碲化物

碲化物

碲化物是碲與金屬或非金屬的一種化合物,如與非金屬的碲化物的代表有碲化氫,是一種無色、有惡臭的有毒氣體;金屬碲化物有碲化銅,難溶於水。碲化物包括: 碲鉛鉍礦( PbBi2Te4) 、碲鉛礦( PbTe) 、碲鉍礦( Bi2Te3) 、碲金礦( AuTe2) 、碲金銀礦( AuAg3Te2) 、硫碲鉍鉛金礦( AuPb2BiTe2S) 、輝碲鉍礦( Bi2Te2S) 。

基本信息

基本簡介

碲化物碲化物
碲金礦床是指一定比例的金以金銀碲化物的形式出現,或者是自然金緊密地與其它元素(尤其是鉍)的碲化物共生,或者是指出現了能夠提供成因信息的碲化物的金礦床。中國的碲金礦床主要分布在大興安嶺東北部和華北陸塊邊緣,碲化物包括:碲鉛鉍礦(PbBi2Te4)、碲鉛礦(PbTe)、碲鉍礦(Bi2Te3)、碲金礦(AuTe2)、碲金銀礦(AuAg3Te2)、硫碲鉍鉛金礦(AuPb2BiTe2S)、輝碲鉍礦(Bi2Te2S)。

碲鉛鉍礦

碲鉛鉍礦(PbBi2Te4)是在碲化物總量中占較高含量的碲化物。反射色呈鋼灰色,表面略顯麻點(交代方鉛礦時除外),反射率略強於碲鉛礦而弱於碲鉍礦,呈板條或不規則狀產於黃鐵礦裂隙中,粒徑為40~200μm,以50μm為主。10粒碲鉛鉍礦Te含量41.47%~46.04%(質量分數,下同),平均44.85%;Bi含量38.05%~43.90%,平均39.89.%,Pb含量12.44%~13.83%,平均12.85%,含有少量的Fe、Ag,平均分別為1.10%、0.51%。其以碲鉛鉍礦、碲鉛鉍礦+自然金、碲鉛鉍礦+碲鉛礦、碲鉛鉍礦+閃鋅礦或者呈碲鉛鉍礦反應邊+方鉛礦的形式產出。

碲鉛礦

碲鉛礦(PbTe)是在碲化物總量中占中等含量的碲化物。反射色多樣,如鋼灰色、淺鋼灰色、淡綠色,表面麻點較多,反射率低於碲鉛鉍礦,呈不規則狀條狀或粒狀產於黃鐵礦裂隙中,粒徑20~70μm,以30μm為主。6粒碲鉛礦的Pb含量為59.86%~62.57%,平均60.91%;Te含量36.07%~39.33%,平均37.89%;含有少量的Fe、Ag,平均含量分別為0.70%和0.16%。其以碲鉛礦、碲鉛礦+碲鉛鉍礦、碲鉛礦+碲鉍礦固溶體、碲鉛礦+自然金、碲鉛礦+碲金礦和碲鉛礦+碲金銀礦+自然金或者呈碲鉛礦反應邊+方鉛礦的形式產出。

碲鉍礦

碲鉍礦(Bi2Te3)是在碲化物總量中占較低含量的碲化物。反射色為鋼灰色,與碲鉛礦共生時偶見麻點,反射率高於碲鉛鉍礦,呈不規則狀產出或呈板條狀充填在黃鐵礦裂隙中。粒徑20~50μm,少數可達150~500μm。本次分析的7粒碲鉍礦中4粒為標準分子碲鉍礦,2粒為含鉛碲鉍礦,1粒為高鉍碲鉍礦。4粒正常碲鉍礦Bi含量50.27%~52.89%,平均51.44%;Te含量46.46%~48.56%,平均47.46%,含少量的Fe、Ag(平均0.73%和0.24%)和微量的Au。其以碲鉍礦、碲鉍礦+碲鉛礦的固溶體、碲鉍礦+自然金的形式產出。2粒含鉛碲鉍礦的Bi含量分別為50.46%和45.83%,Te含量分別為45.36%和45.87%,Pb含量分別為2.15%和5.47%,Fe含量分別為1.09%和1.48%,Ag含量分別為1.47%和0.26%,還有少量的Au。這可能是碲鉍礦中少量的Pb與Bi發生了類質同像替換。含鉛碲鉍礦形成了含鉛碲鉍礦+碲金銀礦和含鉛碲鉍礦+自然金組合。1粒高Bi碲鉍礦的Bi含量57.30%,Te含量42.35%,含少量的Fe、Au、Ag,分子式介於碲鉍礦和楚碲鉍礦(BiTe)之間,形成了高鉍碲鉍礦+自然金組合。

碲金礦

碲金礦(AuTe2)是在碲化物總量中占較高含量的碲化物。反射色呈黃色,有時呈鋼灰色,反射率高於黃鐵礦,呈子彈頭狀或不規則狀產於黃鐵礦中。礦物粒徑為10~30μm,少數可達80μm。12粒碲金礦Te含量54.43%~57.04%,平均55.97%,Au含量39.00%~43.12%,平均41.43%,含少量的Fe、Ag、Bi,平均含量分別為1.10%、0.89%、0.33%。其以碲金礦、碲金礦+自然金±黃銅礦±磁鐵礦、碲金礦+碲金銀礦、碲金礦+碲鉛礦等共生形式產出。

碲金銀礦

碲金銀礦(AuAg3Te2)是在碲化物總量中占較低含量的碲化物。反射色呈暗鋼灰色,反射率低於黃鐵礦,呈板條狀產於黃鐵礦中,粒徑較小,為10~20μm。5粒碲金銀礦Ag含量40.34%~44.05%,平均42.00%;Te含量30.73%~33.41%,平均32.37%;Au含量22.74%~24.96%,平均23.00%,含有少量的Fe、Bi、Cu,平均分別為1.16%、0.14%、0.11%。
其以碲金礦+碲金銀礦+含鉛碲鉍礦、碲金銀礦+自然金+碲鉛鉍礦、自然金+碲金銀礦+黃銅礦、碲金銀礦+碲鉛礦+自然金、碲金銀礦+碲金礦的共生組合產出。

硫碲鉍鉛金礦

礦石僅發現1粒硫碲鉍鉛金礦(AuPb2BiTe2S3),反射色呈暗鋼灰色,反射率低於碲金銀礦。呈不規則狀產於黃鐵礦中,粒徑約為50μm。硫碲鉍鉛金礦Pb含量36.14%,Te含量22.03%,Au含量17.90%,Bi含量14.61%,S含量8.72%,還含有少量的Fe、Cu,形成了硫碲鉍鉛金礦+輝碲鉍礦共生組合,與小秦嶺楊砦峪和大湖金礦中的硫碲鉍鉛金礦的成分基本一致。

輝碲鉍礦

礦石中僅發現2粒輝碲鉍礦(Bi2Te2S),反射色呈暗鋼灰色,反射率低於碲鉍礦。呈不規則狀產於黃鐵礦中,粒徑約為150和20μm。1粒標準分子輝碲鉍礦Bi含量58.36%,Te含量36.05%,S含量4.59%,含微量的Zn、Ag,形成了輝碲鉍礦+硫碲鉍鉛金礦組合。1粒高Bi輝碲鉍礦Bi含量61.65%,Te含量32.54%,S含量4.28%,含微量的Fe、Ag、Au、Zn,形成了高Bi輝碲鉍礦+碲金礦組合。

輝鉍礦

輝鉍礦(Bi2S3)反射色呈帶淺灰色調的錫白色,反射率高於閃鋅礦而低於黃鐵礦。呈不規則狀產出,粒徑為10~50μm。1粒輝鉍礦Bi含量為79.58%,S含量為17.74%,還含有少量的Cu,這與其含有細小黃銅礦(顯微鏡能觀察到)有關。輝鉍礦交代呈固溶體分離結構的閃鋅礦-黃銅礦並在輝鉍礦中形成細小黃銅礦殘餘。

自然金

自然金(Au)是礦石中產出最廣的貴金屬礦物,常與碲鉛鉍礦、碲金礦共生或呈單顆粒產於黃鐵礦裂隙中,偶與碲鉛礦、碲金銀礦、碲鉍礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、螢石、重晶石共生。形態多樣,呈三角形、方形、長條狀、細脈狀、點狀和不規則狀產出。粒度均為顯微可見,一般以30~70μm為主,最大可達300μm,最小<5μm。產出狀態有呈共生金產出、呈裂隙金產出和呈獨立顆粒的金產出3種。
自然金的共生產出包括連生、三角共生和簡單共生3種,金及其共生礦物充填於黃鐵礦裂隙中。
自然金常與黃銅礦、碲金礦、碲鉛鉍礦、碲鉍礦呈連生產出,連生產出有黃銅礦-自然金-碲金礦、碲鉛鉍礦-自然金-碲金礦、碲鉍礦-自然金、碲鉛鉍礦-自然金-碲金礦-碲鉛礦、黃銅礦-碲金銀礦-自然金。三角共生有碲鉛礦-自然金-碲金銀礦、黃銅礦-自然金-碲金礦。
金與閃鋅礦、方鉛礦、碲金礦、碲鉍礦、碲鉛鉍礦、重晶石、螢石呈簡單共生產出。裂隙金為金產出的主要形式之一,主要分布在黃鐵礦的裂隙中,金顆粒較大,常>100μm。獨立顆粒的金分布在黃鐵礦顆粒的邊緣和內部,粒徑較小,常<30μm。
24粒自然金的Au含量為89.98%~96.35%,Ag含量為2.40%~8.32%,以1000Au/(Au+Ag)(wB/%)計算其成色在915~976之間,平均936,為高純度自然金。

總結

金礦的熱液成礦過程包括4個成礦階段:黃鐵礦-石英階段、石英-黃鐵礦階段、金-碲化物階段和石英-碳酸鹽階段。首次發現並確定了7種碲化物以及輝鉍礦和自然金,碲化物包括碲鉛鉍礦(PbBi2Te4)、碲鉛礦(PbTe)、碲鉍礦(Bi2Te3)、碲金礦(AuTe2)、碲金銀礦(AuAg3Te2)、硫碲鉍鉛金礦(AuPb2BiTe2S)、輝碲鉍礦(Bi2Te2S)。金主要以自然金和金銀碲化物的形式存在。松里溝礦床為一與岩漿作用有關的碲金礦床。Au、Ag以硫氫絡合物的形式發生遷移,Te2(g)和H2Te(g)冷凝進入含貴金屬的氯化物溶液是碲化物沉澱主要機制。黃鐵礦-石英階段和石英-黃鐵礦階段形成於logfTe2<-14.4的碲逸度和logfS2=-11.1~-6.5的硫逸度環境;金-碲化物階段形成於溫度為110~313℃、碲逸度為logfTe2=-15.2~-9.4和logfS2=-16.5~-14.6的硫逸度環境,並伴隨著fO2的升高和pH值的降低。fTe2、fO2的升高及fS2、pH值的降低控制了該礦床的形成。

用途

分布圖分布圖

金-碲化物型礦床中的碲化物通常是金和銀的重要載體,碲富集的地段常常也是金富集的地段,一般存在Te的地表異常,因此可作為尋找金-碲化物型礦床行之有效的地球化學標誌。而且,人們從金-碲化物礦石中也能回收部分碲,以滿足現代工業、農業、國防等領域日益增長的需要。因此,研究全球金-碲化物型礦床的分布規律與主要成礦條件有助於了解礦床的形成歷史、研究礦床成因、建立成礦模式等,對指導找礦預測和綜合開發利用礦產資源具有重要的現實意義。

礦床的分布規律

金-碲化物型礦床至今發現的產地並不是很多,這可能與碲化物礦物顆粒較小,而不為人們所注意有關。前人也未曾將金-碲化物型礦床在全球範圍內進行系統的、從巨觀到微觀、由縱向至橫向的對比研究。從現有資料來看,金-碲化物型礦床具有特定的產狀與時空分布特徵。
全球金-碲化物型礦床的空間展布極不均勻。從地理位置來看,低緯度的金礦星羅棋布,而高緯度愈漸減少。而且大多數金-碲化物型礦床集中分布於北半球的歐洲、亞洲與北美洲,少數分布在南半球的非洲、大洋洲與南美洲,受緯向構造體系控制非常明顯,受經向構造體系控制次之。此外,環太平洋帶分布較多。

礦床地質對比

金-碲化物型礦床大體上有兩大類:一類產在太古代綠岩帶,這類礦床最大特徵是礦化與古老火山岩變質而來的綠岩密切相關。綠岩帶主要的含金礦物為自然金、方金銻礦及金銀碲化物礦物。主要集中於古老地盾的綠岩帶,如西澳伊爾崗地塊東部諾爾斯曼-維盧納綠岩帶南部的卡爾古利、加拿大安大略省阿比提比造山帶綠岩帶中的克爾克拉德湖;另一類是與年輕的火山岩(一般是第三紀,也包括部分中生代)有關的淺成熱液金(銀)礦床。其中第三紀的礦床主要產於環太平洋帶的島弧和活動陸緣區的鈣鹼性-鹼性火山岩內,島弧地體和大陸邊緣火山帶相結合,決定了環太平洋帶大陸部分的構造特點。在其不同的發育階段,環太平洋的火山弧是晚新生代和現代島弧地體的類似物。金銀礦化同增生後俯衝火山作用密切相關,而這類礦床某些相似的特徵是常有碲化物,礦物沉澱時具有相近的溫度、壓力條件,與火山活動具有密切時空聯繫。低溫熱液礦床在環太平洋成礦帶的分布特徵客觀地證明了這一點,如美國科羅拉多州的克里普里克、斐濟的瓦圖庫拉等地。中生代的礦床主要集中於中國、日本以及俄羅斯遠東地區。
在中國金-碲化物型礦床大體上可分為三類:第一類是產於華北地台南北兩側太古代變中-基性火山岩(綠岩)中的石英脈型礦床,如小秦嶺的楊寨峪、張家口的小營盤等。第二類是產於中元古代熊耳群中-基性火山岩中的破碎蝕變岩中的礦床,如洛寧上宮、欒川潭頭等。第三類是與中生代火山岩、次火山岩和淺成小侵入體有關的淺成熱液型礦床、熱液爆破角礫岩型礦床和某些接觸交代型礦床,此類礦床在中國東南沿海地區分布較廣,如浙江遂昌銀坑山、江蘇溧水等。中國東部地區中-新生代火山岩基底岩石類型、含Au和Ag元素的豐度、火山機構特點和構造破碎帶發育程度、蝕變強度及蝕變類型等與環太平洋成礦域淺成低溫火山熱液型金、銀成礦帶礦化類型和形成條件相近,故應在此區注意尋找該類礦床。

金型礦床

a.金-碲化物型礦床是一種重要的金礦床,它有三種礦物組合類型。
b.全球金-碲化物型礦床具有特定的產狀與時空分布特點。其分布呈現一定的空間展布規律,大多數分布於北半球,受緯向構造體系控制明顯。其成礦時代與產出位置密切相關,一般產在太古代綠岩帶與年輕的(中-新生代)火山岩中。
c.除古老地盾和島弧外,金-碲化物型礦床還可以產於各種其他的地質構造環境,其賦礦圍岩組合也多種多樣,可以是綠岩、火山岩、次火山岩或鹼性侵入體等,成礦受區域性斷裂構造及火山構造帶的控制。
d.金-碲化物型礦床受溫度、壓力、鹽度、酸鹼度、氧逸度以及碲與硫的活度等物理化學條件的制約,一般在中-低溫、弱酸-弱鹼、中等鹽度、還原以及硫活度較低的情況下易於沉澱。

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