貴州金礦成礦環(huán)境多樣,雖然目前探明的儲(chǔ)量不大,但是資源量卻過百噸,居全國(guó)第四位。近幾十年來,在美國(guó)、加拿大、澳大利亞及拉美地區(qū)的一些國(guó)家相繼查明和評(píng)價(jià)了一些規(guī)模巨大金礦床。
這些巨型金礦床的成礦條件、普查標(biāo)志和成礦模式,對(duì)貴州的金礦勘查有重要的借鑒意義,有助于我們開辟新的找礦領(lǐng)域,擴(kuò)大找礦前景。
一、國(guó)外幾個(gè)重要類型金礦床的特征
1. 赫姆洛( Hemlo )型金礦
赫姆洛金礦位于加拿大安大略省,是世界最大金礦之一,金儲(chǔ)量 650 噸,金品位為 7.7—8克/噸。礦床產(chǎn)于 26 億—28億年的變質(zhì)火山巖帶中,礦化集中在赫姆洛向斜南傾伏端。由于發(fā)生過酸性火山作用,礦化可能是熱液沉積成因。礦體呈層狀,與凝灰?guī)r成互層,礦石具層狀結(jié)構(gòu)。
礦床形成模式是:層狀熱液-沉積礦石形成在太古代淺水海盆中,由于發(fā)生過海底酸性火山作用,很可能海盆中富含硫化氫。礦石后來經(jīng)歷了多次變質(zhì)作用,導(dǎo)致細(xì)粒礦石重結(jié)晶,它們?cè)谝欢ǔ煞值膸r石中形成原始的富集夾層,并發(fā)生角礫化和部分再生作用,較晚期還疊加了雄黃-雌黃礦化。礦床形成跨越了很長(zhǎng)的時(shí)間間隔(大于2 億年),在這期間伴隨有巖漿作用、變質(zhì)作用、構(gòu)造變動(dòng)和成礦作用。
該礦床的金呈自然金產(chǎn)出:一種是沿著石英和長(zhǎng)石顆粒邊緣產(chǎn)出的 1—20微米的游離金顆粒;另一種是包含在自然砷、辰砂、輝銻礦、脆金銻礦和硫鹽中的自然金顆粒,或者在這些礦物周邊產(chǎn)出自然金顆粒;第二種是在黃鐵礦集合體中呈包裹體產(chǎn)出的自然金;有時(shí)在輝鉬礦鱗片及其聚集體中也見有細(xì)?。? 微米)的自然金顆粒。金、鉬和汞不尋常的結(jié)合是礦化可能為多階段的間接證據(jù),這也是大型金屬富集所特有的。
2.卡林( Carlin )型金礦
卡林金礦床最早在 1960 年發(fā)現(xiàn)于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州北部志留紀(jì)碳酸鹽巖層中,至今在內(nèi)華達(dá)州已發(fā)現(xiàn)了20多個(gè)同類型的礦床,儲(chǔ)量約 3000 噸,預(yù)測(cè)資源量估計(jì)可達(dá)1萬噸。
卡林型金礦床的主要特點(diǎn)是:含礦巖石為鈣粘土質(zhì)成分,礦體呈層狀,礦化為細(xì)脈浸染型,礦石具硫化物成分(主要是黃鐵礦、毒砂)。硫化物中有細(xì)分散的金析離體,存在低溫銻-砷-汞礦化,并伴隨有粘土化??中徒鸬V化的主要預(yù)測(cè)-普查標(biāo)志是:
?。?)礦化往往位于優(yōu)地槽與冒地槽構(gòu)造接合帶(被動(dòng)大陸邊緣)中,這種接合帶常為長(zhǎng)垣隆起(可能為深大斷裂的一種表現(xiàn)形式)而復(fù)雜化;(2)礦化產(chǎn)于復(fù)理石濁積巖構(gòu)成的鈣粘土質(zhì)巖相;(3)礦床產(chǎn)于隆起的斷塊中,含礦巖層沿著隆起的斷塊出露到地表。
礦床存在碳酸鹽化和硅化蝕變層.有時(shí)在沿著泥灰質(zhì)和白云質(zhì)巖層發(fā)育的“蓋層”部分是無礦的;在巖層的裂隙中析有雄黃、雌黃和碳質(zhì)物質(zhì)。有機(jī)碳含量低的礦Au-Hg-As-Sb 的相關(guān)性很高;而碳含量高的礦石,只有 Au 和 Hg 之間具有很高的相關(guān)性,這也反映了Au和Hg與有機(jī)物質(zhì)有著緊密聯(lián)系。地質(zhì)填圖與巖石化學(xué)測(cè)量作為卡林型金礦普查的主要方法是有效的,但是為了查明含礦建造未受到侵蝕的部分,還需要進(jìn)行普查鉆探及專門的古構(gòu)造和巖相再造研究。
3.本迪戈( Bendigo )型金礦床
本迪戈金礦位于東澳大利亞含金區(qū)的南部(維多利亞州),金礦所在的含金區(qū)是一個(gè)近子午線方向的褶皺帶,長(zhǎng)120 公里,寬 40—60公里,褶皺構(gòu)造可能位于一個(gè)深部產(chǎn)出的隱伏斷裂帶中。含金區(qū)由富含石英的奧陶紀(jì)復(fù)理石和頁巖質(zhì)巖層組成。有些地方,總厚度達(dá)2000 米的奧陶紀(jì)巖層被泥盆紀(jì)花崗巖巖體所穿切,周圍巖層被擠壓成壓縮性褶皺,并為大量斷裂所破碎。在區(qū)域變形過程中,圍巖發(fā)生了弱變質(zhì)。
在該含金區(qū)已知有約 20個(gè)金礦田,其中最大的本迪戈礦田百年來開采了695噸金本迪戈礦田是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的近子午線方向的背斜構(gòu)造,總而積 124平方公里)周圍的早奧陶世地層由千枚巖、片巖組成,含少量石灰?guī)r夾層。礦體主要是產(chǎn)在背斜脊部的鞍狀礦脈,以及與大量斷裂有關(guān)的交錯(cuò)礦脈。礦床通常是由鞍狀礦脈與交錯(cuò)礦脈相結(jié)合組成的,它們呈樓層狀分布在背斜脊部。在礦脈中,金主要是粗粒的游離明金,呈分散的顆粒,或呈石英中的纖維狀包體。在硫化物中也含有少量細(xì)粒金。礦石中金的含量高達(dá)10—30 克/噸,在富礦柱中金含量甚至還可提高1個(gè)量級(jí)。
本迪戈礦田的成礦模式屬于沉積-熱液-變質(zhì)模式。沉積時(shí)伴有含礦溶液的進(jìn)入,并使各個(gè)夾層富含氧化硅和成礦元素;在埋藏環(huán)境下發(fā)生成巖作用,促使間隙水被排擠,塑性和脆性?shī)A層的沉積物發(fā)生石化作用,這些夾層后來對(duì)含礦裂隙來說有的起了儲(chǔ)集層的作用,有的起了遮蓋層的作用;多階段褶皺以及伴隨的動(dòng)力變質(zhì)作用和變質(zhì)分結(jié)作用,使礦物質(zhì)發(fā)生重組和重新沉積。
4.朗德山( Round Mountain )型金礦床
朗德山金礦床產(chǎn)在美國(guó)西南部?jī)?nèi)華達(dá)州的第三紀(jì)火山巖中,礦床擁有大約 300 噸金,平均金含量為 1.2 克/噸。礦床位于破火山口,含礦巖石為厚約 300 米的漸新世凝灰?guī)r,組成破火山口的含礦雜巖年齡為27.2—23. 5Ma ,直接含礦的凝灰?guī)r為 26. 7Ma。北東向和北西向的斷裂集中在破火山口的底部,它們?cè)诨鹕阶饔闷陂g是活動(dòng)的,起著巖漿通道的作用,在火山活動(dòng)期以后,斷裂的活動(dòng)大大減弱。斷裂活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的裂隙帶對(duì)礦化聚集具有一定的意義。
對(duì)組成礦體并多次交切的各種礦脈和角礫巖的詳細(xì)研究表明,先是形成出現(xiàn)斑晶的石英-冰長(zhǎng)石礦脈,而后是硅質(zhì)微角礫礦脈,最后是梳狀石英礦脈。金主要出現(xiàn)在石英-冰長(zhǎng)石礦脈中。后兩種礦脈只含有小部分金。較早期的大面積青磐巖化交代作用形成了石英冰長(zhǎng)石-鈉長(zhǎng)石-綠泥石-方解石-黃鐵礦-綠簾石組合;較晚期的鉀質(zhì)交代作用為裂隙帶所控制,主要形成了是石英冰長(zhǎng)石-水云母-方解石-黃鐵礦組合。交代作用和脈狀礦化類型的共生關(guān)系和空間關(guān)系證明,青磐巖化最強(qiáng)烈的帶相當(dāng)于最強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)帶,熱水溶液的溫度為250—265 ℃。鉀質(zhì)交代作用和金礦化集中在裂隙系中,它們的形成取決于熱液流體與沿著凝灰?guī)r層側(cè)向運(yùn)移的潛水相的混合,這時(shí)溫度下降到200 ℃ 以下,熱液流體的鹽度為 0.0—0.2NaCl 當(dāng)量, pH 值為 7.5。
朗德山金礦床的形成條件,一是成礦的深度比較大( > 750米);二是存在表現(xiàn)明顯的構(gòu)造遮蓋層(致密的熔結(jié)凝灰?guī)r層);三是成礦系統(tǒng)的演化時(shí)間比較長(zhǎng)(達(dá) 1500 萬年);最后一點(diǎn)是,從最早期到最晚期成礦產(chǎn)物的含金性穩(wěn)定。
5.諾克斯堡( Fort Knox )型金礦床
諾克斯堡金礦床位于美國(guó)阿拉斯加州,該礦床是 20 世紀(jì) 90 年代中期勘探并投入開發(fā)的。諾克斯堡金礦產(chǎn)于從阿拉斯加州延伸到加拿大育空地區(qū)的廷廷深成巖帶。從成礦角度來說,該深成巖帶相當(dāng)于一個(gè)新的成礦省,它擁有許多金礦區(qū),其中最著名的是費(fèi)爾班克斯礦區(qū)。諾克斯堡金礦就位于在費(fèi)爾班克斯礦區(qū),它與一個(gè)面積僅幾平方公里的弱侵蝕的晚白堊世多相花崗石類巖株們大,呈現(xiàn)出金、鉈、鎢、砷、鉬、碲和銻的地球化學(xué)分帶。在地球物理場(chǎng)上,礦床相當(dāng)于負(fù)重力異常(花崗巖類巖株)、正磁異常(磁黃鐵礦化暈),以及ATCM 場(chǎng)鉀分量異常(鉀長(zhǎng)石化暈)。
礦床屬于網(wǎng)狀脈,由薄至幾分之一毫米的含金細(xì)脈組成,細(xì)脈肉眼不可見,有幾組不同的方向,它們是在幾個(gè)成礦階段中形成的。網(wǎng)狀脈體直徑大小約為500米,發(fā)育在花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖中。主要金屬礦物是自然金、輝鉍礦、毒砂、輝鉬礦、白鎢礦和碲化物。脈石礦物為石英、絹云母。網(wǎng)狀脈體中有一些明顯的、厚為10—20厘米的金-石英礦脈,其金含量為15克/噸。過去只識(shí)別出這些明顯石英脈。計(jì)算儲(chǔ)量?jī)H幾噸,而沒有識(shí)別出網(wǎng)狀脈。在20 世紀(jì) 80年代末對(duì)大型礦床發(fā)生興趣的浪潮中,對(duì)該巖株進(jìn)行巖石化學(xué)測(cè)量,結(jié)果查明了綜合的巖石化學(xué)異常,隨后打了幾百個(gè)鉆孔,按照0.5克/噸的邊界品位圈出了含金網(wǎng)狀脈體。
礦床年齡為 9200 萬年,金礦化年齡與周圍花崗巖類的年齡差別不大。根據(jù)碳、氧和氫同位素成分推測(cè),含礦流體是巖漿成因的。硫化物的鉛與硫同位素比值接近于母侵入體中鉀長(zhǎng)石的鉛與硫同位素比值。
6.蘇霍伊洛格( Sukhoi Log )型金礦床
蘇霍伊洛格金礦床位于俄羅斯東西伯利亞伊爾庫(kù)茨克地區(qū)。現(xiàn)已探明金儲(chǔ)量 1543.3 噸,金的平均含量為3.5 克/噸。該礦床還含有鉑族金屬。礦床位于三級(jí)倒轉(zhuǎn)背斜的軸部,礦化為褶皺的軸部所控制,軸面以 30—40o度向西或北西傾伏。褶皺的軸面恰好與一個(gè)斷層重合。該斷層似乎是一個(gè)塑性變形和碎裂作用帶。
含礦的 Khomolkho頁巖區(qū)域變質(zhì)成漿片巖相,主要為石英和絹云母,其次為碳酸鹽。碳質(zhì)陸源沉積物富含有機(jī)物質(zhì),它們變質(zhì)成了石英-絹云母頁巖。與蝕變頁巖相比,礦化的黑色頁巖SiO2 含量有所降低, MgO 、 MgO 和 FeO 的含量有所增加。在該礦床中見到了3個(gè)最重要的礦帶:上帶、中帶和下帶。這些礦帶的界線完全是根據(jù)鉆孔巖心取樣和化驗(yàn)確定的。中礦帶局限在背斜軸部。巖石整體富含石英硫化物浸染體和細(xì)脈。礦石品位與石英硫化物和硫化物礦化度之間呈正相關(guān)關(guān)系。在上礦帶和下礦帶,類似的石英-硫化物礦化含量要少得多。
礦脈中石英和碳酸鹽的 Rb-Sr同位素?cái)?shù)據(jù)給出的年齡為 316±16Ma。這個(gè)年齡被解釋為是最為可能的礦化年齡。未蝕變的 kholookho 頁巖樣品的Rb-Sr數(shù)據(jù)給出的年齡為 516±22Ma ,這是漿片巖變質(zhì)作用的年齡。沉積作用的年齡為 650—850Ma (中晚里菲期)看來,沉積作用年齡、區(qū)域變質(zhì)作用年齡和成礦作用年齡之間都有一個(gè)很大的間斷。
對(duì)于該礦床黑色頁巖層中的金硫化物石英礦化的成因現(xiàn)在尚有爭(zhēng)論。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)是把內(nèi)生來源的流體看作褶皺作用之后提供金的主要因素。另一種看法是,金硫化物礦化主要是在沉積作用期間形成的,后來在成礦作用和變質(zhì)作用中,浸染狀礦化發(fā)生再分配和進(jìn)一步富集。還有一種看法是,蘇霍伊洛格礦床的礦化是熱液和交代型的。
蘇霍伊洛格型金礦床的找礦標(biāo)志可歸納為:(1)石英脈型礦化并不形成單獨(dú)的大型礦床。該區(qū)大規(guī)模的金儲(chǔ)量只與金硫化物型礦化有關(guān)。然而,淺部含金石英脈型礦化是位于深部金硫化物礦體的標(biāo)志;(2)主要的礦石控制構(gòu)造是三級(jí)背斜,軸部彎曲部位、撓曲、陡逆沖帶和低角度劈理帶是最有希望的成礦部位;(3)細(xì)粒頁巖是有利的圍巖,它具有增高的成巖硫化作用,在花崗巖類侵入體接觸暈之外的綠片巖相條件下發(fā)生了變質(zhì);(4)負(fù)重力異常表明在大約 2—3 公里深處存在埋藏的花崗巖類巖體;(5)賤金屬(Cu、Pb、Zn)的地球化學(xué)異常比鐵族元素(Ni、Co、Cr)的異常提供更多的信息。鐵族元素異常往往與非成礦的成巖硫化物集合體有關(guān)。
二、對(duì)貴州金礦找礦的啟示
近年來,貴州金礦勘查取得了很大進(jìn)展,在黔西南發(fā)現(xiàn)了紫木函等幾個(gè)大型卡林型金礦,在黔東南見有廣泛分布的石英脈型及蝕變巖型金礦,另處還有與表生作用有關(guān)的所謂紅土型金礦,黑色頁巖型金礦也有線索發(fā)現(xiàn)。在貴州尋找新型金礦是很有前景的。從上面所介紹的幾種重要類型金礦來看,尋找和勘查這些類型的金礦需要注意以下幾點(diǎn):
?。?)世界巨型的發(fā)現(xiàn)告訴我們,金的成礦作用復(fù)雜,類型多樣,在金礦勘查過程中,很重要的一點(diǎn)是,不應(yīng)拘泥于傳統(tǒng)的成礦觀點(diǎn),實(shí)踐中要思想開放,敢于創(chuàng)新。
?。?)目前發(fā)現(xiàn)的許多重要類型金礦,金顆粒往往是微米或次微米級(jí)的,呈浸染分散狀,夠不成重砂暈,肉眼難以識(shí)別,所以在普查中需要采用巖石化學(xué)方法,多做取樣分析。
?。?)許多大型金礦成礦歷史很長(zhǎng),有些從沉積階段就開始了成礦作用,然后又經(jīng)受了熱液或變質(zhì)改造,因此對(duì)這樣的大型金礦來說要重視成礦模型的分析,在分析成礦和控礦因素時(shí),還要重視構(gòu)造和古沉積環(huán)境(巖相)的再造。
?。?)這些重要類型金礦床,往往在有利的成礦環(huán)境中成群、成片出現(xiàn)。例如林型金礦,從第一個(gè)礦床發(fā)現(xiàn)以來,在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州已查明了20多個(gè)同類型礦床;澳大利亞在發(fā)現(xiàn)了本迪戈金礦之后,在金礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有 20 多個(gè)礦田。因此在新礦床發(fā)現(xiàn)后,堅(jiān)持不懈地追索是進(jìn)一步擴(kuò)大遠(yuǎn)景的重要途徑。
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