本篇分享的是刘继顺教授著写的“话说找矿”中的第一篇“话说找金矿”,我摘录了其中在野外寻找金矿时需要重点关注的地质现象,并对其中的一些概念进行了适当拓展解读,以便你更好地理解这些要点。金矿床几乎可产于任何岩石类型及任何时代的地层中,但以前寒武纪绿岩带最为重要。金的矿化类型有:绿岩带型(含基性、超基性岩)、火山岩型、斑岩型(含碱性岩、花岗岩)、浊积岩型、黑色岩系型、砂砾岩型、河流沉积物型;按成因类型分有:石英脉型、硫化物脉型、微细浸染型、构造蚀变岩型、铁锰帽型、红土型等。绿岩带型(greenstone belt)是指蚀变或变质的基性火成岩带,通常出现在前寒武纪地盾中,呈条带状分布的变质基性岩地区,如太古绿岩带等。一个绿岩带中可含有一层或几层基性火山-沉积变质产物。主要岩石类型有细碧岩、玄武岩、辉长岩和辉绿岩等。因变质作用生成的绿泥石、绿帘石、阳起石等矿物促使岩石普遍具有暗绿色。一套完整的绿岩地层,由早期的火山岩和晚期的以浊流沉积为主的碎屑沉积岩或火山碎屑沉积岩组成;火山岩下部以超基性-基性岩为主,并含有一层科马提岩(指一种超基性喷出岩),上部为钙碱性火山岩。1、首先应关注硅化带、石英脉、次生石英岩。这是因为金矿化均与硅化关系密切,可以说无硅不成金。当然不是所有的硅质体都产金,但含金的硅质体大多为烟灰色,水色好。这是因为含金的硅质体均含有或多或少的硫化物,因硫化物极细,故使石英呈烟灰色。特别是页片状石英脉(其内可含多条黑色条带如炭质与细粒硫化物的混合物)含金性好。即便是少硫化物的明金型石英脉,在出现金矿包时,往往都有硫化物如辉锑矿、辉铋矿、车轮矿、毒砂、鱼子状铅锌矿等存在。(1)上图为网脉状石英脉,没有找到“页片状石英脉”,下图为具有典型片状构造的片岩,可以两者结合想象页片状石英脉的形态。- 硅化作用与金矿化的空间关系:硅化作用是指由热液交代作用形成的微细粒石英、玉髓、蛋白石、碧玉等的总称。在金矿化过程中,携带成矿物质的流体总是以SiO2为主,因此金矿化围岩蚀变广泛存在硅化蚀变。矿体上部的硅化往往含有较多的低温杂质元素,在矿体中部的硅化则含有较多中温元素,矿体下部的硅化含有较多高温元素。这一规律与构造原生晕的元素空间分布规律一致。
- 硅化作用与金矿化的时间关系:硅化在金成矿系统中常常贯穿成矿作用过程始终,所以也常被称作贯通性矿物。通常早阶段的硅化成分较为单一,SiO2含量较高,杂质元素含量较低,晶胞参数接近理论值,表现为较纯的乳白色且油脂光泽较强的微细粒石英集合体。主成矿阶段(与金共沉淀结晶阶段)的硅化其杂质元素如As、Sb、Pb、Zn、Cu等含量较高,透明度显著降低,颜色明显呈青灰色或烟灰色,结晶度显著降低,晶胞参数偏离理论值(通常表现为晶胞体积增加),气液流体包裹体数量明显增加,有时出现沸腾流体包裹体组合。
- 硅化作用与金矿化的成因关系:硅化作用改变了围岩的物理化学性质,使得金元素在围岩中富集并形成矿体。同时,蚀变作用产生的次生矿物和微裂隙也为金的沉淀和富集提供了有利条件。
2、再次关注断裂构造带,特别是韧性剪切带。金矿化无一不与断裂有关,可以说无构不成金。尤其是要关注超糜棱岩、糜棱岩、微砂糖状似石英岩、滑石菱镁片岩,它们往往是富金矿体所在。巨型至大型断裂带本身的含金性往往不佳,而旁侧的次级断裂带往往是金矿体产出部位。(1)超糜棱岩、糜棱岩在《构造岩找矿评价实务!-找矿必备技能系列》中已述及,不再赘述;网上没有找到与定名基本一致的图片,在国家岩矿化石标本资源共享平台找到相似的图片,供参考。http://www.nimrf.net.cn/yk/detail/2311C0003200004206两者结合一起想象矿物外观形态。
(3)滑石菱镁片岩
红褐色,粒状变晶结构,片理构造,主要矿石矿物为滑石、菱镁矿,滑石呈黄绿色块状集合体,蜡状光泽,质软滑腻,菱镁矿淡褐色,玻璃光泽,白色条痕,脉石矿物为碳酸盐岩类。
地址:http://www.nimrf.net.cn/yk/detail/108550地址:http://www.nimrf.net.cn/yk/detail/4081463、第三要注意铁帽、褐红色、褐黄色残坡积物及碳酸盐的溶沟溶槽堆积物的含金性查定。它们不但本身可成为铁帽型、红土型金矿,而且可以指示原生金矿的寻找。
拓展:
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红土型金矿是一种重要的金矿床类型,其特征主要包括以下几个方面:- (1)地质特征:红土型金矿的矿体主要以层状、似层状、透镜状产于硬(铁)壳层、杂色黏土层、网纹状黏土层及含砾亚黏土层中。其风化壳剖面具有明显的垂直分带,通常受构造、古气候、水文地质和地貌等因素控制。
- (2)成矿过程:红土型金矿的形成过程包括原生金矿的风化、雨水淋滤作用,使岩石中的易溶元素流失,铁、金元素保留下来形成红土(质地偏黏重),后经化学作用,金元素逐渐从化合物形态转变为单质形态,再经淋滤、下沉、富集形成次生金矿。
- (3)金的特征:在红土型金矿床中,金以超显微金的形式存在于粘土矿物高岭石、水云母的晶体边缘,或混杂于褐铁矿中的针铁矿晶体集合体之间,少数呈褐铁矿的吸附相形式存在。这些金均为独立的自然金矿物,具有极高的成色。
- (4)找矿标志:化探异常、富Au地质体或金矿体范围及其附近的红土层、红土风化壳剖面中的铁质带为红土型金矿的重要找矿标志。
- (5)经济价值:红土型金矿虽然品位不高,但其规模大、易采易选、成本低、效益高,是一种具有重要经济价值的金矿类型。
4、第四要注意在锑矿、汞矿、砷矿(特别是雄黄矿、雌黄矿)区找金,就锑矿而言,它既可与金共生构成锑金矿床;也可分离,但相距不远,故有“不在其中,不离其踪”之说。部分铅锌矿的外围也可找金,如青城子铅锌矿外围。如下图示青城子铅锌矿及其外围金银矿区域地质图(引自:辽东青城子矿集区铅锌和金银矿床成生关系_刘洪津);
铜矿床的下部;
铜镍硫化物矿床蚀变带也是找金的好去处。
5、与金矿化有关的蚀变除硅化外,还有铁白云石化、铁方解石化、铬白云母化、黄铁绢英岩化、冰长石化、细粒黄铁矿化、砷、锑、汞、铋、铊矿化等低温蚀变组合。
拓展:
(1)铁白云石(Ca(Mg,Fe)(CO3)2)是一种含有铁的碳酸盐矿物,其化学性质使其能够在特定的地质条件下与金元素发生相互作用。
铁白云石中的铁元素可以通过氧化还原反应影响金的迁移和沉淀。例如,在一些金矿中,铁白云石可能会作为还原剂,将金从其化合物中还原出来,使其沉淀形成自然金。(如:几内亚Siguiri金矿床地质特征与控矿因素)
铁白云石野外识别(图片摘自:《岩矿蚀变图册-热液蚀变矿物野外与岩相学指南》)
(2)铬白云母(KAl2(Al,Cr)Si3O10(OH)2)是一种含有铬的云母矿物,其化学性质使其能够在特定的地质条件下与金元素发生相互作用。铬白云母中的铬元素可以通过氧化还原反应影响金的迁移和沉淀。例如,在一些金矿中,铬白云母可能会作为还原剂,将金从其化合物中还原出来,使其沉淀形成自然金(新疆萨尔托海石英菱镁岩及相关金矿成因研究)。地址:http://www.nimrf.net.cn/yk/detail/39975 (3)冰长石化:是一种钾长石的低温变种,其化学性质使其能够在特定的地质条件下与金元素发生相互作用。冰长石中的钾元素可以通过离子交换等化学反应影响金的迁移和沉淀。例如,在一些金矿中,冰长石可能会作为离子交换剂,将金从其化合物中置换出来,使其沉淀形成自然金。野外识别:(图片摘自:《岩矿蚀变图册-热液蚀变矿物野外与岩相学指南》) 6、关注基性岩、超基性岩、煌斑岩、碱性岩、偏碱性花岗质岩石、碳硅泥质岩、不纯碳酸盐岩内的断裂破碎带及其构造蚀变带。拓展:
钾镁煌斑岩:http://www.nimrf.net.cn/yk/detail/99
7、开展河流重砂、沟系次生晕及各种化探方法工作,以金找金,是目前最主要的找金方法。
8、根据找金的指示元素找金,如汞、锑、铋、砷、铊、硒、铅、锌、铜、银的元素组合异常找金。
9、以物探方法查明断裂构造及硫化物分布规律来间接寻找金矿。
拓展阅读:
在金矿找矿方面,多种地球物理勘查技术被广泛应用于探测和定位潜在的矿体。以下是一些关键技术:磁法是一种传统的地球物理方法,在金矿勘查中主要用于快速查明区域内的岩性和构造特征。例如,在胶东地区,通过磁测填图能够有效识别与金矿成因相关的基性-超基性岩,从而为找矿提供重要线索。案例:在胶东金矿的勘查中,利用磁法探测到了与金矿密切相关的地质构造和岩性单元,为深部找矿提供了重要信息。CSAMT 方法通过人工源发射电磁场,探测地下电阻率的变化,进而识别矿体和控矿构造。在金矿找矿中,CSAMT 能够有效探测深部矿体和断裂构造,为找矿提供高精度的地球物理信息。案例:在胶东地区的金矿勘查中,CSAMT 成功揭示了控矿断裂的深部特征,为寻找厚大金矿体提供了重要支持。SIP 方法通过测量地下介质的频率依赖性电阻率和极化率,识别矿体和异常地质体。在金矿找矿中,SIP 对于探测含矿石英脉和高极化率异常区特别有效。案例:在加拿大的 Casa Berardi 金矿勘查中,SIP 测量详细描绘了矿体的空间分布特征,为钻探目标的选择提供了科学依据5PDF。MT 方法通过天然电磁场的测量,探测地下深部电阻率结构,识别矿体和控矿构造。在金矿找矿中,MT 特别适用于探测深部隐伏矿体和断裂构造。案例:在尼日利亚西北部的金矿勘查中,MT 揭示了多个主要构造和水热 alteration 区,为找矿提供了重要信息。反射地震方法通过人工震源产生的地震波,探测地下地质体的反射特性,识别矿体和构造。在金矿找矿中,反射地震特别适用于探测深部断裂和矿体。案例:在胶东地区的金矿勘查中,反射地震揭示了控矿断裂的深部特征,为寻找厚大金矿体提供了重要支持。单一的地球物理方法往往难以全面揭示复杂的地质条件,因此技术组合应用尤为重要。以下是几种有效的技术组合:(1) CSAMT + SIP + MT + 反射地震这种组合通过高精度的电阻率和极化率测量,结合深部电阻率结构和反射地震信息,能够全面揭示控矿构造和矿体的空间分布。在胶东地区的金矿勘查中,这种组合成功指导了深部找矿,取得了重大突破7。这种组合通过大地微动测深的高精度速度信息和时间域激电测深的高分辨率电阻率和极化率信息,能够有效识别不同岩性地层界面和控矿构造。在河南省嵩县东湾金矿的勘查中,这种组合成功揭示了含矿构造的深部延伸特征,为找矿提供了重要依据6。(3)可控源音频大地电磁测深(CSAMT)+ 频谱激电测量(SIP)+ 大地电磁测深(MT)+ 反射地震这种组合通过多种电磁方法和反射地震的联合应用,能够全面揭示控矿构造和矿体的空间分布。在胶东地区的金矿勘查中,这种组合成功指导了深部找矿,取得了重大突破。7、参考文献
1 宋明春等. 胶东金矿阶梯式成矿模式及深部找矿重大突破. 百度百科.
2 刘拥军等. 湖南万古金矿田重大发现:超40条金矿脉带来6000亿资源价值. 搜狐新闻, 2024-11-22.
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4 Abubakar MB, et al. Integrated geophysical investigation for gold mineralization potential over southern parts of Kebbi state and its environs, northwestern Nigeria. ScienceDirect, 2024-07-30.
5PDF 罗耀祖等. 金矿地球物理勘查方法综述. 地球物理学进展, 2020-10-23.
6 陈卫忠等. 大地微动测深与时间域激电测深在金矿床中的勘查应用. 地质与勘探, 2024-09-28.
7 宋明春等. 一种发现深部金矿富集带的综合找矿方法. 微信公众号, 2023-12-23.
8 Ntsame PEM, et al. Mineral mapping of a gold prospect using ordinary cokriging and support vector machine algorithm: case of the Tikondi gold permit (eastern Cameroon). Arabian Journal of Geosciences, 2024-11-04.
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11PDF 李华等. 哀牢山南段长安金矿地质特征及找矿方法研究. 地质学报, 2015-06-18.
12 周永胜等. 强噪声条件下物探方法组合在东坪金矿找矿研究与应用. 世界有色金属, 2024-07-31.
二、地球化学勘查技术在金矿找矿方面的应用:
1. 痕量金分析方法(化学-光谱法)
痕量金分析方法是一种利用化学和光谱技术相结合的方法,可以检测极低浓度的金元素。这种方法的检出限可达0.3 ppb,使其成为寻找微量金异常的重要工具。在普查化探工作中,痕量金分析方法使得我国在寻找微细浸染型金矿方面取得了显著进展。通过这种技术,研究人员能够在广泛的区域内快速筛查潜在的金矿地点,从而提高找矿效率。《黄金矿产地球化学勘查组织开发成果》项目中,痕量金分析方法的应用推动了金矿找寻的重大突破,特别是在微细浸染型金矿的发现方面1。土壤气体地球化学勘查技术涉及分析土壤中释放的气体成分,以识别地下矿化的迹象。这项技术特别适用于覆盖区的找矿工作,在传统方法难以取样的密集覆盖区显示出巨大的潜力。在西藏查拉铺金矿床案例中,土壤气体勘查技术成功揭示了造山型金矿的巨大前景。通过分析土壤气体,研究人员能够在复杂覆盖区找到金矿化的指示,从而指导进一步的勘探工作。《Advanced soil-gas geochemical exploration methods for orogenic gold deposits: A case study of Chalapu deposit, Xizang》一文详细介绍了土壤气体地球化学技术在查拉铺金矿的应用,展示了其在密集覆盖区找矿的独特优势4。综合地球物理方法结合了多种地球物理技术,如可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、频谱激电测量(SIP)、大地电磁测深(MT)和反射地震等。这些技术共同作用,提高了对控矿构造深部特征的探测精度。在胶东半岛的深部找矿中,通过高精度地球物理探测查明控矿断裂的深部特征,再结合阶梯成矿模型预测深部矿的位置和规模。这种技术组合有效地解决了胶东地区深部金矿定位的难题。《一种发现深部金矿富集带的综合找矿方法》详细描述了如何利用多种地球物理方法进行深部金矿定位,并通过实例验证了其有效性5。4.技术组合
将地球物理探测与地球化学分析相结合,形成一种多层次、多参数的立体勘查模式。地球物理方法提供宏观地质结构信息,地球化学方法则补充微观元素分布细节。在胶东半岛的深部找矿实践中,通过高精度地球物理探测确定控矿断裂的深部特征,再结合地球化学异常分析,精准预测深部矿体位置。这种技术组合大大提高了找矿成功率。《Stepwise prospecting method for deep-seated deposits: Take deep prospecting of ore concentration area of gold in Jiaodong Peninsula, China as an example》一文阐述了如何通过地球物理与地球化学方法结合进行深部金矿勘查,并提供了成功的应用案例8。利用普通协同克里金(OCK)和支撑向量机(SVM)算法进行矿产预测。通过收集大量土壤样本并分析相关元素含量,建立地质统计模型,从而绘制矿产预测图。在喀麦隆东部的金矿预测中,通过550个土壤样品分析Au、Ag、Zn等多种元素,利用OCK和SVM模型进行矿产预测。结果显示,SVM是一种稳健高效的预测方法,能够精确圈定成矿远景区。《Mineral mapping of a gold prospect using ordinary cokriging and support vector machine algorithm: case of the Tikondi gold permit (eastern Cameroon)》一文详细介绍了如何利用机器学习和地质统计模型进行金矿预测,并验证了其有效性6。成果摘要: 依靠科学技术,运用现代科技管理办法,组织了黄金矿产地球化学勘查的开发工作。通过研制痕量金分析方法(化学一光谱法),使我国区域、普查化探找金工作处于世界领先地位1。(2)《Advanced soil-gas geochemical exploration methods for orogenic gold deposits: A case study of Chalapu deposit, Xizang》作者: Wang, Y., Li, Y., Zhang, T. et al.摘要: 该研究表明,土壤气体勘查技术在造山型金矿的探索中展现出巨大潜力,尤其是在密集覆盖区4。摘要: 通过高精度地球物理探测,查明控矿断裂的深部特征,再根据阶梯成矿模型预测深部矿的位置和规模。这种技术组合为深部金矿定位提供了有效手段5。(4)《Mineral mapping of a gold prospect using ordinary cokriging and support vector machine algorithm: case of the Tikondi gold permit (eastern Cameroon)》作者: Djougang, G. J. N., Abessolo, D. M. P., & Nguetnkam, J. P.摘要: 该研究应用了普通协同克里金(OCK)和支撑向量机(SVM)算法进行金矿预测,通过分析550个土壤样本,验证了SVM是一种高效预测方法6。(5)《Stepwise prospecting method for deep-seated deposits: Take deep prospecting of ore concentration area of gold in Jiaodong Peninsula, China as an example》摘要: 通过结合多种地球物理方法,如CSAMT、SIP、MT和反射地震,进行深部控矿构造探测,为深部金矿定位提供了有效的技术手段8。OK,今天的内容就这些,咱们下次再聊。免责声明:本公众号资源均来自公开合法渠道,仅供个人学习交流,严禁商业使用。版权归原作者或版权方所有。若涉及侵权,请告知删除。