早在两千六百年前的《管子·地数篇》,书中记载了距今 五千多年前中华文明始祖轩辕皇帝与大臣伯高的一段对话:
“上有丹砂者,下有黄金。上有磁石者,下有铜金。上有陵石者,下有铅锡赤铜。上有赭者,下有铁。”
“上有丹砂者,下有黄金”讲的是造山型金矿,造山型金矿往往会有块状金,是古人最早发现的金矿类型之一。这种金矿往往与砷、汞等共生,丹砂就是硫化汞(HgS)。
“上有磁石者,下有铜金”讲的是斑岩铜矿,磁石就是磁铁矿。斑岩铜矿形成过程中磁铁矿的结晶起着关键的作用,因此斑岩铜金矿床附近往往有磁石产出。
“上有陵石者,下有铅锡赤铜”是指矽卡岩型矿床,“陵石”是指大理岩或者石灰岩等碳酸岩。
“上有赭者,下有铁”则是常见的“铁帽”现象。“赭”是土状赤铁矿,往往都是铁矿被风化后形成的赤铁矿与褐铁矿的集合体,呈现暗红色或者浅红色,可做颜料。
对于金矿,古代典籍记载甚多。《天工开物》记载“金多出西南,取者穴山至十余丈,见伴金石,即可见金,其石褐色,一头如火烧黑状。”“然岭南夷猿洞穴中,金初出如黑铁落,深挖数丈得之黑焦石下。”“取银之法。每石壁上有黑路乃银脉”。
除了对矿脉及岩矿表征的描述外,金矿矿脉所在地还有一些指示性的植物。比如《酉阳杂俎》:“山上有薤,下有金。”《庚辛玉册》:“透山根似蔓菁而紫,含金气。”可见古人通过常年的找矿、探矿对于矿脉的外在表现都积累了一定的经验,但是要真正确定有矿脉,还必须要试采试炼才能够进一步验证经验是否准确。
因金矿成矿时间几乎贯穿整个地质史,现对以下几类主要金矿床的找矿标志进行介绍。
1)砂金矿
这类矿床由于埋藏浅,只用简单的淘洗工具就可以轻易获取,所以远在几万年前就被古人开采。目前砂金仍然是一类重要的金砂,世界约有三分之一的金来自砂金。
这类矿床由于埋藏浅,只用简单的淘洗工具就可以轻易获取,所以远在几万年前就被古人开采。目前砂金仍然是一类重要的金砂,世界约有三分之一的金来自砂金。
砂金矿床以冲积砂金矿最具工业价值。各类高背景含金岩石和金的原生矿床是金砂的主要来源。但产生砂金的地方不一定有原生金矿,砂金是靠水流的搬运而富集,有时离原生金源可达10—20公里。
砂金找矿标志:
1、沿水系上游是否存在金的高背景岩层或岩金矿床;
2、在河的变宽部是否有“沙洲”,在河曲的突出部位,水流端急的支流进入水流平缓的主流处,易富集成矿;
3、黑龙江流域是我国砂金最多的地区之一,当地老百姓总结了一套有效的找砂金的经验:“大沟有腿(即产生金的山脉),小沟有咀”“沟里平宽,侧山平正,旁有排子(阶地),后有座山(沟之顶山,即原生金来源地,钱有迎门山,即关门咀子);
4、冲击砂金矿主要产于基岩上面的砾石层的底部。
2)含金石英脉矿床
含金石英脉矿床,属中温或中低温热液矿床,金主要产于石英脉中而得名,可是常与花岗岩话和混合岩化作用有关。矿床可产于各种性质不同的围岩,特别是含中基性火山岩是变质岩中。围岩蚀变有绢云母化、绿泥石化、钠长石化、碳酸盐化、硅化、黄铁矿化、及黄铁绢石岩化。矿床多呈脉状及网脉状,少数呈扁豆状受构造裂隙控制。矿石矿物有自然金、黄铜矿、黄铁矿、毒砂等。脉石矿物主要有石英,少量碳酸盐类。萤石、重晶石、电气石和钠长石等。
含金石英脉矿床找矿标志:
1、主要分布在基底隆起区的构造-岩浆活动带中,区域性深大断裂为控岩导矿构造,次级断裂为控矿构造;
2、成矿作用与重熔、同熔岩浆侵入活动有关,成矿时代有加里东期、海西期和燕山期,燕山期是主要的。复式岩体与成矿的关系十分密切;
3、金矿化带内通常有数条平行矿体,矿体与矿化带、矿化带与围岩呈渐变过渡,唯石英脉型与围岩界线清楚;
4、围岩蚀变以硅化、黄铁矿化、绢云母化、钾化为主,碳酸盐化及绿泥石化等次之。
3)火山岩、次火山岩金矿
矿床主要赋存在中新生代火山口。超浅层侵入体,火山岩、火山碎屑岩中严格受火山结构及其周围的构造裂隙所控制,矿体呈脉状、圆筒状、环状等。金属矿物有自然金、黄铁矿、白铁矿、辉银矿等。非金属矿物有石英、玉髓、冰长石等。矿石据胶状、角砾状、脉状、网状、梳状等结构构造。围岩蚀变有青盘岩化、硅化、明矾石化、绢云母化等均显示了低温矿床特点。矿床规模一般较大,但含金一般多很不均匀。
成矿作用有两种情况:一种是与中性喷出岩及其相应的火山碎屑岩有关,矿脉受喷出岩及其围岩的构造控制。如台湾的金瓜山,江苏的铜井火山岩金矿等。另一种是与中酸性浅成先侵入体有关,矿体往往受岩体接触带控制。如黑龙江团结沟金矿。
找矿标志:
1、这类金矿主要分布于中生代断陷盆地边缘,深大断裂既控制着断陷盆地,也控制着火山岩的展布,矿体受火山岩(次火山岩)构造控制;
2、基底地层含矿性是成矿的重要因素之一,矿床下部或其附近一般均有含金丰度较高的矿源层存在。容矿围岩为中-中酸性火山岩、火山碎屑岩、碱性火山岩、以及中酸-酸性的浅成和超浅成次火山岩。矿体对岩体而言是后成的;
3、矿体赋存的主要部位:一是火山穹隆、破火山口周围的环状、放射状断裂系统,二是浅成-超浅成次火山岩的顶部或接触带附近。
4)含金砾岩型金矿
我国这一类金矿主要形成于中新生代的陆相盆地里,主要成矿期为晚侏罗世至早白垩世及早第三纪中新世。矿床赋存于砂砾层底部,含矿层位较多,分部较广,品位中等。自然金主要赋存于胶结物中,如黑龙江小金山。
5)铁帽型金矿
主要是由含金的原生硫化物经氧化淋漓次生富集成矿。矿床一般严格地受原生硫化物所赋存的构造所控制,一般规模较小,但较富,品位变化很不均匀。含矿岩石主要是疏松状褐铁矿及含泥质砂砾(带棱角)如安徽铜陵黄狮涝铁帽型金矿属此类。
6)卡林型金矿床
六十年代在美国内华达州卡林发现,主要产于碳酸盐中是微细粒侵染状含金矿床产量居美国第二位。矿床与第三纪火成岩墙、岩流和热液蚀变有关。矿体主要呈侵染状产于志留系—泥盆系,罗拨茨山组的上部的碳酸盐岩中。富集地段为有纹理的泥质、砂质白云岩、或灰质泥岩,分三个矿带矿体延长数百米、厚数十米。金平均品位10克/吨,金颗粒小于10微米,伴生组分有银、砷、汞、锑、钨等。围岩蚀变主要为硅化和绢云母化、高岭土化。