评价金化探异的新方法.
龚美菱
摘要一种评价金化探异常的新方法、新技术可以区分三种不同性质
的异常,即矿(化)异常、非矿异常和伴生金异常。评价程序适用于热液金矿
床形成的化探异常。已评价过我国西北地区的十五个金化探异常,证明是一
种很有效的方法。
关键词金化探异常
传统方法评价金化探异常的主要依据是金元素本身异常的强度和异常规模,综合异常的
元素组合或元素问的比值 。由于金在自然界的丰度低.分布不均匀,成矿地质条件和矿床成
困类型复杂多样,地球化学背景差异往往很大,使得金化探异常评价工作复杂化。评价异常往
往采用从小比例尺化探工作到大比例尺化探工作逐步缩小找矿靶区的方法 ,因而评价周期
拖长,评价费用增加 作者在总结传统评价方法的基础上,试验研究了一种快速评价研究热液
金矿床形成的金化探异常的新方法,新技术。
l 方法的基本原理
方法系根据金元素的地球化学和金矿床产出的地质背景条件,通过查明金在异常中是集
中状态存在,还是分散状态存在来判别是矿(化)异常还是非矿异常。金矿床中的金通常主要呈
自然金和金属互化物状态存在,并常以硫、砷化物如黄铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等为
金的载体或共生矿体。这些硫化物氧化后形成的褐铁矿也可能包裹有金 查明金与这些比重
较大的矿物的关系密切程度可作为金呈集中状态还是呈分散状态的~种标志。对化探(原生
晕)样品中的金和找金的指示元素进行准确定量,然后计算金和它们的相关系数.相关密切的,
说明金在异常中可能呈集中状态存在,反之,则可能呈分散状态存在。再把该样品进行重砂分
离.淘取重矿物,同样测定这些元素,也求出金与它们的相关系数,看在重矿物中是否有类似情
况。如果重矿物中金与这些元素的相关序列与原样大致相似,则说明金瞅存在这些元素组成的
载体矿物中,这是金呈集中状态的证明,也可作为判定该异常是金矿(化)引起异常的必要条
件。
另外,通过研究金产出的地质背景条件来进一步判断呈集中状态存在的金有没有富集成
矿的物质条件。对热液金矿床来说,硅化通常是重要的找矿标志。含金热液中硅酸沉淀为石英
的温度比金沉淀的温度高得多,pH范围也宽些(图1)。
因此,析出的石英中包裹有一定量的原子态或胶态金.其包
裹金的含量将与热液申Au离子浓度成正比,通过查明异
常样品中石英包裹金的含量,可大致判别原始热液中Au
的浓度,进而推断是否具备富集成矿的物质基础,借此来查
明形成金矿床的地质背景条件。
2 金化探异常的评价程序
通过七个已知的不同类型的金矿床(点)化探原生晕和
若干个非金矿石英的采样分析,数据处理和规律性的研究,
总结出金化探异常的评价程序如下:
1)异常复查取异常样品的正样或付样30~40件作
Au的精确定量分析,确证异常存在。
2)采样根据异常形态和地质条件,设计一条通过异
常中心的采样剖面,采岩石样品6~12个,每个样重约
lkg。采样点分布不要求直线和等距,尽可能采自蚀变强
烈,能反映热液活动.硅化、黄铁矿化或褐铁矿化明显的部位。
3)加I 全部样品加工到粒径小于0.1 75ram(一80目),混匀,取出100g,用无污染加工
方法细磨到粒径小于0.075mm(一200目),作为原样。应该指出,1o咂样品对整个样来说不一
定具代表性,这将在后面的数据应用时予以考虑。
4)富集重矿物所余全部粒径小于0.1 75ram 的样品作重砂分离,保留重矿物4o~50g,
用无污染加工方法细磨至粒径小于0.075mm,作为重矿物样。
5)提取富石英样从轻矿物中用适当方法富集石英,最好能达到含石英80 以上,样品
重量3O~40g.细磨至粒径小于0.075mm。石英富集程度较低时,则应适当增加样品重量。
6)原样和重矿物样作多元素分析测定Au、Ag、Pb、Zn、Cu、As、Sb、Bi、Hg的含量,检出
限要求如下:Au0.1×10一 ;Ag20×10 ;Pb、Zn、Cul×10一 ;As,Sb,Bi0.1×10一 ;Hg20×
10 。
7)数据处理对原样和重矿物样的多元素分析结果作元素相关矩阵(条件不许可时,只计
算Au与其它元素间的相关系数),并把与Au的相关系数 ≥0.5的元素按 值大小排序,获
得相关元素组台。
8)石英包裹金的测定对原样有相关元素组合的异常,取富石英样测定石英包裹Au的
含量.要求检出限为0.1×10一。
9)异常性质判别a) 矿(化)异常,原样与重矿物样有相似甚至一致的相关元素组合,相
关元素数≥3;重矿物样中Au的含量与原样相比有不同程度的富集;石英包裹Au的含量多数
样品大于1×10 ,平均应大于等于3×10 b) 非矿异常,原样无相关元素组合或只有两个
元素相关:重矿物样中Au的含量与原样相比没有富集或很少富集,甚至贫化;多数样品石英
包裹Au含量小于等于1×10一。c) Au呈伴生组分存在时,原样与重矿物样有相似甚至一致
的相关元素组合.除Au外有几个元素间的相关系数较高;重矿物样中Au有不同程度富集;石
英包裹Au含量大于等于1×10 。
l 0)垒的相态分析 取异常峰值样(原样)和重矿物样中金含量高的试样作Au的赋存
状态分析,目的在于查明在该异常区金的找矿标志。
11)野外追踪评价
12)写出评价意见
3 建立评价程序的基本依据
3.1 已知金化探异常的研究
已知金化探异常的选择考虑了各种金矿床类型,在七个金矿床(点)采集了样品,它们是新
疆哈图金矿(产于变质火山沉积岩中的含金石英脉,矿区超基性岩及中酸性侵入岩发育)和托
里县柳树沟金矿点(产于变质火山沉积岩中的破碎蚀变岩型金矿)、陕西洛南葫芦淘金矿(产于
太古代花岗一绿岩地体中的构造蚀变岩型金矿)、王排沟金矿(产于太古代花岗一绿岩地体中的
硫化物石英脉型金矿)、勉县李家淘金矿(产于碧口群下部火山岩和上部沉积岩间断裂隙带中
的热水溶滤型金矿)、太自县老铁厂金矿点(产于泥盆系钙质千枚岩中挤压破碎带的细脉浸染
型金矿)及湖南水口山铁帽型金矿(产于泥质砂岩与花岗闪长岩接触带附近的破碎带中)。
做石英包裹金含量规律研究时,还研究了甘肃安西县金窝子金矿床。非金矿床石英则采自
新疆、陕西、甘肃等地。
3.2 选择评价研究的特征元素
研究方法基本按上述金化探异常评价程序进行,对原样和重矿物样均测定了Au、Ag、As、
sb、Bi、Hg、Pb、Zn、cu、Ni、co、w 和Mo等元素。经过反复分析研究和数据处理,选定了前面9
个元素,这9个元素也是化探找金的成矿元素和主要指示元素。以Au找Au无疑是最有效的。
Pb、zn、cu As、sb则是常见的金的载体矿物的组成元素,通过这些元素的含量变化规律来研
究地质体中Au是呈集中状态还是呈分散状态存在。对7个已知异常的原样和重矿物样全部
进行了上述9个元素的定量分析,以哈图金矿为倒把数据列于表1(其它6个已知点从略)。
从表1结果可见,与原样相比,对应的重矿物中Au的含量有不同程度的富集,其它的元
素多数也有相似规律。
3.3 金矿(化)异常的相关元素组合特征
由于金在矿石中通常主要呈自然金状态存在,特别是当其嵌布粒度较粗时,样品加工很难
均匀,这就使得分析取样的代表性常常不好 因此,采取了对原样和重矿物样分别作相关矩阵
的方法来研究元素间的规律性。哈图金矿多元素分析的相关矩阵列于表2(其它6个点从略)。
把与Au相关系数7≥0.5的元素按7值大小排序,可得相关元素组合,七个金矿床(点)相关
元素组合表列于表3。
从表3结果可见,全部7个已知金矿床(点)的原样和重矿物样两者有相似甚至一致的相
关元素组合。重矿物样中金元素不同程度的富集并保持与原样有相似的相关元素组合是金在
异常中呈集中状态存在的特征标志,因为它表明了金呈自然金状态或赋存一些载体矿物(如黄
铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等)中呈连生体或包裹体状态存在。
3.4 石英包裹金含量与异常定性的关系
八个金矿床(点)和六个非金矿石英样的石英包裹Au测定结果列于表4。
从表4结果可见,八个金矿床(点)的石英包裹Au含量,绝大多数≥1×10 。按各点分别
平均计,均≥3×10 ,而采自非金矿石英,其包裹Au含量最高为0.3×10~,平均为0.17×
4 金化探异常评价举例
4.1 新疆B县AR一25异常的评价
AR一25异常的元素组合为Mo W。Au—Ag As—Sb,面积约64km 。异常区出露岩性主要为
一套酸性火山岩(如石英斑岩、石英正长岩、流纹岩、石英安山岩)和火山喷出岩(如火山集块
岩、凝灰岩、角砾岩等)。异常中心部位可见强烈的火山喷出迹象,岩石破碎,褶皱断裂发育,蚀
变强烈,主要为硅化、黄铁矿化和绢云母化,其中黄铁矿多发育在斜穿破碎带的黄铁矿石英脉
中,多已成为褐铁矿染,但仍保留着黄铁矿晶形淋失孔。
按上述金化探异常评价程序进行工作,通过异常中心垂直破碎带设计一条剖面,采原生晕
样7件,原样和重矿物样的多元素分析及石英包裹Au的结果列于表5·经相关矩阵计算,原样
和重矿物样的相关元素组合如下:
原样:Au—Ag—As—Sb—Bi;重矿物样:Au—As—Ag—Sb—Hg—Pb
与原样相比,重矿物样中Au略有富集,说明Au呈集中状态存在,样品含石英40 ~
60 ,石英包裹Au含量为6×10一 ~248×10~ ,平均77×10~ ,说明形成金矿床的地质背景
条件有利.初步定为典型的金矿(化)异常,Au富集倍数不高,很可能是金的嵌布粒度很细、赋
存在粉化的褐铁矿中所致。
取原样的6号样作金的赋存状态分析,结果(×10 )分别为:裸露和半裸露自然Au占0.
970,褐铁矿包裹Au占0.092,黄铁矿包裹Au占0.010,脉石包裹Au占0.062。相态分析的数
据表明,金主要呈自然金状态赋存在黄铁矿氧化后形成的褐铁矿中。
从以上资料可以判断,这个金矿可能属受破碎带控制的含黄铁矿石英脉型金银矿,褐铁矿
化石英脉是金矿体的找矿标志
根据室内研究结果,决定以该异常的6号采样电位置为中心,划出约4km。区域作为重
点,以褐铁矿化石英脉为找Au—Ag矿的标志.组织追踪评价。
第一轮找矿是在约4kin 区域采集各种矿物岩石标本,从中选了16块进行加工.分析Au
和Ag 16个样中只有1个样含Au达0.2×10一,含Ag30×10 。该样品标本正是含褐铁矿
化石英岩
第二轮找矿仍以此4kin 区域褐铁矿化石英脉为目标。采回12块标本。分析结果表明,有
多块标本含Au为0.1×10 ~0.2×10~ ,有一块含Au1.2×10 ,含Ag70×10~,该标本采
自一块较大的转石。
第三轮找矿重点放在找那块含Au的大转石的来源上.结果在该转石的北坡约20m处.发
现了褐铁矿化石英脉露头,采样编号64,分析结果为含Au1.8-2.0×10_。 ,含Ag40×10 。
接着通过64号采样点,垂直于破碎带呈正南北方向设计并爆破了一条探槽,总长35m,北
端连坡顶,南端已出现流纹岩,发现了三条黄铁矿褐铁矿化石英脉,其中Py l脉宽30cm,拣块
分析结果含Au3.0×10一,含AgT0x10 :Py一2脉宽20em,两次拣块分析结果,一块含Au5.0
×10~、含Ag64×】0~、一块含Au4.8×10 。.含AgJl4×l0~
评价意见:AR一25化探综合异常是一个受破碎带控制的含黄铁矿石英脉型Au Ag找矿靶
区。该异常经新疆地矿局工作。已找到含高达200×10 的富金矿体。
4.2 新疆z县三异常(H2、H3、HS)的评价
对三个金多元素综台异常的评价,每个异常采一条原生晕剖面,H2、H3各采样6个,H5
采样8个,按金化探异常评价程序进行工作。
三个异常的评价依据和结论如下:
a)H2异常原样和重矿物样的相关元素组合为:
原样Au—Pb—Ag—Bi—Zn—As;重矿物样Au—Ag—Pb-Bi—Zn—Sb—As一/-Ig Cu。
与原样相比,重矿物样中Au有较好富集 这说明该异常的Au以集中状态存在。
石英包裹Au的含量为0.8×l0 ~5.2×l0一,平均2.1Xl0~,说明有较好的成矿地质
背景条件。
评价意见:H2异常为金矿(化)异常,经地质工作检查,发现该异常的砂岩中,有的已含Au
达20×10一。
b)H3异常 原样与重矿物样的相关元素组合为:
原样:A As-Pb;重矿物样:Au—As Hg Pb t
与原样相比,重矿物样中Au略有富集。
石英包裹Au的含量为1.1×10 ~1.9×l0~,平均1.6×10一。
评价意见:该异常为Pb—Zn—Cu—Au—As-Ag综合异常,按铅、锌、铜化探异常评价,已确定为
多金属矿异常。经地质工作检查,已发现铜矿化6处,根据上述资料,评价为该异常中Au以铜
多金属矿的伴生组分存在。
c)H5异常该异常为Au—Ag—Pb—cu—zn综台异常,但各元素的异常强度均较低。按金化
探异常评价程序进行工作.原样无相关元素组合,重矿物样也只有Au—Cu相关(相关系数0.
5348),说明该异常中Au以分散状态存在,没有找矿意义,属非矿异常。
4.3 陕西紫阳县GY一482异常的评价
该叠多金属综合异常位置处于碳质板岩中。按评价金化探异常程序进行工作,经数据处
理,原样和重矿物样的相关元素组合为:
原样Au—Hg—Sb;重矿物样Au Sb—Ag—Hg~Zn—Pb。
对比原样和重矿物样中Au及多元素分析含量变化,重矿物样中c的含量降低了,Au的
含量也降低了。曾任意取该地区一含c较高的样品浮选富集c,即把原样分成碳精矿和碳尾矿
两部分,连同该样的重矿物样作C含量与多元素的消长关系考察,结果列于表6。
从表6结果可见,Au以及全部的
多元素分析结果与C含量呈正消长
关系,说明有相当部分的Au和多元
素呈被C吸附状态存在。
评价意见:GY一482异常届典型
的碳质页(板)岩中金多金属化探异
常,Au和找Au的一些指示元素均主
要呈被碳质吸附状态存在。异常检查
中未发现明显的热液活动迹象。成岩
时初步富集的Au难以富集成矿 该异常无找矿意义。
应用这套程序已进行过]5个金化探异常的评价实践(主要在西北地区),结果表明方法具
有准确率高,效率高、成本低等特点。
参考文献
1 刘英俊、曹励明等.元素地球化学北京;科学出版社.1984
2 刘美蝗、邱穗同等勘查地球化学北京:科学出版社.1987
3 张敏、龚美菱 地雁栏品中痕量金的物相分析.冶盎丹析,199lln(3