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1、金矿床中金与黄铁矿和毒砂的 关系卢焕章, 朱笑青, 王中刚 University of Quebec at Chicoutimi, Quebec, G7H 2B1, Canada 中国科学院地球化学研究所, 贵州贵阳 ,550002, “不可见金” 在卡林型金矿中的金,从肉眼, 甚至从显微镜 下也见不到金的颗粒, 因而称之谓” 不可见 金”。 经过金的物相分析, 发现92%Au与毒砂、 黄铁矿有关。 进一步的问题是Au在毒砂、黄铁矿中是呈 什么状态分布, 是呈微细的独立矿物? 还是 类质同象? 是以化学键进入毒砂、黄铁矿的 晶格? 还是以化学吸咐在其表面? “不可见金” (Invisible
2、gold)的定义 关于“不可见金” 的定义, 根据美国地质研究 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。 随着研究的进展, 本文把存在于矿物(特别是 黄铁矿和毒砂)晶格中的金称为“不可见金” 。卡林型金中金的赋存状态 以沉积岩为主要容矿岩石的卡林型金矿， 是目前世界上储量最大的金矿类型之一， 金以“不可见金”或其颗粒极细(纳米级)金存 在,是该类型金矿最重要的特点之一。 国
3、内外大量研究已经证实，在卡林型金矿 中,金(92%)主要赋存在含砷黄铁矿和毒砂中 。中国卡林型金矿Au与毒砂, 黄铁矿之 关系 金的粒度微细，一般为显微一次显微级和不可见 金,金矿物成色较高。 矿石中常见的金属矿物有黄铁矿、毒砂、辉锑矿 、雄黄、雌黄、辰砂、白铁矿、磁黄铁矿，次为 闪锌矿、方铅矿、硫砷铜矿等；脉石矿物主要有 石英、水云母或绢云母、方解石、（铁）白云石 、重晶石、地开石、伊利石、高岭石、萤石等。 滇黔桂接壤区和川西北地区的卡林型金矿金矿物 多为次显微金。 卡林型金矿原生矿石中主要载金矿物是含砷黄铁 矿,其次是毒砂,金以“不可见金”和可见金形式赋存 于载金矿物中 。金矿床中环带状黄
4、铁矿和毒砂(Zacharis et al., 2004) a. Py2黄铁矿的结构; 中间为贫As 和Au的原生黄铁矿; 边上为高As和Au的环 b. Py1位于黄铁矿的中心, 边上的环为Py2; C.细粒的毒砂(Apy;白色)位于Py2当中或散布在其附近; d. Py1和Py2晶体; 箭头示EPMA分析的位置金牙金矿毒砂(Apy), 黄铁矿(py)和雄黄(rel)的含金 量柱状图(Zhou and Wang 2003)美国卡林型金矿的分布(Arehart et al., 1993)美国卡林型金矿的矿物共生组合和 生成顺序(Arehart et al. 1993) 美国五个卡林型金矿三种黄铁矿
5、中的Au,As含 量及相互关系(Arehart et al., 1993) 美国7个卡林型金矿床的Au-As的SIMS和 EMPA分析结果(Reich et al., 2005)世界上卡林金矿的Au,As分析结果 (Reich et al., 2005)卡林型(Carlin)和浅成热液(Epithermal)金矿Au和As 的SIMS, EMPA和LA-ICP-MS的分析结果(Reich et al., 2005). Au呈Auo和Au+1存在.不可见金 进一步的研究表明, 世界上的其它金矿: 如 造山带中浊积岩型金矿和太古代绿岩带金 矿, 变质金矿, 与火成岩有关的金矿, 浅成热液金矿， 甚
6、至在含金的块状硫化物矿床,金除了以自 然金(可见金) 产出外, 在这些矿床的黄铁矿 、毒砂、辉锑矿、 雄黄等硫化物中也含有 不可见金。太古代金矿的毒砂和金的分布,发 现毒砂和黄铁矿有一反应边(Morey et al., 2008)澳大利亚五个太古代金矿的位置,三个成矿阶段中的 矿物共生组合以及背射电子影象图(Morey et al., 2008)与火成岩有关的金矿黄铁矿的分析 结果(Zacharis et al., 2004); 加拿大Hemlo变质金矿的矿物共生组合 (Tomkind et al.,2006; Lu et al.,2002)毒砂的稳定区, 化学成分和相关系(Morey et
7、al., 2008) 结论 1.在卡林型金矿金主要以不可见金和可见金存在 于黄铁矿、毒砂等硫化物中，在含Au和As的蚀变 环带(Py2) 中有微细粒金存在。 2.在与火成岩有关的矽卡岩型金矿中， 金以可见 金存在， 但在硫化物中含有不可见金。 3在变质岩型金矿中，金除了以自然金产出外，在 毒砂、 黄铁矿、辉锑矿和雄黄中均见有不可见金 。 4.在浊积岩型金矿中，金以可见金存在， 但在毒 砂、黄铁矿、 辉锑矿等硫化物中含有不可见金。 5在造山带的太古代绿岩带金矿中，金主要以自 然金产出，但在毒砂和黄铁矿中存在不可见金， 后期的热液作用可使不可见金从毒砂和黄铁矿中 溶出来，在黄铁矿的高As蚀变带或其
8、裂隙中产出 自然金。几个重要的反应Clark (1960) 发现金和毒砂在一起时会有下列反应: 3FeAsS + Au = FeAs2 +2Fe1-xS + As-Au-S(melt)即存在一个As-Au-S熔体. Reich et al.,(2005) 研究了Au在含As黄铁矿中的溶解度, Au的浓度 (CAu)可用下式表示: CAu = 0.02CAs + 4x10-5 式中CAu为Au的浓度,CAs为As的浓度 这表明最大的Au/As克分子比 为0.02. 也就是说如果样品中As的含量为1%,则样品中最大Au含量为 0.02%.这是很高的Au含量. 毒砂+磁黄铁矿+不可见Au 毒砂+黄铁
9、矿(+-磁黄铁矿)+ 可见金黄铁矿(Py2), 毒砂和自然金的演化过程示意图(据Morey et al., 2008修改) 结论 6.从不可见金到可见金需经过一个热液的蚀 变作用，在高As的条件下，升高温度和硫 逸度，溶出不可见金， 在温度下降和还原 条件下以可见金形式存在于蚀变带中。这 种从不可见金到可见金的转换过程，反映 了Au、As、S以及Fe等元素的地球化学特 征。 结论 金矿中的黄铁矿和毒砂具有相似的赋存可 见金的蚀变环带，蚀变环带是以高As含量 为特征的，并且后期可见金是沿裂隙或毒 砂和黄铁矿颗粒之间分布。 可见金是热液 活化了矿物中的不可见金而形成的，这可 能是金矿形成的一种机理。浊积岩型金矿
