十二、鉛鋅銀(一)鉛鋅銀的性質、用途及礦產資源概況1. 鉛鋅銀的性質和用途鉛是灰白色金屬,密度大、熔點低、抗腐蝕性強,常利用與銻、銅、砷、錫製成合金,用於鉛蓄電池和汽油添加劑等鋅是藍灰色金屬,在空氣中能於表面形成保護性氧化薄膜,故常用於鍍鋅銀是白色金屬,具特殊之柔性、韌性、導電性(所有金屬最高者)、導熱性和化學穩定性,廣泛用於貨幣、裝飾品、攝影材料、電子工業和醫藥2. 鉛鋅銀礦資源概況在自然界中,銀多與鉛鋅伴生此外在鉛鋅礦石中還常有銅、銻、鉍、碲、鎘、鎵、鍺、銦、鉈等洋底的錳結核估計有7.5´108t鋅和15´108t鉛,另外紅海海底熱鹵水池的硫化沈積物中,含鋅3.4%,銅1.3%,鉛0.1%,銀50 g/t二)鉛鋅銀的地球化學特徵及其在地質作用中的行為鉛在自然界多以Pb4+和Pb2+(離子半徑1.26Å)形成化合物,常可取代Ba2+ (1.44Å),Sr2+ (1.21Å)和K+ (1.46Å),在岩石圈中,平均含量15ppm鋅則多呈Zn2+(離子半徑0.71Å),與Mg2+,Cu2+,Fe2+相近,在地殼中平均含量65-95ppm銀主要為Ag+(離子半徑1.26Å,很接近Cu+)形式的硫化物,其在地殼的豐度為0.07ppm。
鉛、鋅、銀主要集中於熱液中形成之硫化物及硫酸鹽類礦物三)鉛鋅銀的工業礦物及礦石類型1. 鉛鋅銀的工業礦物(詳見附表)鉛的主要工業礦物為方鉛礦,其次為硫銻鉛礦、脆硫銻鉛礦和車輪礦鋅為閃鋅礦和纖維鋅礦銀為自然銀、輝銀礦、角銀礦和金銀礦等2. 礦石類型根據伴生金屬的差異,可將鉛鋅礦石劃分為:(1) 鉛鋅礦石,(2) 銅鉛鋅礦石以及(3) 錫鉛鋅礦石另按氧化率可將礦石劃分為(1) 硫化礦石(氧化率<10%),由方鉛礦、閃鋅礦等硫化物組成,是鉛鋅礦床最重要的礦石;(2) 氧化礦石(氧化率>30%);(3) 混合礦石(氧化率為10-30%)一般鉛鋅綜合礦石最低品位要求為1.8-2%,儲量>5´104為大型,50-5´104t為中型,<5´104為小型礦床四)鉛鋅銀礦床類型及典型礦床實例1. 矽卡岩型鉛鋅(銀)礦床鉛鋅的礦化作用發生於矽卡岩形成之後,規模一般不大礦石組成除方鉛礦和閃鋅礦外,銀礦物是重要的伴生組份,此外尚有輝鉍礦、輝鉬礦、錫石、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦等,礦石中品位高者鉛鋅含量可達10-20%主要分佈在蘇聯的捷丘赫礦床(Tetyukhi)、美國的賓漢姆礦床和中國的湖南等地實例:湖南常寧縣水口山鉛鋅礦床由燕山期花崗閃長岩等侵入二疊紀灰岩,接觸帶的矽卡岩礦物有石榴石、綠簾石,並含磁鐵礦,礦化主要與綠泥石化有關,礦石礦物主為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、砷黝銅礦等。
2. 碳酸鹽類岩層中的熱液交代鉛鋅(銀)礦床礦床產於碳酸鹽岩層的裂隙中,由充填交代作用形成,礦體多呈凸鏡狀,似層狀等,圍岩蝕變有矽化和白雲石化等礦石成分簡單,以方鉛礦與閃鋅礦為主,常呈緻密狀,鉛鋅含量較高,亦常含銀這類礦床亦很重要(約佔鉛鋅總儲量14%),典型者如美國猶他州的廷提克和帕克市(Tintic and Park City),蘇聯的特蘭(Turlan),秘魯的賽羅德帕斯科(Cerro de Pasco),中國的青海和雲南等地實例:青海錫鐵山鉛鋅(銀)礦床 鉛鋅礦化形成於海西期,礦體產於背斜軸部及兩翼的大理岩和石墨片岩互層的層間破碎帶,長2700m,寬25m,最大礦體長數百米,是一大型鉛鋅礦床,其氧化帶極發達,深20-30m,產生了一些次生礦物如白鉛礦、自然銀、鉻酸鉛礦、正方氯鉛礦、鉛礬、石膏、自然硫、菱鋅礦、褐鐵礦、褐錳礦、水綠礬等3. 熱液脈狀鉛鋅(銀)礦床這類礦床多分佈於中酸性火山岩帶及其侵入岩之出露區,礦體是以脈狀充填於裂隙中,相關的圍岩蝕變為明礬石化、高嶺石化和冰長石化礦石成分簡單,由方鉛礦和閃鋅礦組成,伴生礦物有黃鐵礦、黃銅礦、輝銀礦等此等礦床品位一般較高,含鉛8-20%,鋅12-25%,銀幾十至幾百g/t,是銀的重要來源。
許多礦脈有垂直分帶現象,即銀在頂部鉛鋅在下有名的代表為蘇聯的薩頓(Sadon)和美國的克爾達林(Coeur d'Alene, Idaho),中國著名者為湖南桃林、江西銀山和內蒙的孟恩套里蓋等實例:江西銀山鉛鋅礦床礦床位於一火山斷陷盆地的邊緣,礦化與圍岩蝕變關係密切,主要分佈在礦脈兩側金屬礦物有黃銅礦、黝銅礦、硫砷銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、深紅銀礦、淡紅銀礦、毒砂和黃鐵礦礦床規模大,是一個大型含銀的多金屬礦床4. 塊狀硫化物型(Massive Sulfide)鉛鋅(銀)礦床這類礦床是海底火山-沈積作用形成的,礦體主由緻密塊狀黃鐵礦、磁黃鐵礦等組成礦床有的以銅為主,有的以鉛鋅為主,為鉛鋅重要來源之一,儲量約佔全球三分之一根據礦物共生組合及含礦岩性,礦床劃分為三類: 黃鐵礦型 主要分佈在以細碧角斑岩為主的火山-沈積岩系中,礦體呈似層狀,礦石礦物以方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦為主,有時有獨立的銀礦體實例有中國甘肅的小鐵山、碃硐子等;加拿大魁北克的諾蘭達地區(Noranda)和安大略的馬尼托瓦基等(Manitouwadge,位於蘇必略湖邊);澳洲的布羅肯山(Broken Hill)等礦床最後者位於新南威爾斯,礦石礦物為富銀的方鉛礦和富鐵的閃鋅礦、黃鐵礦、砷黃鐵礦。
估計金屬儲量>5500´104t,礦石平均含鉛13%,鋅11%,銀約115g/t,是一大型高品位礦床 黑礦型(Kuroko type) 黑礦是一種形成於第三紀,以日本北海道和本州的綠色凝灰岩帶(Green Tuff Belt)為代表的火山-沈積塊狀硫化物鉛鋅礦床,儲量>7000´104t礦體內礦石成分有明顯分帶,自上而下分成:(1) 黑礦 為多金屬硫化帶,礦石呈黑色,主要由閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、黝銅礦和重晶石組成2) 黃礦 主由黃鐵礦和不等量黃銅礦組成,實例為日本的秋田(Akita)和別子(Besshi)礦床,由於其特性,有些人特別以別子型礦床稱之黑礦礦床熱液蝕變作用發達,有粘土化(蒙脫石、高嶺土化)、矽化、綠泥石化、絹雲母化、沸石化、鈉長石化等 塞浦路斯型(Cyprus type) 海底火山或黑煙囪之下的海洋地殼,特別是蛇綠岩套的部位,亦常發現有塊狀硫化物礦床,一般認為是黑煙囪通道所形成的塞浦路斯的楚多斯蛇綠岩(Troodos Ophiolite, Cyprus)即為此型的代表,其他同型礦床在俄國希凡諾-阿色隆帶(Sevano-Alceron zone),義大利、土耳其的蛇綠岩帶、伊朗的查格羅斯山脈(Zagros Ranges),以及菲律賓的贊巴列斯山脈(Zambales Ranges)均有發現。
5. 碳酸鹽類岩層中的層狀鉛鋅(銀)礦床此類礦床因最先發現於美國密西西比河流域,故又稱密西西比河谷型(Mississippi Valley Type 或 MVT)鉛鋅礦床,特點是規模大、埋藏淺、分佈廣、礦體具明顯層控性、地質構造單純單就北美洲而言,這類礦床即佔全球鉛鋅儲量之半,礦石礦物主為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦,礦石平均含鉛2.7-5%,鋅3-12%d34S值-10~+30,礦物包裹體鹽度10-20%,有些含有石油成分,反映礦液接近地下熱鹵水礦床分佈於美國三州區(Tri-State district,指密蘇里、堪薩斯、奧克拉荷馬三州交界處),加拿大西北地區的派因帕因特(Pine Point, NW Territories),中歐的東阿爾卑斯,波蘭的西里西亞(Silesia),愛爾蘭中部平原,義大利的撒丁尼亞島(Sardinia),蘇聯的米爾加林賽(Mirgalimsai)中國的廣東凡口、雲南東川、貴州松桃等,可能亦屬此型根據礦床形成的地質特點,再分成三類:(1) 密西西比河谷(上游)型 產於地台區蓋層的碳酸鹽岩層內,含礦溶液沿層間空隙充填而成,屬後生礦床2) 阿帕拉契型 產於褶皺帶陸棚灰岩和頁岩內,亦為後生礦床,惟規模較小。
3) 阿爾卑斯型 產於阿爾卑斯褶皺帶中三疊紀的碳酸鹽岩中,呈整合的層狀和凸鏡狀,是同生礦床6. 砂頁岩中的鉛鋅(銀)礦床此與含銅砂頁岩型銅礦床為同一類型,產於長期被剝蝕之隆起地區的邊緣,如地台邊緣坳陷(波蘭的前蘇台德、哈薩克的哲玆卡玆干Dzhezkazgan),成礦時期自元古代至第三紀都有實例:雲南蘭坪的金頂超大型鉛鋅礦床,位於瀾滄江和金沙江-哀牢山兩大斷裂之間礦區為一穹隆構造,礦體呈層狀,礦石以淺色閃鋅礦、方鉛礦及黃鐵礦為主,次生礦物有菱鋅礦、白鉛礦等7. 火山岩系中的金-銀礦床這是一種金銀伴生的礦床,且常以銀為主,但多與金屬硫化物礦床伴生,產在中生代和新生代的鈣鹼性火山岩,礦體以充填為主,受斷層、裂隙及火山構造等控制,最著名者為美國南部延伸至墨西哥城東南的銀礦帶,並以其中之帕丘卡(Pachuca)銀礦床為典型,礦石中銀含量820g/t,金為16g/t五)鉛鋅銀礦床在時間和空間上的分布鉛鋅銀礦在時空分佈及地質條件上與銅、金、黃鐵礦等礦床相近,常緊密伴生地理分佈上,主要集中在:(1) 中-北美洲:墨西哥(火成岩)、美國、加拿大(塊狀硫化物)2) 歐洲:英國、愛爾蘭、德國、義大利、蘇聯3) 亞洲:日本(秋田、別子礦床)、中國(雲南、遼寧)。
鉛-鋅-銀之主要礦物鉛礦礦 物 名化 學 式鉛 含 量 (%)方鉛礦(Galena)PbS86.6白鉛礦(Cerussite)PbCO377.5硫酸鉛礦(Anglesite)PbSO468.3硫銻鉛礦(Boulangerite)Pb5Sb4S11脆硫銻鉛礦(Jamesonite)Pb4FeSb6S14車輪礦(Bournonite)PbCuSbS3鋅礦礦 物 名化 學 式鋅 含 量 (%)閃鋅礦(Sphalerite)ZnS67.0纖維鋅礦(Wurtzite)(Zn,Fe)S菱鋅礦(Smithsonite)ZnCO352.0異極礦(Hemimorphite)Zn4Si2O7(OH)2.H2O54.2紅鋅礦(Zincite)ZnO80.3矽鋅礦(Willemite)Zn2SiO458.5鋅鐵尖晶石(Franklinite)(Fe,Zn,Mn)O.(Fe,Mn)2O315-20銀礦礦 物 名化 學 式銀 含 量 (%)自然銀(Native Silver)Ag100輝銀礦(Argentite)Ag2S87.1角銀礦(Cerargyrite)AgCl75.3銻銀礦(Polybasite)Ag16Sb2O1180.3淡紅銀礦(Proustite)Ag3AsS365.4深紅銀礦(Pyrargyrite)Ag3SbS359.9十三、汞(一)汞的性質、用途及礦產資源概況汞又稱水銀,是一種銀白色的液態金屬,在-38.9℃凝成固體,比重大(20℃為13.55),其蒸氣有劇毒。
常被用於混汞法提取金和鉈,在儀器上用於水銀燈、汞銀電池、溫度計、血壓計等;化工上用於電極(電解食鹽)、顏料、防腐劑汞銦合金是良好的牙科材料汞礦主要分佈於地中海和環太平洋兩個巨型成礦帶,儲量約,西班牙佔首位,其次為蘇聯、中國、義大利、美國、加拿大、墨西哥二)汞的地球化學特徵汞在地殼的平均含量約為80ppb,可呈自然元素或以的化合物,具強烈的親硫性,最典型的礦物為辰砂(Cinnabar,。