金矿床中金与黄铁矿和毒砂的关系.ppt

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 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 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。