金、银矿物的标型特征

如题所述

(一)金矿物的标型特征

1.金银系列矿物的划分

金银系列矿物是一个连续类质同象系列。胶东金矿床的金或金矿物为该系列内的矿物,按岩金规范四分法划分原则(表6-14),将胶东金矿各主要矿床类型的金银系列矿物统计结果列于表6-15中。由表中可知:焦家式金矿床金银系列矿物以银金矿为主,并有少量金银矿、自然金、自然银等。Au/Ag=1.53。河西式金矿床以自然金为主,并有少量银金矿,Au/Ag=5.83。玲珑式金矿床以自然金和银金矿为主,并有少量金银矿,Au/Ag=3.53。

表6-14 四分法划分原则表

表6-15 胶东金矿各主要类型金矿床金银系列矿物统计表

续表

2.金的成色

金银系列矿物的化学成分主要是Au、Ag,一般用成色来表示,简称金的成色。根据R.W.Boyle的定义,指金在1000重量单位天然合金中金的含量,用公式:[Au/(Au+Ag+其他)]×1000来表示。

金的成色与成矿物质来源、矿床类型、成矿物化条件密切相关,因此,研究金的成色具有重要的地质意义,是金矿物重要标型特征之一。现将胶东金矿主要类型金矿床的325件电子探针样品(自然金、银金矿、金银矿)结果进行分析处理,其结果列于表6-16。

表6-16 胶东金矿金的成色方差分析表

从表中可知:胶东金矿各不同类型、不同成矿阶段金的成色特点,以及由此所说明的地质意义有如下几点:

(1)胶东金矿的最高成色为954(或大于954),最低成色为158(或低于158),平均成色为710.96,均方差为125.33,变异系数为0.18,大多数成色集中于900~500之间。说明胶东金矿金的成色以中低—中高成色为主,并在较大范围内变化,这不仅反映了胶东金矿成矿时代较新,并在中低—中高温、中浅—中深成矿环境中形成,而且也反映了金(或金矿物)的形成是多次地球化学(或成矿阶段)作用的产物。

另外,根据类型方差分析的F比值为0.55可知:胶东金矿各主要金矿床类型无论在成色上,还是在成矿条件上,均有一定的差异。

焦家式金矿床:金的成色多集中于700~500之间,平均为652.81,均方差为146.55,变异系数为0.22。说明该类型金矿床中金的成色以中低成色为主,并在较大范围内变化,这不仅反映了该类型金矿床成矿较晚,并在中低温、较为开放环境中形成,而且也反映了成矿期次较多,成矿阶段及成矿世代比较复杂。

河西式金矿床:金的成色多集中于900~800之间,平均为838.37,均方差为44.29,变异系数为0.05,说明该类型金矿床金的成色以中高成色为主,并在较小范围内变化,这不仅反映了该类型金矿床相对较早,并在中高温、半开放环境中形成,而且也反映了成矿期次单一,阶段简单。

玲珑式金矿床:金的成色多集中于900~700之间,平均为769.24,均方差为144.37,变异系数为0.19;说明该类型金矿床金的成色以中等偏高成色为主,并在较大范围内变化,这不仅反映了该类型金矿床相对较早,并在中温偏高、较为紧闭的环境中形成,而且也反映了成矿期次较多,成矿阶段较为复杂。

(2)胶东金矿主要成矿阶段可划分为:金石英黄铁矿阶段、金石英多金属硫化物阶段、金、银石英多金属硫化物阶段。根据阶段方差分析F比值为2.37可知:胶东金矿主要成矿阶段之间,无论在金的成色上,还是在成矿条件方面,均有较大的差异。

金石英黄铁矿阶段:金的最高成色为954(或大于954),最低成色为812.7(或小于812.7),大多数集中于940~840之间,平均为862.94,均方差为32.46,变异系数为0.04;说明该阶段金的成色以高成色为主,并在较小范围内变化,反映了该阶段成矿相对较早,并在高的温度环境中形成,成矿阶段内金矿物世代单一。

金石英多金属硫化物阶段:金的最高成色为808.9(或大于808.9),最低成色为605.7(或小于605.7),大多集中于750~650之间,平均成色为711.99,均方差为79.89,变异系数为0.11。说明该阶段金的成色以中等为主,并在相对较小范围内变化,这不仅反映了成矿阶段较新,并在中温成矿环境中形成,而且也反映了该阶段内金矿物世代较为简单。

金、银石英多金属硫化物阶段:金的成色最高为619.7(或大于619.7),最低成色为158(或小于158),大多集中在550~350之间,平均为478.66,均方差为124.03,变异系数为0.26,说明该阶段金的成色以中低成色为主,并在较大范围内变化。这不仅反映了成矿相对较晚,并在中低温的成矿环境中形成,而且也反映了阶段内金矿物世代较为复杂。

综上所述,胶东金矿金的成色及其所说明的地质问题中,可得出如下几点规律:

(1)河西式金矿床—玲珑式金矿床—焦家式金矿床,金的成色由高到低转化,主要成矿时代由早到晚转化,成矿条件由中高温、中等偏深到中低温的成矿环境转化。

(2)从金石英黄铁矿阶段-金石英多金属硫化物阶段-金、银石英多金属硫化物阶段,金的成色由高→低转化,成矿时代由早→晚转化,成矿条件由中高温的成矿环境转化。

(3)就同一矿床类型而言,自下而上、自东而西,金的成色由高→低转化,成矿时代由早→晚转化,成矿条件也相对由温度较高的成矿环境转化。

3.金矿物化学成分

金矿物的化学成分采用了电子探针和化学分析法进行测试,经统计将结果列于表6-17中,从表中可知:

(1)金矿物化学成分除主要成分Au、Ag外,还有Cu、Pb、Zn、Fe、S、As、Te、Bi、Co、Ni、Sb、Hg、Se等十余种微量杂质。

表6-17 胶东金矿金矿物化学成分电子探针分析结果统计表

(2)从焦家式金矿床→河西式金矿床→玲珑式金矿床,相应的金银矿物系列中Au由低→高,Ag由高→低变化。

(3)金银系列矿物中的主要成分与其杂质成负相关,从自然金→银金矿→金银矿主要成分逐渐降低,杂质含量逐渐升高,反映了金银系列矿物生成愈早杂质含量愈低,生成愈晚则杂质含量愈高。

(4)微量杂质有的以类质同象进入金的晶格,如Cu、Hg、Bi、Zn等;有的以机构混入物存于金矿物内,如Fe、Pb、Co、Ni等;其中Cu与Au为同族元素,晶格类型相同;Hg与Au原子序数相连,地球化学性质相似;Bi与Au地球化学性质相似;Zn在周期表中与Au相距很近,故可以类质同象进入金的晶格。

Fe和Pb等元素主要来自和金矿物连生的黄铁矿、方铅矿,所以与Au关系密切。此外,还有As、Sb、Co、Ni都是与Au矿物连生的黄铁矿等的微量元素,同时也可能与Fe、Pb一样呈机械混入物进入金矿物内。

4.金在金矿物中的分布

(1)金在金矿物中的分布规律

表6-18 胶东金矿金银在金矿物内的分布表

为解决金在金矿物内的分布,选择了有代表性的自然金、银金矿及金银矿颗粒,进行电子探针测定,采用了剖面法,其结果见表6-18。从表中可知:金银系列矿物由颗粒内→边缘,Au由高到低、Ag由低到高,表现为银壳结构。

(2)金在金矿物的A近矿物中的分布规律:为解决此问题,选择了与金银系列矿物成生关系密切的黄铜矿进行电子探针测定,结果表明,在靠近和远离金银系列矿物的黄铜矿内,金、银都由高→低变化,变化幅度很明显大于金,其中银最高可达(4.09~1.62)×10-2,金最高可达(1.54~0.08)×10-2,Au/Ag可达0.27。这样便导致了在金银系列矿物附近的硫化物含银较高,出现了含银硫化物,如含银黄铜矿、含银方铅矿等。

5.金矿物内金银比

根据325粒金矿物电子探针测试结果统计,将胶东金矿不同矿床类型金矿物内金银比列于表6-19中,由表可知:金矿物内Au/Ag=7:3,其中河西式金矿床的金矿物内Au/Ag最大,其次是玲珑式金矿床,而焦家式金矿床的金矿物Au/Ag最小。

表6-19 胶东金矿金矿物内金银比

6.金矿物的物理性质

(1)颜色:自然金为浓金黄色,银金矿为金黄色—亮黄色,金银矿为亮黄色—亮黄白色。

(2)密度:用JA-A型扭力天平测定,介质为四氯化碳,结果为14.1680~15.7504,11次平均值为14.9339。

(3)硬度:用自动显微硬度计测定HK=77.6kg/mm2,常具擦痕。

(4)反射率:利用MPV-1型显微光度仪,测出在不同波长条件下的反射率,其结果见表6-20。

表6-20 金矿物反射率测定结果表

(5)均质性:因受应力作用,因此,常具非均质性。

(6)晶胞参数:利用3086E型全自动荧光X射线分析仪对银金矿的晶胞参数进行测定,其结果见表6-21。由表可知:晶胞参数平均值为4.0784nm,小于金银系列矿物的两个端元组分:自然金(4.084nm)和自然银(4.094nm)的晶胞参数,位于两者之间的合金数值范围内。

表6-21 金矿物晶胞参数X光衍射数据表

(7)形态:光片中所见的形态是金粒二度空间的反映,但大量数值统计具有一定的意义,所见形态有各种粒状、圆粒或椭圆粒状、脉状、枝杈状、网脉状等,根据13227粒金矿物形态统计,将不同矿床类型统计数值列于表6-22中,由表中可知:胶东金矿金矿物形态均以粒状为主,脉状、枝叉状次之,而柱状、片状、圆粒状为最少。其中焦家式金矿床粒状金矿物占据绝对优势。玲珑式金矿床和河西式金矿床中,枝杈状、脉状金矿物相对前者较为发育。

表6-22 胶东金矿金矿物形态统计表

重砂中所见形态是金粒三度空间的真实形态,具有代表性。所见形态有各种粒状、枝杈状、叶片状、板片状、圆粒状等。此外,有少量自形的金粒,晶形为立方体{100}、八面体{111}、菱形十二面体{110}。

扫描电镜下所见形态比较复杂,有不规则粒状、浑圆粒状、椭圆粒状、树枝状、蜂窝状、链状等。此外,自形晶金粒有八面体{111}、菱形十二面体{110}。在片状金粒的晶面上见到清晰的生长阶梯,阶梯高度为0.2~0.5μm。

(8)粒度:镜下所见金粒粒度最大可大于1.04mm,最小小于0.002mm。根据岩金勘探规范的规定,将胶东金矿金矿物粒度划分为五级,列于表6-23中。从表中可知:金矿物粒度均以细粒、微粒级为主,中粒级次之,粗粒、巨粒级最少。其中焦家式金矿床金矿物粒度相对较细,以微粒级为主;河西式金矿床和玲珑式金矿床金矿物粒度相对较粗,以细粒级为主。

表6-23 胶东金矿金矿物粒度统计表

(9)共生:自然金常与黄铁矿、石英共生;银金矿常与黄铁矿、石英、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿共生;金银矿常与方铅矿、闪锌矿、石英、黄铜矿共生。

(二)银矿物的标型特征

1.银矿物种属的划分

胶东金矿内含有较多的晚期银矿物,根据化学成分划分如下几个种属:

金银系列——金银矿、自然银

碲化物——碲银矿

硫化物——辉银矿、螺状硫银矿

氯化物——角银矿

银复硫盐类——硫锑铜银矿、硫银铋矿、银(或含银)黝铜矿

2.银矿物物理性质

自然银:亮白色或亮白微带黄色,反射率高,硬度低,具擦痕,均质性。

碲银矿:灰白色,反射率中等偏低,硬度较低,强非均质性。

辉银矿——螺状硫银矿:灰白色带明显浅绿色,反射率低,硬度较低,后者具强非均质性。

角银矿:灰色至深灰色,内反射显著,反射率低,硬度低,均质性。

硫锑铜银矿:灰白色带淡绿色,反射率较低,内反射红色,硬度较低,非均质性。

硫银铋矿:白色、淡灰白色,反射率中等偏低,硬度中等,强非均质性。

银黝铜矿:灰白色带黄褐色或带橄榄绿色,反射率较低,硬度中等,均质性。

3.银矿物化学成分

银矿物化学成分采用电子探针法测定,经整理将其结果列于表6-24中,从表中可知:

表6-24 胶东金矿银矿物化学成分电子探针测定结果统计表

(1)金银系列矿物——自然银、金银矿主要化学成分为Ag、Au,此外,有少许微量杂质:Cu、Pb、Zn、Fe、S、As、Te、Bi、Sb、Co、Ni等。

(2)硫化物——辉银矿——螺状硫银矿主要化学成分为Ag、S,此外也有少量微量杂质:Cu、Pb、Zn、Fe、As、Te、Bi、Sb、Co、Ni等。

(3)碲化物——碲银矿主要化学成分为Ag、和Te,还有少许Cu、Pb、Zn、Fe、S、As、Bi、Sb、Co、Ni等。

(4)氯化物——角银矿主要化学成分为Ag、Cl,此外也有少许微量杂质。

(5)银(或含银)复硫盐类:银(或含银)黝铜矿主要化学成分为Cu、S、Sb、Ag。尚有少许杂质:Pb、Zn、Fe、As、Te、Bi、Co、Ni。

硫锑铜银矿主要化学成分Ag、S、Sb、Cu、As。此外有Pb、Zn、Fe、Te、Bi、Co、Ni等。

硫银铋矿主要化学成分为Bi、Ag、S。尚有少许Au、Cu、Pb、Fe。

4.银矿物形态

光片中所见银矿物形态有各种粒状、枝叉状、细脉状、柱状、片状、圆粒状等。根据1736粒银矿物形态的统计,将结果列于表6-25中,从表中可知:银矿物主要以各种粒状、枝杈状为主,细脉状、柱状次之,片状、发丝状及圆粒状最少。

表6-25 焦家式金矿床中银矿物形态统计表

5.银矿物粒度

银矿物粒级划分参考岩金规范之规定划分,所见的1736粒银矿物的粒级统计列于表6-26中,从表中可知:银矿物以细、微粒级为主,中、粗粒级次之,巨粒级最少。

表6-26 焦家式金矿床银矿物粒级统计表

6.共生

银矿物常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿及石英等共生分布。

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