貴州濁積巖中兩種類型金礦賦礦圍巖浸泡溶解實驗研究＊

王甘露，鄭祿林，趙萬飛，李青楓，于圣泉

(1.貴州大學 資源與環(huán)境工程學院，貴州 貴陽 550025;2.貴州省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局105 地質大隊，貴州 貴陽 550018)

1985 年國際上以濁積巖為賦礦巖石的金礦學術討論會在加拿大圣約翰市舉行，從而形成了一個尋找和研究濁積巖中金礦的新熱點。1986 年，由加拿大地質學會出版、Keppie J D 等主編的“Turbidite-hosted Gold Deposits”(濁積巖中的金礦)出版，該書主要討論了加拿大新斯科舍省濁積巖中的金礦，有三篇論文述及澳大利亞、美國和英國濁積巖中的金礦，且這些金礦主要為石英脈型［1］。我國也發(fā)現(xiàn)了許多產(chǎn)于濁積巖中的金礦，如湖南黃金洞、廣西金牙、四川壤塘、河北青龍河和遼寧青城子金礦，以及本次研究的黔東南平秋、同古金礦和爛泥溝、丫他金礦等，其中不乏有大型、超大型金礦床，在金礦類型中占有較重要位置。

在收集和研究了貴州產(chǎn)于濁積巖中的金礦以后，筆者注意到，根據(jù)其產(chǎn)狀及礦石特征，可以明顯地把它們分做兩類，即石英脈型和蝕變巖型(后者或稱微細浸染型、卡林型)。而賦礦圍巖的巖性是導致形成不同類型金礦的主導因素。依筆者看來，在一個特定的地區(qū)能不能成礦，取決于有沒有豐富的成礦物質來源，而成什么類型的礦則取決于地質作用過程、構造條件及賦礦圍巖的性質。對于濁積巖中金礦的成因，雖然還存在爭議，不過，目前有兩種觀點被較多的研究者所認同:一為“側分泌”說，認為后期熱水溶液(天水、孔隙水、層間水、變質水等)對礦源層的溶濾作用構成含金熱液，然后在斷裂帶、層間面或其它低化學勢帶富集成礦;二為熱水噴流沉積說，含金石英脈形成于海底熱泉噴流或由初期擴張中心的沉積盆地鹵水沉淀的二氧化硅形成［2－4］。王秀璋［5］等及張杰［6］等提出了這種類型成礦的三階段模式，即①沉積階段(形成礦源層);②區(qū)域變質階段(預富集);③成礦階段(后期構造熱液事件淋濾、遷移、交代或充填成礦)。

1 地質背景

黔東南和黔西南是貴州兩個主要的產(chǎn)金地區(qū)，兩地區(qū)都發(fā)育有以濁積巖為賦礦圍巖的金礦，所不同的是黔東南晚元古代濁積巖中形成了石英脈型金礦，而黔西南三疊紀濁積巖中形成了蝕變巖型金礦。前者以產(chǎn)明金為主，后者以產(chǎn)不可見的微細粒金為主。表1 列出了兩類金礦床地質特征的比較?？梢钥闯?，兩個地區(qū)成礦地質背景的差異主要在于賦礦圍巖濁積巖巖性的差異，黔東南賦礦巖石為晚元古代下江群濁積巖，主要巖石為硅質、粉砂質絹云母板巖、變余粉砂巖、凝灰?guī)r等;黔西南賦礦巖石為三疊紀的濁積巖，主要巖石為細砂巖、雜砂巖、黏土巖、頁巖、石灰?guī)r等?？偟膩碚f，兩個金礦區(qū)的賦礦濁積巖都是以硅質巖為主，只是在黔西南地區(qū)的濁積巖系中常有石灰?guī)r夾層，并且在砂、頁巖中還含有較多方解石類礦物。

表1 黔東南與黔西南濁積巖中兩種金礦類型比較

經(jīng)巖石化學分析查明(表2)，兩個金礦區(qū)的濁積巖雖然都是以硅質為主，SiO2的含量很高也很接近，但其顯著差別是黔東南濁積巖Al2O3含量高于黔西南，而黔西南濁積巖CaO 和燒失量則明顯高于黔東南。Al2O3含量高，說明濁積巖中的硅除分布在石英礦物中外，還有一部分分布于鋁硅酸鹽礦物中(如長石、絹云母、伊利石、高嶺石等)，而CaO 和燒失量高可能是含有大量碳酸鹽類礦物(方解石、白云石等)的緣故。

表2 黔東南與黔西南濁積巖組合樣的化學分析結果 %

2 討論

黔東南貧鈣(碳酸鹽礦物)硅鋁質巖中的礦物以石英和鋁硅酸鹽為主，鋁硅酸鹽礦物比石英易溶蝕，在后期熱水的溶濾過程中釋出的硅比較多，故能形成石英脈型金礦;黔西南富鈣(碳酸鹽礦物)硅鈣質巖中的礦物以石英和碳酸鹽礦物為主，石英難溶，在后期熱水的溶濾過程中釋出的硅相對較少，這可能是只發(fā)生硅化而難于形成石英脈的原因，故而形成蝕變巖型金礦;另外，碳酸鹽的物相分析還表明，黔西南濁積巖中碳酸鹽礦物含量在20%以上，比黔東南濁積巖高得多，碳酸鹽礦物易發(fā)生化學反應，會較大程度上“消耗”成礦流體中的SiO2，這也是黔西南濁積巖中形成蝕變巖型而不是石英脈型金礦的另一原因。這一成礦地質特征可以與鎢成礦相比較，即在硅鋁質圍巖中形成含黑鎢礦石英脈型鎢礦，而在碳酸鹽質圍巖中形成含白鎢礦矽卡巖型鎢礦。

3 浸泡溶濾實驗

為了驗證以上根據(jù)實際地質情況而作的推論，本次研究做了對不同賦礦濁積巖的浸泡溶濾實驗:即用不同性質的溶液，分別浸泡黔東南與黔西南金礦的圍巖濁積巖樣品，然后分析測定各種溶液從巖石中溶出的Si、Al、K、Ca、Mg、Fe 等元素含量，探討石英脈及硅化發(fā)生的可能性。實驗方法為分別稱取代表黔西南與黔東南的巖石組合樣品各一件，(－200 目)，分成6 份，每份2 g 置于25 mL 玻管中，加入各種溶液(酸性的、中性的、堿性的、富有機質的)浸泡60 天(其間經(jīng)常搖動)，取出過濾，分析。其結果見表3。

表3 浸泡巖石后溶液成分的分析結果 mg/L

從表3 的實驗結果可以看出，在各組浸泡溶濾實驗中，多數(shù)情況下黔東南濁積巖經(jīng)浸泡后釋出Si和Al(K)含量都比黔西南濁積巖大，說明Si 主要從鋁硅酸鹽礦物溶解出;黔西南鋁硅酸鹽礦物相對少，而碳酸巖礦物多，釋出Ca 和Mg 多。

鋁硅酸鹽礦物溶解釋出硅的反應可用下式表示:

上述實驗是在常溫下進行的，溶液濃度、性質也與實際情況會相距較遠，但實驗結果的一致性代表一種可能、一種傾向，一種相似，希望能對討論自然界的一些現(xiàn)象有所幫助。

4 結論

通過對黔東南和黔西南濁積巖中兩種類型金礦的浸泡溶濾實驗研究，得出以下幾點認識。

(1)賦存于濁積巖中的金礦可以劃分為石英脈型和蝕變巖型兩類;

(2)以硅鋁質為主要成分的濁積巖中形成石英脈型金礦，以硅鈣質為主要成分的濁積巖中則形成蝕變巖型金礦;

(3)在硅鋁質濁積巖分布區(qū)尋找石英脈型金礦;而硅鈣質濁積巖分布區(qū)則尋找蝕變巖型金礦。

［1］Keppie J D，Boyle R W，Hynes S J.Turbidite-Hosted Gold Deposits［J］.Geological Association of Canada Special Paper，1986，32:1－148.

［2］聶鳳軍.一種新的金礦類型——濁積巖為容礦巖石的金礦床［J］.國外礦床地質，1990(2):1－5.

［3］方國慶，李育慈，張曉寶.濁積巖型金礦及其在我國的發(fā)展［J］.黃金科技動態(tài)，1992(9):24－25.

［4］蘇杭，王甘露.黔西南爛泥溝金礦構造控礦與成礦模擬實驗［J］.世界地質，2013，32(2):103－111.

［5］王秀璋，程景平，梁華英.變質細碎屑巖型金礦床的三階段成礦模式［J］.礦床地質，1995，14 (4):322－328.

［6］張杰，余大龍，張先煜，等.貴州天柱磨山—油麻坳金礦化帶巖石礦物地球化學研究［J］.地質與勘探，1998，34(2):28－36.