阳山金矿载金矿物矿物学及流体地球化学特征

发布时间：2018-08-29 12:01

【摘要】：阳山金矿位于我国甘肃省文县境内,由武警黄金部队第十二支队发现,现已探明储量超过300t,为我国乃至亚洲迄今发现的最大的卡林型金矿,对其各方面的研究多年来颇受国内外学者们的关注。阳山金矿赋存于中泥盆统三河口组一套滨浅海相碎屑岩-碳酸盐沉积建造中,在构造上严格受当地的安昌河-观音坝断裂带控制,该断裂带是区域上的略阳-曲玛断裂带的一部分,东延为著名的勉略缝合带(断裂带)。整个矿区沿着安昌河-观音坝断裂带分布于一个东西长约30 km,南北宽约3-5 km近东西向的区域,由东向西分为张家山、观音坝(又称阳山)、高楼山、安坝、葛条湾、泥山、汤卜沟7个矿段。本文在野外调查和采样的基础上采用电子探针(EPMA)、高分辨率透射电镜(HRTEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等手段对阳山金矿Au的赋存状态进行了初步研究。研究表明,阳山金矿主要有四种类型的矿石:蚀变粉砂岩、蚀变千枚岩、斜长花岗斑岩和碎裂灰岩。砷黄铁矿和毒砂是阳山金矿最主要的两种载金矿物。这两种硫化物在不同类型的矿石中含量不一,比如,蚀变粉砂岩、蚀变千枚岩中以毒砂为主,几乎不含黄铁矿;碎裂灰岩则相反,只有细粒黄铁矿分布;而斜长花岗斑岩中两者均有。黄铁矿具有富As的特点,一般As含量在1~10wt%之间。黄铁矿和毒砂都因As的含量不同,在BSE图像上表现出清晰的环带结构,或二层环带或三层环带。这表明这些细微(一般几十至几百μm)的载金硫化物都是多次热液活动的产物。另外,Au在硫化物中的分布与As密切相关,元素电子探针含量面扫描(mapping)分析表明,在颗粒范围内As含量高的区域Au含量亦高。采用Reich et al.(2005)提出的卡林型金矿中Au赋存状态的预测模型分析认为,阳山金矿中的Au在黄铁矿和毒砂中主要有两种赋存形式,一是固溶体(Au+1)或称晶格金,二是自然金纳米粒子(Au0),但前者为主要存在形式,后者只占一小部分。HRTEM观察在含金量最高的毒砂中尚未发现金的纳米颗粒,但却在含Au量高的区域发现了大量的晶格位错。有关Au是如何进入黄铁矿和毒砂之中,固溶体Au具体赋存于硫化物晶格的何种位置,固溶体Au与纳米粒子Au在形成机制上有什么联系等问题,迄今众说纷纭,悬而未决。考虑到As与Au之间的密切关系,准确地弄清As在黄铁矿中的价态对于正确理解Au的加入机制和赋存状态至关重要。为此,本文采用Ar+1溅射的方法在高真空状态下剥露出砷黄铁矿的新鲜面,并同时用XPS方法分析其价态。结果表明:未暴露于空气的新鲜面不存在氧化价态的As(As2+、As3+、As5+)。As是呈As-1与S-1类质同象置换进入黄铁矿的,As-S之间很好的反相关关系说明了这一点。从而认为,以前学者提出的Au是通过耦合替代关系:Au1++As3+?2Fe2+进入黄铁矿的观点对于该类卡林型金矿中Au的富集机制的解释不具有普遍意义。本文认为As对S的替代在纳米尺度上修正了黄铁矿的结构,使之向能容纳大半径阳离子的毒砂结构转变才是砷黄铁矿能富集Au的原因。这很好地解释了卡林型金矿中As-Au之间的正相关分布关系,也是毒砂中Au的含量比含砷黄铁矿高近乎一个数量级的原因。综合上述各种分析,本文认为阳山金矿的Au大部分以固溶体形式赋存于载金矿物砷黄铁矿和毒砂中,少部分以纳米粒子形式存在(这需要进一步的HRTEM分析验证)。正是由于As的替代加入使得黄铁矿原本紧密的结构变得疏松,并出现了许多空位、缺陷和晶格畸变,从而使得大离子半径的Au离子(Au+1=1.37?)能够进入并富集成矿。另外,通过对阳山金矿含金石英脉流体包裹体的研究,认为阳山金矿除目前发现的主体卡林型外还存在另外一种矿化类型,亦即以51号平硐发现的富含H2O-CO2流体和粗粒黄铁矿为代表的石英脉型。从包裹体测温得到的全均一温度(221?C~310?C)和盐度(2.0 to 7.2 wt.%Na Cl equiv)及包裹体He、Ar同位素组成(3He/4He比值为0.03296~0.08090Ra,40Ar/36Ar的比值为434.1~863.0)来看,它极有可能代表了造山运动早期形成的、位于现在的卡林型矿化下部的一种矿化类型——造山型。
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【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.51

【参考文献】