卡林型金矿的矿石特征及其选矿1主要内容： v一、卡林型金矿一般概念v二、卡林型金矿在国外和国内的主要分布v三、卡林型金矿的矿石特征v四、卡林型金矿的选冶2一、卡林型金矿一般概念1、卡林型金矿的发现 卡林型金矿发现于20世纪60年代，最早发现于美国西部内华达州的卡林镇附近。由于它的独特的赋矿地层、成矿元素组合、成矿温度与以前世界范围内发现的其它金矿床具有明显不同的特征，矿床学家把该种金矿床视为一种新的金矿床类型。 3根据矿床类型命名的一般原则为：a）以矿物组合或岩矿名称命名：如石英脉型金矿床、斑岩型金矿、绿岩型金矿床、砾岩型金矿床等；砂砾岩型铜矿床、斑岩型铜矿、矽卡岩型铜矿床、蓝辉铜矿型铜矿床、黄铜矿型铜矿床等；b）以第一个发现该类矿床的地名命名：大庙式铁矿床、攀枝花式铁矿床、大冶式铁矿床、邯邢式铁矿床、西华山钨矿、金堆城钼 4 矿床、杨家杖子钼矿、东川铜矿、玉龙铜矿、德兴铜矿、阿舍勒铜矿、焦家式金矿，世界最大金矿南非威特沃特斯兰金-铀砾岩矿床等等。v卡林型（式）矿床就是根据该矿床的第一次确定地即位于美国内华达州的卡林镇附近而命名的。5v在我国卡林型金的发现首先是湖南有色地质局416地质队早在20世纪60年代对湖南衡东石峡汞矿勘查中发现了伴生金，品位37106。因未找到自然金（属不可见金），规模较小，并未引起足够的重视。v但自20世纪70年代未80年代初，随着对美国卡林型金矿成矿特征的理论的引入，我国贵州、广西、云南、四川、陕西、甘肃、湖北、湖南、江西、安徽、广东等省区相继发现了40多个大、中型卡林型金矿点。 6v至目前为止，在美国卡林型金矿已获得工业储量5000吨；v在我国，就滇黔桂金三角卡林型金矿已获得工业储量近800吨左右，远景储量2000吨左右；川甘陕地区目前还未获得工业储量和远景储量具体数据，但初略估计其工业储量500吨，远景储量1000吨；甘肃阳山金矿其远景储量就已在500吨以上。v在我国，卡林型金矿探明的金的资源量占我国岩金总储量的30%以上，随着找矿不断取得进展这一比例将会进一步增大。72、卡林型金矿这一名称在我国的争议：v当前，对微细浸染型金矿床或卡林型金矿床概念的理解和认识尚不统一。除称之为微细浸染型金矿床或卡林型金矿床外，有些人还称之为热水溶滤型金矿、浊积岩型金矿、碳硅泥岩型金矿、碳酸盐岩金矿，甚至称之为可大规模开采的金矿。v名称的差异，在一定程度上反映人们对微细浸染型金矿床或卡林型金矿床的基本特征和成因的认识存在较大分歧。主要表现在以下两个方面：81、微细浸染型金矿床和卡林型金矿床在概 念上是否相同存在分歧 v一种意见认为，微细浸染型在概念上不同于卡林型，前者主要强调微细粒特点及浸染状产出方式，故应泛指除典型石英脉型及其它类型金矿床氧化带矿石之外的大多数金矿床类型，而卡林型除指金的微细粒浸染状产出方式外，还应包括容矿围岩为沉积岩及矿床的中低温特征（李朝阳，1995）。v多数学者认为，微细浸染型金矿床和卡林型金矿床在概念上是一致的或大体类似(李文亢，1989；涂光炽，1990；刘东升等,1994）。92、以往人们对微细浸染型或卡林型金矿床的赋矿围岩有狭义和广义两种理解 v狭义：微细浸染型或卡林型金矿床主要产于沉积岩中。刘源骏等（1994）甚至认为，卡林型金矿床赋存于不纯的碳酸盐岩地层中。v广义：微细浸染型或卡林型金矿床不仅可以产于沉积岩中，还可以产于火山岩、火山沉积岩、浅变质岩等多种岩石类型中（王小春，1997；刘东升，1989；涂光炽，1990；王可勇，2000）。v目前看来，多倾向于广义的理解。10v为便于与国外同类型矿床对比，有些学者倾向采用卡林型金矿床这一名称（涂光炽，1990；刘东升等，1994；中国科学院黄金科技工作领导小组办公室，1994）。v但愈来愈多的学者倾向采用微细浸染型金矿床这一名称（陈毓川等，1994；侯宗林等，1989；郑明华等，1990；左仲书，1993；谭运金，1994；胡瑞忠等，1995；韦龙明，1995；刘显凡等，1996；刘家军等，1997；王可勇等，2000）。11v关于微细浸染型或卡林型金矿床的定义， 各家的理解有一定差异。v考克斯和辛格（1990）在矿床模式一书中，将卡林型金矿床定义为产于沉积岩宿主的微细粒（多小于微米级）浸染型金矿床。v刘东升等（1994）的定义是：产于沉积岩及浅变质岩中，赋矿岩石主要为碎屑岩及碳酸盐岩；有一套中低温的矿物共生组合和围岩蚀变；金的粒度多为次显微显微级；在成因上属浅成中低温热液（渗流热卤水）金矿床。12v陈毓川等（2001）在中国金矿床及其成 矿规律一书中采用了“微细浸染型金矿床”这一概念，并指出：本类型金矿是指金颗粒极其微细、并呈浸染状产出在震旦系三叠系未变质的细碎屑岩碳酸盐岩中的金矿床。其主要特点是：v围岩是由海相沉积的碎屑岩、泥质岩、碳酸盐岩、硅质岩等组成，其间常发育浊流沉积；v容矿岩石多以粉砂岩、细砂岩、泥质岩及其相互过渡的岩石为主，部分为不纯的碳酸盐岩及硅质岩，碳质含量普遍较高；13v金的粒度微细，以超显微为主； v金及载金矿物主要呈浸染状分布，矿体与围岩之间无明显界线；v矿物组成以低温矿物组合为主，贫硫化物；v砷、锑、汞等元素与金的相关性明显，由这些元素组成的独立矿物常构成具特色的矿物组合；v矿床具低温浅成特点。14v有些学者将微细浸染型金矿床的主要特征归纳为三点：v金粒度微细，主要呈显微超显微状；具中低温矿物共生组合及Au-As-Sb-HgTl微量元素组合，且Au/Ag比值一般大于1；v主要由非岩浆热液形成或与侵入岩无密切关系（涂光炽，1990；王晓春 1997）。15v实际上，卡林型金矿床是以首例矿床的发现地命名的，微细浸染型金矿则是我国学者根据该类金矿床矿石中的含金硫化物和自然金呈微细浸染状产出、矿化易被忽略而命名的；热水溶滤型金矿则强调成矿流体为地层水和大气降水，盐度低，与岩浆热液或变质热液无成因联系。16v目前的研究资料表明，卡林型金矿中的金主要呈显微超显微分散状态存在，其它类型金矿（如绿岩带型、变质碎屑岩型、火山岩型、侵入岩内及外接触带型、糜棱岩型、含金砾岩型等金矿）中的金通常主要呈中粗粒显微金明金产出，即使有显微超显微分散金存在，所占比例也很低。v因此，卡林型金矿有别于其它类型金矿的基本特征，除特征低温元素组合（Au-As-Sb-HgTl）外，就是矿石中的金主要呈显微超显微分散状态存在，“微细浸染”这一术语准确地反映了卡林型金矿床的本质特点,采用微细浸染型金矿床这一术语是恰当的。 17v微细浸染型金矿另一个特点是金以显微超 显微状包于黄铁矿、毒砂中的占金总量的80%左右，这有别于其它类型金矿。v换句话说金赋存状态主要以包裹金形式存在。 v就微细浸染型金矿的赋矿围岩而言，我们赞成广义的理解，即不仅可以产于沉积岩中，还可以产于岩浆岩、火山岩、火山沉积岩及弱变质沉积岩和浅变质岩中。如我国甘肃阳山超大型微细浸染型金矿床的主要矿石类型之一就是黄铁矿化蚀变花岗斑岩型矿石。 18v微细浸染型金矿本身不具严格的成因意义，有些与火成 岩无成因联系或无明显成因联系，有些则与火成岩有一 定的（个别情况下甚至有较紧密的）成因联系。v就成矿热动力而言，有些与侵入岩有一定联系，有些则无任何联系；v就水源而言，虽然基本上均以加热的大气水和与围岩发生过水岩作用的层间建造水为主，但部分矿床有岩浆水和/或变质水参与，有的还与深部流体有关；v就物源而言，虽然多数矿床主要来自沉积地层，但不排斥侵入岩为部分矿床提供少量或部分成矿物质，也不排斥个别矿床的成矿物质主要来自侵入岩。 19v微细浸染型金矿与侵入体远接触带热液型金矿的区别也不是截然的，存在过渡类型金矿，如甘肃李坝、陕西八卦庙金矿床，但前者总体偏向微细浸染型金矿，后者总体偏向侵入体远接触带热液型金矿。 20v从成矿系列角度出发，根据金的赋存状态（主要是自然金的粒度）和矿床成因，微细浸染型金矿床可分为狭义型、广义型、超广义型三大类。v狭义型微细浸染型金矿床原生矿石中的自然金主要呈显微（0.2-10m）、超显微(0.2m）自然金形式存在,多数1m，并具中低温矿物共生组合及Au-As-Sb-HgTl元素组合。v广义型微细浸染型金矿床自然金的粒度相对偏粗，存在不少细粒及部分中粒自然金，甚至可能存在少量粗粒金。但原生矿石中的自然金仍以显微和超显微自然金为主（一般在50以上），且微细粒自然金(37m）总量往往在85以上，通常不见或偶见明金。 21 虽然成矿温度相对偏高，但成矿温度和蚀变矿物组合仍以中低温为主，并具有与狭义型微细浸染型金矿类似的成矿元素组合。v超广义型微细浸染型金矿床的自然金粒度相对狭义型明显偏粗，并有明金出现,但原生矿石中的自然金仍以微细粒为主；成矿温度和蚀变矿物组合则以中温为主；主要成矿元素组合为Au-As。v总的看来，由狭义型广义型超广义型，自然金粒度呈增大趋势，成矿温度呈增高趋势，与火成岩的成因联系呈加强趋势。22v一般意义上的卡林型金矿床只相当于狭义型微细浸染型金矿床中的一个亚类。 v也就是说，微细浸染型金矿床与传统意义上的卡林型金矿床在内涵上有一定差异，在外延上差异更大。233、我们的意见：v由上述看卡林型金矿和微细浸染型金矿其共同特征多，差异性少，为了尊重首发现地，也为了纪念首发现地，叫卡林型金矿为宜。24二、卡林型金矿在国外和国内的主要分布 v世界上到目前为止，卡林型金矿主要分布在北半球的美国和中国。在美国，分布在美国西部的内华达州和犹他州（图1 美国地图），上面已经说到其工业储量已达5000吨。2526v在中国，卡林型金矿最主要分布区以峨眉山玄武岩为中心，在其南方为滇黔桂金三角区，北面为川甘陕金三角（图2），这两个金三角构成了我国最主要卡林型金矿分布区。v滇黔桂金三角有贵州水银洞金矿床、太平洞金矿、紫木凼金矿、烂泥沟金矿床、戈塘金矿床、板其金矿床、丫他金矿床、老万场金矿床等；广西有金牙金矿床、高隆金矿床、隆或金矿床、马雄金（锑）矿床、八渡金矿床等；云南广南堂上金矿田、富宁革档金矿、富源县胜镜关东谱金矿、富宁者桑金矿、广南老寨湾金矿等。2728v川甘陕金三角：四川有东北寨金矿、草地金矿、九寨沟金矿、桥上桥金矿等；陕西有七里峡金矿、二台子金矿等；甘肃有拉尔马坪定金矿床、阳山特大型金矿带等。v除了上述两大金三角带外，在我国湖南、湖北、安徽抛刀岭、江西赣西北等地也都发现规模不大的卡林型金矿。v目前，我国发现的卡林型金矿规模属特大型的有3个，即贵州的水银洞100吨，烂泥沟200吨，甘肃阳山金矿其潜在的储量500吨。29三、卡林型金矿的矿石特征 （一）成矿时代：v我们采用了ESR（电子顺磁共振）方法和 RbSr同位素方面测定了滇黔桂金三角卡林型金矿的成矿年龄，结果与前人发表的研究成果是一致的，成矿时代主要与燕山晚期和喜马拉雅早期。我国川甘陕金三角成矿时代也属这一时期。v 美国卡林型金矿成矿时代也属燕山晚期和第三纪（喜马拉雅早期），和我国基本相同。30（二）赋矿岩性（地层）1、从地层上，在我国川甘陕金三角，西秦岭地区赋矿地层主要是寒武系（）奥陶系（O），少数分布在石炭系(C)、三叠系（T）和志留系（S）；川西北地区主要与三叠纪地层有关。滇黔桂金三角卡林型金矿的赋矿地层主要为上二叠统（P2）和上三叠统（T3）地层，其次是泥盆纪和寒武纪地层中。v美国卡林型金矿主要赋矿地层主要是志留系（S）泥盆系（D）。312、从岩性上，中国的卡林型金矿的岩性在上世纪末和本世纪初，都认为赋矿岩性主要两类： 一类为细碎屑岩，如泥质粉砂岩、泥质粉砂细砂岩、碳质泥质岩等；另一类为不纯碳酸盐，如泥质白云岩、泥灰岩、碳质泥质白云质灰岩等。但是自本世纪初开始，随着紫金公司对贵州水银洞金矿的勘探和开发，通过系统的岩矿鉴定和测试分析，从岩石、岩石化学、微量元素、稀土元素的系统研究证实了黔西南地区的关岭、兴仁、安龙、贞丰等地二叠纪龙潭组为赋金层位。32原来认为的不纯碳酸盐实际上是白云岩化的玄武质沉凝灰岩、玄武凝灰质泥岩，即使是地层中矿体生物碎屑灰岩中也不同程度含有玄武质火山碎屑物，从而纠正了长期以来把上二叠龙潭组地层（P2l）中的玄武质沉凝灰岩和玄武凝灰质泥岩误认为是普通的砂泥岩的错误，为黔西南龙潭组地层的研究在基础地层学方面做出了重要贡献。另外水银洞的金矿体和金矿石就是含多少不等玄武质火山碎屑物的生物碎屑灰岩，从而为卡林型金矿石增加了一个新类型，即生物碎屑灰岩型金矿石。美国的卡林型金矿赋矿岩性为薄层粉砂质或泥炭质灰岩或白云岩，普遍夹碳质页岩，矿体附近有花岗闪长岩。33（三）与有机质的关系：1、不论是中国还是美国，卡林型金矿多数情况下都富含有机质，这是卡林型金矿又一大特点。如川西北东北寨、九寨沟，甘肃坪定金矿，陕西二台子，黔西南的水银洞、雄黄岩、老万场、戈塘、堵汆，云南革档、者桑等。 但是有机质的来源又是多元的，中国滇黔桂金三角的黔西南地区碳质至少来自两个方面：一个是木炭碎屑，一个是碳沥青。3435 2、有机质与卡林型金矿的关系密切： 作为金的溶剂和搬运剂而存在：v自20世纪70年代至今，有机质与成矿的关系一直 是热门研究课题。关于有机碳对卡林型金矿的富集、活化、迁移、沉淀、保存所起的作用，世界各地进行了一些探索性研究，虽然不够深入，没有从根本上解决问题，但积累了不少资料（傅家漠等，1989）。特别指出的是我国学者涂光炽等著述的“低温地球化学”中从实际资料、实验过程、理论探讨对有机质在卡林型金矿形成中的作用进行深入研究（涂光炽等1998），肯定了有机质对金富集的重要性，令人兴奋。36v无论是中国还是美国，卡林型金矿床普遍存在有机碳。国内外一些重要卡林型金矿床的形成，在不同程度上都与有机质地球化学行为有关（Gatellier等,1989；Ilchik等，1986）。有机质在卡林型金矿床成矿过程中的作用体现在：v1）生物在由矿源层提供的金异常海水中吸附金造成金的第一次富集；v2）成岩过程中有机质转变为石油，金转入石油；v3）地热异常和成油后的构造作用使石油裂解，金向油田卤水转移,油田卤水是一种含胶体的溶液；v4）卤水向构造破碎带和多孔岩石（如水银洞多孔37 生物碎屑）运移并继续萃取沿途金，含金热液卤水与大气降水、深部岩浆水混合通过电解质作用，使金沉淀（陈景河 2003）。v这里特别强调石油裂解（古油田破坏）对卡林型金矿物的重要作用。38v有机质的富集作用是含金建造和金矿源层形成的重要方式之一。微生物有很强的富集金的能力，由细菌泉华有机质粘土，其富集金的能力以一个数量级递减，含金建造的有机碳含量与其含金量呈同步消长关系（胡凯，1992；刘金钟等，1993；殷鸿福等，1993；林丽等，1993；李忠等，1995）。v如在西秦岭拉尔玛金矿床含矿岩系中，干酪根是矿源层中金的重要载体之一，干酪根的平均含金量比原岩高68.4倍，含碳地层起了生油层和金属矿源层的双重作用（伊海生1992）。v不过有机碳与金含量之间并没有简单的线性消长关系，反映了金矿成岩过程中金属与有机质的相互作用有其特殊性且过程复杂（曾允孚等，1994）。 39v有机质在元素活化迁移过程中可能起重要作用。v其次，有机质在成熟过程中要经过脱羧基、烃基等阶段，这些官能团可与金属形成稳定络合物，使金属的溶解度大大增加，且进行长距离搬运。金矿床与古油藏在空间上的伴生关系，矿区有时存在固体沥青，矿石中有时可见液态烃包裹体，这些都是有机质参与成矿溶液金属搬运的重要证据。v如在拉尔玛金矿床赋矿岩系的分布范围内，固体沥青随处可见，有时规模相当大，曾被误为煤矿开采（曾允孚等，1994）。40v需要特别指出的是，作者在水银洞金矿区发现含 金黄铁矿中存在富碳质富含K、Ca、Mg、Cr、S、 Cl、CO2等（电探资料）无机物质的胶体环带（照片145、148、149）这一特殊现象，说明金矿化与有机质可能存在明显的成因联系。就拉尔玛金矿床矿体中的沥青与含金矿物的相互穿插关系来看，沥青主要生产于成矿前，富含沥青的碎块又有被矿脉穿插或交代的现象（曾允孚等，1994）。这恰好说明，古油田破坏在先，沥青先形成，油中金转入卤水与地下热液地表水混合成矿在后，表明该类型金矿形成与油的裂解具有成因联系。41v照片145贵州水银洞ZK1908203m P2L 强白云石化生物碎屑灰岩中的含金黄铁矿，围绕有机团形成五角十二面体形态。（照片中心） 光片 500 照片长0.2mm Au=19.18g/tv照片148贵州水银洞a矿体 P2L 生于白云石化生物碎屑中的黄铁矿成岩作用早期的与有机质一起组成富有机质黄铁矿胶团（Py1）不含金，被晚期热液型含金黄铁矿包含（Py2）光片 500 照片长0.2mm Au=12.42g/t42v照片149 贵州兴仁堵氽金矿 P2Lv变余玄武质沉凝灰岩中黄铁矿的不同阶段产物中间 隔着一个有机环带。岩石富有机质。黄铁矿外带含 金。光片 100 照片长0.2mm Au=17.12g/t43v有机质在元素沉淀过程中可能起重要作用，即有机质受含 矿热液作用裂解产生甲烷等低分子量有机分子及含硫和含 氮的化合物，促使成矿溶液物化性质（特别是酸碱度和氧化还原环境）变化，从而导致成矿物质从矿液中沉淀，并富集成矿。这可能就是卡林型金矿床普遍含甲烷包裹体而缺乏液态烃包裹体的主要原因。 v此外，人们普遍认为，在金矿化期间，主岩中的碳显然不从热液中直接吸附或沉淀金，而是提供有利的还原环境。事实上，原生金矿石中，金主要赋存于与碳质伴生的、呈浸染状分布的晚期黄铁矿等矿物中，而不是存在于有机碳内。不过，碳质的确可以吸附部分金，其吸附能力取决于当时碳的成熟度，通常成熟度高吸附能力低。也就是说，金的沉淀和富集成矿不仅取决于甲烷的还原沉淀，有机质的吸附以及金属有机质反应也可能起一定作用（Mercer,1976；Saxby,1976）。 44v此外研究发现，扬子地块西北缘、西南缘卡林型 金矿床的干酪根属型（腐泥型）干酪根，其原始 有机母质属还原环境中沉积的海相菌藻类生物演化成的腐泥型有机质。干酪根的成熟度按其热演化作用特点分为三个阶段，从低至高依次为成岩作用、深成热解作用和变质作用。这类干酪根研究表明处于高成熟演化阶段至过成熟演化阶段；古油田在这种温度下，肯定被破坏而裂解，油田已不复存在，黔西南卡林型金矿区普遍存在的沥青质很可能是古油田的破坏留下的遗迹之一。华南地区双桥山群水口群等含金建造的干酪根，其投影点落在变质作用区域，表明这类干酪根处于过成熟演化阶段； 扬子地块西北缘、西南缘45 大型卡林型金矿床属深成热解作用范围；而小型金矿床或金矿点干酪根属变质作用区间（魏明秀，1992）。 由此看来，干酪根的成熟度与其主岩的形成时代和变质程度关系密切，主岩形成时代愈早，变质程度愈高，其成熟度愈高（刘东升等，1994）；干酪根的成熟度过低（即成岩作用阶段）或过高（即变质作用阶段）都不利于卡林型金矿的形成，干酪根成熟度中等（即深成热解作用阶段）最有利于卡林型金矿床的形成。46v外来碳质碎屑在地层形成时作为地层中的一种组份而沉淀。v另外碳的来源还有在黔西南的二叠纪龙潭组地层（P2l）和生物碎屑灰岩中的木炭碎屑。这种木炭碎屑是峨眉山玄武岩火山爆发时大片原始森林被烧形成的木炭碎片连同玄武岩火山碎屑飘荡在其东侧广阔浅海中沉积成岩后形成的富碳地层（附木炭碎屑照片）。这种碳屑形成时金矿还没有形成，所以它不含金。但是它对卡林型金矿的浸出溶液有一定的吸附作用，所以一般含这种碳屑的样品在氰化之前，必须有一个除碳工序。47v照片121 市场上的木碳 取暖木碳碎屑中从垂直筛管导管（1）、斜交（2）、近于平行（3）、致密层（4）的各种切面中筛导管的不同形态。光片200 照片长0.5mm v照片122贵州水银洞ZK1520277m P2L 玄武质沉凝灰岩中由火山作用烧毁树木形成的细小木碳碎屑的筛、导管构造保留。单偏光200 照片长0.5mm48v照片123（左图） 贵州水银洞ZK1520277m P2L玄武质沉凝灰岩中木碳质碎片（C）各种形态。单偏光200 照片长0.5mm v照片124（右图） 贵州水银洞ZK1124276m P2L生物碎屑灰岩中夹薄层状玄武质沉凝灰岩中的木碳质碎片（C）中导管、筛管的规则排列。光片200 照片长0.5mm 49v照片125 贵州水银洞ZK1520 P2L 玄武质沉凝灰岩中木碳质碎片（C）光片200 照片长0.5mm v照片126 贵州贞丰县金木场金矿 P2L 强白云石化玄武质沉凝灰岩中木碳质碎片中筛网状筛管、导管结构形态。光片200 照片长0.5mm 50v照片127v贵州贞丰县金木场金矿 P2L v强白云石化玄武质沉凝灰岩中木碳碎片网状结构。光片200 照片长0.5mmv照片128v贵州关岭花江背斜P2Lv玄武质沉凝灰岩中木碳碎片受成岩过程影响弯曲，但近于平行导管切面保留光片 200 照片长0.5mm51v照片129v贵州关岭花江背斜P2L v玄武质沉凝灰岩中一个木碳质碎片的又一种形态。光片 200 照片长0.5mm v 照片130v贵州关岭花江背斜P2Lv玄武质变余沉凝灰岩中一个近平行导管的木碳 质碎片。光片 200 照片长0.5mm52v照片131v贵州关岭花江背斜P2L v变余玄武质沉凝灰岩中的一粒多孔木碳质碎片又一形态。光片 200 照片长0.5mm v 照片132v贵州关岭花江背斜P2Lv变余玄武质沉凝灰岩中浮石状木碳碎块。光片 200 照片长0.5mm53v照片133（左图） 贵州兴仁堵氽 P2L 变余砂状玄武质沉凝灰岩中的网状木碳碎屑形态。光片 200 照片长0.5mmv照片134（右图） 贵州兴仁堵氽 P2L 毒砂黄铁矿化玄武质沉凝灰岩中一个被黄铁矿交代的保留导管、筛管假象的木碳碎片。光片 200 照片长0.5mm54v照片135v贵州睛隆泥堡 P2Lv玄武质沉凝灰岩中变形了的木碳质碎片 光片 200 照片长0.5mmv 照片136v贵州水银洞ZK2010 P2Lv一个完全黄铁矿化的木碳碎屑（导管中充填粘土矿物水云母）存在于黄铁矿白云石化的玄武质沉凝灰岩中。光片 200 照片长0.5mm55v照片137v贵州水银洞c矿体底板结核层 P2L v结核状碳屑、生物屑、玄武沉凝灰岩中木碳碎屑（黑色）中导管结构。 薄片单偏光 160 照片长0.6mm v照片138v贵州水银洞ZK1003345m P2Lv玄武质沉凝灰岩中一个木碳碎屑中的筛管或导管中被黄铁矿充填。光片 200 照片长0.5mm56（四）卡林型金矿的矿石类型及矿物组合：v这里我们主要强调的是原生矿石和氧化矿石类型。v（1）氧化型矿石：在所有原生型矿石分布地区都存在，只不过由于地质、地貌条件的差异，有的地方矿体完全出露，遭到强烈氧化形成规模较大的氧化型矿石。例如贵州老万场、黑拉草红土型矿石、戈塘红土型金矿石、云南堂上安龙山红土型金矿、广南老寨湾红土型金矿、云南革档的红土型金矿、广西高龙红土型金矿、广西隆或金矿等。57v红土型金矿就是卡林型金矿的氧化型矿石，尽管矿石产出于大范围的不同地理位置的不同矿床，但具有很多相同共同性质。v主要矿物组合为石英、褐铁矿、游离自然金（可见和不可见金，甚至存在狗头金）、铁染水云母、碳质、臭葱石、玉髓、绿玉髓、蛋白石、黄钾铁钒，有时可见自然铜。总是或多或少残留原矿石中的金属硫化物，其中以黄铁矿为主和碳沥青等。58v（2）原生型矿石：关于原生矿其主要矿物组合：v主要金属矿物为黄铁矿和毒砂，其次也见少量黄铜矿、磁黄铁矿、辉锑矿、雄黄、雌黄、辰砂、方铅矿、闪锌矿、铜蓝等。v脉石矿物主要是石英、白云石、方解石、水云母，其次是长石、萤石、地开石（高岭石）、重晶石、石膏、碳沥青等。v上述的矿物组合是综合我国卡林型金矿的成果而来，具体到每一个矿区，矿物是不可能这样全的。但他们的共性矿物，也就是各个矿区共有的矿物有：黄铁矿、毒砂、辉锑矿、雄黄、石英、白云石、方解石、绢（水）云母、碳沥青等。59(五)、卡林型金矿石中金的特征及金的赋存状态： 卡林型金矿，从矿石类型上主要有两大类：即氧化红土型矿床和原生矿床。它们的金的特征和金的赋存状态是不同的，正是由于这些不同特征，所以其选冶过程就存在很大的不同。v1、氧化型矿石v（1）自然金的特征：氧化型矿石中自然金除了原生矿石中10%游离金以外，80%来自原生卡林型金矿中黄铁矿和毒砂氧化而分离出来的金，是自然金。60v大家知道氧化带中的金可以自身长大，所以红土型 金矿中可见金的几率高得多。在滇黔桂金三角的红 土型金矿就发现过重达几百克的狗头金，除了可见金以外 还有很多不可见金。v红土型金矿中金的赋存状态主要有两种：其一，主要以独立存在的自然金（包括可见的或不可见的）存在；其二，以可见和不可见金形式包裹于褐铁矿中。极少见的情况下分布于二氧化硅（石英、玉髓）和碳酸盐矿物粒间，也有很少量存在于残留的黄铁矿和毒砂中。v自然金在卡林型金矿氧化的红土型金矿中粒度变化巨大，由于地质成矿作用，金从被氧化的金属硫化物中游离出来后，少部分会归并加大，所以可以出现肉眼可见金，甚至是狗头金，但不可见仍然是主要的和大量的。61v2、原生卡林型金矿石中的自然金v（1）金的价态：通过上百篇卡林型金矿的研究文章及 专著研究得出一致结论，95%以上的金以自然金形式存在，只有不到5%的金以正2价形式置换黄铁矿和毒砂的2价铁离子形式存在。v（2）自然金的粒度：自然金在卡林型金矿石中的粒度用一般10倍放大镜和肉眼看到的几率极低。至今，除了在那些有争议的卡林型金矿（如甘肃李坝、陕西八卦庙金矿是否归属卡林型还存在争议），自然金粒度可达0.03mm（30m）（当然仍有50%以显微超显微（0.110m）的自然金）。v在我国滇黔桂和川甘陕两个金三角区（还有我们工作过的安徽抛刀岭）的卡林型金矿中自然金的粒度一般都在5um1um。62v（3）卡林型金矿原生矿中金的赋存状态v根据我们几年来的研究成果硫化物中最主要赋金矿物是黄铁矿和毒砂，而辉锑矿、雄黄含金量微不足道。在脉石矿物中主要赋金矿物质是石英、水云母和白云石；而且在脉石矿物中，金主要分布在这些一般都比较细小的矿物粒间为主。v根据金的化学物相分析的情况看，原生卡林型金矿中游离自然金10%左右，硫化物中金80%左右，脉石矿物中金10%左右。具体到不同矿区不同矿床，上述数据上下会有波动，如硫化物中金含量一般75%-85%之间变化。v从包裹金和粒间金（未被包裹）的这个角度看，包裹金主要分布在硫化物的黄铁矿、毒砂中及少量在粘土矿物层间占80%左右，粒间金约占20%（主要是游离金和脉石矿物粒间金）。63v（4）金与黄铁矿的关系v金与黄铁矿的关系是比较复杂的，前面我们说金主要与硫化物有关，特别是与黄铁矿关系密切。va)在任何一个矿区，卡林型金矿中的黄铁矿形成都是多期多阶段的。一般说来，卡林型金矿床中有：v（1）同生沉积期的黄铁矿，这一期形成的黄铁矿主要是胶状的莓状黄铁矿（照片163、164、165、166、169、170、172、173）。该种黄铁矿是和形成地层的沉积物一起沉积的，此时金矿床还没有形成，所以该种黄铁矿是不可能含金的不含金黄铁矿。64v照片163v贵州水银洞 P2c v变余钙质海绵骨针灰岩中棒形莓状黄铁矿为沉积和成岩初期产物，不含金。 光片1250（浸油）, 照片长0.075mm Au=0.03g/tv照片164v贵州水银洞 P2cv角砾状自形白云石化（DO）生物碎屑灰岩中黄铁矿胶粒组成糖葫芦形态（黑色），可能是链球菌、藻或某种生物排泄物黄铁矿化。薄片630 ,照片长0.16mm Au=0.02g/t65v照片165（左图）贵州水银洞ZK1124226m P2L 黑色泥碳质页岩中莓状黄铁矿群。光片500 照片长0.2mm Au=0.02g/t v 照片166（右图）贵州水银洞ZK1124229m P2L 玄武凝灰质碳质泥岩中莓状黄铁矿群，同生期形成，不含金。光片200 照片长0.5mm Au=0.02g/t66v照片169v贵州兴仁紫木凼金矿 T12 v黄铁矿化白云质泥岩中分布于两个层理接触面上的变莓状黄铁矿。 光片100 照片长1.0mm Au=0.15g/t v照片170v贵州水银洞中a矿体中P2Lv生物碎屑灰岩中具马赛克结构的莓状黄铁矿，不含金。光片1250（浸油）照片长0.075mm 67v照片172v贵州水银洞f矿体v在不含金的泥晶生物碎屑灰岩中的发育莓状黄铁矿。 光片1250（浸油）照片长0.075mm Au=0.17g/t v照片173v贵州水银洞矿区 P2L v 含碳质玄武质沉凝灰岩中，极细黄铁矿与有机质胶团形成似蛙卵状不规则胶团，是准同生期或沉积期成因。 光片1250（浸油）照片长0.075mm 68v照片150（左图）贵州册享丫它金矿T2xm 白云质泥质粉砂细砂岩中的浸染状立方体（黑色者）黄铁矿。 薄片 63 照片长1.6mm Au=0.57g/t v照片151（右图）贵州水银洞ZK1124127.83m P2L 含生物屑碳泥质岩中，完整、不完整的立方体黄铁矿（Py），这种黄铁矿不含金。光片 500 照片长0.2mm Au=0.16g/t（2 2）成岩期形成的黄铁矿）成岩期形成的黄铁矿，该种黄铁矿多是不成形的莓，该种黄铁矿多是不成形的莓状黄铁矿转变而来，从晶形上说又多为立方体黄铁矿；该状黄铁矿转变而来，从晶形上说又多为立方体黄铁矿；该种黄铁矿也是不含金黄铁矿，因为它不是成矿期形成而是成种黄铁矿也是不含金黄铁矿，因为它不是成矿期形成而是成岩期形成的黄铁矿（岩期形成的黄铁矿（照片照片150150153153）。）。69v照片152v贵州册享丫它金矿T2xm v黄铁矿化白云质粉砂细砂岩中的密集浸染状分布的黄铁矿不含金。 光片 50 照片长2.0mm Au=0.78g/t v 照片153 v贵州水银洞 P2Lv生于生物碎屑灰岩叠层石中的成岩期立方体黄铁矿不含金（黑色者）薄片单偏光 63 照片长1.6mm Au=0.34g/t 70（3）成矿期含金黄铁矿v据我们11个矿区不完全统计，成矿期形成的含金黄铁矿具有如下特征：五角十二面体型黄铁矿是最主要的含金黄铁矿（照片140、145、147）；v照片140v贵州水银洞f矿体 P2Lv生物碎屑灰岩型金矿中同生期富有机质的莓状黄铁矿（不含金）内核，外壳为富含金的五角十二面体形成于金的矿化热液期。光片 500 照片长0.2mm Au=168.3g/t71v 照片145v贵州水银洞ZK1908 P2Lv强白云石化生物碎屑灰岩中的含金黄铁矿，围绕有机团形成五角十二面体形态。（照片中心）光片 500 照片长0.2mm Au=19.18g/tv照片147v贵州水银洞a矿体 P2L v中心为有机质的五角十二面体黄铁矿（Py），也是载金黄铁矿。生于白云石化生物碎屑灰岩中。 光片 500 照片长0.2mm Au=30.18g/t 72v照片139 贵州水银洞f矿体 P2L 生物碎屑灰岩型金矿石中一粒球形变胶状黄铁矿在马福炉中700被氧化成赤铁矿后（红色部份），其边缘包含的1粒金（god）,大小0.0017mm. 光片 1250（浸油），照片长0.075mm Au=168.3g/t v照片141 贵州水银洞f矿体 P2L 形成于生物碎屑灰岩金矿体中的晚期热液型变 胶状黄铁矿是金的主要载体矿物（Py），其内有弧形胶体固化收缩裂纹。 光片 200 照片长0.5mm Au=168.3g/t v胶状黄铁矿特别是高品位的生物碎屑灰岩型金矿中的黄铁矿，如水银洞常见（照片139、141、143、144）；73v照片143v贵州水银洞a矿体 v毒砂黄铁矿白云石化生物 碎屑灰岩（玄武凝灰物质 常见）中变胶状含金黄铁 矿（Py）光片 200 照片长0.5mm Au=53.25g/t v照片144v贵州水银洞c矿体P2L v生物碎屑灰岩型金矿石中变胶状黄铁矿组成串珠状的细脉（Py）为晚期热液型形成的含金黄铁矿。光片 100 照片长1.0mm Au=20.15g/t 74v富含有机质及S、As、Cl、Fe、Mg、Cr的黑色胶状环带的黄铁矿外壳（照片145、148、149），特别是兴仁堵汆金矿中黄铁矿，早期不含金的立方体黄铁矿在金的成矿期间首先蒙上一层成份复杂的富含S、As、Cl、Fe、Mg、Ni的黑色有机质胶体后再次生成的胶状黄铁矿外壳是金的主要载体矿物。联系到水银洞矿区的有机质胶体外壳的黄铁矿外形上有构成五角十二面体，也是主要的载金黄铁矿。这一带有普遍性的特点，至少说明在主成矿期含金黄铁矿形成前，有一次普遍的有机质以胶体状态降解沉淀的过程，换句话说含金溶液是一个富有机质的胶体。金的沉淀与有机质从胶体中降解释放金的过程是密不可分的。75v 照片145v贵州水银洞ZK1908 P2Lv强白云石化生物碎屑灰岩中的含金黄铁矿，围绕有机团形成五角十二面体形态。（照片中心） 光片 500 照片长0.2mm Au=19.18g/tv 照片148v贵州水银洞a矿体 P2Lv生于白云石化生物碎屑中的黄铁矿成岩作用早期的与有机质一起组成富有机质黄铁矿胶团（Py1）不含金，被晚期热液型含金黄铁矿包含（Py2）光片 500 照片长0.2mm Au=12.42g/t76v照片149 贵州兴仁堵氽金矿 P2L 变余玄武质沉凝灰岩中黄铁矿的不同阶段产物中间隔着一个有机环带。岩石富有机质。黄铁矿外带含金。光片 100 照片长0.2mm Au=17.12g/t 77vb）金在黄铁矿中分布的不普性和不均匀性：v1）实践已经证明，由于存在于卡林型金矿床中的黄铁矿形成于沉积期成岩期构造活动和成矿期的各个阶段，沉积期、成岩期形成的黄铁矿不含或极少含金。只在金矿化期形成的黄铁矿才是最主要含金黄铁矿，而且含金黄铁矿在卡林型金矿中主要发育于金矿体内，其数量不多。v在选矿方面也有不少实践经验证明这个结论：一个是抛刀岭金的浮选试验，一个是水银洞不同类型矿石选矿试验。v2）含金黄铁矿中金的分布是不均匀的，主要有下列几种情况：v其一：矿化期含金黄铁矿是胶体状态蒙罩在早期不含金黄铁矿上形成含金黄铁矿外壳。金赋存在整个黄铁矿的外环带中。78v其二：含金黄铁矿作为富含多元素的有机胶团的外壳形成有机团块的外环带。v其三：早期形成的不含金立方体黄铁矿在金矿化期首先蒙罩上一层有机质后紧接着蒙罩一层含金黄铁矿外环带。v这三种情况的共同特征就是富金黄铁矿作为黄铁矿的外带而存在。也就是说金主要赋存在含金黄铁矿的外带（外壳）中。金分布的这种特征，对于金精矿冶金在不考虑S的利用情况下，如培烧，只要含金黄铁矿外壳转变成赤铁矿就可以了，然后在氰化。这种路线图是否可能，选冶的同志可以根据金的这一赋存特性去研究，去考虑。79vc）金在黄铁矿中的分布与黄铁矿中富As环带是一致的。也就是说，As在黄铁矿中的富集规律和金在黄铁矿中的富集宏观上和微观上是一致的。vd）黄铁矿的富金外环带同时也是富As环带的机理，到目前为止所发表的论文中，阐述这种现象和规律的比较多，但阐述这种现象的本质的文章目前还未见有说服力的。我们经过一些工作和查阅相关专著和论文，就个人很不成熟的观点推出如下看法：80v1）卡林型金矿的成矿热液为富有机质的热卤水，主要来源于两方面：其一是来源于富有机质微生物富集的沉积物成岩排出的层间水，这种层间水不但富含有机质，而且富含S。S主要来源生物体中蛋白质的分解和同生沉积时形成的胶状莓状黄铁矿在成岩中的溶解。在卡林型金矿赋矿地层是地球上含As最高的岩石，As=6.6104。其二，来源于古油田受构造，深埋变质作用被破坏而形成的热卤水，这种热卤水除了含有各种大小不同分子链的有机质、甲烷、乙烷、丙烷、各种烃类、各种沥青等等有机质外，还有富含近40种元素，其中主要为S、As、Fe、Ni、Co、Mg、Ca、CO2、H2S、K、Na等。v2）卡林型金矿的成矿热液为含Au富Fe、Mg、As、S、 H2S的胶体，其证据是：其一，紧邻矿体的顶底板广泛发育胶体特征的西瓜大、铅球大小的球状体，其成分为富碳 81 质、泥质、黄铁矿及玄武质火山细物质组成，具成份相对富集的同心环带状构造；其二，可形成少量胶体特征结构；其三，矿体中可见富有机质含S、As、Cl、Fe、Mg、Ni等元素的胶粒；其四，具有胶体沉积特征的富Au、As的胶状黄铁矿的广泛存在。v3）Au、As的某些共性特征：As的原子半径为1.39（或1.48），Au的原子半径1.44大小相近。As为亲铜元素，与S、Se、Te亲和力强。也是亲铁元素，形成FeAsS、AsS(雄黄)、As2S3(雌黄)，卡林型金矿矿物学研究表明：毒砂、雄黄、雌黄尽管形成后重结晶很难有胶体沉淀特征，但在美国、我国小秦岭、贵州水银洞等矿区时不时还能看到胶体形成的影子，反映这些矿物形成时矿液的胶体性质。以水银洞为代表的卡林型金矿成矿热液具有溶胶的性质，被地质现象及含金矿物的胶体特征所证实，而且也被含Cr、Mg、 Ca、Si、Fe、S、Cl多种元素的有机溶胶所证实。As的硫化物、Au的溶胶、油的82 乳胶都属于憎液溶胶。大家知道，憎液溶胶溶质表面张力 和粘滞性与溶剂差别不大，超显微可观察到最细微粒，粒 子显著带电具有明显电泳现象，特别是对电解质敏感，使其 破坏、聚沉所需电解质比起亲液溶胶少得多。但对溶剂惰性。我们注意到As2S3、Au都是憎液溶胶，它们的胶粒也都带同 样的电荷。v卡林型金矿成矿热液是一个低温有机质多元素和As2S3、Au共同组成多成份的憎液溶胶。该溶胶由于富含大分子有机质胶粒，使FeS2、As2S3、Au溶胶胶粒不易沉淀。一旦混入常见的少量电解质如FeS、H2S，憎液溶胶就变得不稳，首先是大分子有机胶团沉聚；并蒙罩许多正负离子，我们看到的黄铁矿有机胶团内核就是这样形成的。使有机胶团减少，当有机大分子胶团减少到小于支撑FeS、As2S3、Au溶胶时FeS2胶粒开始沉聚于早先沉聚的有机胶团外围，FeS2胶粒沉聚过程中，捕获蒙罩As2S3、Au于其内，这可能就是含Au富砷胶状黄铁矿形成的主要原因。83四、卡林型金矿的选冶v任何一种有用元素或矿物的利用都必须经过找矿、勘探、开采和选冶的过程，才能获得。各种矿石由于品位存在很大差别，矿物种类、粒度大小、嵌布特征、结构、构造、元素赋存状态等存在很多差别，因此选冶也就有很多不同的方法。v卡林型金矿，矿石大类上有两大类，其一是氧化红土型金矿石，其二为原生黄铁矿毒砂型金矿石。根据目前国内企业和民间开采利用情况具有以下方法：（据了解，国外大体也就是这些方法）（由于我在选冶方面还未入门，这里只原则上推出方法，对过程当留给选冶人员去思考。我这里就班门弄斧了。）84（一）氧化矿v1、直接堆浸法：条件是a)渗透性好，b）低碳或无碳；v2、造粒堆浸法：条件是：粘土矿物太多，渗透性不好，但含碳量低。v3、焙烧堆浸法：条件是：富碳但渗透性好，设法消除碳的反吸附这一有害条件。v4、碳浆法、碳浸法：条件是：以细粒含金物料为主，用碳浆法、碳浸法使用那种看活性碳粒度和矿浆最大粒级的关系。有大于活性碳粒级的则宜使用碳浆法，不宜用碳浸法。v5、池浸法、柱浸法：这两种方法多适合私人小企业和个体户。所有这种方法都没有涉及到三废处理的环境问题，这已超出了我们的讲课范围。85（二）原生矿v我们先回忆一下上面原生矿金的赋存状态。金的工艺矿物学研究和物相分析、电子探针、扫描电镜、X荧光能谱仪、矿相显微镜等大量科技人员20年的不同卡林型矿床研究获得了大量数据，各自的工作不约而同地得出了卡林型金矿金的赋存状态共同点：v1、自然金粒度极少量成显微金，绝大多数为超显微金粒。也就是说绝大多数0.002(2m),仅少量在0.0020.005，罕见个别0.0050.01，粒度细小是其特点之一。v2、80%以上自然金为赋存在黄铁矿和毒砂中的包裹金。v3、在黄铁矿中自然金并不赋存在所有黄铁矿中，而仅与成矿晚期的黄铁矿有关。由于胶状含金黄铁矿可以独立形成，也可沉聚在早期不含金黄铁矿中形成含金黄铁矿外环带，也可沉聚于先一步沉聚的成分复杂的有机胶团上形成有机胶团的富金黄铁矿外壳。v4、富金黄铁矿环带同时也是富砷黄铁矿环带。v5、卡林型金矿中含金黄铁矿粒度细小，主要粒级0.040.001都存在。86v根据上述特征，我们选冶工作者首先想到：v1、矿石破碎粒度应主要控制在-200目以下。v2、选金主要就是选黄铁矿，选黄铁矿要尽量避开不含金黄铁矿。要富集含金黄铁矿，这是目前国际国内的一个重大的技术难题，它的核心是使含金黄铁矿和不含金黄铁矿达到分离。v3、不管采取哪种工艺，但最终都落实在对含金黄铁矿的氧化和浸出上。87v回忆了上述与选冶有关的卡林型金矿的矿物工艺特征后， 作为选冶人员自然就应该想到卡林型金矿原生矿常用的 选冶工艺流程。v1、化学药物直接氧化碳浆法：我们把它称为紫金法，条件：矿石必须是高品位（10g/t），而对于卡林型金矿来说，绝大多数都是低品位矿石。此方法并不具有普遍意义。v2、焙烧氧化破碎氰化法：条件是矿石品位多在510g/t。该法给环境造成重大隐患，必须解决污染的问题。v3、黄铁矿富集（选矿）：氧化法、碳浆法（焙烧、碳浆法）：该方法选出的金精矿也就是黄铁矿精矿。若就地冶金，黄铁矿型金精矿品位要求不高可以就地生产硫酸；若需要长途运输，金含量算一算金品位至少要多少才会有利润或不亏本。8889