金矿地球化学工作元素的确定及意义

地质少侠 · 发表于 2017-9-1 16:14

地球化学找矿是迄今为止对金矿找矿工作最有效的手段，在金矿地球化学找矿工作中分析元素的确定及意义就显得尤其重要。

据现有国内、外不同类型金矿原生晕及矿石成分资料的总结可作为金矿原生晕的指示元素及组分的有Au、Ag，Cu、Pb、Zn、Hg、As、Sb、Bi、Co、Ni、W、Mo、Sn、Mn、V、Cr、Ba、B、Se、Te、Th、U、Pt、Tl、Li、Rb，Cs、K20、Na2O、CO2、CH4、NH3等30余种：可以概括为金及其他贵金属元素、贱金属元素、稀有金属元素、半金属元素、放射性元素，碱金属元素及有机、无机气体组分等。每一指示元素在不同类型金矿原生晕中的重要性及所起的指示作用是不同的。因此，每一矿床类型又有自己特征的指示元索组合。

一、一些元素在金地球化学找矿中的意义
K2O/Na2O：一般来说在内生金矿中，越接近金矿体，该项比值越高。
Rb、Cs：Rb、Cs在地球化学中，常常与K类质同象，需要注明的是，在黄钾铁矾中Rb、Cs常常富集。
Cu：Cu与Au常常密切共生，但并不是所有的金矿化都和Cu有相关关系，但在有相关关系的矿床中，Cu则可以作为金矿床的直接找矿标志，需要说明的是，在土壤地球化学中，由于两者的性质不一样，Cu常常渗透到下层或随地下水带走，而Au总是可以原地富集。
Ag：Ag几乎在所有Au矿床内伴生，虽然不同的矿床中，Au/Ag比值并不一样，但Ag与Au总是正相关的特点使得Ag可以作为Au矿床的直接找矿标志，由于Ag的地球化学性质与Au极为相似，Ag往往出现在矿体晕中。
U、Th：在原生Au矿床中，U、Th作为指示矿物的可能相对较小，但在冲积砂矿和残积砂矿中，一般都产出各种含U、含Th的重砂矿物，如锆石、独居石、钍石等。U、Th可以作为砂金矿的重要指示元素。
Zn、Cd：Zn、Cd在各种内生矿床中与Au相关性密切，但在不同的矿区，Zn、Cd相对Au的含量欺负较大，但几乎都呈正相关关系。在内生Au矿床中可以作为直接找Au的指示元素。
Hg：Hg几乎在所有的Au矿床中与Au伴生，但是Hg的相对含量变化较大，但是一般说来，岩浆岩系列的Hg含量较沉积岩高，新的侵入岩比老的高，和构造相关的Au矿床中含量最高，Hg同时可以作为时代较新构造的示踪元素，由于Hg气的散逸能力较强，Hg一般作为各种金属矿种的前缘指示元素。
B：B几乎在各种金矿中与Au伴生，在石英脉型金矿中，越靠近矿体B含量越高，B是石英脉型金矿的直接找矿指示元素。在沉积岩区后生金矿的有代表性的元素富集。硼对于时代较老的矿床比对第三纪和时代更新岩石中的矿床更有代表性。B在地球化学找金中，多作为前缘元素进行分析。在砂金矿床中，B多以电气石和砂金相伴生。
Ga、In：迄今为止，没有什么文献对Ga、In在金矿床中的富集进行研究，但是考虑到Ga、In作为分散元素常常富集在闪锌矿中，笔者推测，Ga、In的地球化学指示意义类似于Zn、Cd。
Tl：目前、对Tl的地球化学及Tl与Au的关系研究不多。仅仅可以说明的是与硅化、砷化、黄铁矿化相伴的Tl、Au、Ag异常应该是找金矿的重要标志。
Ge：Ge和Au趋向于一起富集在不同的氧化带中，在次生晕地球化学找矿中可以起到良好的找矿指示作用。
Sn：Sn在石英脉型金矿、和酸性岩有关的金矿中与Au关系密切，Sn多以SnO2产出，作为金矿的尾晕元素，另外，在砂金矿中SnO2也作为一种重砂矿物与之伴生。
Pb：除了与Cu、Pb、Zn和酸性侵入岩相关的金矿床之外，Pb几乎和Au没有相关关系。
Ti、Zr、Hf：在矽卡岩型金矿中，Ti、Zr、Hf与Au一定的相关性并指示找金，同时砂金矿中Ti、Zr、Hf也常常富集于重砂矿物中。
As：As在大多数金矿中与Au密切共生，而As异常在次生晕中迁移往往较远，As作为地球化学找金的前缘元素，需要说明的是当As以毒砂形式产出时，表明成矿温度较高，往往出现在矿体深部(或尾部)。
Sb：除了矽卡岩型金矿外，Sb在其余类型的金矿中与Au密切共生，同时由于Sb属于低温元素，Sb多作为地球化学找金的前缘元素。
Bi：Bi作为中高温元素，常常富集在矽卡岩中，是热液交代型矿床有效的指示元素。
Se、Te：作为典型亲硫元素的Se、Te，往往在内生矿床中与Au密切共生，需要说明的是，Se一般主要在第三纪矿床中富集。Se、Te常常作为近矿指示元素。
W：在与酸性岩石有关内生金矿床中、W常常作为尾晕元素研究深部是否还有隐伏金矿体的存在。同时W常常也富集在砂金矿的重砂矿物中。
Co：Co在几乎大部分金矿中与Au伴生，但是需要注意的是，由于Co氧化后不容易在土壤中富集，往往次生晕效果并不理想。
Ni：Ni几乎在所以金矿床中与Au密切共生。
Mn：Mn在某些地区的第三纪矿床中特别丰富。如果锰在水、土壤、河流沉积物和植物中的含量异常，则可能是该区有第三纪和时代更老的金矿和多金属矿床存在的一般信号。

二、元素活动性及晕带分布
笔者在相关的资料中收集到中国金矿床的原生晕综合轴{垂}向分带序列，从上至下为：
B-I-As-Hg→F-Sb→Ba→Pb-Ag-Au-Zn-Cu→W-Bi-Mo-Mn-Ni→Cd-Co-V-Ti
在综合各种资料后，笔者任务金矿最佳指示元素组合：Au、Ag、Cu、Zn、Hg、As、Sb、B、Bi、Mo、Mn、Co、Tl。
(2)前缘晕特征指示元素组合是：Tl、Hg、As、Sb、(F、I、B、Ba)；
近矿晕特征指示元素组合是：Au、Ag、Cu、Zn；
尾晕特征指示元素组合：M0、Bi、Mn、Co、Ni。

三、金次生晕分析分析元素的确定
由于地表淋滤分散过程的影响，与原生晕相比，金矿次生晕的造晕元素有所减少，但异常分布面积则较大。表生分散过程和外来沉积物与水的稀释淋滤效应，使大多数原生在岩石中具指示意义的常量元素和易活动元素，在反映金矿次生地球化学异常方面的重要性大大降低。次生地球化学异常的元素组台和分带，主要取决于原生晕的原有特征和元素在表生环境中的相对活动性。在原生晕特征相同的条件下，一般在氧化环境中，尤其是在氧化酸性介质中，次生异常的造晕元素种类最少，分带也简单或不明显；而在还原条件下，有较多的元素能形成异常，但相应受环境条件影响而形成的非矿异常干扰也增大。表列出了在不同土壤条件下的金矿次生异常造晕元素，它们在相应的条件下均属活动性中等到不活动的元素。那些在表生条件下具有高活动性的元素，显然不利于形成清晰的次生异常，并且具有较大的异常解释难度，但在一定情况下可能作为远程指示元素。例如在氧化酸性淋滤条件下，许多原先对金矿有重要指示意义的元素，如Au、Ag、Hg、Cu、Zn、Co、Ni、Mo、V、Ba等部可能因大量被淋滤而只形成弱异常或不显异常。这在进行异常评价时，要根据实际情况加以充分的考虑。以下所列的若干重要金矿伴生元素在表生条件下的性状。可作为选择次生晕指示元素和进行异常评价的参考：
1)W和Te是在各种环境中活动性很低的元素。取决于它们在原生矿床中的含量，W和Te总是与Au一起形成近矿次生异常。
2)在还原环境中，Sb、Bi、Pb、Ba和Tl等活动性不大，受酸碱性影响也不大，可作为金矿床的有效次生晕指示元素。在残积风化层中，Li、Rb和Cs可能作为指示金矿蚀变带的指示剂。
3)As、Ag、Cu、Hg、Zn、Co、Ni和Cd是金矿次生异常的重要指示元素，但在氧化酸性条件下，具有较高或中等的活动性而导致异常变弱，但可能被作为远程指示元素而加以利用。
4)Mo，V和S在氧化环境中活动性很强，一般是禁用元素，在还原环境中可成为金矿次生晕的造晕元素。但在特定情况下。如生物地球化学勘查和水文地球化学勘查中，则可成为有意义的指示元素。
5)在氧化酸性条件下，大部分元素被淋滤。此时，Mn、Sb、Bi、Ba、Pb、Tl和W（有时有As）活动性较小，对金矿次生晕有指示意义。由于次生晕表现形式的多样性，因此活动性较大的元素异常可通过盐晕、水晕或生物晕的方式反映矿体的位置。作为次生晕找矿主要方法(土壤和水系沉积物测量)的互补手段加以应用，往往有益于反映次生异常的全貌和有利于次生异常的评价。对于水系沉积物的地球化学异常而言，主要造晕元素是Au、Ag、Sb、As、Cu，Pb、Zn、Mn、Mo、Co、Ni和Ba；在水文地球化学勘查中，Au、Ag、As、Sb、Mo、Se、Pb、Cu、Zn、Ni、Co和S在强氧化水中．具一定的指示意义，而Ag、Sb、As、Mo和Zn则在弱氧化水中指示性较好。

金矿地球化学工作元素的确定及意义