卡林型金矿床成矿控制及找矿问题(葛良胜)

卡林型金矿床成矿控制及找矿问题葛良胜武警黄金地质研究所基本概念卡林型金矿床—定义与分布•“卡林型金矿”这一名称最早由美国人S·拉德克（1974)提出，指产于渗透性良好的角砾薄层碳质粉砂质碳酸盐岩中（碳酸盐岩-碎屑岩建造），金主要呈微细浸染状分布的金矿床。该类金矿床以储量大、品位低（但从已发现的众多矿床看，其品位并不低）、金粒度极细为特点。•世界范围内，卡林型金矿或类似的矿床主要见于美国和中国。美国集中分布于西部内华达州和犹他州，我国则集中在滇黔桂、川甘陕两个金三角地区。其他地区如江西、河北、湖南、吉林、新疆、云南（滇西上芒岗）等地区也有发现。卡林型金矿常集中分布，空间上形成矿集区，又成群、成带出现，形成不同规模的矿带和矿田。有关卡林型金矿床的几个名词•微细浸染型金矿：这个概念是从金的赋存状态出发进行定义的，虽然这是一个十分重要的方面但并不全面。特别是对指明找矿方向缺乏指导意义，因为微细浸染型金矿的概念不能反映卡林型金矿床的全部特征以及成因，在不同成因，不同地质环境中都有可能形成微细浸染型金矿。•碳酸盐岩中的金矿床：美国卡林型金矿大多产于碳酸盐地层中，并非含矿围岩全为碳酸盐岩石。我国卡林型金矿也有许多产于碳酸盐地层中(或主要围岩为碳酸盐岩)。据此一些人将卡林型金矿定义为产于碳酸盐岩地层中的金矿，但这种定义也不能确切地反映它们的特征和成因。因为产于碳酸盐地层中的金矿可以是各种成因，地质特征十分不同的金矿床，而且有一些重要的卡林型金矿并不是产碳酸盐岩中。•浅成低温热液金矿床：一般地说，卡林型金矿是浅成低温热液矿床，故这种定名虽能反映卡林型金矿的成因信息，但其内涵太大，包括了一些与卡林型金矿特征完全不同的金矿床。此外，国外还有人将凡是低品位可大规模开采的金矿都定为卡林型金矿，这显然也是不合适的。•狭义卡林型金矿床–产于沉积岩中，主要是碳酸盐岩和细碎屑岩中，特别是二者的界面附近；–金呈微细浸染状产于硫化物(主要是黄铁矿和毒砂)和粘土矿物中。矿床中金银(储量)比大于1；–具中低温矿物共生组合，金属矿物主要有：自然金、黄铁矿、毒砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等。脉石矿物有石英、方解石、白云石、粘土矿物、重晶石、炭质等；–矿床受构造控制，似与火成岩无明显关系。在美国大多数卡林型金矿区均有各种脉岩，但成因上的联系不明显。而我国卡林型金矿区也见有各种火成岩。但这其中许多问题还处于争论之中。•广义卡林型金矿床（浅成低温热液型金矿床）–金矿床主要的赋矿岩石可扩展到火山岩，即产于火山岩中的卡林型金矿。其基本特征与沉积岩容矿相同，也有一些差异，如银的含量多，常有冰长石出现。广义卡林型金矿床特征可归纳如下：–产于沉积岩或火山岩中；–金呈微细粒浸染状产于硫化物或枯土矿物中；–中低温矿物共生组合；–受构造控制，与侵入岩关系不密切。冰长石卡林型金矿床-历史与现状•卡林型金矿床是20世纪晚期才被人们认识与开发利用的独立的、有较大远景的金矿类型，从发现第1例卡林型金矿起，人们就不间断地研究与找寻它，在给人们带来巨大资源财富的同时，也丰富了现代金矿理论，促进了矿床学的发展。然而，至今关于该类金矿的概念、形成机制、矿床成因、类型变异及成矿规律等，在某种程度上认识混乱，导致某些观点分歧，加之矿床发现较晚，产出地质背景复杂，研究难度较大，造成诸多的学术与找矿方向上的问题与争论。卡林型金矿床已成为世界四大金矿类型之一，在加紧研究与勘查的同时，进行阶段性的总结，不断统一认识，新一轮的深化研究与找矿开发势在必行。LocationofCarlintypedeposits—CarlinTrend自从1961年在碳酸盐岩中发现浸染状金矿化以来，在一个60km长的NNW向线状分布的金矿集中区(称为CarlinTrend)，己经发现了40多个独立金矿床，己经生产了50多百万盎司（约合1550多吨）的金，成为当今世界上第三大金矿产地。CarlinboomTonopah-GoldfieldboomComstockBoom•卡林型金矿床的成矿控制赋矿地层•卡林型金矿主要赋矿地层为古生界和中生界，从寒武系~三叠系均有产出，但不同的矿集区有不同的赋矿层位。（对赋矿地层的时代似乎不具选择性）–美国内华达州卡林型金矿的赋矿层位是志留系~泥盆系罗伯茨山(Roberts)组和泥盆系波波维奇(Popovich)组，极少数矿体产于岩浆岩中。–滇黔桂地区卡林型金矿主要产于三叠系，其次为二叠系和泥盆系。–贵州紫木凼下三叠统夜郎组、板其的紫云组，丫地和烂泥沟的中三叠统新苑组；–秦岭地区以泥盆系为主(双玉、二台子、八卦庙、金龙山等)，寒武系中也偶有产出(拉尔玛)；–川西北地区的东北寨金矿，丘洛金矿主赋矿层位为三叠系；–滇西上芒岗金矿赋存于上侏罗统勐戛组。赋矿岩性•国内外卡林型金矿赋矿岩石主要是不纯碳酸盐岩和细碎屑岩，两者接触部位最有利矿化(涂光炽，1992)。（对岩性有明显的偏在性）•美国卡林型金矿床赋矿岩性，过去多描述为灰黑色粉砂质-泥质白云岩或灰岩。近年，对卡林型金矿东部矿体钻孔中志留系-泥盆系罗伯茨山组新鲜未风化岩心研究表明，矿石原岩为层纹状细粒钙质或含白云质、泥质粉砂岩。•我国已知卡林型金矿金矿化，大多选择富粘土质、粉砂质和有机质细碎屑岩为容矿围岩，其次才是不纯碳酸盐岩。–滇黔桂金矿集中区以粘土岩、粉砂岩和细砂岩为主，次为不纯碳酸盐岩；–川西北为砂岩、板岩和千枚岩，次为不纯碳酸盐岩;秦岭地区为砂、板岩，次为不纯碳酸盐岩和火山凝灰岩、硅质岩。容矿岩石富含炭质，是卡林型金矿的又一特点。•美国卡林型金矿床含有机炭0.17%~2.15%，炭质矿石中可高达6%；我国滇黔桂烂泥沟金矿中有机炭含量0.01%~2%。形成的构造环境•国内外卡林型金矿的成矿构造环境均表现为地块边缘裂陷槽拉张与挤压两种环境的交替发展与演化区。•裂陷槽拉张环境–卡林型金矿的成矿区带，多处于不同性质大地构造单元的接合部位或构造过渡带。而在地块边缘比较脆弱的区域，发育裂陷槽或裂谷盆地，表现出某些冒地槽沉积特征地区更显有利。（事实上，这种环境只是提供了卡林型金矿床形成的基础）•美国卡林型金矿主要产于科罗拉多地台西侧古生代冒地槽沉积层中，晚泥盆世主要表现为拉张的板内裂谷拗陷，晚泥盆世~始新世为强烈挤压状态，早渐新世又处于拉张状态，并伴随火山活动。•我国滇黔桂、金三角地区，处于扬子地块西南缘与华南加里东褶皱带西缘过渡部位的右江印支裂谷带或冒地槽中，成矿作用与右江裂陷带的产生、发展和演化密切相关。川陕甘金三角地区同样分布在不同大地构造单元的构造过渡区裂陷槽内。•裂陷槽封闭造山挤压环境–晚泥盆世~早石炭世的Antler造山运动，强烈影响美国西部卡林型金矿的生成。Roberts山逆掩断层把西部RodeoCreek组向东推覆100km~200km，使东部古生代沉积埋深在5km之下。晚三叠世~晚侏罗世发育表层褶皱，并伴有NW向强烈岩浆活动。–我国黔西南卡林型金矿矿集区，亦发现类似美国Roberts山断层的逆冲断层，其走向长约400km，最大推覆距离约80km(索书田，1993)；川西北卡林型金矿集中区，逆冲推覆构造同样十分发育。•反映这些地区在裂陷槽封闭后经历了强烈的挤压造山过程，这似乎对卡林型金矿床的形成是很重要的。（或者说成矿与赋矿岩系之间存在可以鉴别的时差）控矿构造与矿体形态•构造控矿作用，特别是背斜褶皱和断裂构造的控矿作用，是国内外已知卡林型金矿床(田)的重要成矿地质作用之一。（这一点在卡林型金矿床发现的早期并未被人们认识到）•不同层次、规模的断裂构造是决定我国卡林型金矿集中区的关键构造形式，它控制了卡林型金矿床的时空分布和成因。如滇黔桂右江裂谷断裂构造体系、滇西龙陵-瑞丽NE向断裂构造体系，它们发育于地壳的不同深度和圈层，对裂谷或裂陷盆地的形成、沉积岩相变化、热水喷流沉积、火山活动、岩浆侵入、地热场形成、矿源层的产生、热液循环体系构成和金、汞、砷、锑等各种矿化均起着决定性的控制作用。•受褶皱、断裂、不整合面及密集裂隙带的控制，卡林型金矿矿体常呈脉状、似层状、透镜状或不规则状与地层整合或不整合产出。（顺层或褶皱翼部发育的构造或不整合面常因为其规模大，连续性好而具有重要意义）•背斜构造控矿•卡林型金矿多分布于背斜构造倾伏端/背斜轴转折端及背斜翼部。–美国卡林型金矿区金矿床超过15个，金储量超过2000t。矿带主体构造是起储存轴作用的浅倾伏背斜，若干矿体产于背斜轴的起伏峰部(Radtke，1985)或NW走向的塔斯卡罗拉山背斜核部。–我国滇黔桂卡林型金矿分布区，控矿褶皱主要表现为短轴背斜和穹隆构造，并控制着板其、戈塘等金矿田分布。背斜构造倾伏端和背斜轴转折端，以及背斜翼部发育断裂破碎带、层间破碎带地段，往往是各种裂隙纵横交错、复合叠加的有利成矿地带。•断裂构造控矿•在褶皱轴部和翼部，发育的以压扭性为主的断裂构造，常表现为不同级次的切层或层间断裂挤压破碎带，往往与褶皱构造联合控矿。不同方向与不同序次的断裂破碎带交叉与复合部位，广泛发育各种微裂隙，岩石挤压破碎强烈，是成矿热液沉淀和富集的最佳场所。–美国卡林型金矿矿化主要受断裂构造控制。Post-Betze金矿矿体受NW向断裂构造控制，位于次级NE向和近SN向高角度正断层与罗伯茨山逆断层交切地带。–我国滇黔桂卡林型金矿集中区，已知紫木凼金矿矿体产于沿灰家堡背斜轴部分布的断裂挤压破碎带，丹寨、丫他、烂泥沟、板其、那能等金矿也均受切层和层间的断裂挤压破碎带控制，矿化主要发育在挤压破碎带或其附近渗透性、孔隙度适中的岩层内；川西北的东北寨金矿则完全产于大逆冲断层带之中(李小壮，1992)。•裂隙构造控矿•伴随褶皱和断裂构造作用，同时发育节理、裂隙，构成了矿质充填与沉淀空间。国内外卡林型金矿均广泛发育各类裂隙构造，这些密集裂隙带宽数m、数10m不等，单条裂隙宽一般1cm，个别达3cm~5cm，常成群成带产出，每组由数条至数10条裂隙组成。裂隙中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，构成重要的矿石类型，而且有可能成为深部断裂控矿的指示标志。岩浆活动与成矿•卡林型金矿床与岩浆活动的关系尚无确切的结论。•美国卡林地区火成岩呈两个小型岩株和许多岩墙产出，主要成分为花岗闪长岩、石英闪长岩和闪长岩，沿NW向高角度断层侵位，多遭受强烈的蚀变与金矿化。该区出露的喷出岩为流纹岩和流纹英安岩。•我国卡林型金矿集中分布于火成岩活动区。但金矿多位于较大规模侵入岩或火山岩分布区的边缘地带和邻区，矿区内仅见少量花岗斑岩、石英斑岩、辉绿岩、煌斑岩等脉岩；滇黔桂地区为右江裂谷火成岩活动区，火山凝灰岩、喷流沉积的大厂层和燕山期超基性岩体等均与成矿密切相关；甘肃早仁道金(锑)矿床产于三叠系地层与花岗闪长斑岩体接触带；川西北丘洛金矿床的金矿化发生于三叠系碎屑岩中的顺层蚀变玄武岩中；滇西上芒岗矿区不仅就产在龙陵-瑞丽基性-超基性岩带范围内，而且岩体中金的含量明显较高，羊石山矿段基性煌斑岩金的含量远高于一般基性岩体(李红阳，2001)。蚀变类型•围岩蚀变是卡林型金矿床的重要标志，包括硅化-似碧玉岩化(硅化碳酸盐岩)、黄铁矿化、碳酸盐化(方解石化、白云石化和铁白云石化)、粘土化(水云母化、绢云母化、高岭石化、地开石化)、重晶石化、毒砂化、雄(雌)黄化、辉锑矿化和辰砂化等。•与美国卡林型金矿相比，我国卡林型金矿雄(雌)黄化不发育，而毒砂化、辉锑矿化和辰砂化普遍较强，但对围岩蚀变中似碧玉岩化和碳酸盐化的成矿作用研究尚不够。蚀变岩石(脉)空间分布•似碧玉岩(硅化碳酸盐岩)。水平上自断层外延30m，垂向上发育于氧化酸性淋滤带整个约130m范围内，宽度和厚度随深度逐渐减少，至酸性淋滤带底部近于零，偶见位于矿体之下。•重晶石脉。美国卡林型金矿区均有零星分布，我国卡林型金矿集中区也普遍发育重晶石化。脉体自薄纸状到1m厚不等，淋滤带最集中且发育最好，一般至淋滤带底部或其下未淋滤氧化带内急剧变薄或消失。•石英脉。深部未氧化矿层和浅部氧化带、地表硅化碳酸盐岩内部，发育有石英细(网)脉。重晶石脉内亦偶见石英透镜体或微