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3种主要类型金矿床成矿特征、成矿条件及找矿意义

分类:
行业新闻
作者:
来源:
2020/11/05 15:44
【摘要】:

摘要:造山型、浅成低温热液型和卡林型3种类型金矿床可形成规模可观的区域性成矿带或成矿省,是金矿资源的主要产出类型,也是当前金矿找矿的主要目标类型。通过对该3种类型金矿床成矿特征、成矿条件和控制因素进行系统的分析综述,探讨在矿产勘查实践中应用这些标志性特征和因素识别、确认金矿床类型,进而根据不同的成矿特征和控矿因素开展针对性的找矿勘探工作,为进一步提高金矿找矿的工作效率提供可靠有效的理论和方法指导。

       已有研究表明,金矿床可发育在所有地质时期、各种地质作用和岩石类型中,形成丰富多样的矿床类型。因此,有关金矿床类型的划分一直争论不断,目前尚无统一的分类标准和划分方案。然而,在世界范围的找矿实践中,一些类型金矿床的探明储量在近十几年来一直稳居前列,因此逐渐成为金矿找矿的主要目标类型。据R.Lipson统计,截至2013年底,全球除了南非的兰德(Witwatersrand)金矿床和砂金矿床外,金资源禀赋(过去产量+储量+资源量)排在前四位的金矿床类型分别是造山型(41.0%)、斑岩型(20.9%)、浅成低温热液型(18.4%)和卡林型(5.2%)。尽管这4种主要金矿床类型划分和命名的标准不一致,例如:造山型金矿床主要是根据其形成的构造背景,斑岩型和浅成低温热液型金矿床主要基于矿床成因,卡林型金矿床的命名来源于其主要产地,但这些名称目前在矿床学术界和矿业界已被普遍接受。斑岩型矿床中的金常与铜伴生,形成斑岩型铜金矿床,独立的斑岩型金矿床很少。本文主要对可形成独立金(或以金为主)矿床,以及规模可观的区域性成矿带或成矿省的造山型、浅成低温热液型和卡林型3种主要类型金矿床成矿作用、成矿条件和控制因素进行分析综述,探讨在矿产勘查实践中应用这些标志性特征和因素识别、确认金矿床类型,进而根据不同类型金矿床的成矿特征和控矿因素开展针对性的找矿勘探工作,以期提高金矿找矿的工作效率,达到事半功倍的效果。

1
造山型金矿床

       造山型金矿床是指发育在汇聚板块边缘挤压或压扭性构造环境的增生或碰撞变质地体中(见图1),主要为受断裂带控制的后生脉型金矿床系列,其在时间和空间上与造山作用(包括俯冲型和碰撞型)有关,成矿作用一般同步或滞后于赋矿地体的峰期变质作用,或造山作用晚期,金沉淀与构造变形同步进行。

图1  主要类型金矿床产出的大地构造位置示意图

1.1

成矿特征

       由于成矿作用发生在造山作用过程中,因此构造是造山型金矿床的重要控矿因素之一,并表现出多级构造控矿特征。造山型金矿床通常产于地体周围或增生地体的一级超壳断裂带内部或附近(见图1),这些断裂带多是不同构造地层地体或变质表壳岩序列的构造边界。造山型金矿床产于这些超壳断裂带的二级或更次级断裂系统中,包括高角度斜向走滑带、逆掩推覆带,以及横向断裂等。矿体在不同构造部位一般呈4种形态产出(见图2):①破碎角砾岩,②石英网脉和脉体群,③脆—韧性剪切带中薄板状石英脉体,④韧性剪切带中不连续的薄层、狭缩变形石英脉体。这4种形态分别代表了从脆性到韧性环境的顺序变化,反映了成矿深度和温度的增加。

1—矿体  2—花岗岩  3—片麻状岩石  4—剪切带中脆性构造  5—剪切带中韧性构造  6—矿体形态编号

图2  挤压或压扭性构造环境中造山型金矿床地壳连续成矿模型

       矿石类型主要有碳酸盐-石英脉型和作为交代产物产于石英脉体和剪切带围岩中的蚀变岩型,2种类型或以其中一种为主,或二者兼有。矿石构造主要有块状构造、团块状构造、浸染状构造、细脉状构造、网脉状构造、星散状构造、条带状构造、层纹状构造、糜棱状构造、斑点状构造、角砾状构造等;矿石结构主要有半自形—自形粒状结构、他形粒状结构、包含结构、固溶体分解结构、交代残余结构、填隙结构、碎裂结构等。矿石矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、斜方砷铁矿,次要为方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、斑铜矿、辉钼矿等,以及少量Sb、Bi硫(砷)化物和Au、Ag、Cu、Pb、Bi的碲化物等,整体上硫(砷)化物相对含量为3%~5%。一般情况下,矿体围岩是变质沉积岩的,主要硫化物为毒砂;矿体围岩是变质火山岩的,主要硫化物是黄铁矿和磁黄铁矿。脉石矿物主要有石英、绢云母、碳酸盐矿物、黑云母、绿泥石、钠长石、电气石等。与区域元素丰度相比,Au、Ag、As、Sb元素相对强富集,Te、Se、W、Mo、Bi、B元素在一些矿床中也为强富集,Cu、Pb、Zn元素普遍弱富集或不富集,Sb、Hg元素在浅部低温区域富集增强。成矿元素在矿田范围内、单个矿区或矿脉系统中具有垂向分带现象(见图2)。w(Au)/w(Ag)值为1~10,一般为5左右。各时代造山型金矿床金成色平均高达900,且变化范围较小。与之相比,斑岩型金矿床、火山成因金矿床和浅成低温热液型金矿床中金成色普遍较低且变化范围大。围岩蚀变发育程度不一,蚀变带宽度一般较窄,具有侧向分带现象,垂向分带性不强。蚀变类型和组合会因为围岩岩性(矿物成分)的不同而有所不同,主要围岩蚀变类型有硅化、绢云母化、Ca-Fe-Mg碳酸盐化、黄铁矿化、绿泥石化、黑云母化、钠长石化、电气石化等。

       成矿流体为低盐度(一般小于10%)、近中性、富CO2的还原性流体,属于NaCl-H2O-CO2体系。成矿过程中发生了相分离,即NaCl-H2O-CO2流体分离成H2O-NaCl和CO2-H2O 2种流体,金沉淀即在这种相分离的过程中发生。此外,水-岩反应、压力骤降、流体混合也可以导致金沉淀。成矿流体来源以变质热液为主,也有岩浆热液和大气降水(深层循环地下水)的参与。成矿元素金和矿化剂硫最有可能来自沉积地层,金来源主要是沉积岩(泥质岩是最有利源区)中金在变质脱水过程中富集形成含金变质流体,或在流体迁移过程中萃取途经围岩中的金并不断富集,而岩浆活动对成矿元素的贡献不大。David I.Groves等最近提出造山型金矿床成矿元素与成矿流体来源于地壳深部,其中流体是俯冲洋壳板片脱挥发分作用的产物,Au元素和相关Ag、As、Bi、Sb、Te等成矿元素是从俯冲洋壳板片上覆的楔形大洋沉积物中沉积黄铁矿分解为磁黄铁矿过程中迁移出来进入流体,形成的成矿流体沿岩石圈和地壳尺度的断裂带向上运移。

1.2

成矿条件

       全球范围内,自中太古代至新生代,造山型金矿床的形成和时空分布与超大陆拼合过程密切相关,大型造山型金成矿省主要出现在增生造山过程中。造山型金矿床的地球动力学背景是在板块(地体)汇聚边缘上的俯冲造山运动或碰撞造山运动过程中,外来地体之间或外来地体与先存大陆边缘之间的拼贴增生作用(见图1),在造山带挤压和压扭性变形过程中形成金矿床(见图2)。David I.Groves基于对澳大利亚西部Yilgarn地块太古代脉状金矿床所提出的地壳连续成矿模型(见图2)对于造山型金矿床的认识具有普遍意义。该模型根据金矿床的形成深度和温度在垂向上分为浅成带、中成带和深成带,与控矿剪切带的构造层次和围岩变质相具有基本一致的对应关系。其中,浅成带深度在6km以内,温度为150℃~300℃,压力为150~200MPa;中成带深度为6~12km,温度为300℃~475℃,压力为200~300 MPa;深成带深度为12~20km,温度大于475℃,压力大于300MPa。尽管形成的深度、温压范围和围岩变质相跨度大,但绝大多数造山型金矿床产于中—浅成带的绿片岩相环境中。造山型金矿床矿体的定位、产状、形态和规模大小等严格受造山过程中构造变形系统控制,并呈现出不同级别构造对矿带、矿田(矿集区)和矿床的多尺度控制特征。容矿剪切构造带可形成于不同构造层次中,即从韧性、脆—韧性到脆性不同变形区域中均适宜金矿床的发育,相应的在不同变形条件下形成不同形态的金矿体(见图2)。

1.3

找矿意义

       造山型金矿床发育在汇聚板块边缘的俯冲增生或碰撞造山带中,成矿作用与造山作用过程相伴随,常常在此处一级大地构造单元中可形成规模可观的、由系列金矿床组成的区域性金矿带或金矿省,相关的一级岩石圈或地壳尺度的断裂带或剪切带沿走向延伸可达几百公里甚至上千公里。由于成矿深度大、范围广,因此形成于所有时代的造山型金矿床在后期地质演化中易于保存下来,其剥蚀深度可以根据控矿构造和蚀变特征、矿物和元素组合等进行很具有实用价值的定性推断。造山型金矿床一般产于二级断裂带或三级断裂组合中,或者产于复杂的变质火山-深成地体或沉积地体的构造边界附近,这些次级构造一般与线状平直的一级构造带呈小角度相交,常常发育波状弯曲、分支和交汇等有利于矿体赋存的局部性构造样式。矿体主要定位于高渗透性剪切构造、裂隙系统、背斜、相关逆冲断裂、斜滑双重构造等,这些构造常常在矿区范围内重复出现,矿体标志性产出特征是赋存于构造扩容空间中的含金碳酸盐-石英脉或周围浸染状蚀变岩。因此,对勘查区开展系统的矿田构造研究,查明控矿构造性质、构造样式和组合、变形序列等,可为找矿靶区的圈定和勘查工程的部署提供可靠依据。主要的围岩蚀变矿物有石英、绢云母、Ca-Fe-Mg碳酸盐矿物、黄铁矿、绿泥石、黑云母、钠长石等。造山型金矿床对围岩的选择性不强,容矿岩石类型可包括中基性火山岩、侵入岩(花岗绿岩带)、条带状铁建造、杂砂岩、浊积岩、含碳或碳质沉积岩(页岩、板岩)等(见图3)。

图3  主要类型金矿床的关键成矿地质要素与成矿深度

       控制造山型金矿带或金矿省的大规模一级构造带是变形、变质的陡变带或梯度带,大地电磁测深、地震反射剖面探测和航空磁测等物探方法可以清晰地揭露这些线状构造在垂向上和水平方向上的产出特征,而二级或三级构造的航磁异常走向与一级构造有10°~30°的斜交,矿区尺度的航磁异常与二级或三级构造高角度相交。在区域尺度上,航空和地面重力探测对含金绿岩带的形态和构造具有很好的分辨显示。地面高精度磁测、激发极化法(IP)、瞬变电磁法(TEM)和便携式短波红外(SWIR)光谱测试在矿床或矿体尺度上是可靠的物探技术手段,这些物探异常可有效反映与成矿有关的控矿构造和硫化物、围岩蚀变,以及富铁、镁和碳质的围岩。当然,对成矿作用的地质认识是矿产勘查中的关键基础和前提,具有多解性的物探异常数据的解释及应用需要与地质事实和认识紧密结合。

       深部含金流体沿着高渗透性构造带向上运移,相关成矿元素在一级剪切带(长度可能超过百公里的范围内)可形成特征性元素地球化学异常,采用土壤和岩屑化探测量方法可以识别Au、Ag、As、Bi、Hg、Sb、Te、W等元素异常,而在矿区和矿床尺度上则主要出现Au、As、Sb、Te、W元素异常。金矿床原生晕是进行隐伏金矿体定位预测的重要技术方法,其在垂向上和水平方向上的分带性对于不同金矿床虽有一些差别,但均可为勘查工程部署提供有效依据。

2
浅成低温热液型金矿床

       浅成低温热液型金矿床主要与陆相近地表的火山-次火山作用有关,产于涵盖了从玄武质安山岩、安山岩到英安岩、流纹岩等陆相火山岩系或相邻岩石中。浅成低温热液型金矿床形成于古潜水面以下,成矿深度一般小于1.5km,个别可达2.0km(见图3、图4),成矿温度绝大多数小于300℃。

图4  2种类型浅成低温热液型金矿床的产出环境与流体来源迁移

2.1

成矿特征

       根据主要矿物组成、蚀变特征、酸碱度和硫的氧化还原状态,浅成低温热液型金矿床先后被不同研究者们划分成不同类型:低硫化型、高硫化型和碱性岩型;冰长石-绢云母型和高岭石-明矾石型;低硫化型和高硫化型;低硫化型、高硫化型和中硫化型。其中,中硫化型作为一个过渡类型,在矿床研究和矿产勘查中的实践意义有限,目前被广泛接受的矿床类型分类是低硫化型和高硫化型。低硫化型是指成矿流体中还原硫种属(HS-、H2S)占优势,其与冰长石-绢云母型相对应,但后者的分类强调成矿流体近中性;高硫化型是指成矿流体中至少有一种重要的氧化硫种属(HSO4-、SO42-、SO2)出现,其与高岭石-明矾石型相对应,但后者强调成矿流体呈酸性。

       浅成低温热液型金矿床产于由火山机构及其周围构造扩容空间组成的火山-次火山地热系统中,成矿元素主要来源于岩浆排气。控矿构造包括火山口周边的环状、弧形、放射状断裂,以及次级断裂和裂隙系统;火山穹窿或火山构造洼地中的断裂和裂隙系统;隐爆角砾岩筒;基底岩石中的高角度断裂和裂隙系统(见图4)。矿体主要赋存于火山岩及与其同时代形成的火山沉积岩中,也有部分出现在其下伏的各类基底岩石中。矿体以脉状、网脉状和浸染状为主(见图3、图4)。

2.1.1  低硫化型金矿床

       低硫化型金矿床产出位置与火山口距离为中等至较远,围岩为火山岩,也有一些产于基底岩石中。矿体主要以脉状和网脉状产出,少量以角砾岩筒和浸染状蚀变岩产出。矿体样式在垂向上具有分带性,地表为泉华沉淀(硅华或钙华),下部为网脉状,再向下为脉状(见图4)。矿石类型以石英脉型和网脉型为主,少量角砾岩型和硅质岩型。矿石构造主要有脉状构造、网脉状构造、条带状构造、纹层状构造、皮壳状构造、晶簇状构造、角砾状构造;矿石结构主要有胶状结构、格子结构、自形结构和半自形粒状结构。矿石矿物主要为黄铁矿、银金矿、自然金、硫银矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂,硫化物相对含量较低(一般为1%~5%);脉石矿物主要为石英、玉髓、蛋白石、绢云母、冰长石、方解石、菱锰矿、伊利石、绿泥石、绿帘石。成矿元素以Au、Ag、Zn、Pb为主,少量Cu、Sb、As、Hg等,w(Au)/w(Ag)值变化较大,一般为0.01~10.00。围岩蚀变强烈,分带性明显。一般自矿体向外围依次出现硅化带、泥化带和青磐岩化带,硅化带主要蚀变矿物和组合为石英、冰长石、伊利石、黄铁矿;泥化带主要为伊利石、绢云母、蒙脱石、黄铁矿;青磐岩化带主要为伊利石、绿泥石、方解石、绿帘石、黄铁矿(见图5)。成矿流体大多数以大气降水为主,可含有一定的岩浆挥发分(见图4)。成矿流体温度100℃~300℃,主要集中于150℃~250℃;成矿流体盐度1%~8%,通常小于5%。

图5  低硫化型和高硫化型金矿床矿体及围岩蚀变矿物组合与分带

2.1.2  高硫化型金矿床

       高硫化型金矿床产于火山机构附近,赋矿围岩主要是火山岩。矿体类型主要以浸染状蚀变岩型为主,少量火山角砾岩筒型和石英脉型。矿石类型包括硅质岩型、角砾岩型和石英型。矿石构造主要有浸染状构造、脉状构造、多孔状构造、角砾状构造、块状构造;矿石结构主要有交代结构、自形结构和半自形粒状结构。矿石矿物包括黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿、铜蓝、辉银矿、自然金、碲化物,硫化物相对含量高(10%~80%);脉石矿物有石英、明矾石、重晶石、高岭石、叶腊石。成矿元素以Cu、Au、Ag、As为主,少量Pb、Hg、Sb、Te等,w(Au)/w(Ag)值一般小于1。围岩蚀变发育,表现出明显的分带性。一般自矿体向外围依次出现硅化带、高级泥化带、泥化带和青磐岩化带,硅化带主要蚀变矿物和组合为石英和明矾石;高级泥化带主要蚀变矿物和组合为高岭石、叶腊石、绢云母、伊利石;泥化带主要蚀变矿物和组合为蒙脱石、伊利石、绿泥石;青磐岩化带主要蚀变矿物和组合为绿泥石、绿帘石、方解石(见图5)。在垂向上,顶部为蒸汽加热的湖相沉积,普遍含自然硫或黄铁矿、明矾石和高岭石等矿物;在古侵蚀面附近发育蛋白石和高岭石,古潜水面附近可形成玉髓脉;向下部依次出现被强烈淋滤的多孔状石英-明矾石-高岭石、地开石-绢云母-叶腊石-硬石膏、石英-叶腊石-绢云母等蚀变矿物组合。成矿流体以岩浆水为主,有一定的大气降水混合(见图4);成矿流体温度140℃~300℃,主要集中于200℃~300℃;成矿流体盐度1%~25%,多集中于4%~8%。

2.2

成矿条件

       浅成低温热液型金矿床主要形成于钙碱性—碱性岩浆弧的近地表环境中,包括大洋岛弧和大陆弧(见图1),主要地球动力学背景为汇聚板块边界的俯冲作用。此外,在弧内、弧后伸展区和后碰撞裂谷环境中该类型金矿床也有产出(见图4)。毛景文等指出,中国东部中生代浅成低温热液型金矿床形成于侏罗纪—白垩纪大陆边缘火山断陷盆地或隆起区沿断裂发育的岩浆-火山岩带中,其地球动力学背景是陆内伸展、大地构造体制转换和岩石圈大规模减薄作用。与浅成低温热液型成矿作用相关的侵入岩是氧化性的,这与斑岩型铜金矿床一致,而与侵入岩相关的金矿床和卡林型金矿床则与还原性侵入岩有关(见图4)。在世界范围内,浅成低温热液型金矿床主要集中产于3个巨型成矿域:环太平洋成矿域、特提斯成矿域和劳亚成矿域。成矿作用发生在火山-次火山活动过程中,一般情况下,成矿温度小于300℃,成矿深度小于2km,成矿压力小于50MPa。成矿流体活动需要丰富的断裂和裂隙系统、高孔隙度围岩来提出足够的扩容空间。

2.3

找矿意义

       浅成低温热液型金矿床的成矿深度浅,在后期地质过程中容易被剥露或侵蚀。此外,有些高硫化型金矿床形成于活动火山机构浅部,后期复活的火山喷发活动有可能破坏这些矿床或早期地热系统,目前被保存下来的浅成低温热液型金矿床主要是形成于中—新生代,很少量形成于晚古生代。因此,白垩纪以来的陆相中酸性及富碱火山-次火山活动区(带)是寻找浅成低温热液型金矿床的主要目标区。浅成低温热液型金矿床与其下部斑岩型金矿床及作为过渡类型的硫化物-石英脉型金银矿床构成了一个完整的成矿系统。因此,江西德兴地区的斑岩型—浅成低温热液型铜金银多金属矿床组成了一个具有成因联系的成矿系统。浅成低温热液型金矿床的存在可能指示其深部发育斑岩型金矿床,反之,斑岩型金矿床的存在可能指示其上部或外围发育浅成低温热液型金矿床,即在一定地质条件下二者可互为找矿标志。一般情况下,高硫化型金矿床距深部隐伏斑岩体约1km,低硫化型金矿床则距离较远。火山机构及其周围的断裂和裂隙系统是矿体产出的有利部位。矿体常常成群成带产出,有时矿区覆盖面积可达200km2。特征性蚀变矿物和组合、蚀变分带及相关断裂和裂隙构造系统是最重要且有效的找矿标志,同时要充分考虑到后期的剥蚀程度及构造对矿体、蚀变岩产出分布的改造,因此大比例尺构造-蚀变岩相填图是有效的地质找矿方法。

航空和地面重力测量对火山-次火山区(带)具有很好的分辨显示。由矿化或泥化蚀变所导致的低阻异常、矿化或硅化引起的高阻异常,以及控矿断裂均可采用高密度电法测量来揭示。航磁测量可反映热液蚀变作用形成的低磁异常。火山岩区放射性测量可获得主要由钾化蚀变引起的放射性增强异常。

       水系沉积物、土壤和岩石地球化学测量对于浅成低温热液型金矿化和蚀变信息的获取非常有效,Au、As、Sb、Hg等成矿元素及K、Na、Si、Mg等造岩元素的化探异常指示了潜在的低温热液矿化和蚀变区。采用便携式短波红外光谱对浅成低温热液型金矿床进行蚀变填图,可快速有效识别蚀变踪迹、矿物组合与分带,尤其是鉴别黏土矿物,也可以揭示白云母(伊利石-绢云母)和绿泥石化学成分的细微变化,增强对蚀变分带和矿化位置的指向意义,从而指导普查阶段样品采集、减少钻探工程量。在干旱、半干旱地区,遥感高光谱信息可有效识别蚀变矿物和矿物组合,用于区域和矿区尺度的遥感蚀变填图。通过在可见光、近红外、短波红外和热红外等多波段范围内获取许多非常狭窄区间的光谱连续影像数据,很容易区别与高硫化型金矿床成矿作用相关的高级泥化带、泥化带和硅化带。将高光谱信息与野外现场地质信息相结合,可以对低硫化型金矿床中伊利石和伊利石-蒙脱石蚀变进行填图。

3
卡林型金矿床

       卡林型金矿床是因其于1961年在美国西部内华达州的卡林镇地区被发现而得名。最早发现的金主要以显微—次显微形式分散产于碳酸盐岩建造中,所以又称之为微细浸染型金矿床。后来的勘查与研究工作表明,该类型金矿床也发育在硅质岩、粉砂岩和凝灰岩中。因此,卡林型金矿床可简要概括为产于未经受区域变质作用的碳酸盐岩、细碎屑岩和硅质岩中,贱金属含量低,金呈微细浸染状分布的中低温热液型金矿床。自发现以来,美国西部“盆岭省”北部地区已陆续发现了100多个独立卡林型金矿床,累计金资源量超过5000t,金品位1~25g/t,主要集中于1~10g/t,已成为目前世界上第三大金产地。这些金矿床分布在2条近平行、间距60km左右的北北西向金矿带中,其中东北侧金矿带称为卡林带(Carlin Trend),长度200km左右,金资源量3000t左右;东南侧金矿带称为拜特山—尤里卡带(Battle Mountain-Eureka Trend),长度300km左右,金资源量2000t左右。

3.1

成矿特征

       美国内华达州卡林地区的卡林型金矿床赋存于寒武系—三叠系碎屑岩和碳酸盐岩建造中,主要集中于奥陶系、志留系和泥盆系纹层状或薄层状碳酸盐岩和细碎屑岩地层。其中,白云质灰岩、白云质粉砂岩的含矿性最好,泥质白云岩、钙质页岩和碳钙质粉砂岩等次之。这些岩石在发生脱钙作用后能有效提高孔隙率和渗透性,有利于成矿热液的流通,若含碳质则更有利于吸附、富集金。矿体主要有3种产出样式:一是产于上述有利矿化岩石单元与高角度正断裂相交(切)的部位附近,形成不规则的似层状、板状、透镜状交代蚀变矿体,与围岩界线不明显;二是产于高角度断裂或其次级断裂,以及与褶皱相关的断裂中,形成与围岩界线截然不同的脉状、条带状矿体,矿石品位较高;三是产于断裂交汇部位,含矿岩石强烈变形和破碎,形成网脉状矿体。矿石构造以浸染状构造、细脉浸染状构造、角砾状构造为主;矿石结构以胶状结构、交代结构(如碳酸盐岩遭受硅质交代)为主。矿石矿物主要有黄铁矿、白铁矿、雄黄、雌黄、辉锑矿、毒砂、辰砂、硫砷铊汞矿,很少量铜、铅、锌、钨和钼等的硫化物,硫化物总体相对含量一般为1%~5%。自然金绝大多数为微米级和次微米级,多为次显微的不可见金。脉石矿物主要有碧玉、伊利石、高岭石、萤石、方解石、重晶石等。主要成矿元素组合为Au-As-Hg-Sb-Tl-Ag,w(Au)/w(Ag)值变化较大,但一般天博全站官网登录于1。围岩蚀变发育,主要有脱碳酸盐化、泥化、硫化物(砷黄铁矿、毒砂、雄黄、雌黄和辉锑矿)化、硅化和重晶石化等,不同卡林型金矿床的蚀变特征不尽相同。总体上,由矿体向围岩的蚀变分带性(见图6)表现为:①脱碳酸盐化,石英+地开石/高岭石+黄铁矿±金;②强脱方解石化,白云石+石英+伊利石±高岭石+黄铁矿±金;③弱至中等脱方解石化(白云石晕),白云石±方解石+石英+伊利石±高岭石+黄铁矿±金;④新鲜的粉砂质灰岩,方解石+白云石+伊利石+石英+钾长石+黄铁矿。广泛发育的脱碳酸盐化以围岩中的方解石和白云石部分或完全淋滤为特征,使碳酸盐岩的孔隙度增加,为成矿流体的运移和沉淀提供必需的空间。

3.2

成矿条件

       美国内华达州卡林型金矿床产于汇聚板块边缘的弧后伸展区的地壳浅部(见图1),成矿深度一般小于4km,成矿年龄为36~42Ma。这一时期是科迪勒拉前陆冲断带从汇聚向伸展转变的阶段,广泛的伸展作用开始,发育了贯穿美国西部的南北向变质核杂岩带,钙碱性岩浆作用向大陆方向迁移,这些构造热事件伴随了卡林型金矿床、浅成低温热液型金矿床及斑岩型金矿床成矿系统的形成。在上述构造背景中,高角度主断裂及次级断裂和裂隙系统是控制成矿流体活动的主导因素,此外一些矿体产于宽缓背斜、成矿前坍塌角砾岩体或不同岩性接触带中。岩性对成矿作用的控制或影响也主要表现在为成矿流体活动提供场所,如脱碳酸盐化的灰岩、碎屑流沉积物、相变带、高孔隙度或高渗透性的地层等。成矿流体温度180℃~240℃,盐度低(2%~3%)。

1—泥盆系Popovich组  2—志留系—泥盆系Roberts Mounatins组  3—奥陶系Vinini组  4—方解石溶解(伊利石)  5—高级方解石和白云石溶解(伊利石+绢云母)  6—含残余白云石的硅质泥质带(伊利石+绢云母)  7—碧玉(地开石/高岭石)  8—方解石脉  9—绢云母或地开石/高岭石蚀变的火成岩脉  10—角砾岩带  11—高角度正断裂

图6  卡林型金矿床的围岩蚀变特征

       对于卡林型金矿床成因的认识目前还存在分歧,对于成矿流体的来源有大气降水、变质热液、岩浆热液、盆地流体,或是其中2种的混合等认识;对于成矿元素的来源有赋矿围岩、围岩下部基底,或是深部侵入体等不同看法。此外,关于卡林型金矿床与浅成低温热液型金矿床的关系问题存在不同看法。

3.3

找矿意义

       卡林型金矿床具有成群、成带产出的特征,因此在找矿实践中要考虑在大范围内根据构造背景、成矿地质条件和控矿因素等对区域性成矿潜力进行评价,指导勘查工作的战略部署。广泛发育的节理和裂隙常成群出现,为不同期次的各种热液脉体所充填,如石英脉、重晶石脉、高岭石脉、黄铁矿脉、碳酸盐脉、雄黄脉等,其本身即构成了一类矿石,同时也是指示深部可能发育产于断裂中的主矿体的重要标志。同浅成低温热液型金矿床类似,特征性蚀变矿物和组合、蚀变分带及相关断裂和裂隙系统是最重要而有效的地质找矿标志,同时要充分考虑到后期剥蚀、氧化对矿体、蚀变岩产出、分布的改造,因此大比例尺构造-蚀变岩相填图同样是寻找卡林型金矿床的有效地质方法。

       Au、As、Hg、Sb、Ag元素的土壤、岩屑地球化学异常是寻找卡林型金矿床的重要信息依据。遥感高光谱信息可有效识别蚀变矿物和矿物组合。采用便携式短波红外光谱测量可快速有效识别蚀变矿物组合与分带。在整个卡林镇地区的找矿勘查实践中已经证明了,地质填图及获得的地质模型认识与土壤和岩石地球化学测量相结合发挥了突出作用,是寻找卡林型金矿床非常有效的勘查技术方法。在后期的找矿工作中,基于地质和化探工作,采用可控源音频大地电磁法、激发极化法、地面磁测等物探方法可揭示深部的控矿构造并判别岩性,对寻找隐伏矿体具有重要作用。

4

结  论

       金矿床是成矿理论研究和找矿勘查的重要目标。大量研究和勘查实践活动表明,不断完善的矿床地质认识或模型是找矿工作的重要前提和基础。标志性成矿特征、成矿条件和控矿因素是识别、确认金矿床类型的关键地质依据,在此基础上根据不同类型金矿床的特点,选择适宜的地质、物探、化探或遥感等技术方法或组合,能够极大提高找矿效率。此外,在新勘查区的找矿勘查工作中,根据扫面型物化探和遥感异常信息,结合区域构造背景,亦可对潜在的金矿床类型进行合理的推测和“面中选点”。造山型、浅成低温热液型和卡林型3种主要类型金矿床在中国普遍发育,常常形成大规模成矿带、成矿省或大型矿集区,不断提高区域性成矿系统和成矿规律的全面认识,相互借鉴具有同样或类似构造背景和同样类型矿床找矿理论与方法的经验和成果,可大大促进实现规模化的找矿突破。