一、矿床地质概况
矿区地处河西走廊,有公路相通,有10kV供电线路,随近有河水及小股泉水,均可满足生产及生活需要。已探明C+D级地质储量:金金属量约1.5t,银金属量70t。
该矿床属于中温热液裂隙充填交代破碎带蚀变岩型多金属矿床,矿体赋存于中寒武统大黄山群长石石英杂砂岩的石英脉中。区内次级构造发能,断裂和构造破碎带为金银的富集提供了有利场所。矿化带长几百米,大矿体有两个,呈不规则大脉状,膨缩变化大。矿体及围岩蚀变很发育,其规模和强度决定于构造的规模及岩石破碎程度,主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化,并伴随金、银矿化。矿石氧化率以铅计为72.3%,以锌计为84.7%,以铜计为65.7%。
二、矿石物质组成
(一)矿石化学组成
矿石多元素化学分析结果见表1。
(二)矿物组成及含量
矿物种类已查明有53种,见表2及表3。
(三)矿石结构构造
矿石常形成胶状和变胶状、壳状、蜂窝状、土状、松散状、角砾状、残留、交代脉状、交代条带状等构造,其次有浸染状构造、充填脉状构造等构造。
矿石常见结构有自开、半自形、他形晶位状结构、交代浸蚀、残余结构、反应边结构、充填结构、包含结构等。
(四)金属矿物嵌布特征
白铅矿、铅矾:两者多紧密共生,多呈粒状集合体产出,粒径一般在0.01~0.2mm之间。大部分沿方铅矿边部及裂隙分布,是银的载体矿物之一,其中包裹有少量硫铜银矿、自然银等。
砷氯铅矿:多呈他形粒状嵌布在白铅矿、铅矾中或者边部,一般粒度小于0.05mm,其中有自然银包体。
方铅矿:分布不均匀,粒径粗细不等,一般为0.02~0.1mm之间。方铅矿常被白铅矿、铅矾、铜蓝、菱锌矿等沿边缘或裂隙交代。其中常包裹银锑黝铜矿、自然银、铜蓝等矿物细粒包体。
孔雀石、硅孔雀石、蓝铜矿:多呈脉状、不规则状充填在脉石间隙,部分与褐铁矿互层,不易解离。有的与孔雀石互层,有的分散在脉石间隙,有的沿黄铜矿、方铅矿、白铅矿边缘或裂隙产出,其中含银。
菱锌矿、硅锌矿:锌的主要矿物,分布不均匀,两者有共生,也有单独产出,粒度在0.01~0.2mm之间。多呈不规则粒状沿着脉石间隙充填或交代闪锌矿。
闪锌矿:主要呈他形粒状嵌布在脉石中,常被菱锌矿交代,或者与黄铜矿、黄铁矿简单连生,粒度小于0.03mm。锌矿物与自然金银矿物嵌镶关系简单。
褐铁矿:与自然金的关系密切。形态复杂,有脉状、网脉状沿矿石裂隙穿插者;有不规则粒状者,粒径一般小于0.1mm,与脉石间隙中可见自然金;也有沿黄铁矿边缘及裂隙或中间结构比较薄弱处交代,形成假象,半假象交代结构,这一期的褐铁矿常见与自然金连生。
黄铁矿:也是金的载体矿物之一。多呈自形晶、半自形晶粒,粒度大小不均匀,一般在0.03~0.20mm之间。与其他金属矿物嵌布关系简单,黄铁矿中包裹自然金多呈单体出现,有的部位成群出现。
毒砂、臭葱石:砷的主要载体矿物,毒砂主要呈自形、半自形粒状嵌布于脉石中。粒径多大于0.1mm,表明氧化呈自葱石,其中包裹金。
石英:自然金的主要载体,其粒间隙或其矿物中可见自然金单体或群体,粒间隙可见角银矿,其表面粗焅的地方有铜蓝,其中含自然银。
三、金银的赋存状态研究
(一)金银矿物种类及嵌布特征
通过研究,查知金为独立金矿物-自然金,少量银金矿。平均成色为860%,
银矿物种类多,有自然银、银锑黝铜矿、角银矿、硫铜银矿、硫砷铜银矿、辉银矿、含银铜蓝、含银辉铋铜矿含银白铅矿、银铁矾等。金银矿物种类及其主要元素电子探针分析结果见表4。
自然金、银金矿:量微,形态复杂,粒径微细,主要产出在石英、褐铁矿中,其次黄铁矿、毒砂、角银矿等中也偶见其包体。经常单独出现,有时候成群出现。
自然银:多呈微粒包体被包裹在铅矿物中,或与黝铜矿、角银矿连生。
角银矿:不规测粒状,粒度粗者可达0.1mm,平均0.05mm,产在脉石间隙中,少量与自然银、白铅矿、褐铁矿等连生。其中包有自然金微粒,见图1。
银锑黝铜矿:呈他形微粒状包在方铅矿中,或在方铅矿裂隙中交代方铅矿,偶见与黄铜矿简单连生,粒径多小于0.05mm。成分中As很低,含少量Fe,经计算其化学式为:(Cu7.48Ag2.73Fe0.74Zn0.14Pb0.02Bi0.005)11.115(Sb3.64As0.34)3.98S13。
硫铜银矿、硫砷铜银矿:前者呈不规则粒状,粒径微细,不足0.05mm,多沿白铅矿边部或者裂隙分布,见图2。后者多呈微细脉状充填在黄铁矿裂隙间。
含银矿物:该矿床含银矿物多见,有含银铜蓝、含银辉铋铜矿、含银白铅矿等,甚至在探针扫描过程中发现脉石中也偶含银。
(二)自然金银矿物嵌布特征
金矿物嵌布特征见表5,统计结果表明,大于2/3的金与褐铁矿、石英有嵌布关系,包裹金比粒间金及裂隙金多。银矿物以方铅矿中包裹型为主,少量粒间型、连晶型、脉型。
(三)自然金银矿物的粒度特征
(四)金银矿物的形态特征
自然金形态多样,结合形态对选矿的影响,简化为3种:不规则粒状占55.0%、叶片状占26.5%、微脉状占18.5%;银矿物粒状及叶片状占89.2%,微脉状占10.8%。
(五)金银的分布
1、金银在矿石中分布
金银在矿石中分布有选择性,金在以石英岩为角砾的碎裂矿石中、氧化铁块状矿石中较高,而银在氧化越强的矿石中含量越高,灰白色铅氧化矿石中最高,有的达到几百甚至上千克每吨,其次为蜂窝状含黏土质的褐铁矿矿石。
2、金银在载体矿物中分布及平衡配分
通过金银物相分析及单矿物分析、电子探针定量分析,金属量平衡配分计算可以探讨金银在主要载体矿物中富集程度,以科学预测金银的理想回收指标。预计金回收率54.7%,银回收率(除去部分角银矿)85.0%(见表7)。
四、关于合理开发利用该矿石的矿物学评价
该矿石有价元素虽有Pb、Cu、Zn、Au、Ag等,但是Cu、Zn品位低(0.34%、0.47%)矿物多已氧化,铜的硫化矿物为铜蓝,其粒度较细,与脉石嵌镶关系复杂,氧化矿物有孔雀石、硅孔雀石及少量蓝铜矿,常与褐铁矿、脉石混集在一起形成结合铜(占总铜25%);锌矿物以菱锌矿、硅锌矿为主,菱锌矿常与褐铁矿呈环带状结构出现。无论从Cu、Zn在矿石中分布的不均匀性看,还是从有关矿物的表态和嵌布特征看,Cu、Zn不易回收。
矿石属于强氧化矿石,金属硫化物多已经氧化,但是还有一些金属硫化物,而且硫化物也是金、银的载体(原矿85%-0.074mm(-200目)硫化物中金占20%,银占72%),可以优先浮选出硫化物,出金精矿和铅精矿两个产品,尾矿检查时发现其中金以包裹形态存在于石英、褐铁矿中,银的部分为角银矿(原矿85%-0.074mm(-200目)角银矿占总银15%),可以考虑全泥氰化生产。此外,尾矿产品中还有白铅矿、铅矾、氧化铜、褐铁矿、硅锌矿等有价矿物与以石英为主的脉石连生,经电子探针扫描发现含银,在选矿工艺中要重视这部分矿物的回收。
五、结语
(一)金银赋存状态研究表明:金为独立矿物-自然金和银金矿;载体矿物为石英、褐铁矿、黄铁矿;以包裹金为主,粒间金、裂隙金较少;形态以不规则粒状为主,粒度属于中细微粒级嵌布。
银以独立矿物为主,自然银、银锑黝铜矿、角银矿、硫铜银矿、硫砷铜银矿等,其次有含银铜蓝、含银白铅矿、含银辉铋铜矿等。银矿物除与铅矿物嵌布关系密切外,还分散在铜的矿物中,甚至脉石中也发现星点状银矿物,银的载体矿物按照密切程度依次为:方铅矿、白铅矿、砷氯铅矿、铜蓝、脉石等。
(二)结合本矿石性质综合考虑,该矿石较为适宜优先浮选后全泥氰化生产。在实际生产中还应重视对中粒金4 回收和褐铁矿、脉石中微细粒金能否有效解离以及角银矿的回收、砷的影响等选矿问题。