㈠ 矿石的化学成分
为了解和掌握萨瓦亚尔顿金矿床中矿石的化学组成,我们对含矿岩石、各类型矿石和重要矿物等进行了较全面的化学分析,从而获得了一系列有关基本化学组成的信息。
一、矿石的主要化学成分
为较全面和精确地测定矿石中的化学组成,特采用中子活化分析法进行分析,获得了大量岩石、矿石和金属矿物中所含多达30余种化学元素基本含量的数据。兹将主要金属含量分别列于表5.19、表5.20和表5.21中。
从表5.19、表5.20中可见,萨瓦亚尔顿矿床中矿石的主要金属成分为Au、Ag、As和Sb。由于矿石中主要的金矿物为银金矿,因而虽然迄今尚未发现独立的银矿物,但金矿石的银含量仍然很高,绝大部分样品接近达到边界品位,其中不少样品可达工业品位的含量。在一些矿化破碎带中尚可以圈定出独立的银矿体。
金矿石中还普遍含As、Sb,且含量极高,Au与As、Sb之间存在明显的正相关关系,即一般As、Sb含量高的矿石,金含量亦高。因而在萨瓦亚尔顿矿区完全可以利用As、Sb的含量变化来寻找金的富矿体。我们应用X荧光测量方法亦得到了类似的结论。
表5.19主要矿物中的主要金属含量(wB/10-6)
测试单位:成都理工学院核工系中子活化实验室,1998;
测试方法:中子活化法
就矿石中主要组成矿物的化学成分来看(表5.19),毒砂和黄铁矿中普遍含Au和Ag。但毒砂中的Au、Ag含量较黄铁矿中的Au、Ag含量高出数倍至数十倍。由此看来,毒砂显然是最重要的载金矿物。
图5.10、图5.11和图5.12示原生矿石、矿石中的主要矿物和容矿围岩中的Au、Ag、Sb、As含量变化情况。就Au含量与Ag含量的关系来看,无论金矿石、单矿物和容矿围岩中,两者均有很强的相关性。Au含量与Ag含量这种稳定的相关关系,显然与Au以银金矿形式产出有关。
表5.20各种类型矿石的主要金属含量(wB/10-6)
测试单位:成都理工学院核工系中子活化实验室,1998;
测试方法:中子活化法
表5.21各种容矿岩石中主要金属含量(wB/10-6)
测试单位:成都理工学院核工系中子活化实验室,1998;
分析方法:中子活化法
图5.10各类矿石中Au与Ag、As、Sb相关图
图5.11主要矿物中Au与Ag、As、Sb相关图
在上述三种赋矿介质中,以单矿物中w(Au)与w(As)的相关性最好。虽然矿石的个别样品中As含量较低,如SⅣ-97-22样为锑-金型矿石,Sb含量在矿石中所占比重很大,但因As的含量较低,因而Au的含量也相对降低,不过也显示存在一定的相关关系。
w(Sb)与w(Au)、w(Ag)之间的关系,显然与w(As)有很大的区别。在各类矿石中w(Sb)与w(Au)、w(Ag)的关系为负相关,尽管Sb在某些金矿石中的含量可能很高。Sb含量与Au含量、Ag含量的这一关系,至少说明两个问题。第一,Sb矿物不是载金矿物;第二锑与金不是同一成矿阶段的产物。只有当两者叠加时,才可能出现Au与Sb含量同时增长的情况。
图5.12容矿围岩中Au与Ag、As、Sb相关图
采用最小二乘法回归线性方程,求得Au含量与As含量、Sb含量、Ag含量的相关关系如下:
(1)原生矿石
w(Au)与w(As)的相关性(单位:10-6,下同)
w(Au)=7.68306+1.91008×10-5w(As)r=0.13513
w(Au)与w(Sb)的相关性
w(Au)=9.29871-2.83223×10-5w(Sb)r=-0.27094
w(Au)与w(Ag)的相关性
w(Au)=1.25049+0.10432w(Ag)r=0.72615
(2)原生金属矿物
w(Au)与w(As)的相关性
w(Au)=0.34846+2.82565×10-5w(As)r=0.704467
w(Au)与w(Sb)的相关性
w(Au)=1.846859+3.4043×10-3w(Sb)r=0.22768
w(Au)与w(Ag)的相关性
w(Au)=-0.35389+0.063115w(Ag)r=0.85917
(3)氧化矿石
w(Au)与w(As)的相关性
w(Au)=-2.39022+5.0175×10-5w(As)r=0.93688
w(Au)与w(Sb)的相关性
w(Au)=8.86520+6.34402×10-6w(Sb)r=0.03371
w(Au)与w(Ag)的相关性
w(Au)=11.55632-0.018134w(Ag)r=-0.04339
(4)容矿围岩
w(Au)与w(As)的相关性
w(Au)=0.078392-5.678725×10-4w(As)r=-0.31667
w(Au)与w(Sb)的相关性
w(Au)=0.073521-6.491300×10-4w(Sb)r=-0.29714
w(Au)与w(Ag)的相关性
w(Au)=0.078308-0.015129w(Ag)r=-0.47420
由以上相关系数可以看出,Au含量与Ag含量在原生矿石和矿物中的相关性颇佳。这一相关性如前所述是与Au与Ag结合形成以银金矿形式产出有关。但在氧化矿石中Au含量与Ag含相关,这是因为银金矿在氧化带中遭受强烈氧化和淋滤,使银金矿中的Ag淋失,即Au与Ag发生分离使然。
Au含量与As含量的关系,在原生矿石,原生金属矿物和氧化矿石中都有很好的相关性这显然与毒砂和自然砷是金的伴生矿物,而且系载金矿物有关。特别是在氧化矿石中,Au含量与As含量的相关性最强,因而可以利用As的高含量来寻找金的富集部位或金矿体。
Au含量与Sb含量的关系,两者相关性较差,特别是在原生矿石中两者呈负相关。这表明,锑矿物不是载金矿物,而且不是同一阶段的产物。
在容矿围岩中,Au含量与As含量、Sb含量、Ag含量均呈负相关关系,这可能说明,矿区内的容矿围岩并非矿质的主要提供者,成矿作用携带的矿质主体是由热液活动,通过不同阶段的热液分别由深部带入的(详见第六章)。
必须指出,虽然Au含量与As含量、Sb含量、Ag含量之间存在某种特殊关系,但由于成矿条件的复杂性和多阶段性,因而它们之间在空间上往往出现许多变化。就金而言,在矿体中的分布相当不均匀。这种不均匀性,与矿石的矿物组合类型和载金矿物的分布不均匀密切相关。在原生矿石中金含量以富含毒砂的矿石中最高,而以黄铁矿为主体的矿石中,金含量明显低于前者。在毒砂为主矿石中,又以细粒毒砂为主的矿石含金最高。在黄铁矿为主的矿石,则以含细粒黄铁矿为主的矿石含Au较好。从表5.19可知,细粒毒砂比粗粒毒砂含金高得多,而细粒黄铁矿比粗粒黄铁矿的含金性为佳。由此不难看出,载金矿物的种类、含量及分布情况直接控制着矿体中金的聚集状况,这是萨瓦亚尔顿金矿床中矿石物质组成与金富集规律的一大特色。
还应指出的是,许多矿石(包括原生矿石和氧化矿石)中Ag含量可以达到边界品位,特别是原生矿石中,凡是Au含量较高的矿石,Ag含量也高。这一相关关系从Au与Ag结合形成的银金矿和两者的相关系数很好地显示出来。应该指出,Ag是矿床中不容忽视的、重要的、可以综合利用的组分之一。
此外,矿石中Sb的含量普遍较高,在一些类型矿石中,Sb含量可以达到工业品位,甚至可圈定出一定规模的独立锑矿体。萨瓦亚尔顿金矿床中,Sb是另一个重要的可综合开发利用的组分。
二、矿石的稀土元素含量及其特征
将各类矿石及石英脉、石英-碳酸盐脉、深部原生矿石等的稀土元素含量经过球粒陨石标准化后的数值,分别列于表5.22、表5.23和表5.24中。
表5.22各类矿石的稀土元素含量(wB/10-6)
表5.23各类热液脉的稀土元素含量(wB/10-6)
表5.24深300m附近矿石的稀土元素含量(wB/10-6)
将表5.22、表5.23和表5.24中的数值,分别制成图5.13、图5.14和图5.15。
根据以上表(表5.22~5.24)和图(图5.13~5.15)所显示出的稀土配分特征,可获得如下信息。
图5.13各类矿石稀土配分模式
(样号同表5.22)
(1)萨瓦亚尔顿金矿床的稀土元素组成,从稀土配分模式图可看出,曲线总体显示较平缓,斜率不大。这表明矿床中轻稀土元素丰度和重稀土元素丰度比较接近。
(2)原生矿石与氧化矿石中Eu(铕)有明显的亏损,但石英脉和石英-碳酸盐脉却不存在Eu亏损现象,其中若含黄铁矿时(A-80样号),则又显现Eu亏损现象。这可能说明,矿床中金属矿物与非金属矿物的物源是不相一致的。
(3)在原生矿石中,大多数矿石类型的稀土配分曲线与容矿层的砂岩类和千枚岩(板岩)类岩石的稀土配分曲线颇相类似,但有少数样品(如Ⅳ97-23-3,SⅣ-97-23-1样)与大多数样品显着不同,表现出明显的Ce亏损。这一特征与矿区内辉绿岩脉的Ce亏损特征完全相似。由此看来,矿石中的成矿物质虽然大部分来自沉积地层,但不排除小部分矿质可能来自岩浆岩。
图5.14各类热液脉体稀土配分模式
(样号同表5.23)
图5.15深300m附近矿石稀土配分模式
(样号同表5.24)
(4)从图5.14中表现出的石英脉和石英-碳酸盐脉的稀土配分曲线中不难看出两者的差异。石英脉中的稀土元素由La至Lu,曲线向右斜倾,且较陡;石英-碳酸盐脉的曲线几乎呈一平行底边的水平线;而含黄铁矿的热液脉曲线变化则介于两者之间。这说明石英脉和石英-碳酸盐脉(尤其碳酸盐矿物),不仅是不同成矿阶段的产物,而且其物源也可能是不一致的。
㈡ 化学全分析有什么项目
1.分析项目
① 基本分析:除Pb、Zn主元素外,对矿体中其他组份如能达到工业品位要求(如Cu、Sn、CaF2、S……等),也应列入基本分析.
② 组合分析:根据光谱全分析、化学全分析资料结合矿床地质特点,对有实际意义的伴生组份(有益的或有害的),均应列为组合分析项目.
③ 矿石化学全分析:为全面了解各类型矿石中的主元素和其它组份的含量,以确定矿石性质和特点.
④ 岩石化学全分析:一般为SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、MnO、Na2O、K2O、H2O+、H2O-、CO2、TiO2、P2O5等项目;对碳酸盐类岩石还要增加分析灼失量和有机炭;如研究各类岩石(成矿岩体或矿源层)与成矿的关系,则须注意分析Pb、Zn、Cu、S……等造矿元素项目.
⑤ 物相分析:为了解各有益有害组份在不同物相中的分配值、分配率,需要进行物相分析,包括对Pb、Zn氧化物和硫化物中所占含量比例的分析.
⑥ 人工精矿分析:为查定某些微量伴生元素如Au、Ag等的含量,当利用矿石组合分析样品不能达到分析灵敏度下限时,应采用简易方法使主金属矿物富集成精矿(其纯度达到精矿品位要求但达不到单矿物样品要求),进行化学(或试金)分析.分析项目及样品数量视不同矿床具体情况而定.评价时,每种矿石类型的有关主金属矿物,可作1—3个人工精矿分析;用作计算储量时,可按工程或按块段采集组合样分离人工精矿进行分析.
2.化学分析内外部检查:
凡参与储量计算的有益组份(主元素和伴生元素),其分析结果均应作系统的内外部检查,以保证储量计算结果的正确性;对于影响矿石质量或矿石类型划分的有害组份,也须作一定数量的内外部检查,以保证矿石工业评价的可靠性.
① 为检查分析结果的偶然误差,应分期分批及时从副样中抽取占基本分析总数10%的试样,编密码送基本分析单位进行内部检查.
② 为检查分析结果有无系统误差,应抽取占基本分析总数5%的样品(小型矿区不能少于30个),分期分批通知基本分析单位送出外部检查样品.当外部检查结果证实与基本分析结果有系统误差时,双方应各自认真检查原因;若仍无法解决,则应报主管部门批准进行仲裁分析.如经仲裁分析证实基本分析是错误的,则应详细研究其原因,采取补救措施,如无法补救,应全部返工.
③铅锌元素分析允许误差见表8.
铅、锌元素分析允许误差表 表8
组 份
含量(%)
允许偶然误差(%)
备 注
相 对
绝 对
铅
>15
5~15
1~5
0.2~1
4
6
12
20
边界品位
0.3—0.5%
锌
>25
10~25
1~10
0.1~1
3
6
15
20
边界品位
0.5—1.0%
注:含量段中跨品级的铅锌含量,其允许偶然相对误差用较低一级的误差规定要求,如铅5%含量的允许误差为12%.