卡林型金矿的矿石特征及其选矿

卡林型金矿的矿石特征及其选矿葛广福主要内容：一、卡林型金矿一般概念二、卡林型金矿在国外和国内的主要分布三、卡林型金矿的矿石特征四、卡林型金矿的选冶一、卡林型金矿一般概念1、卡林型金矿的发现卡林型金矿发现于20世纪60年代，最早发现于美国西部内华达州的卡林镇附近。由于它的独特的赋矿地层、成矿元素组合、成矿温度与以前世界范围内发现的其它金矿床具有明显不同的特征，矿床学家把该种金矿床视为一种新的金矿床类型。根据矿床类型命名的一般原则为：a）以矿物组合或岩矿名称命名：如石英脉型金矿床、斑岩型金矿、绿岩型金矿床、砾岩型金矿床等；砂砾岩型铜矿床、斑岩型铜矿、矽卡岩型铜矿床、蓝辉铜矿型铜矿床、黄铜矿型铜矿床等；b）以第一个发现该类矿床的地名命名：大庙式铁矿床、攀枝花式铁矿床、大冶式铁矿床、邯邢式铁矿床、西华山钨矿、金堆城钼矿床、杨家杖子钼矿、东川铜矿、玉龙铜矿、德兴铜矿、阿舍勒铜矿、焦家式金矿，世界最大金矿南非威特沃特斯兰金-铀砾岩矿床等等。卡林型（式）矿床就是根据该矿床的第一次确定地即位于美国内华达州的卡林镇附近而命名的。在我国卡林型金的发现首先是湖南有色地质局416地质队早在20世纪60年代对湖南衡东石峡汞矿勘查中发现了伴生金，品位3～7×10－6。因未找到自然金（属不可见金），规模较小，并未引起足够的重视。但自20世纪70年代未～80年代初，随着对美国卡林型金矿成矿特征的理论的引入，我国贵州、广西、云南、四川、陕西、甘肃、湖北、湖南、江西、安徽、广东等省区相继发现了40多个大、中型卡林型金矿点。至目前为止，在美国卡林型金矿已获得工业储量5000吨；在我国，就滇黔桂金三角卡林型金矿已获得工业储量近800吨左右，远景储量2000吨左右；川甘陕地区目前还未获得工业储量和远景储量具体数据，但初略估计其工业储量﹥500吨，远景储量﹥1000吨；甘肃阳山金矿其远景储量就已在500吨以上。在我国，卡林型金矿探明的金的资源量占我国岩金总储量的30%以上，随着找矿不断取得进展这一比例将会进一步增大。2、卡林型金矿这一名称在我国的争议：当前，对微细浸染型金矿床或卡林型金矿床概念的理解和认识尚不统一。除称之为微细浸染型金矿床或卡林型金矿床外，有些人还称之为热水溶滤型金矿、浊积岩型金矿、碳硅泥岩型金矿、碳酸盐岩金矿，甚至称之为可大规模开采的金矿。名称的差异，在一定程度上反映人们对微细浸染型金矿床或卡林型金矿床的基本特征和成因的认识存在较大分歧。主要表现在以下两个方面：1、微细浸染型金矿床和卡林型金矿床在概念上是否相同存在分歧一种意见认为，微细浸染型在概念上不同于卡林型，前者主要强调微细粒特点及浸染状产出方式，故应泛指除典型石英脉型及其它类型金矿床氧化带矿石之外的大多数金矿床类型，而卡林型除指金的微细粒浸染状产出方式外，还应包括容矿围岩为沉积岩及矿床的中低温特征（李朝阳，1995）。多数学者认为，微细浸染型金矿床和卡林型金矿床在概念上是一致的或大体类似(李文亢，1989；涂光炽，1990；刘东升等,1994）。2、以往人们对微细浸染型或卡林型金矿床的赋矿围岩有狭义和广义两种理解狭义：微细浸染型或卡林型金矿床主要产于沉积岩中。刘源骏等（1994）甚至认为，卡林型金矿床赋存于不纯的碳酸盐岩地层中。广义：微细浸染型或卡林型金矿床不仅可以产于沉积岩中，还可以产于火山岩、火山沉积岩、浅变质岩等多种岩石类型中（王小春，1997；刘东升，1989；涂光炽，1990；王可勇，2000）。目前看来，多倾向于广义的理解。为便于与国外同类型矿床对比，有些学者倾向采用卡林型金矿床这一名称（涂光炽，1990；刘东升等，1994；中国科学院黄金科技工作领导小组办公室，1994）。但愈来愈多的学者倾向采用微细浸染型金矿床这一名称（陈毓川等，1994；侯宗林等，1989；郑明华等，1990；左仲书，1993；谭运金，1994；胡瑞忠等，1995；韦龙明，1995；刘显凡等，1996；刘家军等，1997；王可勇等，2000）。关于微细浸染型或卡林型金矿床的定义，各家的理解有一定差异。考克斯和辛格（1990）在《矿床模式》一书中，将卡林型金矿床定义为产于沉积岩宿主的微细粒（多小于微米级）浸染型金矿床。刘东升等（1994）的定义是：产于沉积岩及浅变质岩中，赋矿岩石主要为碎屑岩及碳酸盐岩；有一套中低温的矿物共生组合和围岩蚀变；金的粒度多为次显微－显微级；在成因上属浅成中低温热液（渗流热卤水）金矿床。陈毓川等（2001）在《中国金矿床及其成矿规律》一书中采用了“微细浸染型金矿床”这一概念，并指出：本类型金矿是指金颗粒极其微细、并呈浸染状产出在震旦系－三叠系未变质的细碎屑岩－碳酸盐岩中的金矿床。其主要特点是：①围岩是由海相沉积的碎屑岩、泥质岩、碳酸盐岩、硅质岩等组成，其间常发育浊流沉积；②容矿岩石多以粉砂岩、细砂岩、泥质岩及其相互过渡的岩石为主，部分为不纯的碳酸盐岩及硅质岩，碳质含量普遍较高；③金的粒度微细，以超显微为主；④金及载金矿物主要呈浸染状分布，矿体与围岩之间无明显界线；⑤矿物组成以低温矿物组合为主，贫硫化物；⑥砷、锑、汞等元素与金的相关性明显，由这些元素组成的独立矿物常构成具特色的矿物组合；⑦矿床具低温浅成特点。有些学者将微细浸染型金矿床的主要特征归纳为三点：①金粒度微细，主要呈显微－超显微状；②具中低温矿物共生组合及Au-As-Sb-Hg±Tl微量元素组合，且Au/Ag比值一般大于1；③主要由非岩浆热液形成或与侵入岩无密切关系（涂光炽，1990；王晓春1997）。实际上，卡林型金矿床是以首例矿床的发现地命名的，微细浸染型金矿则是我国学者根据该类金矿床矿石中的含金硫化物和自然金呈微细浸染状产出、矿化易被忽略而命名的；热水溶滤型金矿则强调成矿流体为地层水和大气降水，盐度低，与岩浆热液或变质热液无成因联系。目前的研究资料表明，卡林型金矿中的金主要呈显微－超显微分散状态存在，其它类型金矿（如绿岩带型、变质碎屑岩型、火山岩型、侵入岩内及外接触带型、糜棱岩型、含金砾岩型等金矿）中的金通常主要呈中粗粒显微金－明金产出，即使有显微－超显微分散金存在，所占比例也很低。因此，卡林型金矿有别于其它类型金矿的基本特征，除特征低温元素组合（Au-As-Sb-Hg±Tl）外，就是矿石中的金主要呈显微－超显微分散状态存在，“微细浸染”这一术语准确地反映了卡林型金矿床的本质特点,采用微细浸染型金矿床这一术语是恰当的。微细浸染型金矿另一个特点是金以显微超显微状包于黄铁矿、毒砂中的占金总量的80%左右，这有别于其它类型金矿。换句话说金赋存状态主要以包裹金形式存在。就微细浸染型金矿的赋矿围岩而言，我们赞成广义的理解，即不仅可以产于沉积岩中，还可以产于岩浆岩、火山岩、火山沉积岩及弱变质沉积岩和浅变质岩中。如我国甘肃阳山超大型微细浸染型金矿床的主要矿石类型之一就是黄铁矿化蚀变花岗斑岩型矿石。微细浸染型金矿本身不具严格的成因意义，有些与火成岩无成因联系或无明显成因联系，有些则与火成岩有一定的（个别情况下甚至有较紧密的）成因联系。就成矿热动力而言，有些与侵入岩有一定联系，有些则无任何联系；就水源而言，虽然基本上均以加热的大气水和与围岩发生过水岩作用的层间建造水为主，但部分矿床有岩浆水和/或变质水参与，有的还与深部流体有关；就物源而言，虽然多数矿床主要来自沉积地层，但不排斥侵入岩为部分矿床提供少量或部分成矿物质，也不排斥个别矿床的成矿物质主要来自侵入岩。微细浸染型金矿与侵入体远接触带热液型金矿的区别也不是截然的，存在过渡类型金矿，如甘肃李坝、陕西八卦庙金矿床，但前者总体偏向微细浸染型金矿，后者总体偏向侵入体远接触带热液型金矿。从成矿系列角度出发，根据金的赋存状态（主要是自然金的粒度）和矿床成因，微细浸染型金矿床可分为狭义型、广义型、超广义型三大类。狭义型微细浸染型金矿床原生矿石中的自然金主要呈显微（0.2-10μm）、超显微(＜0.2μm）自然金形式存在,多数＜1μm，并具中低温矿物共生组合及Au-As-Sb-Hg±Tl元素组合。广义型微细浸染型金矿床自然金的粒度相对偏粗，存在不少细粒及部分中粒自然金，甚至可能存在少量粗粒金。但原生矿石中的自然金仍以显微和超显微自然金为主（一般在50％以上），且微细粒自然金(＜37μm）总量往往在85％以上，通常不见或偶见明金。虽然成矿温度相对偏高，但成矿温度和蚀变矿物组合仍以中低温为主，并具有与狭义型微细浸染型金矿类似的成矿元素组合。超广义型微细浸染型金矿床的自然金粒度相对狭义型明显偏粗，并有明金出现,但原生矿石中的自然金仍以微细粒为主；成矿温度和蚀变矿物组合则以中温为主；主要成矿元素组合为Au-As。总的看来，由狭义型→广义型→超广义型，自然金粒度呈增大趋势，成矿温度呈增高趋势，与火成岩的成因联系呈加强趋势。一般意义上的卡林型金矿床只相当于狭义型微细浸染型金矿床中的一个亚类。也就是说，微细浸染型金矿床与传统意义上的卡林型金矿床在内涵上有一定差异，在外延上差异更大。3、我们的意见：由上述看卡林型金矿和微细浸染型金矿其共同特征多，差异性少，为了尊重首发现地，也为了纪念首发现地，叫卡林型金矿为宜。二、卡林型金矿在国外和国内的主要分布世界上到目前为止，卡林型金矿主要分布在北半球的美国和中国。在美国，分布在美国西部的内华达州和犹他州（图1美国地图），上面已经说到其工业储量已达5000吨。在中国，卡林型金矿最主要分布区以峨眉山玄武岩为中心，在其南方为滇黔桂金三角区，北面为川甘陕金三角（图2），这两个金三角构成了我国最主要卡林型金矿分布区。滇黔桂金三角有贵州水银洞金矿床、太平洞金矿、紫木凼金矿、烂泥沟金矿床、戈塘金矿床、板其金矿床、丫他金矿床、老万场金矿床等；广西有金牙金矿床、高隆金矿床、隆或金矿床、马雄金（锑）矿床、八渡金矿床等；云南广南堂上金矿田、富宁革档金矿、富源县胜镜关—东谱金矿、富宁者桑金矿、广南老寨湾金矿等。峨眉山玄武岩及卡林型金矿分布成都贵阳昆明、峨眉山玄武岩2、川甘陕金山角3、滇黔桂金三角川甘陕金三角：四川有东北寨金矿、草地金矿、九寨沟金矿、桥上桥金矿等；陕西有七里峡金矿、二台子金矿等；甘肃有拉尔马—坪定金矿床、阳山特大型金矿带等。除了上述两大金三角带外，在我国湖南、湖北、安徽抛刀岭、江西赣西北等地也都发现规模不大的卡林型金矿。目前，我国发现的卡林型金矿规模属特大型的有3个，即贵州的水银洞﹥100吨，烂泥沟≥200吨，甘肃阳山金矿其潜在的储量﹥500吨。三、卡林型金矿的矿石特征（一）成矿时代：我们采用了ESR（电子顺磁共振）方法和Rb—Sr同位素方面测定了滇黔桂金三角卡林型金矿的成矿年龄，结果与前人发表的研究成果是一致的，成矿时代主要与燕山晚期和喜马拉雅早期。我国川甘陕金三角成矿时代也属这一时期。美国卡林型金矿成矿时代也属燕山晚期和第三纪（喜马拉雅早期），和我国基本相同。（二）赋矿岩性（地层）1、从地层上，在我国川甘陕金三角，西秦岭地区赋矿地层主要是寒武系（∈）—奥陶系（O），少数分布在石炭系(C)、三叠系（T）和志留系（S）；川西北地区主要与三叠纪地层有关。滇黔桂金三角卡林型金矿的赋矿地层主要为上二叠统（P2）和上三叠统（T3）地层，其次是泥盆纪和寒武纪地层中。美国卡林型金矿主要赋矿地层主要是志留系（S）—泥盆系（D）。2、从岩性上，中国的卡林型金矿的岩性在上世纪末和本世纪初，都认为赋矿岩性主要两类：一类为细碎屑岩，如泥质粉砂岩、泥质粉砂细砂岩、碳质泥质岩等；另一类为不纯碳酸盐，如泥质白云岩、泥灰岩、碳质泥质白云质灰岩等。但是自本世纪初开始，随着紫金公司对贵州水银洞金矿的勘探和开发，通过系统的岩矿鉴定和测试分析，从岩石、岩石化学、微量元素、稀土元素的系统研究证实了黔西南地区的关岭、兴仁、安龙、贞丰等地二叠纪龙潭组为赋金层位。原来认为的不纯碳酸盐实际上是白云岩化的玄武质沉凝灰岩、玄武凝灰质泥岩，即使是地层中矿体生物碎屑灰岩中也不同程度含有玄武质火山碎屑物