大興安嶺三道灣子金礦礦石特征及成因分析

大興安嶺三道灣子金礦礦石特征及成因分析

三道灣子金礦是20世紀90年代末在黑龍江省北部發(fā)現(xiàn)的一種低鈣化石英脈金礦床。早期的勘查及研究工作認為金的賦存狀態(tài)以自然金、銀金礦為主,隨著對該礦床進一步的勘探及開采,研究程度逐漸提高,發(fā)現(xiàn)礦體向深部品位有變富的趨勢,深部富礦段金的賦存狀態(tài)主要以碲化物為主。文章通過對礦石特征及金礦物的賦存狀態(tài)的研究,總結金礦物的分布規(guī)律,對礦床的成因、采選及在附近尋找同類型金礦有一定的指導意義。1礦帶及產出情況三道灣子金礦床位于黑龍江省黑河市愛輝區(qū),地理坐標為東經:127°00′30″,北緯:50°21′45″。該礦床處于古亞洲成礦域,大興安嶺中段燕山期銅(鉬)、鐵(錫)、鉛、鋅、金、銀成礦帶東部。大地構造位置屬大興安嶺早古生代陸源增生構造帶,多寶山奧陶紀島弧型活動帶東南緣,為活動大陸邊緣陸相火山噴發(fā)環(huán)境,是淺成低溫熱液礦床形成的有利部位。前人研究認為礦區(qū)出露的地層主要是侏羅系上統(tǒng)塔木蘭溝組(J3t),但筆者根據粗安巖中鋯石鈾-鉛同位素測年,206Pb/238U表面年齡加權平均值為115.4±1.6Ma,認為該巖石應為白堊系下統(tǒng)龍江組(K1l)。巖性為粗安巖、粗安山質火山角礫巖等,為金礦體的直接賦礦圍巖,偏堿性巖石組合對成礦極為有利。另外見有白堊系下統(tǒng)光華組(K1gn)流紋質含角礫凝灰?guī)r、流紋巖、英安巖等,覆蓋于龍江組(K1l)之上(見圖1)。礦區(qū)出露侵入巖主要為晚三疊世中粒二長花崗巖,屬成礦前巖體。另外,礦區(qū)發(fā)育有輝綠玢巖脈、閃長玢巖脈和流紋斑巖脈,未見蝕變、礦化,巖石較新鮮,為成礦期后脈巖,對成礦有一定破壞作用。三道灣子金礦床劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個礦帶,沿走向延伸830m,寬1~70m,受控于北西向張性斷裂帶。Ⅰ號金礦帶長510m,平均寬4.5m,最寬處10m,最窄處不足1m。Ⅰ號金礦帶共圈出7條礦體。其中Ⅰ2號礦體為主礦體,地表出露長度為207.5m,平均厚度4.5m。傾向40°,傾角53°~76.5°。從地表至地下210m標高處品位較低,平均品位為8.98×10-6,最高84.58×10-6,最低0.37×10-6。但從170~130m標高發(fā)現(xiàn)了富礦段,最高品位大于10000×10-6,呈幾厘米至十余厘米厚,富礦段總體與Ⅰ2號礦體產狀一致,向西北側伏。Ⅱ號礦帶位于Ⅰ號礦帶南70m,產狀與Ⅰ號礦帶基本相同。礦帶長210m,平均寬0.56m,共圈出金礦體3條,規(guī)模較小。Ⅲ號礦帶位于Ⅰ號礦帶東約300m,礦帶長320m,平均寬70m。帶內共圈出金礦體12條。Ⅲ1礦體長230m,平均厚度3.5m。傾向15°,傾角45°~72.5°。平均品位為14.15×10-6,最高254.72×10-6,最低0.43×10-6。三道灣子金礦床劃分為石英—黃鐵礦化階段、石英—金—多金屬階段和石英—碳酸鹽化階段三個階段。圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺石化、綠泥石化、綠簾石化和碳酸鹽化。該礦床目前估算金資源量大于10t。2礦石特征2.1礦石成分及礦物特征三道灣子金礦床礦石地表因所含的金屬硫化物氧化而使表面呈褐黃色,新鮮面呈灰白色,深部礦石呈灰白色、灰色。淺部礦石主要取自地表探槽及240m標高坑探中的Ⅰ2礦體,礦石類型主要為石英脈型(見圖2),少量為蝕變巖型,平均品位為8.98×10-6,最高84.58×10-6。該礦石金屬含量很少,主要為黃鐵礦占0.42%、黃銅礦、輝銅礦占0.27%、方鉛礦占0.10%、閃鋅礦占0.04%、輝銻礦占0.03%、褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦占0.31%、自然銀、輝銀礦、自然金等少量;非金屬礦物主要為石英占78.01%、長石、高嶺石占19.68%、鋯石等少量,其它占1.14%。金屬硫化物嵌布特征:黃鐵礦是該礦石中主要金屬硫化物,多呈半自形,少呈自形晶與它形晶產出,呈星散狀分布在礦石中。偶爾有被褐鐵礦交代與黃銅礦、閃鋅礦連生。黃鐵礦粒度較細,0.01~0.037mm占61.00%,鏡下沒有見到黃鐵礦與金有關,選擇性溶金也證明,金與硫化物無關。黃銅礦也是該礦石中的主要硫化物,雖含量少,多呈它形晶粒狀,星散分布在礦石中,偶見有黃銅礦與閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦連生,黃銅礦粒度較細,0.01~0.037mm占72.90%。該礦石中的黃銅礦與金無關。方鉛礦含量很少,多呈半自形晶它形晶粒狀,星散嵌布在脈石微裂隙或粒間,偶見有與黃銅礦、閃鋅礦連生,粒度細小,0.01~0.037mm占含量的85.00%。深部樣品主要取自170~130m標高富礦段樣品,化學樣品分析結果品位最高大于10000×10-6,平均大于100×10-6。在礦石中除見有少量銀金礦外,金銀主要以碲化物形式存在,包括碲金礦、斜方碲金礦、針碲金銀礦、碲金銀礦、碲銀礦、六方磅銀礦,與之共生的碲化物還有碲鉛礦和碲汞礦。另外有少量黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦。金碲化物呈幾厘米至十余厘米脈狀、浸染狀分布于石英脈中,僅在富礦段出現(xiàn)。2.2脈石礦物充填材料礦石結構主要有自形-半自形-它形粒狀結構,石英、黃鐵礦、磁鐵礦少部分呈自形晶結構,其它金屬礦物多呈半自形晶-它形晶粒結構。碎裂結構:石英等礦物顆粒中有裂紋或被壓碎成細碎狀。交代結構:偶見到黃鐵礦被褐鐵礦交代,高嶺石、方解石和石英等交代長石。包含結構:石英中包裹金礦物。礦石構造主要有致密塊狀構造:半自形-它形石英緊密聚集組成致密狀集合體。角礫狀構造:它形石英膠結不規(guī)則狀火山巖角礫和石英角礫。稀疏浸染狀構造:金銀碲化物、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦充填在脈石礦物微裂隙內或脈石礦物顆粒間?？锥礌顦嬙?礦石中?？梢姷娇锥础Ｊ釥?、晶簇狀構造:自形-半自形石英由脈壁向中心生長于礦石裂隙及空洞中。脈狀構造:富礦段中黃銅礦、金銀碲化物呈此構造。網脈狀構造:晚期形成的石英細(網)脈充填在早期礦物的裂隙中。3金氏合金的保存狀態(tài)和特征3.1金氏合金的平均壽命1金的粒度測量該礦床淺部礦石中金礦物主要以自然金為主,其次為銀金礦(不超20%),最大金粒為0.12mm×0.16mm×0.04mm(人工重砂中見到),金的粒度測量結果見表1。2金的形態(tài)特征礦石中金由于多嵌存在脈石粒間,脈石微裂隙和空洞邊部,因此金多呈粒狀、葉片狀、長角粒狀等,其測量結果見表2。3洞穴邊部金顆粒測量統(tǒng)計礦石中的金主要與脈石有關,主要嵌存在脈石粒間、脈石微裂隙中以及脈石空洞邊部,少為脈石包裹金,尚沒有發(fā)現(xiàn)與金屬礦物有關聯(lián)的金顆粒,其測量統(tǒng)計結果見表3。對小于0.071mm占85%細度的原礦進行選擇性溶金試驗,結合鏡下檢測,金礦物絕大多數(shù)已單體解離和裸露,只有很少為脈石包裹。3.2共生礦物及其化學特征通過光學顯微鏡,掃描電子顯微鏡(圖3)結合能譜分析,發(fā)現(xiàn)在深部礦石中除見有少量銀金礦外,金、銀主要以碲化物形式存在。金與碲關系密切,碲化物多處金含量就高。碲化物主要有:碲金礦呈獨立礦物顆粒賦存于石英顆粒邊界或裂隙中,或與黃銅礦、針碲金銀礦共生,粒度0.01~0.15mm。斜方碲金礦在樣品中出現(xiàn)較少,主要以獨立的礦物顆粒形式出現(xiàn)于石英顆粒邊界或裂隙中,粒度0.01~0.05mm。針碲金銀礦在樣品中大量出現(xiàn),顆粒粒度和形態(tài)變化大并與其他礦物組合出現(xiàn)。共生礦物有碲金礦、斜方碲金礦、六方碲銀礦、碲金銀礦、碲銀礦、黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦。碲金銀礦粒度0.01~0.1mm,主要與針碲金銀礦、碲銀礦和碲鉛礦共生,也見環(huán)繞在黃銅礦顆粒邊緣與之共生?？捎^察到自然金、銀金礦分布在這種礦物顆粒的裂隙內或顆粒表面上。六方碲銀礦在樣品中少量出現(xiàn),主要通過能譜分析發(fā)現(xiàn)它與針碲金銀礦共生存在。碲銀礦呈獨立顆粒發(fā)育于石英晶內-晶間裂隙中,或見于閃鋅礦顆粒邊緣或裂隙內,粒度0.01~0.15mm,常與碲金銀礦、碲鉛礦共生。4熱液活動的成礦強化宏觀上和微觀上的觀察沒有發(fā)現(xiàn)與金屬礦物有關聯(lián)的金顆粒,選擇性溶金也證明,金與硫化物無關,金主要與碲元素有關。為什么淺部沒有金碲化物而到深部才有金碲化物呢?根據研究表明與成礦流體的階段性有關?；鹕綗嵋夯顒邮紫忍峁┝藷嵩?由此導致了大氣降水流體對流循環(huán),熱液攜帶著圍巖中的金、銀,作為成礦流體的前鋒第一階段充填在圍巖裂隙中,為弱金礦化階段。礦液來源較淺,濃度低,形成品位較低的礦體,形成部位較淺,金礦物以自然金為主,其次為銀金礦。隨著火山活動的進一步加強,火山活動還提供了物質來源,深部來源的富含碲、金、銀和硅質的熱液在第二階段膠結前期礦體并沿裂隙充填。第二階段的礦液來源較深,濃度高,形成高品位的礦體,形成部位相對較深。這一點與該礦床的石英脈期次及成礦階段吻合較好。與陳毓川等認為碲礦屬淺成中低溫(160~260°C)熱液礦床,成礦熱液和礦質來源于深部,即直接來自地幔的觀點吻合。5金、銀、化物礦床1)三道灣子金礦床礦石中金屬礦物很少,金屬礦物粒度細小,與金礦物無關,金礦物與碲元素有關。淺部礦石中以自然金為主,少為銀金礦。深部以金、銀的碲化物為主。碲化物作為主要載金礦物,是