貴州金礦成礦環(huán)境多樣,雖然目前探明的儲量不大,但是資源量卻過百噸,居全國第四位。近幾十年來,在美國、加拿大、澳大利亞及拉美地區(qū)的一些國家相繼查明和評價了一些規(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、國外幾個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,它們在一定成分的巖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的時間間隔(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多個同類型的礦床,儲量約 3000 噸,預(yù)測資源量估計可達(dá)1萬噸。
卡林型金礦床的主要特點是: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-普查標(biāo)志是:
(1)礦化往往位于優(yōu)地槽與冒地槽構(gòu)造接合帶(被動大陸邊緣)中,這種接合帶常為長垣隆起(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)是一個近子午線方向的褶皺帶,長120 公里,寬 40—60公里,褶皺構(gòu)造可能位于一個深部產(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)的交錯礦脈。礦床通常是由鞍狀礦脈與交錯礦脈相結(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個量級。
本迪戈礦田的成礦模式屬于沉積-熱液-變質(zhì)模式。沉積時伴有含礦溶液的進(jìn)入,并使各個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,塑性和脆性夾層的沉積物發(fā)生石化作用,這些夾層后來對含礦裂隙來說有的起了儲集層的作用,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)在美國西南部內(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,它們在火山作用期間是活動的,起著巖漿通道的作用,在火山活動期以后,斷裂的活動大大減弱。斷裂活動時產(chǎn)生的裂隙帶對礦化聚集具有一定的意義。
對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石-鈉長石-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)的演化時間比較長(達(dá) 1500 萬年);最后一點是,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 場鉀分量異常(鉀長石化暈)。
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。過去只識別出這些明顯石英脈。計算儲量僅幾噸,而沒有識別出網(wǎng)狀脈。在20 世紀(jì) 80年代末對大型礦床發(fā)生興趣的浪潮中,對該巖株進(jìn)行巖石化學(xué)測量,結(jié)果查明了綜合的巖石化學(xué)異常,隨后打了幾百個鉆孔,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,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茨克地區(qū)?,F(xiàn)已探明金儲量 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斷層重合。該斷層似乎是一個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同位素數(shù)據(jù)給出的年齡為 316±16Ma。這個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很大的間斷。
對于該礦床黑色頁巖層中的金硫化物石英礦化的成因現(xiàn)在尚有爭論。傳統(tǒng)的觀點是把內(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的大型礦床。該區(qū)大規(guī)模的金儲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:
?。?)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,很重要的一點是,不應(yīng)拘泥于傳統(tǒng)的成礦觀點,實踐中要思想開放,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的,呈浸染分散狀,夠不成重砂暈,肉眼難以識別,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,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,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,從第一個礦床發(fā)現(xiàn)以來,在美國內(nèi)華達(dá)州已查明了20多個同類型礦床;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 多個礦田。因此在新礦床發(fā)現(xiàn)后,堅持不懈地追索是進(jìn)一步擴(kuò)大遠(yuǎn)景的重要途徑。
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