金矿床类型、特征及资源评价

第九章金矿床类型、特征及资源评价第一节金矿资源概述一、资源概述二、工业矿物、矿石类型及工业要求三、金的成矿地质作用第二节金矿床主要类型及其地质特征第三节我国金矿资源评价第一节金矿资源概述一、金矿资源概述1、世界资源概况世界范围内金矿资源丰富，据统计：除我国外，世界其它国家黄金预测储量为65812t，已探明37776t；其中，62%集中于南非（32500t），其次是美国加拿大（2600t）、巴西（3700t）、澳大利亚（2550t）、巴布亚新几内亚（1440t）、前苏联（7776t）。2、我国系统地质调查和找矿勘探工作自20世纪70年代，至1996年，探明的金保有储量达4264t，居世界第4位。主要分布于山东、河南、河北、黑龙江、内蒙古、辽宁和吉林等省区，其中以山东最为集中，仅胶东一带的金储量就占全国总储量的25%。3、用途具有极好的韧性和延展性，纯金可拉成直径2微米的细丝，金还具有良好的导电性和导热性，金自然界较少，故价格昂贵，广泛用于铸造货币、制作工艺品、电子工业和电气工程、首饰等。二、工业矿物和矿石类型自然界常见的金矿物有20余种，大致可以分为六组：（1）自然金-银系列矿物（2）金和其它金属的互化物或金的Cu、Pd、Bi、Pt、Hg互化物（3）金的碲化物（4）金的锑化物（5）金的硫化物（6）金的硒矿物前三类可构成具有工业价值的金矿石或伴生金矿石，最重要的工业矿物是第一类。自然金Au80%Ag20%自然金类银金矿Au：80-50%Ag：20-50%金银矿Au：50-10%Ag：50-90%自然银类自然银Au10%Ag90%1、工业矿物2、矿石类型1、贫硫化物含金石英矿石——硫化物含量0.5%；2、少硫化物含金石英矿石——硫化物含量0.5-5%；3、中等硫化物矿石——硫化物含量为10-20%，并以黄铁矿为主；4、多硫化物矿石——硫化物含量在50%以上，除黄铁矿外，尚有黄铜矿、方铅矿等。二、工业矿物和矿石类型（四）、工业要求原生金矿石工业品位：3-5g/t边界品位：1-2g/t可采厚度≥0.8-1.5m砂金矿工业品位：0.2-0.3g/m3边界品位：0.05-0.1g/m3可采厚度≥0.2-0.5m二、金的成矿地质作用（一）、金元素地球化学金元素原子序数79，原子量196.9665,位于元素周期表第六周期，与Ag、Cu一起组成IB副族。金只有一种同位素，179Au79，半衰期3×1016年（Stromingeretal.,1958），人造同位素20余种，但半衰期没有超过185天。金的原子半径=1.79×1-10um，在化合物中金有Au+（R＋＝1.37)和Au3+（IV配位数、正方形、R3＋＝0.85)二种价态，但金的电离势较大，难于形成离子，其化学稳定性较强，故自然界中金大多呈自然状态存在。.H...............................................................................0102030405060708090010203040506070原子容积原子序数HeLiBeCNOFBNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeSeAsBrKrRbSrYZrNbMoTeRhPdCdInSnSbAgRuTcIXeBaTRHfWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtCsRnRaAcThPaULaCeTaV.M.戈尔德斯密特元素的共生规律和地球化学分类1）亲气元素（大气圈元素）;2）亲石元素（s2p6);3）亲铜元素（s2p6d10);4）亲铁元素（过渡性最外层电子数8-18）。具有亲硫和PGE特性，可形成独立矿床和伴生矿床(二）、成矿作用1、岩浆成矿作用*金在岩浆中含量甚微。——在基性岩浆熔离作用中，金与铜有较大的亲和力，金可进入铜镍硫化物矿石，个别品位达10g/t。——金在酸性岩浆中的行为主要是由于挥发分的影响进入热液中，金在热液中以络合物等形式搬运，然后由于FeS2的还原作用，可使其中金大部分沉淀。2、变质热液成矿作用主要是绿岩型金矿，其机制可能是变质-侧分泌作用。3、外生（风化-沉积）成矿作用主要是由于金的大比重、高稳定和不溶于水的特点，易风化形成残积砂金矿床（红土型）和冲积砂金矿床。二、金的成矿地质作用第二节金矿床主要类型及其地质特征1．变质热液型/太古代绿岩型金矿床2．岩浆热液型/中温热液脉型金矿床3．斑岩型金矿床4．浅成低温热液型金矿床5．卡林型金矿床6．古沉积砾岩型金矿床/含金-铀砾岩矿床7．现代沉积砂金矿床一、变质热液型（太古代绿岩型）金矿床1、基本概念——指由区域变质作用过程中产生热液所形成的金矿床，以中温热液为主。2、概述世界上，许多产在太古代绿岩带内的中温热液脉型金矿床，都是世界级的超大型矿床，仅次于金铀砾岩型。储量居前列是加拿大和澳大利亚，该类型金矿常形成大型矿化集中区，单个金矿区储量常达1000t。如：（1）加拿大苏比利尔省Abitibi绿岩带的Timmins金矿，截止20世纪90年代初已经生产了1800t金。（2）西澳大利亚Yilgarn地块Kalgoorlie（卡尔古利）矿田中的GoldenMile（金英里）金矿，20世纪90年代初已经生产了1150t金，占澳大利亚金产量一半以上。（3）印度Dharwar克拉通内的Kolar金矿，截止20世纪80年代中期，已经生产了大约790t金。3.矿床基本特征（1)形成环境——绝大多数该类矿床产于中到高级绿片岩相的变质地体中。(2)矿体特征——可呈透镜状、板状或不规则状，由具复杂矿物组合的含金石英脉和含金石英-铁白云石/方解石构成。（3）矿石矿物——金主要以自然金和银金矿形式赋存，黄铁矿是最常见的硫化物，磁黄铁矿和毒砂也较常见。（4）蚀变矿物——发育强烈而广泛的硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化等围岩蚀变。（5）成矿作用——与晚期变形作用和峰期变质作用有关，年龄在26到27亿年之间。4.成矿模式及分类Groves等于1992年提出并于1993年进一步完善了太古代脉状金矿床的地壳连续成矿模式（Crustalcontinuummodel），认为从次绿片岩相到麻粒岩相的变质岩中都有脉状金矿产出，反映至少在15km以上的地壳剖面中，在不同的垂向深度上可连续形成金矿。Gebre-Mariam等（1995）认为太古代金矿可分为三类，即浅成（epizonal）：6km，150~300℃）中成（mesozonal）：6~12km，300~475℃）深成（hypozonal）：12km，475℃）典型矿床印度科拉尔（Kolar）金矿床产在印度南部的达瓦尔（Dharwar）克拉通内的太古代绿岩－花岗杂岩带内，是世界上最老的金矿床之一。其采金史可以追溯到2个世纪前，大规模采矿始于1880年，到1987年金总产量已达794吨。该矿床目前产金已超过l000吨（彭大明，1996）。科拉尔金矿区的金矿脉由一系列平行的南北向的矿脉组成，金矿脉主要分为两类：（Ⅰ）金-石英-硫化物脉；（Ⅱ）金-石英脉。金－石英脉，仅限于东部，占据了过去90%的金产量。矿脉一般平行于南北向的叶理，主要在细粒片理化角闪岩中产出。科拉尔金矿矿脉特征地质特征从西到东有四条矿脉，它们通常平行于南北向的片理化方向，与围岩界限截然，倾角浅部在60~80°之间，深部变陡直，矿脉的宽度和长度沿走向和倾向上都有变化。•其中，Oriental脉最长，走向为~2km，平均厚~1.6m，由交替的平行于南北向纤维状赋矿角闪岩的石英、硫化物及硅酸盐条带组成，其与围岩的界限截然（Siddaian，etal.,1989）。（1）金-石英-硫化物脉矿石矿物组成（1）矿物组成——主要由燧石质石英、硫化物、镁铁质硅酸盐和磁铁矿、钛铁矿组成。（2）硫化物——主要包括毒砂、磁黄铁矿和少量黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等，许多矿脉的中的硫化物层都是由磁黄铁矿或毒砂单矿物构成，通常在硅酸盐层内产出。硫化物呈浸染状产于灰色石英中或呈块状脉。矿物蚀变特征蚀变较弱，在矿脉两侧，薄的（几英寸厚）的黑云母蚀变带可见于叶理表面，远离接触带时蚀变的强度急剧下降。（1）金-石英-硫化物脉——空间分布由一系列平行的和雁列式的金-石英脉组成，与南北向片理化方向发育，从东到西矿脉包括三条矿脉，以Champion脉最为重要，延伸超过10km。——矿脉规模单矿脉厚度为2m左右，在褶曲地带还更厚，矿化向下延深超过3km（Siddaian等，1989）。——矿脉组成由石英-方解石脉和细脉组成，向西陡倾，矿脉和其内的单独矿脉沿走向和倾向都和收缩和膨大现象，常沿走向在其下盘尖灭再现，石英脉和围岩的界限是渐变的。（2）金-石英脉矿脉以交替的条带状石英和角闪岩为特征，矿脉常包含一些平行于矿脉走向的角闪岩碎片。——矿石组成矿石主要由无色石英和少量方解石和碱性长石以及极少量的电气石和白钨矿组成，硫化物稀少（以方铅矿为主），石英和方解石呈中-粗粒他形，它们经常被剪切和角砾岩化。——蚀变特征Mishra（1999）认为蚀变分为早期以绿泥石化为主，伴有绿帘石化和黑云母化，后期则有碳酸盐化（+硅化）的叠加（2）金-石英脉（二）岩浆热液型（中温热液脉型）金矿1.概念——指成因上与岩浆热液有关的中温热液脉型金矿。该类型矿床储量居世界第三位，在全球分布十分广泛，前苏联主要金矿类型即为此类，如乌拉尔、远东南部、南天山等地金矿，著名金矿如穆龙套金矿（Au3000t）。我国这类金矿主要形成于中生代，主要分布在具有古老的前寒武纪基底地区；储量居首位，广泛分布于胶东招掖金矿带和小秦岭金矿带。2.基本特征（1）含矿围岩主要为显生宙长英质侵入体和前寒武纪变质岩。（2）断裂构造控矿作用明显，断裂构造往往也表现为脆韧性变形特点，金矿床既可产在区域性的剪切带中，也可赋存于区域构造的次级构造中。3.矿床分类——两类石英脉型矿床和蚀变岩型矿床(1)石英脉型矿床矿体特征：多数为简单的含金硫化物石英脉，与围岩界线清楚，以充填作用方式成矿为主。主要矿物成分：是石英，硫化物有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿，个别矿床中可见有毒砂、白钨矿和辉钼矿。金矿物：大多包含于黄铁矿或黄铜矿中，呈包含金产出，金矿物主要为银金矿。这类金矿床大多是多次岩浆热液充填或交代而成。围岩蚀变：比较发育，主要蚀变类型为绢云母化、硅化、钾化和绿泥石化，相对较窄。（2）蚀变岩型矿床矿体特征：与围岩呈渐变过渡关系，是含金硫化物充填交代断裂破碎带而成，以交代作用方式成矿为主，含金硫化物呈细脉状或浸染状分布于蚀变岩中。矿石特征：主要由网脉状含硫化物石英细脉和浸染状硫化物构成；硫化物以黄铁矿为主，黄铜矿、方铅矿、闪锌矿次之。金矿物：大多包含于黄铁矿或黄铜矿中，呈包含金产出，金矿物主要为银金矿。这类金矿床大多是多次岩浆热液充填或交代而成。围岩蚀变：比较发育，主要蚀变类型为绢云母化、硅化、钾化和绿泥石化。小秦岭金矿区夹皮沟金矿区※胶东金矿集区山东招远玲珑金矿床玲珑大开头复合脉矿体剖面图1-矿脉；2-煌斑岩；3-闪长玢岩；4-混合花岗岩；5-坑道；6-钻孔地质特征——矿区大面积出露斑状花岗岩和壳幔混合型花岗岩以及断裂发育。与矿化具有密切的时间、空间及成因联系的是暗色脉岩。矿体类型—石英脉型，矿脉主要为裂隙充填而成，交代作用轻微，含金石英脉有五六十条，走向北东，矿脉规模大小不一，最长的超过2000m，厚度变化大，10cm到10m不等.围岩蚀变——硅化、绢云母化、绢英岩化、黄铁绢英岩化、钾化、碳酸盐化、和绿泥石化等。矿物组合——金属矿物：主要为自然金、含金黄铁矿、含金黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿和闪锌矿等——非金属矿物：主要为石英，其次石方解石和白云石矿床成因1、形成时代年轻，中生代123Ma2、硫化物石英脉、细脉浸染状硫化物蚀变岩，受断裂控制明显；围岩蚀变钾化