 Anhui Institute of Geological Laboratory,Hefei 230001,China)
Abstract:The Jinbian gold deposit lies in the middle part of the C hangjiang fault fold upwarding zone within the Lower Yangtze syncline.The gold ore bodies in the irregular vein (dike)for ms occur in middle Triassic Tongtoujian Formation.Two major ore types are indentified,i.e.,oxidized ore dominated by gold bearing pyrite.B y means of ore microsc opy,gold analysis of individual minerals,phase analysis,poly spot analysis PIXE and EPMA,occurrences of gold were iden tified.Gold minerals are mainly native gold,then less commonly as electrum.Gold is very fine in granulites,which is further classified into two types,the main type is medium or fine grained micro gold,another is the ultra mic ro grained gold.The medium or fine grained micro gold grains can also be classified into two types,one is gold grains included in the different minerals,another is the gold grains confined into in the cranny of the gold carrier minerals.B y means of PIXE,the gold under micro diameter grains is distinguished as dissociated gold grains,not as crystal patterns in the gold carrier minerals,which is similar to that of the micro grained Carlin type gold deposits.Key words:veinlet impregnation type gold deposits;PI XE;EPMA;gold occurrence;Zongyang
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第3期 钱让清,等:微细粒型金矿床金的赋存状态。