金礦床中金與黃鐵礦和毒砂的關(guān)系(盧煥章,朱笑青,王中剛,？)

1、金礦床中金與黃鐵礦和毒砂的關(guān)系盧煥章, 朱笑青, 王中剛University of Quebec at Chicoutimi, Quebec, G7H 2B1, Canada中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所, 貴州貴陽,550002, “不可見金” 在卡林型金礦中的金,從肉眼, 甚至從顯微鏡下也見不到金的顆粒, 因而稱之謂” 不可見金”。 經(jīng)過金的物相分析, 發(fā)現(xiàn)92%Au與毒砂、 黃鐵礦有關(guān)。 進(jìn)一步的問題是Au在毒砂、黃鐵礦中是呈什么狀態(tài)分布, 是呈微細(xì)的獨立礦物? 還是類質(zhì)同象? 是以化學(xué)鍵進(jìn)入毒砂、黃鐵礦的晶格? 還是以化學(xué)吸咐在其表面? “不可見金” (Invisible gold)的定義

2、關(guān)于“不可見金” 的定義, 根據(jù)美國地質(zhì)研究所1980年出版的由Bates and Jackson eds的”Glossary of Geology” : Invisible gold is a synonym used in the popular press for Carlin-type gold。 隨著研究的進(jìn)展, 本文把存在于礦物(特別是黃鐵礦和毒砂)晶格中的金稱為“不可見金” 。卡林型金中金的賦存狀態(tài) 以沉積巖為主要容礦巖石的卡林型金礦，是目前世界上儲量最大的金礦類型之一，金以“不可見金”或其顆粒極細(xì)(納米級)金存在,是該類型金礦最重要的特點之一。 國內(nèi)外大量研究已經(jīng)證實，在卡林型

3、金礦中,金(92%)主要賦存在含砷黃鐵礦和毒砂中。中國卡林型金礦Au與毒砂, 黃鐵礦之關(guān)系 金的粒度微細(xì)，一般為顯微一次顯微級和不可見金,金礦物成色較高。 礦石中常見的金屬礦物有黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、雄黃、雌黃、辰砂、白鐵礦、磁黃鐵礦，次為閃鋅礦、方鉛礦、硫砷銅礦等；脈石礦物主要有石英、水云母或絹云母、方解石、（鐵）白云石、重晶石、地開石、伊利石、高嶺石、螢石等。 滇黔桂接壤區(qū)和川西北地區(qū)的卡林型金礦金礦物多為次顯微金。 卡林型金礦原生礦石中主要載金礦物是含砷黃鐵礦,其次是毒砂,金以“不可見金”和可見金形式賦存于載金礦物中 。金礦床中環(huán)帶狀黃鐵礦和毒砂(Zacharis et al., 200

4、4)a. Py2黃鐵礦的結(jié)構(gòu); 中間為貧As 和Au的原生黃鐵礦; 邊上為高As和Au的環(huán)b. Py1位于黃鐵礦的中心, 邊上的環(huán)為Py2;C.細(xì)粒的毒砂(Apy;白色)位于Py2當(dāng)中或散布在其附近; d. Py1和Py2晶體; 箭頭示EPMA分析的位置金牙金礦毒砂(Apy), 黃鐵礦(py)和雄黃(rel)的含金量柱狀圖(Zhou and Wang 2003)美國卡林型金礦的分布(Arehart et al., 1993)美國卡林型金礦的礦物共生組合和生成順序(Arehart et al. 1993) 美國五個卡林型金礦三種黃鐵礦中的Au,As含量及相互關(guān)系(Arehart et al.,

5、1993) 美國7個卡林型金礦床的Au-As的SIMS和EMPA分析結(jié)果(Reich et al., 2005)世界上卡林金礦的Au,As分析結(jié)果(Reich et al., 2005)卡林型(Carlin)和淺成熱液(Epithermal)金礦Au和As的SIMS, EMPA和LA-ICP-MS的分析結(jié)果(Reich et al., 2005). Au呈Auo和Au+1存在.不可見金 進(jìn)一步的研究表明, 世界上的其它金礦: 如造山帶中濁積巖型金礦和太古代綠巖帶金礦, 變質(zhì)金礦, 與火成巖有關(guān)的金礦, 淺成熱液金礦， 甚至在含金的塊狀硫化物礦床,金除了以自然金(可見金) 產(chǎn)出外, 在這些礦床的

6、黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、 雄黃等硫化物中也含有不可見金。太古代金礦的毒砂和金的分布,發(fā)現(xiàn)毒砂和黃鐵礦有一反應(yīng)邊(Morey et al., 2008)澳大利亞五個太古代金礦的位置,三個成礦階段中的礦物共生組合以及背射電子影象圖(Morey et al., 2008)與火成巖有關(guān)的金礦黃鐵礦的分析結(jié)果(Zacharis et al., 2004); 加拿大Hemlo變質(zhì)金礦的礦物共生組合(Tomkind et al.,2006; Lu et al.,2002)毒砂的穩(wěn)定區(qū), 化學(xué)成分和相關(guān)系(Morey et al., 2008) 結(jié)論 1.在卡林型金礦金主要以不可見金和可見金存在于黃鐵礦、毒砂等

7、硫化物中，在含Au和As的蝕變環(huán)帶(Py2) 中有微細(xì)粒金存在。 2.在與火成巖有關(guān)的矽卡巖型金礦中， 金以可見金存在， 但在硫化物中含有不可見金。 3在變質(zhì)巖型金礦中，金除了以自然金產(chǎn)出外，在毒砂、 黃鐵礦、輝銻礦和雄黃中均見有不可見金。 4.在濁積巖型金礦中，金以可見金存在， 但在毒砂、黃鐵礦、 輝銻礦等硫化物中含有不可見金。 5在造山帶的太古代綠巖帶金礦中，金主要以自然金產(chǎn)出，但在毒砂和黃鐵礦中存在不可見金，后期的熱液作用可使不可見金從毒砂和黃鐵礦中溶出來，在黃鐵礦的高As蝕變帶或其裂隙中產(chǎn)出自然金。幾個重要的反應(yīng)Clark (1960) 發(fā)現(xiàn)金和毒砂在一起時會有下列反應(yīng): 3FeAsS

8、 + Au = FeAs2 +2Fe1-xS + As-Au-S(melt)即存在一個As-Au-S熔體. Reich et al.,(2005) 研究了Au在含As黃鐵礦中的溶解度, Au的濃度(CAu)可用下式表示: CAu = 0.02CAs + 4x10-5式中CAu為Au的濃度,CAs為As的濃度 這表明最大的Au/As克分子比為0.02. 也就是說如果樣品中As的含量為1%,則樣品中最大Au含量為0.02%.這是很高的Au含量. 毒砂+磁黃鐵礦+不可見Au 毒砂+黃鐵礦(+-磁黃鐵礦)+可見金黃鐵礦(Py2), 毒砂和自然金的演化過程示意圖(據(jù)Morey et al., 2008修改) 結(jié)論 6.從不可見金到可見金需經(jīng)過一個熱液的蝕變作用，在高As的條件下，升高溫度和硫逸度，溶出不可見金， 在溫度下降和還原條件下以可見金形式存在于蝕變帶中。這種從不可見金到可見金的轉(zhuǎn)換過程，反映了Au、As