砂金
矿物
砂金,源自山体岩金经河水冲刷与石英矿脉分离,因其细微如砂而得名,是黄金资源的关键部分。金的开采方式分为岩金与砂金,前者深藏于岩石矿脉中,开采复杂;后者则因河流搬运而松散分布于河床,开采相对简便。砂金在全球广泛分布,尤其在中国,得益于辽阔地域、发达水系及优越的金矿地质条件,砂金资源极为丰富,已知矿床点超3200处,遍布全国27个省区。
分类
砂金分类方式多样,依据不同的标准可以划分为多种类型:
按形成时代划分
古老砂金矿(古砂金):主要指以前寒武纪时代形成的含金砾岩或金铀砾岩矿床,这些矿床往往具有较大的规模、品位和经济价值。
现代砂金矿:包括第四纪以来形成的各种砂金矿床,如残积砂金矿、坡积砂金矿、河流冲积砂金矿、湖岸砂金矿、海岸砂金矿,以及约距今10000年前形成的冲积型阶地砂金矿等。这些现代砂金矿分布广泛,经济意义重大,是寻找和采淘砂金的主要对象。
按产地特点划分
原地冲积砂金矿:一般位于原生岩金(金源地)附近,如河道或河谷砂金矿、阶地砂金矿及分水岭砂金矿等。这些砂金矿的金粒多富集于冲积层或沉积于基岩的裂缝之中,与流水的水动力条件关系不密切。
河流富枭带的冲积砂金矿:通常离原生岩金很远,如河流边滩砂金矿、三角洲砂金矿等,它们完全富集于河流冲积层上部或表层内,与流水水动力条件密切相关。
按沉积环境划分
残积砂金矿:砂金与碎屑物质紧密共生,多分布于含金体的表层,成分与原生体相近,碎屑物多呈棱角状,金粒常较粗。
坡积砂金矿:砂金随碎屑物质沿山坡缓慢移动,逐渐接近地表沉积,金粒粗细混杂,但保持一定的棱角。
洪积砂金矿:由洪水搬运的碎屑物质堆积而成,分选性差,金分布不均匀,自然金粒度大小不一,磨圆度较差。
冲积砂金矿:广泛分布于水系附近,金粒通常较粗,多赋存于冲积层的下部,包括河床砂矿、河谷砂矿、阶地砂矿及岩溶砂矿等亚型。
滨岸砂金矿:碎屑物质沉积多呈狭长的带状,自然金粒度细小但分选性较好。
风成砂金矿:在风力作用下形成,金粒一般较细。
冰碛砂金矿:由冰川活动形成,碎屑物质多呈棱角状,分选性差或分选不好,金粒一般较粗且品位变化大。
按迁移能力和搬运年代划分
风成砂金:受风力作用搬运和沉积形成的砂金。
冰成砂金:由冰川活动搬运和沉积形成的砂金。
水成砂金:包括河流、湖泊、海洋等水流作用搬运和沉积形成的砂金。
形成原因
砂金矿的形成是一个复杂而漫长的自然过程,主要涉及原生岩石中金矿物或含金岩石的物理和化学风化、破碎,以及随后通过流水、风暴等外力作用的搬运和分选,最终在山坡低凹处、江河湖海等地沉积而成。
具体来说,当原生金矿床或含金岩体露出地表后,它们会受到物理风化(如温度变化、冻融作用等导致的岩石破碎)、化学风化(如水、氧气、二氧化碳等化学介质对岩石的侵蚀)以及生物风化(如植物根系生长、微生物活动等对岩石的破坏)的共同作用。这些风化作用使岩石逐渐破碎成岩屑、金粒等较小颗粒。
随后,这些含有金粒的碎屑物质在流水、风暴等自然外力的搬运下,经过长距离的迁移和反复的淘洗、分选,最终在山坡、河溪、湖海滨岸等有利的地貌部位沉积下来。在这些地方,金粒因密度大、重量重而逐渐富集,形成具有经济价值的砂金矿床
物理特性
砂金颗粒的形状复杂多样,展现出自然界独特的雕琢工艺。常见的不规则形状包括树枝状、掌状、小片状、板状和晶粒状等,这些形态各异的金粒不仅增添了砂金的观赏价值,也反映了其在自然界中经历的风化、搬运和沉积过程。金粒的色调则直接取决于其成色,纯度越高,色调越金黄璀璨。
值得注意的是,与脉金(即岩石中自然形成的金)相比,砂金的光泽较弱。这一现象归因于砂金在搬运过程中表面出现的初始结晶作用,导致其光泽度有所降低。此外,随着搬运距离的增大,砂金颗粒在流水、风暴等外力的作用下逐渐变小,且表面常留下擦痕和磨蚀痕,这些特征成为鉴别砂金的重要依据。
开采与选矿
砂金找矿方法
砂金的找矿方法多种多样,常用的有五种:自然重砂法、工程重砂法、旧采调查、地质地貌分析和物探与航空新技术方法。前三种方法属于直接找矿方法,通过取样调查直接确定是否成矿;后两种方法属于间接找矿方法,主要通过分析成矿条件和沉积物特点来推断是否可能成矿。
自然重砂法:在松散碎屑沉积层表层或不深处挖坑取样,淘洗后直接确定是否有砂金存在。该方法工具简单,操作简便,但只能反映近地表处的砂金信息。
工程重砂法:通过砂钻或探井工程穿透松散沉积层并系统采样,了解深部砂金富集情况,提供直接找矿信息。该方法需要充分的地质地貌条件分析和施工可行性评估。
旧采调查:通过调查砂金区的旧采迹和民采活动,获取砂金成矿地质特征和找矿线索。旧采迹和尾砂堆往往是砂金找矿的有效标志。
地质地貌分析:主要用于砂金成矿条件分析和成矿有利地段的预测。通过河谷路线调查、地质调查和地貌观察,划分河谷类型和地貌单元,为布置取样工程和圈定矿体提供依据。
物探与航空新技术方法:利用物探技术和航空遥感技术,对成矿条件进行分析和评价,推断可能成矿的区域。这些方法具有高效、快捷的特点,是现代砂金找矿的重要手段。
砂金开采方法
砂金矿床的开采主要分为露天开采和地下开采两大类,其中地下开采在我国应用较少。露天开采方法根据使用的采矿机械不同,进一步细分为以下几种:
采金船开采法(船采):这是目前我国砂金开采的主要机械化方式。自20世纪60年代初我国首艘采金船投产以来,采金船技术不断发展,已成为砂金生产的主力军。截至1989年,我国已拥有130多艘采金船,遍布多个省份,采金量占砂金总产量的80%以上。
工程机械开采法(机采):适用于干旱地区如内蒙古、四川、甘肃、青海、新疆等地。该方法利用推土机、装载机、铲运机等工程机械挖掘和装载矿岩,通过皮带运输机、汽车等运输工具完成矿岩的运输。具体方式包括推土机开采法、前端装载机开采法、铲运机开采法和机械铲开采法等。
水力机械开采法(水采):利用水枪、砂泵和水泵等机械设备,通过水流完成冲采、运输、洗选和尾矿排弃的连续生产过程。该方法在适宜的水文地质条件下,具有较高的开采效率和经济效益。
砂金选矿方法
砂金矿的选矿主要采用重选法,这是因为黄金在砂金矿中呈游离状态,且黄金与砂石的比重差异显著。选矿流程通常包括洗矿作业、粗选和精选三个主要环节:
洗矿作业:通过水泡软、冲洗和机械损动的作用,破坏胶结矿砂的粘结力,使砂砾分成单体颗粒,并洗净砾石上所粘附的黏土和金。洗矿设备的选择依据矿砂的可洗性等级、物料粒度和处理量而定,常用的设备有水力冲洗板筛、振动筛和圆筒筛等。
粗选:主要采用重力选矿法,利用跳汰机或离心机等设备对洗矿后的矿砂进行粗选,初步分离出含金较高的粗精矿。
精选:对粗选得到的精矿,进一步采用摇床等设备进行精选,以提高金的回收率和品位。最终获得的砂金,在精选厂内就地采用火法熔炼,铸成金锭并化验,直接上交国家。
历史沿革
砂金,作为人类历史上最早开采和利用的黄金类型之一,其历史沿革悠久且丰富多彩。
早期开采
砂金的开采历史可以追溯到数千年前,古埃及人、巴比伦帝国的腓尼基人以及更早的文明就已经开始在西奈、埃及东部、苏丹(努比亚)以及其他地区广泛开采砂金。这些古代文明利用简单的工具和技术,从河流、湖泊和山坡的冲积层中淘取砂金,以满足其对贵金属的需求。
古典时期
在古典时期,砂金的开采进一步扩展。公元前7世纪,希腊地理学家和历史学家斯特拉博在其著作中详细描述了当时世界上最富有的金矿床,包括西班牙金矿和伊朗卡尔曼尼亚河砂金矿。这些描述不仅展示了当时砂金开采的盛况,也反映了人类对砂金资源的认识和利用水平。
中世纪与近代
进入中世纪和近代以来,随着冶金技术和采矿工具的进步,砂金的开采效率大大提高。在欧洲,如德国矿物学家阿格里科拉在1556年出版的《论金属》一书中,用大量篇幅讨论了砂金矿的开采方法,并图解展示了多种砂矿开采技术。这些技术革新为砂金的规模化开采提供了有力支持。
在中国,砂金的开采历史同样悠久。商代甲骨文中就有关于金的记载,而自汉朝以来,各类文献详细记述了金的产地、采金情况以及金矿物和矿床的分布。唐朝时期,淘金业已经相当发达,妇女也积极参与淘金活动,这一盛况在唐代诗人刘禹锡的《浪淘沙》等作品中有所反映。到了清朝,吉林省的夹皮沟地区和安图县的古洞河、大沙河地区成为采金规模最大、最著名的地方,砂金开采达到了前所未有的高峰。
现代发展
进入现代以来,随着科技和工业的飞速发展,砂金的开采和利用也进入了一个新的阶段。现代采矿技术和设备的广泛应用,使得砂金的开采效率进一步提高,同时也更加注重环境保护和可持续发展。在一些国家和地区,砂金开采仍然是重要的经济活动之一,为当地经济发展和社会进步做出了积极贡献。
分布
世界分布
在全球范围内,南非苏联(现为俄罗斯等国)、美国加拿大澳大利亚新西兰哥伦比亚巴西玻利维亚朝鲜等国家是砂金矿的主要分布区。
中国分布
在中国,砂金资源同样丰富,遍布于三十一个省、市、自治区之中,仅上海市尚未发现砂金矿点。据不完全统计,我国已探明的砂金矿床超过500处,砂金矿化点也有250多处。这些资源主要集中在黑龙江、吉林、内蒙古、河南、湖南、湖北、广东、广西、四川、云南、陕西、甘肃、青海、新疆等省区,占全国砂金总量的86%。其中,砂金矿点相对较多且密集的地区包括东北地区的北、东部边缘地带;西北及新疆的北、西部边缘;祁连山区;华北、内蒙古与山西交界附近;秦岭山区;四川及其与云南交界附近;以及湖南与两广接壤处附近。这些地区的砂金资源不仅丰富,而且具有重要的经济价值和开发潜力。
生态影响与保护措施
砂金矿的不合理开发和利用对生态环境造成了严重的破坏。非法开采、过度挖掘等行为导致植被破坏、水土流失、水质污染等问题频发,严重威胁着当地的生态平衡和可持续发展。
为应对这一挑战,中国采取了一系列有效措施来改善砂金矿开采对生态环境的负面影响,例如2016年9月21日起,污染严重的的混汞法提金工艺被立法禁止。首先,加大执法力度,严厉打击非法开采行为,确保开采活动在合法合规的框架内进行。其次,推动土地复垦模式的产业化发展,通过科学规划和有效实施土地复垦项目,恢复开采区域的植被覆盖和土壤质量。最后,建立砂金矿山生态环境治理信息系统,利用现代信息技术手段实现对开采活动全过程的动态监测和科学管理,及时发现和解决生态环境问题。
参考资料
最新修订时间:2024-11-16 16:30
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