金矿矿物岩石特征及矿床成因探析

邓松良

（新疆矿产实验研究所，新疆 乌鲁木齐 830000）

国内外许多学者对构造控制的中温热液金矿床有不同的称呼，如固体变质金矿床、变质砂岩型金矿床、变质超基性岩型金矿床、铜绿型金矿床等。金矿板块构造的出现伴随着沉积物、石英脉状金矿床的产生，也使学者们对一些沉积物的区域背景有了新的认识。随着对金矿床的金属形成理论的不断研究和总结，学者们逐渐认识到，这些类型的金矿床具有相似的地质和地球化学性质，都与早产有关。因此，Groves等人提出了关于金矿床的新概念，将造山带金矿床划分为浅层矿化的连续金属量模型，其金属深度和深部地层都进行了新的规划。矿床研究已成为矿产资源研究的重要边界之一，近年来，中国地质学家对大多数中温生物进行了研究，南天山、东昆仑、华北克拉通周边的热液金矿床被认为是典型的造山带金矿床，与此同时还发现了其他类型的金矿床，例如云南墨江等。

目前，我国大部分省、市和地区都有金矿，我国经济矿产以天然金和银金为主，矿床以碲化物为主。结合黄金在矿物中的情况，可分为几种类型。其中，独立矿物以金和含金矿物的形式存在，工业利用频率较高，可直接利用的矿物占已发现总数的十分之一以上。

1 金矿矿物岩石特征

首先是粘土岩，它含有黄铁矿、碳等多种矿物质，其中以水云母含量最高。这些类型的矿物大致呈鳞片状，并在接近水平的平面上连接。水云母的颗粒很小，最长的约3毫米，占岩石的75%。铁白云石是矿区中相对分散的几种颗粒的聚集体，在水云母中呈现晶体状的状态，通常被水云母、硫磺等物质包围，其含量约为12.5%。并且大部分硫化物分布都不紧密，基本上是分散的，多呈条状和薄层状，尺寸以微米为单位，只有部分面积超过10%，铁白云石结构示意图见图1。

图1 铁白云石结构图

金矿矿物组成还包括砂岩和粉砂岩，相关数据表明，这些矿物的含金量较高。其中，包括石英、硅酸盐等，其碎屑形状棱角较多，在矿区内分布较为均匀。石英常表现出波状消光，边缘区域被其他物质溶解，赋予其非常不规则的形状。颗粒的直径一般不超过0.5mm，约65%的砂岩材料是碎屑，而碎屑岩石的整体规模通常小于10%。角砾岩因其整体角砾岩形状而得名，其包含的岩石种类非常丰富，包括水云母含量高的粘土岩和石英岩，角砾岩的尺寸很大，从1毫米到几厘米不等。水泥中有石英岩和黄铁矿，前者主要呈条状和颗粒状，基本在0.2mm左右，整体排列不规则，基本伴有粘土。水泥由于硫化物在各地区的分布情况基本一致，所以出现侵染现象。

侵染变化影响矿物硅化进程，该矿的石英岩并不都是有害的，硅化石英岩可分为两个阶段，硅化是第一阶段形成的石英，呈片状、柱状等，多见于半固态宝石和一些胶体中，这类石英石的透明度指标比较小，粒度也较小。现阶段石英岩与其他硫化物基本相关。由于黄铁矿中的金元素超过40g/t，因此可以看出这一阶段发生的硅化现象与金矿物的变化基本存在联系。在第二阶段，石英岩不是以薄片的形式分布，而是成为填充缝隙的材料。与上一步相比，其粒度大大增加，透明度指标大大提高，而且不含硫化物。黄铁矿、菱镁矿等基本存在于含金的岩矿中，其实际含量约为7%。首先是纯黄铁矿和含砷黄铁矿，虽然所有矿石中都存在一定程度的黄铁矿，但由于形成时期不同而存在差异。其次，菱镁矿存在于大多数金矿石中，但含量较低，通常低于1%，这类矿石很少独立形成，因此其在后生阶段与黄铁矿同时出现并分布在它们周围。最后，金矿中有少量的毒砂，由于尺寸比较大，因此可以看成表示该地区含有黄金的主要指标之一，其他矿物成分表如下表1所示。

表1 矿物成分表

除了表1中的成分外，金矿中还含有高岭土，其往往出现在硅化后期，分布在各种裂缝中，因此存在分布状态不规则的脉状，晚期石英石往往会出现裂缝或者石英溶解的情况。除此之外也受到碳酸化影响，例如，铁白云石化通常呈颗粒状散落在各种岩石中。方解石型多出现于后岩石时代，分布于碳酸盐岩脉中。最初其尺寸小于1mm，并不是普通的石头。然而，随着时间流逝它们的尺寸扩大，目前已经达到几厘米。

金矿的含金量因地区而异，最低每吨1.2克，最高每吨81克，因此矿区平均含量在每吨20克以上。在整体分布上，金的成分很不均匀，有的地方很多，有的地方很少。因此，从地球化学的角度来看，该矿区的元素具有多样化的特点，形成金矿矿床的原因是多方面的，其与砷、氧化镁等其他元素也存在一定的关系。结合相关数据分析，首先可以确认硅、铝、铁等元素的波动幅度较小，正常情况下不超过50%。金矿元素群基本一致，是砂岩和粉砂粘土岩的重要组成部分，受炭化的威力影响。铜、钴、锌波动幅度不大，整体分布较为对称。说明它受分异和沉降双重作用力的影响。而且由于与金的联系比较少，从形成的角度来看，与金没有明显的联系。金和砷的波动程度比较高，高达120%，但同时，其元素相对分散且不均匀，不受沉积影响，因此两者的相关性非常明确，可以断定两者属于共生关系。除此之外，氧化钙和氧化镁的波动程度较高，与黄金有显著的相关性，造成这种现象的主要原因是含矿溶液以铁白云石的形式掺入岩体中，导致碳酸钙在极短的时间内水解形成氢离子，此时，金元素的水解速度大大提高，促进了金的沉淀。

2 金矿矿床成因

燕山早期，松江河金矿床属于太平洋板块与大陆板块边界。欧亚大陆下方的古太平洋板块的长期大规模俯冲使岩石圈增厚，增厚的岩石圈在重力作用下剥落，流层中缓慢的物质上升使下地壳部分融化，产生中度酸性岩浆。岩浆在一定深度下侵入地壳，提供热力学、成矿流体和一些矿化作用。用于矿化的流体沿着深断层移动到浅层，在上升和迁移过程中，中生代碎片不断被提取并发生巨大变化。在矿化的早期和中期，其常常由于流体的沸点而分解。在后期，当加入常压水时，会沉淀出碳酸盐。区内金属金的深度接近金矿的金属深度，具有控矿构造，属中城造山型金矿。

NW断层是研究区的主要控矿构造。矿体受SN走向的脆韧剪切区控制，经历了地壳深部韧性变形和浅层脆性变形叠加。成矿期呈现左旋压缩和扭转的特征。这种结构主要是一种传播和散射的无线电波结构。岩变主要包括硅化、钾化、氯化、石化等。

金矿广泛的沉积物性质有很多方面。首先，当金矿位于特定区域时，它们通常表现出相对稳定的状态，并且存在不统一的规律。其次，黏土岩有很多矿物，它们在基本相同的区域内作为一个整体分层，在垂直方向上的物质存在基本相同，而在水平带的某些部位，则受断裂带、静脉地层等作用的影响。其次，矿区的材料类别并不复杂，各种矿物的组合相对简单，而围岩由于整体构造特征和地层的不同，具有更多相同的特征。矿区周围岩浆岩少，地表岩石结构相对简单。采用科学测温技术，发现矿石中有机质的成岩温度约为237摄氏度，这个温度接近铁锈片岩的最低变质温度，可以得出这类岩石没有成功进入变质期。矿区微量元素种类多，结合相关数据可知，砷含量超过20%，分布在黄铁矿边缘区域。

同时，黄铁矿还含有钴镍合金，因此该矿物不属于岩浆热液的范畴，硒也相对较低，约为每吨9克。由火山热液形成的沉积物中的硒超过50g/t。可以得出结论，该金矿矿床不属于火山热液的形成。综合相关检测数据，该矿区硫同位素平均含量高达12，按此比例可以确定基本属于中硫度。综上所述，该金矿矿床应无沉积形成，属于地下水热液转化型矿床。根据岩石结构，洋盆边缘有数个金矿，结合地质形成的历史阶段分析，其在物质含量、盐度含量和温度方面具有不同的指标。混合后，一些水介质中的物质很容易在混合区沉积，含有矿物的热液进入劈裂结构，或受其他因素、温度和压降等指标的影响相应减少，由于混合溶液本身性质的不同，造成金络合物内部结构的平衡被打破，金由此恢复成金属金。此时若附着于黄铁矿，或受水云母的影响，逐渐形成矿床。

3 结语

综上所示，金矿内矿物质含量及种类丰富，碎屑岩偏多，各类矿物质的分布大多不均匀。且金矿内的硫化物的含量非常高，其情况与国内部分黄铁矿类似。通过对金矿矿物岩石特征及矿床成因分析可知，金矿为典型的地下水热液改造类的矿床，形成受到混合溶液本身的性质存在差异所影响。