金礦床蝕變帶礦體地質及地球化學特征研究

趙 儷

（江蘇經貿職業技術學院，江蘇 南京 222000）

自古以來，人類社會生產生活中就已發現了金元素這種礦物質。但直到20世紀50年代以來，“金”才逐步融入到工業生產活動中。現階段自動化的農業生產、工業革命和航天工程的快速發展，新材料、新技術、新能源的飛速發展運用，擴大了“金”的使用領域并將其帶入各行各業中[1]。

進入21世紀以來，經濟的飛速發展加大了對礦石開采量的需求，金礦石出現愈發嚴重的短缺。大力發展金礦石的勘查開采已成為現階段礦體地層開采的當務之急。為了更好地提升金礦石開采能力，探求更貼近開采要求的礦石資源，需要更科學、高效的方法和理論技術已成為尋找金礦石資源的重要發展方向。在此次研究中從更深層次探究金礦床的礦體地層、成礦的影響因素以及各元素地球化學特征，對接下來進行的采礦行業中金礦床蝕變帶礦體地層的探究提供了理論基礎和探索發展方向，進而更好地利用地球化學特征發展金礦床采礦行業。

1 金礦床蝕變帶礦體地質研究

通過文獻研究可知，金礦床主要存在于大量清水江、清水湖下地層中，或是一小部分裸露在以麻巖類為主的巖石層中，此礦層區域由于長時間受到水流的沖刷、侵蝕和水流的相互作用，易造成金礦床斷層效果的產生[2]。露出江水的部分多呈現帶狀分布，而隱藏于江中的部分則多有第四系殘積物的出現。金礦床整體呈現由東北向的斜軸部分布，其東北部較平緩，逐步向北部地勢走高，兩側西、南呈兩翼分散開來。在此次研究中為對其展開全面細致的分析將其劃分為4組礦體地質組，具體內容如下。

1.1 第一礦體地質組

此地質組中的礦體主要呈現深灰色、墨綠色、淺灰色不同的色階，其中礦體地質主要由細礫巖、中礫巖、粗礫巖三類不同體積的巖石礦體構成。其整體多產出巖片狀礦體，并與下方相接觸的礦體呈現拆離狀態；與此同時，其與上方相接觸的礦體也呈現拆離斷層狀態，這一現象在金礦床外圍的河床處較為明顯。因此這一部分礦床地層大多由石英片巖、顆粒石英巖和石英巖組成。而相較于前者，礦層中發現主要由兩種石英片巖構成，分別為二云母鈉長石英片巖與黑云綠泥鈉長石英片巖，其與下方礦床地層呈現拆分式斷層接觸。

1.2 第二礦體地質組

相較于上一礦體地質組，這一層則多為板巖組成，下部呈現深褐色云母石砂質類板巖，部分呈現紅褐色云母石砂質類板巖；上部則多呈現黃土色、灰色片狀砂質板巖。由于上部分多數裸露在外，部分板巖遭到風化、構造被破壞，形成多氣孔變質核板巖。此類巖石巖性主要由火山巖熔化所致的玄武安山巖，其本身是含有杏仁體的一類熔巖。雖然此類礦體地質分布較為廣泛，但存在金礦床的礦體地質的含量卻很少，與礦區中心較為接近。

由于礦層地質覆蓋面積廣泛，加之地球板塊變遷，此地質組與下方片麻巖的關系易于混淆，并形成新的巖層。新形成的巖石多呈現灰綠色，經過長時間的風化過程，其顏色逐步變成墨綠色，貼近礦區中心一側，在其蝕變帶中含有大量的多氣孔、杏仁體狀態的安山巖并形成綠簾石化，具體圖像如下圖1所示。

從整體外觀上看，杏仁體多呈現中部為空心狀、外形酷似蝌蚪、甲殼蟲、球狀的礦層地質。其中，含有多氣孔、杏仁體的巖石一般分為兩種，其一為橢圓形杏仁體，長度一般可達到2.5cm，寬度大概0.75cm左右，其代表了礦層巖石的根本層理，總體上可反映出巖石形成時巖漿的流向；其二較少部分為球狀杏仁體，一般其直徑不小于5.5cm左右，這一部分則主要由石英石組成[3]。

圖1 安山巖形態特征

通過顯微鏡的細致觀察，少部分的石英巖分布于整個杏仁體的外層，一般由兩種大小不同的顆粒巖組成：大顆粒的巖石包裹在外，小顆粒巖石組成中心位置，而核心位置則充滿更細小的方解石。

礦體地質的頂部則經過長期巖漿蝕變作用或礦層與海水相互作用形成大量孔洞，其含有多氣孔、杏仁體的熔巖逐步發育成球狀的含有硅質、碧玉質的角礫巖。金礦床多存在于此層礦床地質中。

1.3 第三礦體地質組

這一層礦體地質主要由含C元素的砂質板巖組成。此層砂質板巖主要由黑色、深灰色、灰黃色等由厚到薄的層狀板巖疊加而成，局部黑色含碳砂質板巖混雜入深灰色巖石中，經過沉積形成含礫晶屑沉凝灰巖，再經過巖石的相互作用最終形成厚度達到320m凝灰質沉凝灰巖。

1.4 第四系礦體地質

這一層多為江水沖刷、腐蝕形成的相對于前幾層松散的堆積物，其上層厚度可達到50cm至10m超大范圍，而礦體地質底部則一般達到35m左右。這一層堆積物多以黃土和小顆粒砂石所組成。這些礦體多以不規則方式覆蓋整個礦體地質底部。

2 金礦床蝕變帶地球化學特征

2.1 金礦床蝕變帶化學元素測定

基于前面研究者對于礦體底層中金含量的相關研究表明，礦體底層中大塊石橋下含有大量的金元素巖石，平均密度可達到23.8×10-8，深度可達到190×10-8，體現了礦體底層的最基本特征。

由于其存在于較深的地層中，在對其的研究中無法采用抽樣的方法確定抽樣地點，計算其所含元素的相對含量等等基本信息。

因此，在此次研究中對此處礦體地層主要巖石礦體進行含金量的測量研究，得出作為研究標準的礦源層為第二礦體地質組中的金元素含量為整體含量的最高值；研究還表明該層是構造動力作用下引發的地球表面礦層板塊相互作用、調整而形成巖石、礦體的物質基礎和研究前提，并計算出作為礦體地層研究樣本的金元素含量。通過對整個礦體地層的不同元素各個含量的特征研究表明，不同的元素呈現無規律性，很難識別各元素含量，具體元素含量值如下：

表1 金礦床礦體地質元素地球化學特征

由上述結論可以看出，不論整層礦體地層區域內或是礦體地層區域外，金元素處于正常的含量范圍內，其中鉬、鎢元素含量相對較高，含有少量銀，鋅元素，而銅、鉑元素的含量則與其他地層中元素含量相近。

2.2 硫元素地球化學特征

通過對礦體地層中硫元素的研究，研究對象以礦體地層中主要礦脈蝕變帶礦石為研究對象，逐步延伸到礦石形成的各個階段，通過測量精度在萬分之十五的范圍內，采用最新型的質譜儀進行抽樣研究。通過研究可知蝕變帶以鐵礦石、鋅礦石為主。金礦床蝕變帶礦石中硫元素的組成含量與片麻巖、閃巖無較明顯的含量關系，而巖漿流經后形成的火山巖則與硫元素密切相關，這一結論充分說明了金礦床礦體地層中存在的硫元素可能來源于火山巖漿巖。而礦石中硫元素的分析是判斷金礦床的形成具有重要意義。在金礦床中，金元素和硫元素存在相互密切的關系，其自身硫化物與金礦石是最普遍存在的共生性金屬礦物，這一現象充分說明了硫元素為惰性金屬—金的活化、遷移起到了推動性作用，即金元素的地球化學特征有著密切相關，也說明金元素礦物質的重要組成部分。因此，對硫元素的研究表明了在一定程度上可以體現出礦物質的來源信息。

2.3 氫氧元素地球化學特征

相對于前面提到的硫元素的地球化學特征研究分析方法，氫氧元素則采用爆裂法進行研究分析。在研究提取石英石礦體，通過超過100℃的溫度條件下炙烤樣本，用以去除礦體表面水分，繼續加熱至700℃以上使礦體樣本爆裂，釋放礦體內部的水分，通過對其收集、冷卻處理，再以鋅元素置換其中氫氧元素分子，進行整個研究分析。金元素多存在于巖漿石的附近及其水域內部，說明金礦體主要來源于巖漿中，從出現到發育成熟金元素都處于穩定的狀態，較少發生“漂移”。

3 結語

通過對金礦床礦體地層以及地球化學特征的兩方面研究分析，提出硫元素、氫氧元素的含量與特征對金礦床的礦體特征和成礦原因有著重大的影響；同時對典型礦體地層中形成的各層礦體地質組中存在的石英巖、火山巖漿巖等各類礦物巖石進行研究分析，進而更為細致地判斷金礦床蝕變原因，為發展采礦行業添磚加瓦。