金矿成因矿物学与找矿矿物学

第3讲金矿成因矿物学与找矿矿物学

主讲: 鲁安怀

3.1 简介

3.1.1 成因矿物学研究内容

（1）研究矿物个体和矿物组合的起源及其时间和空间分布规律

（2）研究矿物的发生和发展、形成和变化的条件和过程

（3）研究矿物的形态、成分、结构、性质、产状的内在联系及其对介质的依赖关系（4）研究矿物与介质的交互作用与标示介质状态和条件的宏观标志和微观信息

3.1.2 找矿矿物学

矿物是找矿信息的载体，是成因矿物学理论在找矿实践中的应用，是矿物标型学说在找矿中的应用。

3.2 矿物标型性

矿物标型性包括标型特征、标型矿物、标型组合等方面。

标型组合是指在特定形成条件下形成的矿物组合，可以标志一定温度、压力、介质条件等。在每一种地质作用中，由于具体地质介质条件差异，可以形成其特有的矿物组合。

3.2.1 热液矿床矿物共生组合

高温热液，W、Sn、Bi、Mo，黑钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿

中温热液，Cu、Pb、Zn，黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿

低温热液，Sb、Hg、As，辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄

3.2.2 标型矿物

标型矿物是指在特定形成条件下形成的矿物，可作为一定温度、压力、介质条件的标志。

主要强调矿物的单成因性，如斯石英只产生于陨石冲击坑中，是高压冲击变质成因的标志矿物。

3.2.3 矿物标型特征

矿物标型特征是指在不同地质时期和地质作用条件下，形成在不同地质体中的同一种矿物，其各种性质所表现出的差异,强调矿物的复成因性，大多数矿物属于贯通性矿物，可形成于多种成因条件，同一种矿物常具有几种成因类型和产状。

由于生成时的物理化学条件的差异，使矿物的许多性质也产生一系列有规律的变化。3.2.4 矿物标型特征

矿物标型特征包括颜色标型、形态标型、成分标型、结构标型、性质标型等。

（1）颜色标型特征

矿物颜色是矿物中直观且易于鉴别的一种性质，提供成因信息的主要原因是矿物中成分的变化以及晶体结构中的缺陷。

（2）形态标型特征

形态标型特征包括单体形态标型、微形貌标型、双晶标型、集合体形态标型等（图3-1，3-2，3-3）。

图3-1 三山岛金矿床黄铁矿形态特征

图3-2 三山岛金矿床富矿体中黄铁矿晶形演化

图3-3 三山岛金矿床围岩中黄铁矿晶形演化

（3）化学成分标型

A.主要成分和微量元素标型

①成因图解

②矿物组分温压标志

③变价元素氧化—还原标志

④氧逸度（fO2）

⑤氧化还原电位（Eh）值与介质pH值

B.稳定同位素标型

C.包裹体成分标型

变价元素的氧化—还原标志:

含Fe3+、Mn4+、Cu2+、Sn4+、SO2-为氧化条件

含Fe2+、V3+、Cr3+、Mn2+、S2-为还原条件

氧化系数（Fe2O3/ FeO或Fe3+/ Fe2+）：

Fe3+/ Fe2+<<1 为还原环境

Fe3+/Fe2+<1 弱还原环境

Fe3+/ Fe2+>1 弱氧化环境

Fe3+/ Fe2+ >> 1 氧化环境

（4）热发光标型

由于矿物中含有多种类质同象杂质和结构缺陷，将导致晶体能级结构中存在多种类型的陷阱能级，在外来能量激发下，可以造成矿物晶体具有发光性。

介质环境对矿物发光性能具有影响，矿物受热升温、遭受辐射，将矿物成分、离子价态及占位发生改变，矿物的热发光具有反映形成条件的标型意义。

（5）热电性标型

半导体矿物在一定的温度条件下，可以产生热电效应。导电类型和热电系数可以表示矿物的电物理性质。同种矿物的导电类型及热电系数随着介质条件的变化而改变。矿物的热电效应能够灵敏的反映其形成时的地质条件，从而具有标型意义。

3.2.5 应用实例

（1）铬绢云母标型性

钾长石发生绢云母化蚀变作用：

3KAlSi3O8+ H2O = KAl2AlSi3O10(OH)2+ 6SiO2 + K2O

白云母、绢云母、含Cr 种属化学成分演化特征：

在与焦家式金矿床有关的成岩成矿过程中，铬铝云母亚族中矿物出现的先后顺序而形成环境的规律是：在成岩成矿过渡阶段晚期，由于较高的温度与挥发分，出现白云母；在成矿阶段早期，由于温度降低，出现绢云母；在主成矿阶段随着硅化增强、水热蚀变程度增高，有利于金与铬的沉淀，出现含铬绢云母、含铬多硅绢云母、铬多硅绢云母；即从成矿前到主成矿阶段，从围岩到矿化，由白云母、绢云母向含铬绢云母等演化。

这一变化过程所反映的形成环境是，矿化原岩中矿物分解彻底，由氧化到还原，由碱性到近中性，水热蚀变作用加强，硅化程度增高，标志着金由释放、运移到沉淀、富集的过程。

提出该亚族中含铬种属在成岩成矿过程中具有示踪性作用，将结晶基底变质作用、构造岩浆活动与金矿成矿作用有机地联系起来，揭示出三者之间隐蔽继承关系，追踪Au 在成岩成矿作用中活化、运移、沉淀、富集的机理，应用矿物学为研究矿质来源开辟新途径。

表3-1 三山岛金矿区-70m 中段40号勘探线破碎带蚀变岩分带

含铬绢云母粒细片小，干涉色较低，常呈浅黄色。

其化学成分中具有高硅低钾特征，是硅化强烈、水热蚀变程度高的反映Cr 2O 3含量多小

于1%，虽指示金品位不高，但可能暗示矿化规模较大，其多型以2M 1为主，对于含K 2O 较低即含H 2O 较高的种属可能由1M 多型较变而来，反映为晶胞参数a 0值较小，其差热分析中去

羟基化吸热谷较宽、有脱层间水及吸附水效应、热失重较大。上述特征都是金矿化的有利标志。

胶东焦家式金矿床中产出的铬铝云母亚族中含铬种属，由于其与金矿化的紧密时空关系，呈鲜艳的绿色。在野外易于识别，可作为野外工作中直接的找矿标志。

在金矿近矿围岩中常出现红化，即长石、石英中出现金红石化与赤铁矿化而被染成红色，红化与暗色矿物分解析出三价铁，二价铁等，指示较氧化环境，有利于Au 的氧化，是金矿