【摘要】：陽山金礦位于我國甘肅省文縣境內(nèi),由武警黃金部隊第十二支隊發(fā)現(xiàn),現(xiàn)已探明儲量超過300t,為我國乃至亞洲迄今發(fā)現(xiàn)的最大的卡林型金礦,對其各方面的研究多年來頗受國內(nèi)外學(xué)者們的關(guān)注。陽山金礦賦存于中泥盆統(tǒng)三河口組一套濱淺海相碎屑巖-碳酸鹽沉積建造中,在構(gòu)造上嚴(yán)格受當(dāng)?shù)氐陌膊?觀音壩斷裂帶控制,該斷裂帶是區(qū)域上的略陽-曲瑪斷裂帶的一部分,東延為著名的勉略縫合帶(斷裂帶)。整個礦區(qū)沿著安昌河-觀音壩斷裂帶分布于一個東西長約30 km,南北寬約3-5 km近東西向的區(qū)域,由東向西分為張家山、觀音壩(又稱陽山)、高樓山、安壩、葛條灣、泥山、湯卜溝7個礦段。本文在野外調(diào)查和采樣的基礎(chǔ)上采用電子探針(EPMA)、高分辨率透射電鏡(HRTEM)以及X射線光電子能譜(XPS)等手段對陽山金礦Au的賦存狀態(tài)進(jìn)行了初步研究。研究表明,陽山金礦主要有四種類型的礦石:蝕變粉砂巖、蝕變千枚巖、斜長花崗斑巖和碎裂灰?guī)r。砷黃鐵礦和毒砂是陽山金礦最主要的兩種載金礦物。這兩種硫化物在不同類型的礦石中含量不一,比如,蝕變粉砂巖、蝕變千枚巖中以毒砂為主,幾乎不含黃鐵礦;碎裂灰?guī)r則相反,只有細(xì)粒黃鐵礦分布;而斜長花崗斑巖中兩者均有。黃鐵礦具有富As的特點(diǎn),一般As含量在1~10wt%之間。黃鐵礦和毒砂都因As的含量不同,在BSE圖像上表現(xiàn)出清晰的環(huán)帶結(jié)構(gòu),或二層環(huán)帶或三層環(huán)帶。這表明這些細(xì)微(一般幾十至幾百μm)的載金硫化物都是多次熱液活動的產(chǎn)物。另外,Au在硫化物中的分布與As密切相關(guān),元素電子探針含量面掃描(mapping)分析表明,在顆粒范圍內(nèi)As含量高的區(qū)域Au含量亦高。采用Reich et al.(2005)提出的卡林型金礦中Au賦存狀態(tài)的預(yù)測模型分析認(rèn)為,陽山金礦中的Au在黃鐵礦和毒砂中主要有兩種賦存形式,一是固溶體(Au+1)或稱晶格金,二是自然金納米粒子(Au0),但前者為主要存在形式,后者只占一小部分。HRTEM觀察在含金量最高的毒砂中尚未發(fā)現(xiàn)金的納米顆粒,但卻在含Au量高的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了大量的晶格位錯。有關(guān)Au是如何進(jìn)入黃鐵礦和毒砂之中,固溶體Au具體賦存于硫化物晶格的何種位置,固溶體Au與納米粒子Au在形成機(jī)制上有什么聯(lián)系等問題,迄今眾說紛紜,懸而未決�？紤]到As與Au之間的密切關(guān)系,準(zhǔn)確地弄清As在黃鐵礦中的價態(tài)對于正確理解Au的加入機(jī)制和賦存狀態(tài)至關(guān)重要。為此,本文采用Ar+1濺射的方法在高真空狀態(tài)下剝露出砷黃鐵礦的新鮮面,并同時用XPS方法分析其價態(tài)。結(jié)果表明:未暴露于空氣的新鮮面不存在氧化價態(tài)的As(As2+、As3+、As5+)。As是呈As-1與S-1類質(zhì)同象置換進(jìn)入黃鐵礦的,As-S之間很好的反相關(guān)關(guān)系說明了這一點(diǎn)。從而認(rèn)為,以前學(xué)者提出的Au是通過耦合替代關(guān)系:Au1++As3+?2Fe2+進(jìn)入黃鐵礦的觀點(diǎn)對于該類卡林型金礦中Au的富集機(jī)制的解釋不具有普遍意義。本文認(rèn)為As對S的替代在納米尺度上修正了黃鐵礦的結(jié)構(gòu),使之向能容納大半徑陽離子的毒砂結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變才是砷黃鐵礦能富集Au的原因。這很好地解釋了卡林型金礦中As-Au之間的正相關(guān)分布關(guān)系,也是毒砂中Au的含量比含砷黃鐵礦高近乎一個數(shù)量級的原因。綜合上述各種分析,本文認(rèn)為陽山金礦的Au大部分以固溶體形式賦存于載金礦物砷黃鐵礦和毒砂中,少部分以納米粒子形式存在(這需要進(jìn)一步的HRTEM分析驗證)。正是由于As的替代加入使得黃鐵礦原本緊密的結(jié)構(gòu)變得疏松,并出現(xiàn)了許多空位、缺陷和晶格畸變,從而使得大離子半徑的Au離子(Au+1=1.37?)能夠進(jìn)入并富集成礦。另外,通過對陽山金礦含金石英脈流體包裹體的研究,認(rèn)為陽山金礦除目前發(fā)現(xiàn)的主體卡林型外還存在另外一種礦化類型,亦即以51號平硐發(fā)現(xiàn)的富含H2O-CO2流體和粗粒黃鐵礦為代表的石英脈型。從包裹體測溫得到的全均一溫度(221?C~310?C)和鹽度(2.0 to 7.2 wt.%Na Cl equiv)及包裹體He、Ar同位素組成(3He/4He比值為0.03296~0.08090Ra,40Ar/36Ar的比值為434.1~863.0)來看,它極有可能代表了造山運(yùn)動早期形成的、位于現(xiàn)在的卡林型礦化下部的一種礦化類型——造山型。
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【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P618.51

【參考文獻(xiàn)】

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1 齊金忠,袁士松,李莉,范永香,劉偉,高秋斌,孫彬,郭俊華,李志宏;甘肅省文縣陽山金礦床地質(zhì)地球化學(xué)研究[J];礦床地質(zhì);2003年01期

2 楊榮生;陳衍景;張復(fù)新;李志宏;毛世東;劉紅杰;趙成海;;甘肅陽山金礦獨(dú)居石Th-U-Pb化學(xué)年齡及其地質(zhì)和成礦意義[J];巖石學(xué)報;2006年10期

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本文編號：2211137