话说找铊矿

刘继顺

  2006-6-25

一、铊的地质地球化学特点

   作为分散稀有元素的铊, 其地球化学参数与钾、铷相近，能以类质同象形式进入含钾矿物中，从而表现出亲石特征。同时铊又具有亲硫性，常以伴生组分广泛出现在汞、砷、铜、铅、锑、铁、锌、银、金、锡矿床中。虽然自然界中铊多呈分散状态存在（其地壳丰度为0.6×10-6），但在特殊条件下亦可形成铊矿物。目前已发现铊的独立矿物有48种，其中硫盐类33种，硫化物类7种，硒化物和硫酸盐类各3种，硫氯化物和氧化物各1种。具工业意义的铊矿物只存在于硫化物矿床中,且几乎所有铊的硫化物和硫盐是在100～200 ℃的低温环境或表生氧化条件下形成的。

   业已发现，有些砷、汞、金、铅、锌、锑等矿床中，铊特别富集，如前南斯拉夫的Allchar富铊矿床、美国内华达州的卡林金矿床、瑞士Lengenbach富铊矿床、法国Jas Roux 硫化物矿床、前苏联高加索地区的Verkhnyaya Kvaisa 矿床、黔西南烂木厂汞铊矿床以及云南南华砷铊矿床。其显著特征是具有与硫化物矿床共生的铊砷汞锑元素组合, 并存在多种铊的独立矿物。此外，日本Kosaka矿床的矿石中铊的平均含量高达800×10-6 ,日本黑矿型矿床黄铁矿型矿石中,铊的含量也比较高,为23-55×10-6 ,广东云浮硫铁矿矿石的平均含量可达到46×10-6 。这表明铊在自然界中不仅能富集,而且还有可能形成独立矿床。

    在大地构造位置上, 富铊矿床集中分布于克拉通周边的沉积区及低温成矿域内，即地中海—阿尔卑斯低温成矿域、中国黔西南成矿域、北美卡林成矿域和俄罗斯北高加索成矿域。成矿时代主要为中生代与新生代, 其中多数为新生代。大多数富铊矿床均受伸展构造体制下的区域性深大断裂的控制，控矿构造主要是皱褶和断裂, 在背斜加一刀（断裂）更有利于成矿。富铊矿床的围岩主要为沉积岩和火山岩两大类。产于沉积岩中的富铊矿床的围岩的岩性有泥碳质灰岩、泥灰岩、粉砂岩、粘土质砂岩、泥碳质白云岩等。火山岩中的铊矿床产于强烈蚀变的凝灰岩中和现代成矿地热系统中。

    铊矿床通常具有低温多元素组合。铊矿化一般与金、砷、锑、汞等矿化关系密切, 并组成低温成矿元素组合。围岩蚀变有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、重晶石化、萤石化。铊的超常富集基本上都出现在成矿热液的较晚阶段，矿化温度多为150-200°C，成矿流体以低温、中—低盐度和弱酸性为特征。富铊矿床大多经历了预富集和热液改造阶段。预富集阶段有： 生物成矿, 如贵州滥木厂铊矿床中含生物成因的红铊矿； 海底热液成矿, 如在瑞士L engenbach 矿床中, 有早阶段由海底或接近海底含硫化物的热液和微生物形成的碳酸盐岩层控含铊硫化物存在；物理化学和生物化学富集, 如云南南华铊矿床, 矿源层中淋滤出来的成矿物质, 在湖盆封闭环境中可被丰富的生物和生物遗体选择性摄取和吸附, 从而形成铊的初步富集。热液改造成矿阶段主要由成矿热液改造矿源层, 元素被活化并向构造脆弱带迁移, 伴随流体温度的下降, 在成矿的有利部位富集成矿。铊在表生条件下活动性很高, 很容易被再次分散循环。在一些铊矿床的表生氧化带中, 铊常以氧化物如褐铊矿、矾类及胶体吸附的形式而形成局部富集, 如贵州滥木厂铊矿床氧化带的铊明矾。

二、富铊矿床找矿标志

    1、低温成矿域中的中生代和新生代沉积岩、火山岩及现代地热活动区；

2、泥碳质灰岩、泥灰岩、粉砂岩、粘土质砂岩、泥碳质白云岩和火山凝灰岩等组成的背斜构造及轴向断裂带；

3、成矿有利环境为中—低温、弱酸性、中等盐度、还原环境以及高硫逸度；

4、雄黄矿、毒砂矿、汞矿、锑矿、部分铅锌矿、卡林型金矿等是寻找富铊矿床的最佳地区，反之，铊异常可作为寻找卡林型金矿、锑汞矿的找矿标志；

5、低温蚀变矿物组合及蚀变带；

6、低温高硫地区；

7、富铊矿床矿石色彩斑斓，鲜艳夺目。因为红铊矿与辰砂极为相似、有如含苞欲放的樱花，含铊雄黄矿石可组成红、黄、红黄相间的美丽画面。