甘肅早子溝金礦床黃鐵礦的礦物特征及金的賦存狀態(tài)-畢業(yè)論文

1、論文甘肅早子溝金礦床黃鐵礦的礦物特征及金的賦存狀態(tài)研究論文題目(中文)中文摘要早子溝金礦位于西秦嶺同仁一夏河一岷縣金成礦帶，礦區(qū)賦礦地層為三疊紀 中統(tǒng)古浪堤組一段細碎屑巖，屮性巖脈大量發(fā)育。礦體產(chǎn)于地層，脈巖和接觸 帶屮，但其產(chǎn)狀均嚴格受ne, nw及近sn向3組斷裂構(gòu)造控制，控礦構(gòu)造為高角度 的張剪性及旋扭性斷裂。本文主要通過電子探針法對早子溝金礦床屮的主要載金 礦物黃鐵礦特征及金的賦存狀態(tài)，電子探針法發(fā)現(xiàn)不同礦石類型的黃鐵礦形成于 不同的深度和地質(zhì)環(huán)境；主成礦期黃鐵礦以五角十二面體為主，常具碎裂結(jié)構(gòu); 嚴重虧鐵虧硫，3 ( au )/ 3 ( ag )二5.54 , 3 ( co )/ 3

2、 ( ni )=4.2 ,類似于卡林型金礦特征，又兼有巖漿型礦床的特征；礦體中黃鐵礦硫同 位素5 34 s%。變化范圍-7.43%。-8.62%。,與圍巖黃鐵礦硫同位素組成接 近，說明硫主要來源于沉積地層，同時由于構(gòu)造活動和巖漿侵入作用對硫同位素 分鎘產(chǎn)生了一定影響，使重硫有所富集。tital of dissertationabstractlanzhou university (lzu) is a key university in china. lzu was founded in 1909. it is one of the oldest universities in china.lzu

3、 has beautiful campuses, library, various laboratories. it has been actively involved in international academic exchange programs.lt is the center of china education and research network in northwest china region, through computer networks, ltu has faster and closer connection with the world.key wor

4、ds: lzu, key university, beautiful campus目錄摘要iabstractii第一章引言2第二章礦床地質(zhì)特征42. 1礦區(qū)地質(zhì)特征42.2礦帶特征352. 3礦體特征452. 3. 1礦石特征202.4成礦階段45第三章黃鐵礦的形態(tài)標型603. 1黃鐵礦的特征603.2黃鐵礦分布形態(tài)，形成期次及其含金性633. 3電子探針分析453.4黃鐵礦成分，成因標型453. 4. 1主成分標型特征203. 4.2 3 (au)/3 (ag)的比值202. 3. 1 3(co)/3(ni)的比值202. 3. 1 3 (fe) / 3 (s+as)的比值20第四章討論60

5、4. 1礦床類型的歸屬454.2金的賦存狀態(tài)研究45第五章結(jié)論60參考文獻68卩付 69致 謝7135*20,102"i0235110255103°1535* 1()'夏河市納合迪竝£ 15第一章引言棗子溝金礦床位于甘肅省甘南藏族自治州合作市西南方向17 km處，行政區(qū) 劃隸屬合作市那吾鄉(xiāng)和夏河縣扎油鄉(xiāng)，地理坐標為；東經(jīng)102°4700一 102°51,007 ,北緯34o57w7 34°5900"。早子溝金礦大地構(gòu)造位置處于秦嶺 造山帶西段夏河一合作斷裂帶上（圖1）。該區(qū)域成礦條件優(yōu)越，至今已發(fā)現(xiàn)并 探明的超大型，

6、大型及大屮型金礦床有拉爾瑪金礦、大水金礦，東北寨金礦等， 早子溝金礦是近年來在西秦嶺區(qū)域發(fā)現(xiàn)的又一個特大型金礦床，礦床遠景資源儲 量可達超大型。但其基礎(chǔ)地質(zhì)特征研究還存在一些問題，因此在總結(jié)前人資料的 基礎(chǔ)上，對早子溝金礦床開展地質(zhì)、地球化學(xué)研究，結(jié)合礦床的形成時代，通過 對區(qū)域巖石樣品進行顯微鏡下鑒定，并且結(jié)合黃鐵礦的電子探針數(shù)據(jù)，探討金的 賦存狀態(tài)及礦床的成因，為進一步對該類型礦床的成礦預(yù)測及在該區(qū)的地質(zhì)找礦 工作提供依據(jù)。34°50圖1甘肅省夏河一合作地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖1 .第四系；2 .上新統(tǒng)；3 .中三疊統(tǒng)上段；4 .中三疊統(tǒng)下段；5 .下三證統(tǒng)下段；6 .下 三疊統(tǒng)下段；7

7、.下二疊統(tǒng)；8石炭系；9.花崗閃長巖；1 0.花崗閃長巖脈/閃長盼 巖脈；1 1 斷層或推測斷層；1 2 .鐵礦床；1 3 .金礦床；1 4 銅礦床：1 5 鐵礦 床。第二章礦床地質(zhì)特征2. 1礦區(qū)地質(zhì)特征礦區(qū)所處大地構(gòu)造位置位于受華北板塊，揚子板塊，及松潘地塊三者圍限的 西秦嶺松潘一甘孜構(gòu)造結(jié)之東北邊緣。礦區(qū)內(nèi)岀露的地層單一，賦礦的地層為中三疊世古浪堤組下段，總體走向近 南北向的單斜構(gòu)造，由一套深灰一灰綠色硅質(zhì)板巖，灰褐一灰綠色薄一厚層巖屑 長石細砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖組成的細碎屑巖建造。地層受巖脈侵入和斷 層影響，層間小褶皺相當(dāng)發(fā)育。礦區(qū)小斷裂密集，大致可分為近南北向，東西向, 北東向

8、，北西向，北東東向和北西西向6組斷裂，規(guī)模為北東向和南北向最大， 北西向次之，根據(jù)切割關(guān)系可知北西向和東西向為早期發(fā)牛的斷裂，南北向和北 西向居中（成礦期），北東向最晚形成的斷裂，具有張剪性，延伸大特點，分別 控制并且構(gòu)成3組金礦帶，是主要導(dǎo)礦以及容礦構(gòu)造。主要巖性有閃長玲巖，斜 長花崗板巖，石英閃長玲巖，黑云閃長玲巖，石花崗閃長斑巖等（見圖2）。圍巖有輝綠坊巖，均為淺成侵入體，巖石具有斑狀，似斑狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀為巖 枝，巖脈，主要為東北方向展布，由于多次發(fā)生斷裂和活動而導(dǎo)致巖脈的貫入， 使得圍巖發(fā)育不同類型、不同程度的蝕變，且不同類型的礦化蝕變經(jīng)常疊加出現(xiàn)，構(gòu)成多 種蝕變類型組合。主要礦化蝕變類

9、型有硅化，黃鐵礦化，毒砂化，輝辛弟礦化， 褐鐵礦化，碳酸鹽化，赤鐵礦化等。金礦化強度與硅化，黃鐵礦化、毒砂化、輝 釧礦化等礦化蝕變組合有密切的關(guān)系。往往硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化和毒砂化 等最強烈地段，也是金礦化最聚集部位。+q4o+丄+亠-+ v' -亠/+1()20 m f "1.第四系；2.古浪堤組上層；3.古浪堤組中層；4.古浪堤組下層；5.石英閃長粉巖；6.花崗 閃長斑巖；7.斜長花崗斑巖；8.礦體；9 .破碎角礫巖；10.斷層。圖2棗子溝金礦床礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)腳注改編)2. 2礦帶特征該區(qū)域目前圈定礦帶有3條，各礦帶特征不一，其屮礦帶規(guī)模最大，含礦率 最高，金平均品

10、位最高的是北東方向的礦帶，其有金礦體81個，其中有10個主礦 體，北東方向的礦帶是早子溝礦金礦區(qū)最主要的含礦地段。其次是北西方向的礦 帶，其具金礦體有41個，有3個主礦體，北西方向的礦帶不管在金礦體總數(shù)，礦 帶含礦率還是在金平均品位高度方面都排在北東向礦帶后面，最后一個是南北方 向的礦帶，產(chǎn)有主礦體有17個，其屮1個為主礦體，其余的其他礦體，是屬于這 三個礦帶當(dāng)中最小的一個。2. 3礦體特征礦區(qū)目前圈定礦體39條，以資源儲量大于it為條件圈定主礦體14條，主 礦體在礦區(qū)中礦帶上的分布為北東方向有(aul, au9, aulo, aul5, au46, aul7, au37, au54, m6,

11、 m4),北西方向有(aul4, au25, au63),南北方向有 (au31)其中規(guī)模最大的是aul和m6,各礦體資源儲備量高達lot,單個礦體資 源儲量大余5t的有au9和au46,主礦體當(dāng)中平均厚度最大的是au46和au54,其 他變化余2. 603. 27m間，平均品位以au9, aul, m6, au46為明顯偏高。2. 3. 1礦石特征在早子溝金礦礦石中礦物的成分比較復(fù)雜，含量較多的為金屬礦物，主要有 黃鐵礦，毒砂，赤鐵礦，輝銃礦，褐鐵礦、自然金，閃鋅礦等，除此之外還含有 少量的磁黃鐵礦和磁鐵礦，脈石礦物為絹云母一水云母，長石，高嶺土，石英、 方解石，角閃石，黑云母等。此外還含有

12、少量的錯石，金紅石等，黃鐵礦和毒砂 是最主要的載金礦物。礦石結(jié)構(gòu)主耍有自形一半自形品結(jié)構(gòu)，他形粒狀結(jié)構(gòu)，變余斑狀結(jié)構(gòu)，包含 結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)，變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，乳濁狀結(jié)構(gòu)，交代殘余結(jié)構(gòu)，碎斑結(jié)構(gòu)，假象 結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有脈狀構(gòu)造，星散浸染狀構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造，細脈浸染狀 構(gòu)造，網(wǎng)脈狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造等。2. 4成礦階段根據(jù)野外觀察到的礦石構(gòu)造及室內(nèi)顯微鏡下鑒定結(jié)果，棗子溝金礦床可分為 成巖期、成礦期及表生期（見圖2）這-階段形成淺嫌板巖，鈣質(zhì)橋巖，脈巖，粉砂巖執(zhí)成巖期成礦期表生期成礦期后地殼抬升從而導(dǎo)致獷體發(fā)生復(fù)化形成表生期'赤鐵礦、喝鐵礦及解等。區(qū)受構(gòu)造運動的影響，而導(dǎo)致熱液沿著斷層破碎帶

13、流移。形成黃鐵礦，w.毒砂及少量的方鉛礦，輝銀礦，閃鋅白鐵礦等礦化，件生有石英，緡云母, 方解石和綠泥石等蝕變。主要礦物有石英、角刀石，長石，黑云母，黏土礦物等，此外還有少量錯石。圖3 成礦階段流程圖其中成礦期可以分為變質(zhì)成礦期和巖漿熱液成礦期，巖漿熱液成礦期為礦床形成 最主要的成礦期，其根據(jù)礦物組合，礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和床成礦作用從早到晚可分為: 第i階段：石英-硫化物階段，礦物組合及生成順序為石英一黃鐵礦一毒砂一自 然金，為礦床的初始成金階段。第ii階段：自然金-多金屬階段，礦物組合及生成順序為石英一黃鐵礦一毒砂一 自然金一方解石一磁鐵礦，為礦床的主要成金階段。第iii階段：碳酸鹽化階段，礦物組

14、合及生成順序為方解石一輝銳礦一辰砂一高嶺 土等，代表晚期低溫?zé)嵋撼傻V階段。第三章黃鐵礦的形態(tài)標型3. 1黃鐵礦的特征黃鐵礦是地殼中分布最廣的一種硫化物，其主要成分是二硫化亞鐵（fes2）, 純黃鐵礦中含有46. 67%的鐵和53. 33%的硫，黃鐵礦經(jīng)常呈立方體，五角十二面 體等品形或塊狀集合體見于多種成因的礦石和巖石中，早子溝金礦中的黃鐵礦為 蝕變貫通礦物，是最主要的載金礦物之一，在礦石中分布廣泛（見圖）白形粒狀黃鐵礦（1）浸染狀分布的口形-半白形黃鐵礦（2）細脈狀黃鐵礦集合體（3）黃鐵礦呈它形粒狀，毒砂呈碎裂狀產(chǎn)出（4）黃鐵礦在顯微鏡下的照片3. 2黃鐵礦分布形態(tài)、形成期次及其含金性根據(jù)金

15、礦成礦階段的劃分，早子溝金礦中的黃鐵礦也可以分為3期：早 期的黃鐵礦呈浸染狀分布在圍巖中，含金量較低，自然金以次顯微狀形式出現(xiàn)在 黃鐵礦的晶格或晶隙當(dāng)中，與早期硅化相伴，早期階段的黃鐵礦晶體自形程度高 （圖4-1）,粒度較大，以立方體為主，中期黃鐵礦主要呈細脈狀，細網(wǎng)脈 狀，細脈浸染狀（圖4-2,3）,黃鐵礦的自形程度高，晶體多為以五角十二面體 和八面體為主，但受后期構(gòu)造作用的影響，強烈破碎，形成碎裂結(jié)構(gòu)，這一階段 的黃鐵礦含金量較高，為主成礦階段，以包裹金和裂隙金為主，晚期黃鐵礦 多以微細脈狀為主，粒度較小，常與石英，毒砂，輝銳礦等共生（圖4-4）3. 3電子探針分析本研究對早子溝金礦6件探

16、針片中的主要載金礦物黃鐵礦進行了電子探針 定量分析。電子探針分析在。儀器型號為gb/t15246-2002,工作電壓：20kv, 工作電流：ix 10-8（a）,束斑1-5 um,對分析數(shù)據(jù)的處理采用zaf修正法，所采 用的標樣為：中國gsb美國spi日本，工作室溫度22 °c,濕度65%,撿出角度為: 40度，黃鐵礦電子探針定量分析見（見表1）。zh-9-1zh-9-2-1zh-9-3zh-10-3zh-11zh-51-4圖5黃鐵礦礦物顯微構(gòu)造及其電子探針測點位置曹曉峰等人采用電子探針jxa-8100對早子溝金礦中的黃鐵礦進行元素成 分測試并發(fā)現(xiàn)礦區(qū)黃鐵礦測出來的值與理論值相比，總

17、體具有缺鐵富碑的特征， 并且含有少量的as, au, s, ag, fe, co, cu, sb, ni, hg, zn, pb, w等微量元素,這些元 素的存在，除了受與黃鐵礦的非化學(xué)配比引起的晶格缺陷和相似相容物質(zhì)作用原 理的影響有關(guān)外，還與其形成的地質(zhì)，物理，化學(xué)環(huán)境有關(guān)，因此，黃鐵礦的化 學(xué)成分具有很重要的成因標型意義，在本文主耍是通過黃鐵礦的3 (s)/(j (fe), 3 (au) /<0 (ag), 3 (co)/3 (ni), (fe)/3 (s+as),等元素的比值特征來淺談其 對礦床成因，礦床類型，成礦環(huán)境等的標型意義。3.4黃鐵礦成分成因標型3. 4. 1主成分標型

18、特征在標準黃鐵礦屮s/fc的比值近似于2,而在含金的黃鐵礦當(dāng)屮s, fc的含量 相對與標準黃鐵礦中的有差異，一般s和fe的比值小于2的稱為硫虧型，這是 因為as3', s，等離子與薩離子類質(zhì)同象代替的結(jié)果。早子溝金礦床黃鐵礦各元素質(zhì)量百分含量(3丿)樣甜點編號 號asfe cu w znzh-9-1 0001 1.027 45.742 0.002 0.000 0.000zh-9-1 -2 0002 0.723 45,752 0.037 0.000 0.000zh-9-2-10004 0.442 45.161 0.000 0.073 0.000zh-9-30006 0.918 45.59

19、3 0.062 0.000 ().018zh-i0-30013 0.046 46.111 0.000 0.042 0.040zh-110024 1.475 46.051 0.035 0.118 0.000zh-51-40067 0.151 46,642 0.000 0-004 0.018平均值0.745.9 0.0200.01spbagsbau hg conitotal51.82 0430.0(k)0.0040.029 0.000 0.036 0.00098.804529 0250.000 0.0050.000 0.000 0.0470.00098.88652.580.186 0.0000.0

20、000.000 0.000 0.0830.00098.53352.20().188o.o(x)().0000.000 0.00() 0.1040.(x)099.09152.340.1080.0000.0020.035 0.000 0.0810.00098.80552.780.0920.0000.0050.032 0.000 0.0650.000100.6625330.0710.0010.0450.016 0.000 0.0730.017100.17052.40.1000.0200.07099.28有前人統(tǒng)計岀不同成因類型的金礦主微量元素和其相對參數(shù)的特征,可以知 道主量元素fe和s的特征：火山

21、熱液型，次火山熱液型，巖漿熱液型，卡林型 和變質(zhì)熱液型金礦等五類金礦中卡林型金礦和巖漿熱液型金礦具有虧鐵虧硫的 特點，卡林型金礦屬于重度虧鐵虧硫，而變質(zhì)熱液型金礦具有富鐵和虧硫的特點 (fe為46.82%, s為52. 69%)。根據(jù)表1可知早子溝金礦體中的黃鐵礦(fe為 45. 9%, s為52.4%)與理論值(fe為46.55%, s為53.45%)相比較，其屬于嚴 重虧鐵虧硫。3. 4.2w (au) /3 (ag)的比值金礦床中黃鐵礦的3 (au) /s(ag)的比值可以反映礦床成因方面的信息。 通常在變質(zhì)熱液型金礦床黃鐵礦中au和ag的質(zhì)量分數(shù)比值大于0. 5,而在火山 熱液型金礦床

22、黃鐵礦中這兩個元素的質(zhì)量分數(shù)比值小于0. 5,沉積一變質(zhì)熱鹵水 成因金礦床黃鐵礦中au和ag的質(zhì)量分數(shù)比值最低，為0.10. 3。嚴育通等人 的統(tǒng)計也基本遵從變質(zhì)熱液型巖漿熱液型卡林型火山熱液型這個規(guī)律(表 3),且卡林型與巖漿熱液型的3 (au)/s(ag)比值比較接近，反映這兩種礦床 在成因上的某種聯(lián)系。早子溝金礦黃鐵礦中au的平均質(zhì)量分數(shù)為0.0032%, ag 的平均質(zhì)量分數(shù)為0. 0003, 3 (au) /w (ag)的比值為10. 66,遠大于0.5,與 卡林型礦床和熱液型礦床之間，更接近于熱液型礦床。3.4.33 (co)/3 (ni)的比值黃鐵礦中的3 (co)/3 (ni)

23、值能夠指示礦床成因和成礦作用的標型意義，巖 漿熱液成因的黃鐵礦3(c0)/3(ni)的比值一般為15,有的更高，沉積成因的 黃鐵礦3(co)/3(ni)的比值一般1,而變質(zhì)熱液成因的黃鐵礦，因為它的地球 化學(xué)背景與物理化學(xué)條件比較接近于沉積成因黃鐵礦，所以其3 (co)/o (ni) 般也lo嚴育通等詳細統(tǒng)計出了 3(co)/3(ni)比值與礦床類型的關(guān)系(表3)。 早子溝金礦區(qū)黃鐵礦的平均3 (co)/3 (ni)比值為4.29,介于1.01和8. 16之間, 這也反映了黃鐵礦的巖漿熱液成因。3. 4.43 (fe)/3 (s+as)的比值as在黃鐵礦中的含量及3 (fc)/3 (s+as)

24、的比值具有十分重要的標型性，as 不僅是在熱液中較常見的揮發(fā)分，而且還能以類質(zhì)同象的形式替代，而進入到黃 鐵礦的晶格內(nèi)，該區(qū)fe和s+as的質(zhì)量分數(shù)之間的比值為0. 86,因為o (fe)/o (s+as)的比值是與它形成的深度有一定的相關(guān)性，而我們算出來的結(jié)果比較接 近石英閃長巖型和細脈侵染性，從而可以初步判斷為形成在中深成環(huán)境。表3各成因類型金礦黃鐵礦主量元素平均質(zhì)量分數(shù)及其特征礦床類型(d(ee)3(s)s/fett>(co)/<u(ni)w( au )/<o( ag)火山熱液型46.2452.852.0002.050.81次火山盤液型46.5452.571.977/巖漿熱液型46.3552.741.991&