葉亮山,地里夏提·買買提,胥勝金 (新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院,新疆烏魯木齊830000)
金川銅鎳礦區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺西部阿拉善邊緣隆起區(qū),南緣的龍首山隆起帶北側(cè)。北部以龍首山北側(cè)深斷裂 (F1)與阿拉善隆起區(qū)內(nèi)的潮水?dāng)嘞菹嘟?,南部以龍首山南?cè)深斷裂與祁連山地槽的走廊過渡帶毗鄰。區(qū)內(nèi)廣泛出露前震旦紀(jì)古老變質(zhì)巖系。含礦超基性巖體呈巖墻狀不整合侵入于下古生界一套深度變質(zhì)雜巖-混合巖、大理巖內(nèi),受F1次級斷裂構(gòu)造控制,超基性巖體沿北西至南東劃分為Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ4個礦區(qū)[1](見圖1)。金川銅鎳儲量豐富,此外還有貴金屬 (鉑、鈀、金、銀、鋨、銥、釕、銠)以及鈷、鉻、硒、碲、硫等,伴生元素品位低、儲量大[1-9]。
注:1、第四系;2、條痕混合巖;3、大理巖;4、含榴二云片麻巖;5、均質(zhì)混合巖;6、黑云斜長片麻巖;7、混合巖;8、混合花崗巖;9、晚期花崗巖;10、超基性巖體;11、地質(zhì)界線;12、斷層構(gòu)造。圖1 金川銅鎳礦床地質(zhì)構(gòu)造簡圖
含礦超基性巖體是一復(fù)式侵入體,是巖漿多次上侵形成的,巖體走向北西50~60°。銅鎳礦體產(chǎn)狀與超基性巖體一致,呈陡傾斜似層狀,不規(guī)則透鏡狀、遍豆?fàn)町a(chǎn)于超基性巖體中下部和底盤圍巖內(nèi),長10多米至1000余米,厚度最大超過200m,垂直延伸數(shù)百米。
金川銅鎳硫化物礦體是金銀等貴金屬存在的基礎(chǔ),無論何種類型的銅鎳礦體均有金銀礦化,并且只偶爾低于超基性巖銅鎳礦體伴生金銀含量指標(biāo) (金>0.05g/t,銀>1g/t)。但是,銅鎳礦體的上下盤超基性巖體或其他近礦圍巖幾乎無金、銀礦體產(chǎn)出[7-9]。
超基性巖體內(nèi)或邊緣,大理巖交代型銅鎳礦體,即使銅鎳礦是貧礦體,金、銀含量也較高。比如Ⅰ礦區(qū)——交代型樣品中金、銀平均品位分別達0.353、8.865g/t,最高分別達0.86、12.0g/t,比相鄰超基性巖體內(nèi)金銀品位高1.35和1.14倍。
超基性巖體的頂?shù)妆P圍巖一般無金、銀礦化,但當(dāng)晚期含礦熱液沿裂隙或構(gòu)造有利侵入時例外。
晚期含礦熱液活動發(fā)育地段是金、銀富集的部位[7-9],上述交代型礦體屬于此,另外,由于晚期熱液疊加,導(dǎo)致銅礦物 (常見礦物為黃銅礦)大量增加,即銅鎳比值升高,金、銀含量增高。如Ⅰ礦區(qū)某段礦體廣泛發(fā)育滑石-硅酸鹽化,礦石蝕變強烈,明顯可見大量黃銅礦,金、銀含量比其整體金、銀平均品位高71.4%、37.1%。
銅鎳礦體的近礦石英脈如有銅鎳礦化多形成銅鎳貧礦或表外礦,而金、銀礦化較強。
在金川銅鎳硫化物礦區(qū)有金、銀相對富集地段 (金品位大于1g/t,銀品位大于5g/t),但數(shù)量很少,Ⅰ、Ⅱ礦區(qū)在地勘階段圈出金富集體19個,銀富集體10個,主要分布在海綿隕鐵結(jié)構(gòu)的富礦石中。
Ⅰ礦區(qū)金、銀品位高于Ⅱ礦區(qū),目前2個礦區(qū)生產(chǎn)中段的金、銀平均品位:Ⅰ礦區(qū)分別為0.18、3.38g/t,Ⅱ礦區(qū)分別為0.11、2.13g/t。一般情況下,礦體的上部金、銀含量高于下部。
(1)礦石類型不同,金銀含量亦有顯著差異。Ⅰ礦區(qū)某段伴生金、銀在不同類型礦石的含量如表1所示,交代型礦石>海綿隕鐵狀富礦>侵染狀貧礦>星點狀表外礦>二輝橄欖巖。
(2)礦石類型相同而礦石品級不同,金、銀含量亦不相同。如表1所示,超基性富礦石中的含量大于浸染狀貧礦石的含量。
(3)礦體中金、銀含量變化屬不均勻至很不均勻。如Ⅰ礦區(qū)某段金含量變化系數(shù)大于等于40%的占總數(shù)77.4%,其中變化系數(shù)大于等于60%的占總數(shù)的54.8%;銀變化系數(shù)大于等于40%的占總數(shù)的58%,其中大于等于60%的占總數(shù)的12.9%,銀變化系數(shù)較小,并且金、銀變化系數(shù)不規(guī)則。
表1 某段伴生金、銀在不同類型礦石的含量
(1)金、銀含量隨銅鎳含量的增加而增加,總的是富礦含量高于貧礦含量,貧礦高于表外礦,表外礦含量高于超基性巖。晚期貫入的特富礦 (Ni含量大于3%)銅鎳品位雖然很高,而金銀含量只近于富礦。
(2)金銀含量與銅鎳比值成正消長關(guān)系,但不成比例增減。銅含量越高,即銅鎳比值近于1甚至大于1時,金銀含量明顯上升,特別是富礦。
(1)Ⅰ礦區(qū)某段金、銀化學(xué)物相分析結(jié)果如表2和表3所示,分析結(jié)果表明,金、銀主要是賦存在硫化物中,硫化物載體金占78.95%以上,硫化物載體銀占52.7%。
表2 金化學(xué)物相分析
(2)金、銀礦物主要是金、銀系列互化物,而且以獨立礦物狀態(tài)存在。主要金、銀礦物有銀金礦、自然金、碲銀礦、銀鎳黃鐵礦、碲鉍銀礦,其中金以銀金礦為主,自然金次之,獨立銀礦物以銀鎳黃鐵礦為主,碲銀礦次之,微含銀礦物有鎳黃鐵礦和黃銅礦。電子探針定量分析主要金、銀礦物平均金、銀百分含量如表4所示。金、銀礦物在金屬礦物中分布率為82%~90%,說明其形成與金屬礦物密切相關(guān),常與黃銅礦、古巴礦、磁黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦等共生,尤其是與黃銅礦和氧化鐵礦物共生密切。銀礦物除與金形成互化物外,還有碲銀礦和少量碲鉍鈀礦,主要與銅、鎳硫化物密切共生。
表3 銀化學(xué)物相分析
從產(chǎn)出特征看,自然金銀礦物以包裹金和裂隙金為主,和黃銅礦關(guān)系極為密切。碲銀礦主要賦存在方鉛礦中,黃鐵礦裂隙中亦可見到,有的也散布在脈石中,銀鎳黃鐵礦呈固熔體狀態(tài)分布于黃鐵礦中。金、銀礦物以中細(xì)-細(xì)微粒為主,細(xì)粒占38.15%,微粒占30.46%,中粒占24.42%,粗粒僅占5%~7%。自然金銀礦物的成色,對74粒自然金銀礦物進行電子探針分析,其結(jié)果是自然金為85.3%,銀金礦為64.0%~70.0%,包裹金的成色好于裂隙金。
表4 主要金、銀礦物平均金、銀百分含量表
1)銅鎳硫化物礦體是金銀等貴金屬存在的基礎(chǔ),無論何種類型的銅鎳礦體均有金銀礦化,同時超基性巖體的頂?shù)妆P圍巖一般無金、銀礦化,但是當(dāng)晚期含礦熱液沿裂隙或構(gòu)造有利侵入時例外。
2)銅鎳硫化物礦體中金、銀含量變化屬不均勻至很不均勻,并且金、銀變化系數(shù)不規(guī)則。
3)金、銀含量隨銅鎳含量的增加而增加,并且金銀含量與銅鎳比值成正消長關(guān)系,但不成比例增減。
4)金、銀主要是賦存在硫化物中,金、銀礦物主要是金、銀系列互化物,以獨立礦物狀態(tài)存在,并且金、銀礦物常與金屬礦物共生,尤其與銅、鎳硫化物共生密切。
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