辽宁省金矿床周边表层土壤重金属超标主要是由金矿开采造成的,且与矿床成因类型密切相关。韧性剪切带型金矿周边表层土壤中超标重金属组合(各元素报出率)为:Cr (100%) + Cu (100%) + Ni (82%) + Cd (65%) + Pb (17%);变质–岩浆热液叠生型金矿的为:Cd (100%) + As (100%) + Pb (100%) + Zn (100%) + Cu (100%) + Cr (79%) + Ni (29%) + Hg (21%);陆相火山岩型金矿的为:Cd (90%) + Cu (90%) + Pb (70%) + As (40%) + Zn (40%) + Hg (10%) + Ni (10%) + Cr (10%);岩浆热液型的为:Cu (100%) + Cd (100%) + Pb (100%) + Cr (100%) + Ni (100%) + Hg (75%) + As (75%)。超标重金属元素组合与矿床成因特征对应良好。 Excess heavy metals in surface soil around gold deposits in Liaoning Province are mainly caused by gold mining, and are closely related to the genetic types of deposits. In the surface soil around ductile shear zone type gold deposit, the combination of excessive heavy metal elements (the re-ported rate of each element) is: Cr (100%) + Cu (100%) + Ni (82%) + Cd (65%) + Pb (17%). The gold deposits of metamorphic and magmatic hydrothermal superposition type are Cd (100%) + As (100%) + Pb (100%) + Zn (100%) + Cu (100%) + Cr (79%) + Ni (29%) + Hg (21%). The continental volcanic rock type gold deposits are Cd (90%) + Cu (90%) + Pb (70%) + As (40%) + Zn (40%) + Hg (10%) + Ni (10%) + Cr (10%). The magmatic hydrothermal gold deposits are Cu (100%) + Cd (100%) + Pb (100%) + Cr (100%) + Ni (100%) + Hg (75%) + As (75%). The association of excessive heavy metal elements corresponds well to the genetic characteristics of deposits.
辽宁省金矿床周边表层土壤重金属超标主要是由金矿开采造成的,且与矿床成因类型密切相关。韧性剪切带型金矿周边表层土壤中超标重金属组合(各元素报出率)为:Cr (100%) + Cu (100%) + Ni (82%) + Cd (65%) + Pb (17%);变质–岩浆热液叠生型金矿的为:Cd (100%) + As (100%) + Pb (100%) + Zn (100%) + Cu (100%) + Cr (79%) + Ni (29%) + Hg (21%);陆相火山岩型金矿的为:Cd (90%) + Cu (90%) + Pb (70%) + As (40%) + Zn (40%) + Hg (10%) + Ni (10%) + Cr (10%);岩浆热液型的为:Cu (100%) + Cd (100%) + Pb (100%) + Cr (100%) + Ni (100%) + Hg (75%) + As (75%)。超标重金属元素组合与矿床成因特征对应良好。
辽宁省,金矿,表层土壤,重金属超标,矿床成因
Zhenlong Sui1, Dapeng Wang1*, Qi Zhang1, Yamei Wei1, Chengyu Wang2, Yuchao Li2
1Liaoning Geological and Mineral Survey Institute CO., Ltd., Shenyang Liaoning
2Liaoning Geological Exploration and Mining Group, Shenyang Liaoning
Received: Mar. 3rd, 2021; accepted: Jan. 18th, 2022; published: Jan. 25th, 2022
Excess heavy metals in surface soil around gold deposits in Liaoning Province are mainly caused by gold mining, and are closely related to the genetic types of deposits. In the surface soil around ductile shear zone type gold deposit, the combination of excessive heavy metal elements (the reported rate of each element) is: Cr (100%) + Cu (100%) + Ni (82%) + Cd (65%) + Pb (17%). The gold deposits of metamorphic and magmatic hydrothermal superposition type are Cd (100%) + As (100%) + Pb (100%) + Zn (100%) + Cu (100%) + Cr (79%) + Ni (29%) + Hg (21%). The continental volcanic rock type gold deposits are Cd (90%) + Cu (90%) + Pb (70%) + As (40%) + Zn (40%) + Hg (10%) + Ni (10%) + Cr (10%). The magmatic hydrothermal gold deposits are Cu (100%) + Cd (100%) + Pb (100%) + Cr (100%) + Ni (100%) + Hg (75%) + As (75%). The association of excessive heavy metal elements corresponds well to the genetic characteristics of deposits.
Keywords:Liaoning Province, Gold Deposit, Topsoil, The Excess of Heavy Metal, Deposit Genesis
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截至2018年,辽宁省累计开采金矿(床、点)达百余处(如图1),伴随着多年的开采和选冶,矿区周边重金属污染问题日趋严重,多种具有潜在毒性的重金属进入土壤并存留、累积和迁移,经农作物富集通过食物链进入人体,严重危害矿区人畜安全,破坏矿业开发可持续发展 [
辽宁省地处欧亚大陆东岸、柴达木–华北板块东部,境内地层齐全、火山活动强烈、岩浆侵入频繁、韧性构造和脆性构造发育,矿产资源丰富,尤其含金岩系较发育,是我国重要金矿产地,以岩金为主,伴生金、砂金次之。根据成矿物质来源、成矿环境和成矿作用可将其分为韧性剪切带型、变质–岩浆热液叠生型、陆相火山岩型、岩浆热液型、砂砾岩型和河相冲积型(砂金矿型) [
矿床基底岩系常发育有华力西期前的东西向韧性剪切带和印支期–燕山早期的北东向韧性剪切带,矿体主要赋存于两期韧性剪切带交会部位的糜棱岩中。主要分布于朝阳建平–宝国老和阜新–锦州2个成矿区带,典型矿床包括排山楼金矿和宝国老金矿 [
图1. 辽宁省金矿床(点)分布图
图2. 韧性剪切带型矿床周边表层土壤重金属超标元素报出率柱状图
图3. 变质–岩浆热液叠生型矿床周边表层土壤重金属超标元素报出率柱状图
矿床(点)序号 | 所处成矿区带 | 超标重金属元素组合 |
---|---|---|
1 | 阜新–锦州 | Cr、Cu |
2 | 阜新–锦州 | Cr、Cu |
3 | 建平–宝国老 | Cr、Cu |
4 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
5 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
6 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
7 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
8 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
9 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
10 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
11 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd |
12 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd、Pb |
13 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd、Pb |
14 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni、Cd、Pb |
15 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni |
16 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni |
17 | 建平–宝国老 | Cr、Cu、Ni |
表1. 韧性剪切带型矿床周边表层土壤重金属超标元素组合一览表
该类矿床的矿石成分简单,黄铁矿为主要载金矿物,其次为黄铜矿、磁黄铁矿、钛铁矿、磁铁矿,少量方铅矿、闪锌矿、褐铁矿等 [
主要产于古元古界辽河群大石桥岩组二段、三段中,含矿岩系岩石以大理岩为主,典型矿床包括白云金矿和小佟家堡金矿等;盖县岩组千枚岩受中印支期似斑状黑云母二长花岗岩侵入岩体影响也可成矿,如猫岭金矿。主要分布于丹东青城子和营口盖州–大石桥等地 [
图4. 陆相火山岩型矿床周边表层土壤重金属超标元素报出率柱状图
矿床(点)序号 | 所处成矿区带 | 超标重金属元素组合 |
---|---|---|
1 | 丹东青城子 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni |
2 | 丹东青城子 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni |
3 | 丹东青城子 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni |
4 | 丹东青城子 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni |
5 | 营口盖州 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Hg |
6 | 营口盖州 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Hg |
7 | 营口盖州 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Hg |
8 | 营口大石桥 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr |
9 | 营口大石桥 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr |
10 | 营口大石桥 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr |
11 | 营口大石桥 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr |
12 | 营口大石桥 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr |
13 | 营口大石桥 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr |
14 | 营口大石桥 | Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr |
表2. 变质–岩浆热液叠生型矿床周边表层土壤重金属超标元素组合一览表
该类矿床原生矿石中金属矿物种类繁多,主要有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、自然金、银金矿、自然银、自然铋、磁铁矿、斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿、辉钼矿、针铁矿、锡石、毒砂等,载金矿物主要为黄铁矿,其次为毒砂和磁黄铁矿,如营口盖州的猫岭金矿的载金矿物就主要为毒砂 [
产于中生代火山盆地及火山断陷盆地边缘,矿床在断裂中或爆破角砾岩筒的顶部。主要分布于辽西,包括建昌–葫芦岛和义县–北票成矿带,典型矿床有建昌县大石沟金矿、义县红石砬子金矿、北票二道沟金矿和葫芦岛水泉金矿等 [
矿床(点)序号 | 所处成矿区带 | 超标重金属元素组合 |
---|---|---|
1 | 建昌 | Cd、Cu、Pb |
2 | 建昌 | Cd、Cu、Pb |
3 | 建昌 | Cd、Cu、Pb |
4 | 建昌 | Cd、Cu、Hg |
5 | 葫芦岛 | Cd、Cu |
6 | 葫芦岛 | Cu |
7 | 义县 | Cd、Pb、As、Zn、Ni、Cr |
8 | 北票 | Cd、Cu、Pb、As、Zn |
9 | 北票 | Cd、Cu、Pb、As、Zn |
10 | 北票 | Cd、Cu、Pb、As、Zn |
表3. 陆相火山岩型矿床周边表层土壤重金属超标元素组合一览表
该类矿床原生矿石中金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、银金矿,约占矿石矿物总量的99%以上,载金矿物主要为黄铁矿,其次为黄铜矿、方铅矿和闪锌矿 [
辽宁省岩浆热液型金矿大致可以分两类,一类为重熔岩浆热液型金矿,主要分布于辽南丹东地区,以五龙金矿为代表,产于印支期片麻状黑云母花岗岩中;另一类为同熔岩浆热液型金矿,分布于辽西凌源一带,以柏杖子金矿为代表,矿体产于燕山期花岗斑岩与印支期黑云母闪长岩接触带(闪长岩)中,由上地幔岩浆与下地壳物质同熔形成,成矿物质主要来自地幔 [
矿床(点)序号 | 所处成矿区带 | 超标重金属元素组合 |
---|---|---|
1 | 丹东 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As |
2 | 丹东 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As |
3 | 丹东 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As |
4 | 丹东 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As |
5 | 丹东 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As |
6 | 丹东 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As |
7 | 凌源 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni |
8 | 凌源 | Cu、Cd、Pb、Cr、Ni |
表4. 岩浆热液型矿床周边表层土壤重金属超标元素组合一览表
图5. 岩浆热液型矿床周边表层土壤重金属超标元素报出率柱状图
该类金矿矿石类型一般为含金硫化物石英脉或细脉浸染状含金蚀变岩,矿石矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、辉铋矿、褐铁矿、银金矿等,金主要赋存在黄铁矿中,其次在黄铜矿和方铅矿中 [
1) 不同成因类型矿床周边表层土壤中超标重金属元素组合存在明显的特征性和差异性,说明矿山周边表层土壤重金属超标主要是由金矿开采造成的,且与矿床成因类型密切相关;
2) Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As六种重金属元素与金矿石中载金矿物种类和组成特征对应良好,而Hg和Cd的超标,可能主要由选矿等人类活动造成,与矿床成因之间的关系不明显;
3) 不同成矿带的相同类型金矿周边表层土壤中超标重金属元素组合也会存在一定差异,这主要由于区域背景值不同或矿区周边其他干扰因素引起;
4) 金矿区周边土壤重金属污染防治应充分考虑矿床成因及区域背景因素,不同成因的矿床应采取不同的防治措施,以求达到更好的防治效果。
辽宁省自然资源厅《全省有色资源开采土壤环境质量调查》项目,项目编号:LNZC20190503806。
隋真龙,王大鹏,张 琦,魏亚美,王诚煜,李玉超. 辽宁省金矿周边表层土壤重金属超标特征与矿床成因之间的关系Relationship between the Characteristics of Excessive Heavy Metals in Surface Soil around Gold Deposits in Liaoning Province and the Genesis of Ore Deposits[J]. 地球科学前沿, 2022, 12(01): 96-104. https://doi.org/10.12677/AG.2022.121011
https://doi.org/10.1016/j.mineng.2005.03.002
https://doi.org/10.1007/s10534-004-1209-9