石英形态、成分与物性特征及金矿中找矿应用

2017-06-22 08:56阅读：

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石英形态、成分与物性特征及金矿中找矿应用
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[按]本文和上一篇《黄铁矿晶形及金矿找矿应用》是一组文章。从石英的标型特征来讲，包含晶形、组构、颜色、比重、化学成分（稀土元素、微量元素）、晶胞参数、红外谱学、热发光、压电性、导电性和包裹体等。本文以野外观察为重点（石英的晶形、颜色等），阐述石英其标型特征，及在金矿找矿中的应用，旨在对野外地质工作有参考意义。

1.概述
绝大多数热液矿床中，石英是最重要的脉石矿物，不仅在野外便于对它进行肉眼观察, 而且易于采集样品和进行单矿物分选。在热液金矿床中石英更是重要的贯通矿物，有的本身就是载金矿物，它与金矿化有密切的成因联系，所以开展对石英标型特征的研究具有十分重要的意义。
同时，石英也是银矿床中主要的脉石矿物和热液活动的产物，而且它也是重要的贯通矿物和载银矿物，与银矿化具有密切的成因联系。所以石英成为金、银矿床研究中的主要信息载体。本文从其形态标型、化学成分标型、物性标型等方面对石英进行研究。
2.形态标型
石英的晶形，详见《石英”家族”详解》,不再多述。
（http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_48f555200102xv1g.html?vt=4）
2.1

晶形与环境关系
石英的晶形和组构特征可指示石英的形成温度和介质的酸碱度等。据报导，热液型石英脉中，长柱状石英晶体增加指示介质的pH值上升，过饱和程度增高；等轴状晶体增加指示形成温度转为低温型和冷水溶液的温度, 过饱和程度降低。石英晶体的道芬双晶(Dauphinetwin) 之双晶面不平行双锥和三方偏方面体方向，表示形成温度低于573℃；双晶面平行双锥和三方偏方面体方向，则表示形成温度高于573℃。在晶体表面结构上，石英菱面体表面结构显示Г·кaлб的第I类型生长小锥，表明介质呈碱性；显示第1类型生长小锥则表明介质的pH值降低。
2.2 晶形与含金性
脉石英的组构特点还可用来研究石英的含金性。含金石英与不含金石英相比，前者缺乏条带构造，在多数情况下为致密块状或玉髓状，也常有蜂窝状或网格状的空洞，不存在原生条带，“水透明般的微脉”极少见，出现二轴晶，常见溶蚀及交代现象。
石英呈乳白色，致密块状，颗粒粗大，玻璃光泽的脉石英含金甚微或不含金；呈灰白、烟灰、灰黑色，油脂光泽并与硫化物共生的脉石英含金性好。结晶较好的石英比致密块状石英含银高，这是由于随着结晶温度的降低，结晶程度较高，而银又在晚期阶段富集的原因。但属于成矿期后形成的呈晶簇状无色石英含矿较差。
3.颜色
3.1 石英颜色与环境关系
缺陷引起的色心以及微量元素和机械混人物都可使石英致色。石英的颜色与成矿条件有关，可指示成矿温度和压力、介质的酸碱度及氧化还原电位等。
由墨晶—烟水晶—黄水晶—紫水晶的转变，表示介质的pH值降低；由蔷微石英—烟水晶—墨晶的转变，表示介质的pH值升高和形成温度降低。烟水晶的形成温度较高，随着其色调的变淡，指示介质的碱性降低。在弱氧化、中性及弱碱性溶液中不形成烟水晶。紫水晶主要形成在低温低压条件下，形成环境的氧化电位较高，石英显示异常的多色性表示形成温度低于400—450℃；显示正常的二色性则表示形成温度高于400—450℃。
3.2 颜色与含金性
石英石是无色透明的，但在金矿床中因石英含有较多的硫化物微粒及染色元素，引起石英具有不同的颜色。金矿床中最常见的石英有乳白色致密块状石英、无色透明晶簇状石英、烟灰色/无色粒状石英及蛋白色玉髓状石英，前两者主要见于石英脉中，后者在围岩蚀变带中分布较广。
总的说来，含矿石英的颜色主要有浅灰色、灰色和烟灰色；而无矿石英为乳白色及纯白色。辽宁二道沟金矿床中含矿或与成矿有关的石英形态呈晶簇状，淡灰色及灰色，透明度差，暗淡光泽，并含多金属硫化物包体，不含或微含矿的石英以白色为主。小秦岭金矿床、广西古袍金矿等石英都显示该特点。古袍金矿石英为烟灰色，含金0.17-37.5g/t，平均7.84g/t，为主要工业矿石；而乳白色、瓷白色和纯白色石英含金较低，小于0.07g/t（骆靖中,1986）。金矿床中石英的灰色、烟灰色等特点可作为评价其含矿性的指示标志。（如表1：山东临沂地区）

石英形态、成分与物性特征及金矿中找矿应用

4.化学成分标型
一般含矿石英中的金含量和碱质浓度都高于无矿或围岩中的石英金含量，可将其作为评价金矿化的直接标志。
4.1结构铝及碱含量
热液矿脉和含金石英脉中石英的结构铝含量相对较高，含金石英脉中的石英含Al₂O₃可高达0.014-0.11%。对于含金性较好的石英来说，其中结构铝的含量较高；在石英中由于类质同像的替代作用，结构铝代替硅需要Na、K、（Li、H）等加入才能平衡：即Si⁴⁺－Al³⁺⁺（Na⁺、K⁺、Li⁺、H⁺）。因此，金矿床中的脉石英含较多的结构铝和Na₂O、K₂O、Li₂O，即具有较高的碱质浓度。因此，金矿床中石英的结构铝、碱质含量、K/Na比值具有找矿指示意义。
从成矿主期到晚期，矿石中石英的SiO₂质量分数呈上升趋势，而Al₂O₃、Na₂O、K₂O呈降低趋势。
4.2微量元素
不同成因的金矿床石英的微量组分有显著差异。热液浸染型金矿床石英中，富含Al、Cu和As；岩浆热液石英脉金矿床和斑岩型金矿床除上述三元索含量高外，还富含Ag、Bi、Sb、Pb、Zn、Na、K、Li 等组分；古老变质岩系中的石英脉型金矿床的石英中，Al、Cu、Pb、Zn的含量也明显增高。
同一矿床不同阶段的石英中，微量元素也有差异，借此可进行成矿期次研究。如团结沟金矿床晚期石英中Al、Na、K、Au等元素含量均比早期石英高。（如表2：峪耳崖金矿）

石英形态、成分与物性特征及金矿中找矿应用

总体来讲，石英中金、银的质量分数与石英中的Rb、Sr、As、Cu、Pb、Zn、Mn等元素呈明显的正相关，而与SiO₂、CaO、Ni、V、Co、Cl、S等元素的相关性较弱。因此，石英中的Rb、Sr、As、Cu、Pb、Zn、Mn等元素的质量分数可作为其含矿性评价的标志。
4.3矿物组合
自然金常和黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和毒砂等金属硫化物共生。石英中金与汞具正消长趋势。据对苏联东乌兹别克斯坦金矿床的研究，含金石英中Ag、Hg、Rb、Cs、Sb、Bi、As的含量比无矿石英高2—3个数量级。近年来，石英中的碳质混入物日益引起人们的重视，认为石英的碳质含量与金含量具正比关系
5.比重
由于微量元素及气液包体等方面的差异, 使石英晶格的内部结构紧密程度不一致，从而引起石英的比重偏离标准值( 2.66)，借此可帮助确定矿床成因、研究石英的含金性及评价矿床规模等。
通常由伟晶岩矿床—气成热液矿床—热液矿床的顺序，石英的比重依次减小。可见，金矿床中石英的比重是比较小的，其中含金石英的比重又小于不含金石英，多为2.59—2.66，如团结沟和平顶山金矿床的石英比重都较理论值低。据徐国风等研究，石英比重可反映金矿床的规模，比重越大矿床规模越小。石英的比重和其粒度有关，颗粒减小则比重有加大的趋势，如比重为2.621的乳石英单晶，破碎到0.1—0.5 mm时，比重增至2.639。因此，研究石英的比重时，样品的粒度必须一致。

主要参考文献：
宋焕斌.金矿床中石英的标型性质及实际应用. 昆明工学院学报，1989，Vo l.14 No.5。
邵洁涟.石英的成因标型特征和找矿标型特征[J].地质与勘探,1986,(8)
都鹏飞等.石英标型特征在金矿床中的运用与分析.价值工程，2014，(5)

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