青峰山金矿区石英热发光特征及在找矿中的应用

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摘要：石英是金矿中最重要的脉石矿物。通过对青峰山金矿区石英热发光特征的研究，石英热发光曲线类型有单峰型、双峰型和三峰型。含金石英热发光以阶梯状双峰且发光强度大为特征；围岩或不合金石英具有低缓单峰且发光强度小为特征；研究表明，石英热发光可以用于评价石英脉的含金性、判别矿化阶段以及推测矿脉的含矿程度，并且可以作为寻找和评价金矿的找矿矿物学标志。

关键词：青峰山　金矿　石英　热发光特征　应用

中图分类号：P62　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)003―108-02

在各种主要类型的金矿床中，石英是金矿石中最重要的脉石矿物，因此对石英标型特征的研究，并用于金矿床及其它地质体的成因解释和找矿评价，已获得重要的成果，表明石英标型特征研究具有重要的实际意义。通过对青峰山金矿区石英热发光的研究，进一步探讨石英热发光特征在寻找和评价金矿方面的标志意义。

1、地质概况

辽宁青峰山金矿区位于华北地台北缘与内蒙地轴南缘东段接壤处，承德一北票大断裂的北侧。区内出露地层主要为太古界建平群小塔子沟组黑云斜长片麻岩等，其次为中元古界灰岩、古生界灰岩、页岩及中生界火山岩等。该区岩浆活动比较频繁，有超基性、基性、中性、中酸性和酸性岩浆侵入，其岩性主要有橄榄岩、角闪岩、闪长岩、闪长玢岩、黑云石英正长岩、花岗岩等。区内构造发育，以断裂构造为主，可分NE、NNE、E W向三组，而章京营子一张家湾大断裂是控岩控矿的重要构造，次级断裂交汇处是成矿的有利部位。

青峰山金矿区(包括水泉和少家沟金矿点)的矿体、矿化体赋存于建平群小塔子沟组片麻岩中。水泉含金爆发角砾岩筒，呈椭圆状，长轴方向近SN，长55米，宽43米。含金蚀变角砾岩中，角砾呈次棱角状、浑圆状，粒径一般3―5厘米，角砾成分主要为闪长岩，少量黑云斜长片麻岩。经刻槽取样分析结果金的含量为0.5―1.50g／t，最高为3.76g／t；Ag为6.85g／t。少家沟含金糜棱岩带地表出露长800米，宽3―22米，走向近E W，倾向南，倾角70°，矿体平均厚3.35米，Au平均品位2.55g／t，Ag为3.21g／t。该区金矿成矿包含内生成矿作用的热液期及外生作用的表生期，热液期大致分三个阶段，即早期石英阶段；中期石英―硫化物(以黄铁矿为主)阶段；晚期石英―碳酸盐阶段：而中期石英―硫化物阶段是金的重要矿化阶段。表生期矿物主要为褐铁矿。矿石构造有浸染状、角砾状、脉状、块状等，矿石结构有交代假象、交代残余、压碎结构等。矿区内的矿物成分主要为黄铁矿、金矿物、石英、褐铁矿、绢云母、长石、碳酸盐等。蚀变主要有硅化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等。

2、石英的热发光特征

2.1　石英热发光机制

所谓热发光即天然矿物经人工加热时释放出来的能量。石英具有天然热发光性，且热发光灵敏度很高，峰值稳定性良好。但因成矿的地质、地球化学条件不同，其晶格缺陷、杂质元素含量、接受外界辐射剂量及热历史有差异，所以在加热过程中产生的热发光效应也有所不同。一般认为矿物热发光性质受多种因素影响，如成矿环境(温度、压力、深度等)，成因类型以及晶体中杂质元素及晶格缺陷等，石英热发光取决于石英中O―AI／M+空穴心(M+代表Li+Na+、K+、H+)和Ti33+、Ge3+、Fe3+电子心的存在。石英中的AI及K、Na等元素含量越高，石英热发光强度越大。石英热发光的温度则与俘获电子陷入晶格陷井能级深度有关，生成时代越老或生成越深的石英，捕获电子陷入较深能级的陷井，需要加热到较高的温度时，才能出现热发光峰，发光曲线形态也比较复杂；时代越新或生成越浅的石英则与之相反，只需加热到较低温度时就出现发光峰，发光曲线也相对简单。

2.2　热发光曲线类型

青峰山金矿区石英的热发光曲线按其发光峰数目、形态及发光强度，主要有如下几种类型。

(1)单峰型：仅出现一个发光峰，发光峰温度在170―280℃范围内。据发光强度及峰形又可分为：

1)平缓单峰型：中温峰发光微弱，低温峰和高温峰缺失或极不明显，曲线呈低缓土丘状(图1，曲线1、2)。

2)尖锐单峰型：少家沟含金糜棱岩中，石英在165―180℃区间内低温峰发光很强，峰形尖锐，曲线呈不对称形态(图1，曲线3)。

(2)双峰型：石英在低温、中温区间内出现两个发光峰，低温峰温度165―185℃，中温峰温度220―285℃，无高温峰。按曲线形态可分为缓阶梯状和陡阶梯状。缓阶梯状表现出低温峰和中温峰相差不大，随温度升高曲线由低温峰渐渐过渡到发光强度较大的中温峰(图1，曲线4、5)；陡阶梯状表现出石英的低温峰和中温峰相差较大，低温峰发光较弱，突升至发光强度较大的中温峰(图1，曲线6)。

(3)三峰型：水泉金矿的石英除在165―200℃出现低温峰和在210―285℃出现中温峰外，在305―340℃区间内又出现一个高温峰，但其峰形不十分明显(图1，曲线7)。

2.3　石英的热发光特征

通过对本区18个石英的热发光特征曲线(图2)特征的研究，区内石英热发光具如下特征。

(1)水泉金矿点石英热发光在220―285℃之间有明显的中温峰，少数具有低温峰。少家沟金矿的石英几乎没有或有极不明显的中温峰，但有尖锐单峰。

(2)热发光曲线形态：水泉金矿点石英的热发光曲线以阶梯状双峰为主，少数为低缓单峰；少家沟金矿的石英热发光曲线形态以平缓或低缓曲线为主。

(3)水泉金矿的石英中温峰发光强度较强，峰值一般为152―615(相对强度单位)平均发光强度为304；低温峰值为170―300，平均发光强度为203。少家沟金矿石英中温峰发光强度弱或极不明显，个别低温峰发光强度较强，峰值为505。

3、结果的应用和讨论

3.1　利用石英热发光评价石英脉含金性

通过水泉金矿石英热发光峰值及含金量(见表1)的对比分析，说明含金或微含金石英脉中的石英，其热发光曲线形态、发光峰数目与峰值具有不同的特征。含金石英脉的石英含Au大于0.10g／t，石英热发光曲线则以阶梯状双峰为特征(TC1、TC4、TC8)，其值为330―375，平均值为348；石英含Au小于0.06g／t时，而石英热发光曲线则以低缓单峰为特征(水TC3、水TC12、水TC13)，热发光峰值为152―215，平均值为191。由此可以看出，石英热发光呈阶梯状双峰，且发光强度较大时对含金有利。因此，石英热发光特征可以作为评价石英脉含金性的辨别标志。

3.2　石英热发光判别矿化阶段的可能性

不同矿化阶段的地质和地球化学条件的差异性，在石英热发光曲线上有明显的反应，表现在石英热发光的位置、峰值及峰形上有差别。从早期到晚期，石英热发光峰温度趋于降低，总发光强度趋于增加。本区石英热发光峰值温度具有三种特征，其中低温峰温度为165―200℃，中温峰温度为210―285℃，高温峰温度为305―345℃，反映了石英的形成具有多期多阶段的特点，表明石英经历了三个形成阶段。这与该矿区内生作用热液期三个成矿阶段相吻合。因此，对于成矿过程复杂，矿物穿插关系不明显的金矿来说，石英热发光特征可以作为划分成矿阶段的辅助标志。

3.3　利用石英热发光判别矿脉的含矿程度

通过对本区石英热发光特征的研究以及和二道沟金矿床石英热发光特征的对比分析(表2)，说明利用石英热发光强度可以推测矿脉的含矿性。从表2可以看出，青峰山金矿区水泉金矿石石英热发光强度为152―615，平均值为304；少家沟金矿石石英热发光强度为115―155，平均值为135。而二道沟金矿较富矿体中石英热发光强度为520―1000，平均值大于785：中等矿体石英热发光强度平均值大于525：贫矿体和围岩石英热发光强度小于287。与二道沟金矿对比，水泉金矿体应属于较贫矿体，少家沟金矿体则属于更贫矿体。据此，石英热发光强度可以大致推测矿脉的含矿程度。

4、结语

青峰山金矿区石英热发光研究结果表明，石英热发光特征不仅具有矿物学方面的理论意义，而且对金矿找矿和评价具有更重要的实际意义。

(1)青峰山金矿区石英热发光曲线类型有单峰型、双峰型和三峰型；石英热发光强度115―615，该区石英热发光强度较二道沟金矿石英热发光强度低：而水泉金矿石英热发光强度较少家沟金矿石英热发光强度稍大。

(2)该区石英热发光研究表明，含金性较好的石英热发光曲线为阶梯状双峰型，峰值强度为330―375。含金性差的石英热发光为低缓单峰型，峰值为152―215。石英热发光可以作为含金与不含金石英的一种找矿矿物学标志，并可作为评价石英脉含金性的辅助指标。

(3)不同成矿阶段石英热发光特征有一定差异，对于成矿过程复杂的金矿，石英热发光特征，可作为划分成矿阶段的辅助依据。利用石英的热发光强度可以大致推测矿脉的含矿程度。

(4)石英热发光在金矿普查和预测中具有一定效果，应引起足够重视。而且石英热发光数据测定具有方法简便、快速、周期短、成本低等优点。因此，石英热发光的研究可为金矿普查勘探和金矿预测提供一种新的找矿矿物学方法。

参考文献：

[1]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.

[2]徐国风.金矿找矿矿物学[J].地质与勘探，1987.2.