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金礦基本特征及經典找礦方法
  發布日期:2011/5/13 | 點擊次數:3492
 

一、金礦地質概述

金的原子序數79,元素符號Au,它源自拉丁文Aurnm,意為曙光, 喻意燦爛的太陽。金只有一個天然穩定同位素197,常溫下為等軸晶系晶體,立方面心晶格。天然良好晶形極為罕見,常呈不規則粒狀、團塊狀、片狀、網狀、樹枝狀、纖維狀及海綿狀集合體。純金為金黃色,含雜質時,顏色發生系列變化,含銀或鉑時顏色變淡,含銅時顏色變深。試金板上金的條痕為赤黃色時,成色高;含10%的銀時條痕為悅目的金黃色;含銀20~30%時為草黃色;銀含量超過30%則具有黃中帶綠的色調;含銀超過50%則顯銀白色。

金的化學性質穩定,具有很強的抗腐蝕性,從常溫到高溫一般均不氧化。金不溶于一般的酸和堿,但可溶于王水、堿金屬、氰化物、酸性的硫脲溶液、溴溶液、沸騰的氯化鐵溶液、有氧存在的鉀、鈉、鈣、鎂的硫代硫酸鹽溶液等。堿金屬的硫化物會腐蝕金,生成可溶性的硫化金。土壤中的腐殖酸和某些細菌的代謝物也能溶解微量金。金具有親硫性,常與硫化物如黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、輝銻礦等密切共生;易與親硫的銀、鈀、鉑、銅、鎳、汞、鉍、銻、銠、銥形成金屬互化物。金具有親鐵性,隕鐵中含金比一般巖石高3 個數量級。銅、銀多富集于硫化物相內;而金鉑多集中于金屬相。金在地核中的豐度為2.6ppm,地幔為5ppb,地殼為1.8ppb。地球上99%以上的金進入地核。故地球發展早期階段形成的地殼其金的豐度較高,因而太古宙綠巖帶,尤其是鎂鐵質和超鎂鐵質火山巖組合,金的豐度高于地殼各類巖石。由于金在地殼中豐度很低,又具有親硫性、親銅性,親鐵性、高熔點等特性,而要形成工業礦床需要成千上萬倍的富集才可,規模巨大的金礦一般要經歷相當長的地質時期,多次成礦作用疊加才可能形成。

金在自然界中可呈0、+1 和+3 三種價態存在,可以獨立礦物、類質同像及膠體吸附形式產出。迄今世界上已發現98 種金礦物和含金礦物,但常見的只有47 種,而工業直接利用的礦物僅10 多種。按晶體化學原則可將金礦物和含金礦物分為:

(1)自然元素類及與銀、鈀、鉑、銅、鎳、汞、鉍、銻、銠、銥呈合金類礦物自然金(Au),含 Au>80%;銀金礦(Au;Ag),含Au80%~50%,Ag20%~50%;金銀礦(Au;Ag),含Au50%~20%, Ag50%~80%、含鉑鈀自然金、銀銅金礦、圍山礦、四方銅金礦、黑鉍金礦Au2Bi。

(2)金-銀碲化物類礦物有碲金礦、碲金銀礦、針碲金銀礦。

(3)金銀硒化物類礦物有硒金銀礦。

(4)金銀硫化物類礦物有硫金銀礦。

自然金(銀金礦等)按其粒度可分為明金(>0.1mm),顯微金(0.1mm-0.25 μ m) 、次顯微金(0.25 μ m-2nm) 、次電子衍射金(2-0.288nm)。

有一種自然金令人矚目,那就是狗頭金。狗頭金是天然產出的,質地不純的,顆粒大而形態不規則的塊金。它通常由自然金、石英和其他礦物集合體組成。因形似狗頭,故稱之為狗頭金;形似馬蹄,則稱之為馬蹄金。19 世紀中葉,一位木匠在美國西海岸路旁揀到一塊狗頭金, 重32kg,從此開啟了加里福尼亞的淘金熱潮。澳大利亞一輛大篷車路過金礦區時被石頭顛翻,下車檢查竟是一巨大的狗頭金,重77.6kg。迄今世界上已發現大于10kg 的狗頭金約有八千至一萬塊,尤以澳大利亞居多,占狗頭金總量的80%,其中最大的一塊重達235.87kg。我國發現的狗頭金,總計約有千余塊。1909 年四川鹽源采金工人在井下作業時不幸被頂上掉下來“石塊”砸傷了腳,將“石頭”搬到坑口一看,竟是一塊金子,重達31kg。1982 年黑龍江省呼瑪興隆鄉淘金工岳書臣,刨地時碰到了一塊重3325g 的金子。1983 年陜西南鄭武當橋村農民王伯禹,揀到一塊810g 的狗頭金。四川省白玉縣孔隆溝,1987 年又找到重達4800.8g 和6136.15g 的大金塊。1997年6月7日晚6時30分,青海門源寺溝金礦第13采金隊工人在砂金溜槽上發現了重達6577g的特大石包金金塊。石包金是狗頭金的一種形態。從已發現的狗頭金來看,一般有三種形態,即金包石、石包金和金包水三種。不管在標本界,個人收藏界里,這種自然金的估價都是極高的。

金礦床幾乎可產于任何巖石類型及任何時代的地層中,但以前寒武紀綠巖帶最為重要。金的礦化類型有:綠巖帶型(含基性、超基性巖)、火山巖型、斑巖型(含堿性巖、花崗巖)、濁積巖型、黑色巖系型、砂礫巖型、河流沉積物型;按成因類型分有石英脈型、硫化物脈型、微細浸染型、構造蝕變巖型、鐵錳帽型、紅土型等。

二、如何尋找金礦

1、首先應關注硅化帶、石英脈、次生石英巖。這是因為金礦化均與硅化關系密切,可以說無硅不成金。當然不是所有的硅質體都產金,但含金的硅質體大多為煙灰色,水色好。這是因為含金的硅質體均含有或多或少的硫化物,因硫化物極細,故使石英呈煙灰色。特別是頁片狀石英脈(其內可含多條黑色條帶如炭質與細粒硫化物的混合物)含金性好。即便是少硫化物的明金型石英脈,在出現金礦包時,往往都有硫化物如輝銻礦、輝鉍礦、車輪礦、毒砂、魚子狀鉛鋅礦等存在。

2、再次關注斷裂構造帶,特別是韌性剪切帶。金礦化無一不與斷裂有關,可以說無構不成金。尤其是要關注超糜棱巖、糜棱巖、微砂糖狀似石英巖、滑石菱鎂片巖,它們往往是富金礦體所在。巨型至大型斷裂帶本身的含金性往往不佳,而旁側的次級斷裂帶往往是金礦體產出部位。

3、第三要注意鐵帽、褐紅色、褐黃色殘坡積物及碳酸鹽的溶溝溶槽堆積物的含金性查定。它們不但本身可成為鐵帽型、紅土型金礦,而且可以指示原生金礦的尋找。

4、第四要注意在銻礦、汞礦、砷礦(特別是雄黃礦、雌黃礦)區找金,就銻礦而言,它既可與金共生構成銻金礦床;也可分離,但相距不遠,故有“不在其中,不離其蹤”之說。部分鉛鋅礦的外圍也可找金,如青城子鉛鋅礦外圍;銅礦床的下部。銅鎳硫化物礦床蝕變帶也是找金的好去處。

5、與金礦化有關的蝕變除硅化外,還有鐵白云石化、鐵方解石化、鉻白云母化、黃鐵絹英巖化、冰長石化、細粒黃鐵礦化、砷、銻、汞、鉍、鉈礦化等低溫蝕變組合。

6、關注基性巖、超基性巖、煌斑巖、堿性巖、偏堿性花崗質巖石、碳硅泥質巖、不純碳酸鹽巖內的斷裂破碎帶及其構造蝕變帶。

7、開展河流重砂、溝系次生暈及各種化探方法工作,以金找金, 是目前最主要的找金方法。

8、根據找金的指示元素找金,如汞、銻、鉍、砷、鉈、硒、鉛、鋅、銅、銀的元素組合異常找金。

9、以物探方法查明斷裂構造及硫化物分布規律來間接尋找金礦。

三、如何找砂金?

砂金的找礦方法很多,常用的方法有5 種:①自然重砂法,②工程重砂法,③舊采調查,④地質地貌分析,⑤物探與航空新技術方法。其中前3 種方法是通過取樣調查,了解是否有砂金的存在,并直接確定是否成礦,屬于直接的找礦方法;后2 種方法主要是通過成礦條件分析及評價、研究環境及沉積物某些特點,來推斷是否可能成礦,屬于間接找礦方法,其中地質地貌調查,是砂金找礦分析的基礎。通常在確定到哪里去找砂金礦和在何處何部位布置取樣工程方面,主要是由地質地貌分析提供依據。以下分別介紹砂金找礦的具體方法。

3.1自然重砂法

自然重砂法是根據砂金顆粒密度(比重)很大,用淘洗盤就能直接選別出來的特點,在松散碎屑沉積的表層或不深處挖坑取樣,在野外淘洗直接確定是否有砂金存在的一種方法。取樣包括水系沉積的河流重砂取樣、階地砂礫層沉積露頭取樣和山坡的殘坡積層重砂取樣。前二種取樣,可以了解水系沉積物的含金性、砂金的大致分布范圍、階地含金層的品位及厚度。山坡殘坡積層中的取樣,是在已知有砂金的小溝山地范圍內,用于追尋砂金來源,通過在山坡和坡腳,按一定間距挖掘淺坑取樣淘洗,根據見金結果圈定分布范圍,縮小巖金找礦靶區。這三種取樣中,應用最廣的是河流自然重砂法。

河流自然重砂法取樣工作,一般是沿水系上游或沿含金的中小支谷由下而上進行。其優點是:工具簡單(只要一把鍬、一個淘洗盤), 取樣工作量小(挖淺坑0.3-0.5m 深,樣重20-40k g ) ,簡便易行, 一個人也可以干,很快就可以直接獲得近地表處的砂金信息。缺點是: 由于樣品取在淺近地表處,不能反映深處的砂礫層含金情況,而砂金通常主要富集于砂礫層下部靠近基巖處,因此近地表處的河流重砂測量結果,在找礦中一般只有定性意義。

自然重砂取樣效果取決于取樣點位和層位的選擇。在平面范圍內,取樣點應布于有利于砂金富集的地方,如河流突然變寬處,河流轉彎凸岸處,河床淺灘的砂礫沉積區,近主、支流交匯處,河床中巖坎石灘卞方,巖釁的上方,邊灘或心灘處,水流中大障礙物前面,河床坡降由陡變緩處,“關門山,河谷上方或“迎門山”前方堆積區等處。在垂直剖面方向上,以靠近底巖的砂礫層底部位置為最好。在砂礫巖區,應取在切割砂礫巖層的支溝細谷的下方河床沉積中。在有多級溝網發育的山區,應優先在支谷中取樣。取階地沉積露頭樣品時,應盡可能取在砂礫層的底部或近基巖面處。每個樣品樣長0.2-0.5m。樣品重量最少不小于20kg 或按體積取0.01m3。(約相當于1 標準船形淘洗盤滿盤砂樣)。沿河流取樣時,間距視溝谷規模決定,不必機械固定。確定取樣點,應以地質地貌條件有利為原則。三五公里長的小溝,可大致按800m 間距取樣,十公里左右長的溝谷可按1 600m 間距取樣。取殘坡積樣時,按平行山坡等高線布置取樣點,點距80-40m。所有取樣層位都盡量取在砂礫層或含粘土砂碎石層中,避開純粘土層。舊采尾砂堆應從近上部表層直接取樣,采坑深0.3—0.5m。各種重砂采樣都要計算祥品的重量或體積,以便計箕品位。樣品在野外淘洗后送實驗室。

3.2 工程重砂法

是使用砂鉆或探井工程穿透松散沉積層并系統采樣,了解松散沉積含金情況和直接確定含金層品位的一種有效方法。由于砂金及工業砂金層主要賦存于松散沉積層的底部,所以工程重砂法可以查明深部砂金富集情況,提供直接找礦信息。采用此法的基本要點是布置取樣工程點要有較充分的依據和具備施工可行性,其次不論何種取樣主程一律要打穿含金層并控制基巖面以下至少0. 2m 深。使用取樣工程進行砂金找礦,必須以地質地貌條件分析為基礎,根據找礦標志和線索,在成礦有利區段內選定有利部位,按一定工程網度布置工程。有利部位應根據砂金富集與成礦規律確定。

3.3砂金舊采跡與民采調查

很多砂金區的河流上游或支溝細谷內都常見有砂金手工舊采跡, 它們是砂金找礦的有效標志。根據舊采跡,進一步開展外圍找礦,常常能收到良好效果。較大規模的手工舊采區尾砂堆,也常常是具有工業價值的礦體。另外,通過民采調查,可以獲得許多有關本這內砂金成礦地質特征、規律及找礦線索等方面的寶貴資料,所以砂金民采調查具有重要的找礦意義。

3.4地質地貌調查

是砂金找礦的基本方法,主要用于砂金成礦條件分析和成礦有利地段的預測上。

在找礦階段,主要是進行河谷路線調查。其中地質調查可采用自然露頭法,河流碎屑觀察法,用區內已知的產金溝的巖石作對照類比, 同時采一些自然重砂樣,了解含金性。間接或直接地確定有否砂金補給以及補給的貧富程度。在調查中,要注意了解溝谷的構造背景和與金礦化有關的地質現象。

地貌觀察主要劃分河谷類型各種地貌單元并確定其分布,了解其規模、成因,沉積物特征及其含金性等,并在1 :50000 或1 :25000 比例尺地形圖上勾繪地貌第四紀地質草圖,繪出主要地貌單元的邊界線,為布置取樣工程和以后圈定礦體提供參考依據。

3.5 民間尋找砂金礦的某些經驗

黑龍江省是我國砂金主要產區,開采歷史悠久,民間尋找砂金礦積累了豐富的經驗。

(1)根據地貌和砂金富集規律確定遠景區段

1.看“三山”、“四不露”,一即“座山”、“關門山”、“迎門山”、“溝前不露口”“溝后不露堵”、‘溝中不露風”和“全溝不露骨”。

“座山”為河谷上游的產金山。它以高大(不露堵”)和“馬牙石” 脈(石英)多為特征。經驗認為,有座山存在在河谷中形成砂金金礦的可能性就越大。

“關山門 ”即河谷鉗形山,又稱“關門嘴子”。“迎門山”為河谷轉彎處河流的迎面山,又稱“不露嘴”,“不露口”。這種地貌都是砂金成礦的有利標志。在“關門山”的上方或“迎門山”前方的河谷內, 都是砂金富集的地段。

“不露風”又稱“不露腰”,產砂金的河各兩側山要比較高些,“風” 好似刮不出去。“不露骨”指河床底板的巖石不出露,表明河谷處于堆積階段。

2.“小溝出嘴”、“大溝有腿”、“不大不小在肚里”。小溝指長度在3km 以下的小溝谷。“小溝出嘴”是講要注意在小溝出口處尋找砂金礦。長度在lOkm 以上時為大溝。“大溝有腿”即在較大的河谷中發現了砂金礦,那么在其上游的某些支谷里也有可能找到砂金礦。反之,如支谷有砂金礦,在主谷里也可能有砂金礦存在。不大不小(中溝)長度3-10km,主要成礦在本谷內。

3.“金出陰坡”。據寒凍地區民間經驗,沖積砂金礦,特別是階地礦,多分布于河谷陰坡一側。即東西走向的河谷,在河谷南側谷坡的階地上砂金礦多,而在北側很少,對南北走向的河谷,礦金礦多分自于西側階地上,東側成礦很少。

(2)河流重砂取樣找金

沿河流采取重砂樣品進行砂金找礦,是民間最常用的方法之一。其主要經驗是:

1.取樣點要合理,并具一定的代表性,通常取樣線間距以200-300 m 為宜。

2.取樣位置要選擇河流改變流向(轉彎)的內側部位;河水流速顯著變緩地段;河床中大障礙物體的前方;主支流匯合的旁側。

3.注意取樣層位。當泥(粘土),砂和礫石都有的情況下才可以取,三者缺一時效果不好。

4.在老探坑或舊采尾砂堆上取樣時,應先剝去表土部分,但不要挖探過大,最好找有基巖碎塊的砂礫取樣,對單純的水洗砂礫部位不能取。

5.不能水中撈樣。

 
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