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内达华州的卡林型金矿-关键地质特征及可行成矿模式

内达华州的卡林型金矿-关键地质特征及可行成矿模式
内达华州的卡林型金矿-关键地质特征及可行成矿模式

内达华州的卡林型金矿:关键地质特征及可行成矿模式

杰 S. 克莱因,

内华达州立大学,拉斯维加斯,马里兰大街4505号,454010邮箱,拉斯维加斯,内华达 89154-4010

艾伯特 H. 霍夫斯特拉,

矿产资源计划,美国,地调局,973邮站,25046邮箱,丹佛,科罗拉多州 80225

约翰 L. 蒙泰安

内华达地质矿产局,178邮站,内华达州立大学,里诺,内华达 89557-0088

理查德 M. 托斯德尔和肯尼斯 A. 希基

金属矿床成矿机制研究组,英属哥伦比亚大学,6339商业街,温哥华,英属哥伦比亚,加拿大 V6T 1Z4

摘要

内达华州的卡林型金矿拥有巨大的金储量,已经成为全州、全美国甚至全世界主要的产金地之一。虽然四十年的采矿作业和大量的研究已经勾勒出这种矿床的详细地质轮廓,但是还没有建立起一个能被普遍理解和广泛接受的成因模型。矿床成因很难被确定原因是因为很难鉴别和分析出这种细粒、微小且普遍存在的矿石及脉石矿物,以及成矿期后的风化侵蚀与氧化作用。此外,卡林型金矿矿化作用与其他同时期的贵金属矿床的叠加共生也是一个因素。

最近,地质年代学研究达成共识——内华达的金矿床形成于42~36Ma以前,所以这些矿床现在可以在其构造演化背景下重新被认识(评估)。大陆裂谷及被动陆缘的连续沉积被随后的挤压造山作用形成一个浅地表陡倾流体管道,缓倾斜的“U型弯管”和活性钙质围岩组成的成矿前体系构造。沉积岩序列形成于大路边缘裂谷或者逆冲推覆构造带前缘的前陆盆地,主要包含活性黄铁矿和炭质粉砂质灰岩,这种主要围岩在几乎每个矿床都有。最大的矿床位于现在的泥盆系至密西西比纪的罗伯茨山组逆断层的下盘,不活泼,细粒、渗透性较差的硅质岩覆于渗透性较强的碳酸盐地层之上,形成一个区域性的半隔水层。北-北西向和西-北西向基底和在抬升后的挤压事件中倒转的古生代正断层以及构造成因的背斜及穹窿是始新世含金流体沉淀的有利场所。这些位置多位于穿透被剥蚀的推覆体(硅质碎屑岩)所形成的剥蚀窗口。

在始新世,北西-西向伸展构造(例如走滑断层,斜滑断层以及正断层)再次张开形成有利的导矿构造。由于缺少超压热液流体活动的证据,加之复杂的多阶段脉体膨胀扩容,缺少同矿化作用的走滑断裂,使流体活动及成矿非常被动。地质现象复原重建及流体包裹体的证据显示矿床形成于距地表几千米的位置。成矿流体为中温(180~240℃),低盐度(2~3wt%Nacl equiv),含CO2(< 4 mol %)贫CH4(<0.4 mol %),有足够的H2S(10-1~10-2m)来运移Au。成矿流体的去碳酸盐化作用、泥化作用以及围岩的硅化作用,使得从围岩中释放出来的Fe和流体中的S生成含亚微细粒Au呈浸染状分布于黄铁矿中。

同位素研究反映了成矿流体及成矿元素的多种来源,在不同区域具有不同的成矿模式或在大多数地区大气水特征覆盖了深层成矿流体的信号。在格彻尔矿床,矿物的氧氢同位素比值和流体包裹体研究显示了一种深源岩浆或变质流体来源;但是,其他地区许多相似性的研究缺表现为大气水特征。所有矿区成矿期黄铁矿的硫同位素均分布在一个大的范围内,显示出一种沉积来源;但是格彻尔矿床以及卡林型金矿带北部的研究显示岩浆硫源。由于存在这些不一致的地方,目前相关矿床的模型有(1)、金属在大气降水的对流中析出和运移,(2)、浅成侵入体,和(3)、深层变质流体和/或岩浆流体。

除同位素研究外,内华达州地区的数据处理结果表现出惊人的相似性,这表明所有内华达卡林型矿床形成于相似的地质过程。我们因此提出了一个模型,随着Farallon板块移动,深部地壳发生熔融,引发进变质和脱挥发分作用,从而形成深部的原始流体。深部地壳熔融组合形成的这些流体上升,最终出溶形成含金的热液流体。中地壳层位的变质作用也可能为成矿提供了流体,所有的这些流体集中进入具有渗透性的切穿基底的大断裂中,在那里,他们继续上升和滤取各种元素,演化为成矿流体。北-北西向古正断层和北东向古转换断层,在始新世伸展中优先膨胀扩容,控制着矿区的走向和倾向以及矿床的定位。最终成矿的流体积聚在平均有效压力减少的地方,尤其是在较老的侏罗系和白垩系的边界及构造交汇处储存。成矿流体在渗透性逐渐增加的上地壳伸展断层中上升,并逐步有大气水的混入。在距地表几公里内,流体被构造和地层隔水层转移进入活性围岩,在那里硫化地层中的铁并沉淀金。

世界其他地方赋存在沉积岩中的浸染型金矿床与内华达卡林型金矿床有很多相似性,但是没有发现一处能达到内华达这么大金产量。世界其他地方发现的矿床隶属现公认的不同热液系统,如低硫型浅成低温热液矿床、斑岩型铜-钼-金矿床、与浅成侵入体有关的造山型金矿床和喷流沉积型矿床。此外,与内华达卡林型矿床非常相似的中国华南的金矿床,被解释为变质流体与围岩反应以及当地的大气降水作用而形成的。

前言

卡林型金矿床主要是指以粉砂质碳酸盐围岩的脱碳酸盐化作用为主的微弱蚀变控制的交代作用地质体体,金主要以固溶体或亚微米颗粒金的形式赋存在浸染状分布的黄铁矿或白铁矿中。这些矿床受构造和地层控制呈带状密集产出(图1)。虽然一些矿床在1900年早期就已经在开采,但直到在1961年卡林矿床发现后,他们才第一次作为一种新的矿床类型被认识。

图1 内华达州北部的数字海拔模型

主要成矿带,矿集区,卡林型矿床- 白色

实心圆圈;其他重要的金,银,铅,锌,

铜矿床- 十字叉;罗伯茨推覆体的东部边

界- 粗体白线;城市- 空心小圈;高速公

路- 黑线;插图(白底方框)显示的是卡

林成矿带北部的卡林型矿床的分布。

当前卡林型矿床金产量在本国黄金产量中占主导地位,约为世界黄金产量的百分之九,使美国一举成为世界上主要的黄金生产国之一。内华达州的一些金矿床已达到世界级(>100t 金)和超大型(>250t 金),但在整个区域和矿床内部总含金量以及矿石品位也有很大的变化(图2)。穿透盖层的钻探勘探很大程度上扩大了这些地区的规模,显示这些矿床丛生聚

集或线状分布,且小矿区的深部也有重要意义的资源潜力。卡林镇的十个矿床,格彻尔和巴特尔山脉-尤里卡成矿带含有超过5亿盎司的金矿床以及四个超过10亿盎司的金矿床(图2)。卡林成矿带是迄今为止在内华达这些矿床中查明的金的资源量最大的,现在黄金产量已经超过50亿盎司。

图2 卡林型矿床(小方块)的矿石

品位(Au,g/t)和矿石量,储量超

过5亿盎司(155.5t)的金矿床(方

块)和主要矿集区(三角形)。

AR- 鳄鱼岭矿集区,CCT- 卡林成矿

带中部,CTZ- 贝特尔山-尤里卡成

矿带科尔特斯矿集区(BMET),EU-

BMET尤里卡矿集区,GB- BMET金巴

矿集区,GT- 格彻尔矿集区,JC- 杰

瑞特峡谷矿集区,NCT- 北卡林成矿

带,SCT- 南卡林成矿带。

尽管这些矿床拥有巨大的产量和超过四十年的开采和探究,但是还没有出现一个普遍被接受的成因模型。建立一个全面的成因模型已经被大量相互矛盾的数据所束缚,到目前为止,这些矿床还缺乏一致的成矿年龄。野外关系和常规地质年代学研究表明这些矿床形成于中-晚始新世一个狭窄的时间间隔中,约在42~36Ma。建立这个时间关系可使矿床形成时的构造状况被纳入矿床成因模型,因此非常重要。在中始新世的某一时候,北内华达开始经历一次上地壳从挤压向伸展的变形,同时伴随钙碱性岩浆作用。这次构造转变被认为有助于对矿床的形成。

目前的成矿模型包括(1)大气降水循环(2)浅成深层岩体提供了热和可能的流体及金属,和(3)深部变质流体和岩浆流体。由于一些地区和成矿带及内华达州内的一些地方赋存在沉积岩中的浸染型金矿与卡林型矿床有些属性一致,有的特征又不同,所以关于卡林型金矿的起源有很多争论。

我们相信这些赋存在沉积岩中的浸染型金矿床是几个各不相同的公认无疑不同类型热液系统的产物(表1)。比如,与斑岩型铜-钼-金系统相关的末端浸染型金矿床已经屡次被用于解释卡林型金矿。很多与侵入体有关的金矿床也有很多卡林型金矿床的特征,但是他们有更高的银和更多得贱金属,形成于高温和高盐度流体,与斑岩系统有清晰的空间和成因关系。除了内华达外,赋存在沉积岩中的浸染型金矿主要集中在中国南部(华南),但是在世界其他地方也有零星分布。尽管构造背景不同,但是在西秦岭成矿带和中国华南滇-黔-贵地区赋存于沉积岩中的浸染型金矿床与内华达卡林型矿床有很多相似之处。关于是否为卡林型金矿、末端浸染型金矿还是其他赋存在沉积岩中浸染型金矿的争论有很多,我们认为说他们本质上是相同的而不是由假说这些是伴随有卡林型矿床属性的特定矿床类型的说法是不正确的。这些争论不仅仅是学术的,由于不同矿床类型(表1)有不同的金属量,并且在地质勘探工作者在寻求新的发现时将他们引导进入不同的地质环境。

这篇论文是建立在早期的研究基础上通过整合新的数据,并考虑和详细对比了内华达地区五条主要的成矿带和矿集区(卡林,格彻尔,贝特尔山-尤里卡,杰瑞特峡谷,鳄鱼岭;表2,A1,A2)内被确定为卡林型矿床的关键地质特征。得益于成矿年龄的知识在探寻一个合适的矿床成因模型时审查评估数据的可靠性,但是没有一个的模型能适应所有可靠的数据。我们当前的目标是通过评估新数据和成矿区的对比去追溯,建立一个和世界上其他赋存在沉积岩中的浸染型金矿去对比的基本成因模型。

表1 同内华达州卡林型金矿床地质特征相似的矿床

表2 内华达州卡林型金矿床的典型地质特征

注:XX=重要矿床地质特征,X=可见地质特征,-=没有出现,nd=没有数据,?=未知

本文的另一个目标就是反映北内华达州的构造演化和矿床地质的详细信息。为什么主要有经济价值的这种矿床类型均集中于这个区域?难道是长期且特有的地质演化历史或独特的地质事件促使这些矿床的形成?通过对比矿集区和成矿带的地质特征,我们分别在宏观和微观上发现了一致的地质特征。这些一致的特征,包括规模相对较小地区的矿床,包括早期的伸展和广泛的岩浆作用的金沉淀富集位于一狭窄的时间框架内现在已经被广泛的接受,使我们相信横跨内华达州北部的所有区域内的矿床都是具有成因联系的,都是形成于一致的地壳层位的造山过程中。

我们的研究在结合早期模型中提出的一些特征建立的成因模型,提出深部地壳过程能够产生原始成矿流体中的某些元素。一些成矿流体组分可能来源于下地壳,在那里初始聚集并开始向地表的长期上升。变质或岩浆过程可能产生或提供最初的深部成矿流体,它在沿着流体通道迁移时可能同化吸收了包括金在内的各种有益元素。

早-始新世构造框架

内华达州东北部构造叠加事件可追溯至元古界,该事件形成的地质特征在所有内华达卡林型矿床都是一致的。这些早-始新世事件,是指大陆裂谷作用在随后的几次有压缩作用的造山运动中形成的一个具陡倾断层和网状破碎的成矿前构造格架,起到了流体通道的作用。结果导致低角度断层和不透水的岩石单元形成隔水层阻碍流体上升,致使陡倾断层将流体导向渗透性强且化学性质活泼的钙质围岩中。

地史

在劳伦超级大陆的拼接中,古元古代地体附着在太古代怀俄明州克拉通上。其缝合带被认为是怀俄明州的夏安带,即在内华达州北部的一向西的宽阔古元古代岩石和太古代岩石的混杂带。在中-新元古代,在1.0~1.3Ga和0.6~0.9Ga之间的裂谷作用将劳伦古陆从一个毗连地块分开,从而形成了一个逐渐向西变薄的大陆地壳边缘。一个新元古代的向西增厚锲和早寒武纪碎屑岩在伸展的裂谷相被掩埋减薄成结晶基底。随后的大陆裂谷作用活动,在大陆边缘形成一个发育碳酸盐岩和页岩互层沉积的冒地槽沉积序列。向西延伸,泥质的碳酸盐岩开始在大陆斜坡上沉积。

在晚泥盆纪和早密西西比纪的安特丽造山运动中,罗伯茨山推覆运动沿着褶皱和冲断带使优地槽(活动正地槽)硅质碎屑岩和玄武质岩石向西逆冲覆盖在大陆架斜坡序列上。外来地体的移入,使其厚度达到几千米,在内华达州东部大陆边缘产生了一个前陆盆地,一直向西迁移到逆冲推覆带前缘。早密西西比纪同造山期沉积岩和宾夕法尼亚纪造山期后沉积岩充填其中。自宾夕法尼亚纪至二叠纪间隙性挤压和伸展后宝山地块在三叠纪早期的索珞玛造山运动中向东定位。

到中三叠纪,沿北美洲西缘形成了一个东倾的俯冲带。主要的岩浆弧位于内华达中北部向东,其中最有代表性的是内华达锯齿状山脉的中生代花岗岩岩基。内华达中北部的岩浆作用从中侏罗纪开始侵位,(形成了)弧后深成火山复合物和较少煌斑岩岩墙。同时期的挤压在内华达州东部产生了一个东部下沉北倾的褶皱带和推覆体。深成岩体从早白垩纪I型花岗岩演化至晚白垩纪S型过铝质花岗岩,地壳在晚白垩纪赛维尔运动和拉勒米运动中逐渐增厚。在约65Ma 岩浆作用向西转移进入科罗拉多州,直到42Ma 才在内华达州重新作用。在晚白垩纪北部的卡林一带地区经历了持续约60Ma 的重要剥蚀期,温度降至60~70℃以下。(等同于地壳深度2~3Km 以内)

早始新世建造对卡林型成矿作用的控制

下伏地壳属性:内华达州的矿床严格聚集在下伏太古代地壳区域(北卡林成矿带和杰瑞特峡谷)或减薄和混杂的古元古代到太古代过渡期地壳(贝特尔山-尤里卡成矿带和格彻尔矿集区)位于陆缘裂谷边缘和大量完整的结晶基岩之间(表2)。此外在下伏加厚新元古界到早寒武纪与裂谷相关的碎屑岩地区也发育有矿床,从成矿期硫化物的铅同位素数据的解释认为,这些下伏地壳可能为成矿提供了金属和硫。

基底断裂:内华达州中-北部卡林型矿床的线性组合反映了主要基地断裂构造,该构造可能形成于新元古界裂谷作用时期。多数卡林型矿床(表2)受控于330°~350°和290°~310°走向的断层和褶皱,可能是受大陆裂谷时期的断层构造定位。切割基底的断层系统为随后的沉积模式、变形、岩浆作用和热液活动有非常重要的影响,为深部地壳层位流体热液来源提供了积聚场所和导矿构造的作用。

有利围岩:冒地槽的大陆架斜坡沉积序列包含大量的薄层状,含硫化铁的炭质粉砂质白云质灰岩和泥灰岩,这些几乎为所有超过5亿盎司储量的矿床(表2;图3,4)的主要围岩。在成矿过程中碳酸盐岩的溶解致使体积减小,渗透性增加;硅质泥岩和部分溶滤掉的白云石颗粒(砂质)组成使含金流体可进入的开放体系。

转换界面因软沉积变形,重力驱使的泥石流沉积,及腐殖质和浊流的重结晶成岩作用而具有高的初始孔隙度,例如在碳酸盐岩台地基底或盆地边缘斜坡环境。其他的卡林型矿床就位于主要岩性组成改变的地方,如新鲜薄层泥质岩石,厚层灰岩以及被碎屑岩覆盖的位置。(例如,Rain矿区,鳄鱼岭矿区,Horse峡谷矿区)

同沉积断层,矿化作用和成岩作用:同生金和重晶石矿床及裂谷玄武岩发育于古生代同沉积断层引起的突变相和厚度改变的地方。这些断层平行分布,可能存在相互的联系,可能均受沉积序列下面的基底断层构造的控制。反映出这些断层在上伏沉积覆盖或伸展过程中的发生了重新活化。大陆斜坡上的软沉积变形和碎片流角砾岩致使这些断裂带上的渗透性和初始孔隙度增加。最好的例子就是在Meikle和Betze-Post矿床(图4c)之间有超过至少800米的断层带。这个断层带将Meikle 矿床泥盆系浅海相块状、鲕粒状、含化石灰岩与Betza-Post 矿床时间上相当于波波维奇组的碎片流角砾岩和纹层状泥质灰岩分开。在格彻尔矿区,奥陶纪Comus组的枕状玄武岩序列和下伏的沉积角砾岩发育一290°至300°南缘的截然界面,是下伏绿松石岭矿床的一个重要控矿构造。其边缘沿单斜北翼分布,被认为是向北倾的西-北西向基底断裂的二次活化,由同生沉积作用形成的。Twin Creeks 矿床的和此相似的同沉积裂谷玄武岩是由基石流形成的重要浅-弱透水层促使流体横向贯入下盘的化学性质活泼的钙质围岩所致。

图3 含卡林型金矿床的区域地层柱剖面。卡林型金矿化作用的位置是在每个剖面中横道处。(岩层代号略)在冒地槽序列的沉积作用过程中,正断层的作用是改变当地浅水条件和地表露头及盐坪环境中的白云石化作用或者潜在引起岩溶形成时的和成矿前的塌陷角砾岩。这些环境导致围岩的渗透系数和次生孔隙度增强,流体流动性增强,并为后续金的沉淀富集提供空间。

安特勒造山运动:卡林型矿床的主要赋矿单元为罗伯茨山脉逆冲推覆构造的下盘。大多数巨型的矿床都位于逆冲推覆构造(或其影响的区域)100m 以内,多数地区均属于罗伯茨逆冲推覆构造范围。规模较小的矿床(<1亿盎司)发育于罗伯茨山推覆体东侧,那里缺失了区域性古生代逆冲断层。逆冲断层的重要性体现在它能形成一个阻挡任何上升流体流动的区域性弱透水层;不活泼,渗透性较差的细粒碎屑岩推覆逆掩在渗透性强的碳酸盐岩地层上。弱透水层迫使从陡倾流体通道上来的流体横向进入渗透性强、化学性质活泼的围岩中。此外,流体也可能在一个大的垂向间距(>1Km)上沉淀金,或在表面释放或迁移就近释放,在鳄鱼岭矿集区就是这种情况。

褶皱和倒转断层:古生代挤压引起薄皮褶皱的叠瓦构造和古生代地层的冲断带。当地

的呈狭长窄带的厚皮褶皱切割横跨薄皮褶皱的冲断带,有成矿意义的倒转褶皱缺少整体缩短。厚皮褶皱带沿北西向延伸。

图4 a. 穿透Gold strike矿集区的地层柱状图,显示Rodeo Creek地层单元内的控矿小构造,高品位矿石产状,大型控矿构造,波波维奇岩组的地层控矿现象; b. 卡林成矿带北部围岩的古环境复原图,显示碳酸盐岩界面的分布及他们的形成过程。卡林成矿带北部的泥盆纪岩性显示大陆前坡生物礁界面以及通过Rodeo Creek地层单元内生物礁的生长反映的海进现象; c. 大陆架边缘位置。同样反映了在始新世伸展活动作用期间预测的断层滑动模式。

褶皱带和构造窗归因于中生代挤压或火成岩穹窿作用。其他证据显示其为一古生代年龄。在卡林成矿带,北西向褶皱带在时间上早于侏罗系Gold strike 岩体。在Rain矿床周围的Pinon 山脉,沿早密西西比纪倒转正断层分布的北西向褶皱带和倒转断层被早于晚密西西比纪造山期后地层的北向延伸的安特勒褶皱和逆冲推覆带瓦解分裂呈断线状分布(图5)。这些现象表明这些狭窄的北西向褶皱带至少有一部分是北-北西向和西-北西向基底断裂和晚古生代正断层发生倒转形成的。其他古生代倒转断层的例子还有(1)北-北西向格彻尔断层和从地震剖面确认的不对称褶皱背斜西翼的上盘;(2)卡林成矿带的北-北西向Post 断层系统和Ernie 背斜西翼;和(3)Betze-Post矿床的西Bazza矿井和Rain 矿床的西-北西向花状结构。值得注意的是,这些构造在中生代和早第三纪也发生了再次活化。

一些倒转作用形成的构造结(双重倾伏背斜构造、穹窿构造)为随后的含金流体沉淀成矿提供了空间。曾经的剥蚀作用形成了现在切穿安特勒推覆碎屑岩的构造窗。Lynn 构造窗就是卡林成矿带中最著名的例子。

成矿前(中生代)的岩体:三个最大的卡林型矿集区(北卡林成矿带、格彻尔、Pipeline-Cortez)在空间上与成矿前的侏罗或白垩纪的深成岩体关系密切。伴生小岩株和大

量岩墙也很常见。在每个矿区这些岩体沿现有的断层系统侵位,并控制了随后的成矿流体的流动。每个矿区大量断层构造中侵入岩的普遍存在表明由断层提供的渗透构造和沿卡林型矿床分布的断裂格架是成矿前的原地构造。

图5 简化后的(a)剖面和(b)朝西-北西(约300o)向的复原剖面以及内华达北部Pinon山岭Rain断层。

区域上的金矿床一般都是沿着这些深成岩体的边缘(图6)或在变质角页岩晕以及未变质围岩(表2)接触带流变差异大的地方分布。这些岩体和周围的晕本质上是固结和侵入后变形的刚性岩体。例如,始新世成矿期,限制了大规模北-北东向到北西向断层再次伸展活化。但是,较老的中生代侵入体附近的低级拉伸走滑断层却被迫使沿刚性岩体和接触晕分布(图6)或从一个断层转向另一个。网状效应是深成岩体附近的复杂网状破碎组成,包括垂向和横向的小规模走滑断层系统,在构造研究中,所有的这些情况均已被识别出来。

沿岩体的不均匀应变本质上是由以高密度的断层和破碎带为标志的强破碎带所形成。这些垂向上的高渗透率的地方沿侵入体边缘呈不对称分布(图6)。金就沉淀在这些和高密度破碎相当的平均应力降低的位置。原地侵入作用导致了含二价铁的碳酸盐的活化反应,正如下文所论述的,可能通过硫化作用促进矿床的形成。此外,从中生代岩体延伸的席状隆起可以作为原地的弱透水层从而有助于在其下盘形成高品位的矿体。

图6 奥斯古山脉北部的简化地质图(改编自霍茨和威灵顿,1964)

卡林型金矿床的始新世背景

白垩纪-早第三纪构造体系

从早中生代到渐新世末,北美洲西缘经历了几乎连续的向东汇聚。白垩纪赛维尔-拉勒米造山运动是这次汇聚的产物以及内华达州北东部一般被认为是加厚的赛维尔内陆腹地。从白垩纪晚期到中始新世,Farallon洋壳和Kula板块分别延伸同时俯冲下插进入北美洲板块。

延伸的海岭将北美洲板块沿英属哥伦比亚和墨西哥分开,在约54Ma,从始新世开始向北俯

冲通过内华达州形成板片窗。Farallon 板块被认为以一种超水平的几何态插入北美洲岩石圈板块西部的底部。

内华达州北部的高钾钙碱性岩浆作用开始于约42Ma,并随时间向南侵位成岩,在渐新世-中新世于内华达州中南部达到高潮,是Farallon板块移除或回卷过程同热的软流圈地幔重新融入北美岩石圈底部过程的地表响应。始新世火山作用是和被河流冲击及湖泊沉积,火山碎屑岩、火山灰流-凝灰岩及火山熔岩充填的上地壳短期伸展及板块坳陷进一步演化相联系的。在科迪勒拉山脉西部的大多数地区,上地壳伸展断层伴生中地壳流和局部演化后的渐新世和中新世变质核杂岩。伸展断裂内的地层向南延伸有变新趋势,从英属哥伦比亚的晚古新世到内华达州的渐新世和中新世。内华达州北部始新世伸展运动的开始是和Farallon板块从北美洲岩石圈底部移出相关的,因为下地壳塑变流具有重新平衡现象,所以可能是加厚赛维尔内陆因重力驱使垮塌所致也可能是脆性地壳底部剪应力的瞬变现象。

内华达州北部卡林型矿床新生代火山作用和伸展作用在时间和空间上的套合重叠表明这些现象之间具有重要联系。对地壳流体流动模式的全面理解是掌握约42~36Ma之间内华达州北部金矿化作用的关键,而其本身又需要掌握更多区域伸展运动和火山作用之间时间和空间关系的认识。

内华达州始新世古地理和构造演化史

在卡林- 杰瑞特峡谷地区,沿现代侵蚀面暴露的岩石反映出一个折返和冷却至小于60°~70°的白垩纪末岩相。随后的低冷却率(~1℃/m.y.)表明存在一个非常低的折返率,显示出在内华达州北部从赛维尔造山运动末期至中始新世没有或很少有构造的地表破坏运动。这样的演化史使内华达州北部可能到中始新世都是一个低地势景观和同现在海拔相近的情况。

从中始新世开始,大量伸展盆地在内华达州北部和犹他州西部开始形成。最大且研究程度最高的是目前位于整个红宝石山-东洪堡德岭西缘的埃尔科盆地,向西至包含卡林成矿带和杰瑞特峡谷矿集区的成群分布的卡林型矿床(图7)。埃尔科盆地是在约46~37Ma间在现在的红宝石山-东洪堡德岭西侧的一组西-北西向陡倾生长断层上形成,由一个或很多大型半-地堑演化来的。和伸展构造同期的河流冲击物于约46Ma在盆地东部以生长断层为界开始沉积。随着断层净位移的积累,在约42Ma在卡林成矿带和杰瑞特峡谷矿集区间形成了一个宽广的西-北西向至东-西向古河槽,随盆地的扩张,河流沉积物也向西北向延伸(图7,8)。从40.4Ma到39.7Ma,随着塔斯卡罗拉火山区爆发性火山喷发,盆地西部的古河槽被不同厚度的火山碎屑岩充填,才真正结束了河流冲积物的沉积(图8,9a)。相反,湖泊沉积在盆地东部仍在持续充填,表明在约40Ma在盆地中间已经形成了一个地形障。在39.7Ma后,盆地西部的爆发性火山作用已经停止,普遍存在旋转伸展断层对盆地西部产生破坏。Emigrant Pass地区卡林成矿带南侧的这种伸展运动在约38Ma以前已经开始。始新世浅成侵入体的侵位和由一般断层控制的喷出体及安山岩-英安岩熔岩流熔岩穹窿杂岩体往往和普遍存在的旋转伸展断层伴生(图7c)。在38.9~38Ma间,旋转伸展断层延伸进埃尔科盆地东部时,在此处的湖泊相沉积作用就停止了(图7c)。至少在约38Ma,旋转延伸运动遍布了埃尔科盆地很多地区以及盆地西部,尤其是在Emigrant Pass地区,一直持续到晚渐新世。

在埃尔科盆地西部的始新世凝灰岩火山灰流单元和下伏的碎屑岩及火山碎屑岩的分布表明卡林成矿带的北部占据了西-北西向到东-西向古海槽南部一个地形上较高的位置(图7b,8和9a)。始新世地层单元向南变薄并尖灭,除了卡林成矿带南部地区始新世地层在卡林成矿带北部没有再现,在卡林成矿带南部地区发育一组被约38~37Ma位于古河槽西部的没有火山灰凝灰岩流出现的安山岩熔岩流熔岩穹窿杂岩体覆盖的始新世河流冲击沉积岩石序列(图7)。同样地情况出现在Independence山脉南部,那里的始新世火山灰凝灰岩流和下伏的碎屑岩沉积物向南尖灭至古生代地层直接被靠近Swales山的安山岩熔岩覆盖的地方

(图8)。从古河槽向北至杰瑞特峡谷的始新世火山灰凝灰岩流也出现变薄的趋势,表明在Independence山脉区可能有一个始新世的地形高地(图8和9a)。

图7 卡林成矿带的中-晚始新世古地形图(现代山岭用灰线显示)。a. 约46.1Ma,埃尔科盆地在红宝石山-洪堡德山岭西侧的演化示意图(RMEH)。b. 约40.4-39.7Ma,在埃尔科盆地西部充填在卡林成矿带和杰瑞特峡谷矿区之间古河槽中的火山灰流凝灰岩序列(厚约900m)。c. 约39.7Ma,在埃尔科盆地西部的沉积作用和爆发性形成火山碎屑岩的火山作用开始停止。(1)塔斯卡罗拉火山区,39.9-39.3Ma,(2)罗恩山脉,约39Ma,(3)斯威尔斯山脉,约39Ma,(4)北卡林-移民山口火成杂岩体,39.3-36.0Ma,(5)埃尔科山半深成-浅成流纹岩,38.6Ma,(6)布林尔岩体,36.7Ma,(a)欢乐谷火成杂岩体,约39.8Ma,(b)六英里峡谷熔岩,39.3Ma,(c)蜂拥牧场与喜鹊河安山岩,约39.7Ma,(d)玛姬山安山岩-英安岩杂岩体,约39.7Ma,(e)鱼溪山安山岩,(f)深河安山岩,39.4Ma,(g)苏西河火山岩和侵入体,(h)移民山口火山岩区,37.8-37.2Ma,(i)布林尔岩体东侧熔岩流-火山穹窿杂岩体,37.5Ma,和(j)罗宾逊火成岩体。

由始新世伸展运动所产生的最大沉降值可以从累计在伸展盆地构造中的同沉积厚度估算出来。一般情况下,伴随半地堑式扩展的断层下盘抬升的绝对高度相当(或略小于)断层上盘纯粹沉降的值。假定沉积物的供给没有显著滞后于盆地生长,构造驱使的原地沉降的最大值应该小于同期延伸的始新世地层的最大厚度,埃尔科盆地内始新世地层的厚度从不足800m到1300m均有出露。给定同期延伸的沉积物的特征并考虑到某些下盘的剥蚀作用,那同时发生的始新世沉降的最大值还是显著小于地层厚度。为便于比较,Crescent(新月形的)谷从晚中新世至全新世的盆地沉积充填物有约2Km,但是谷地的下盘上升了仅约1000~1300m。

中-晚始新世在埃尔科盆地沉积作用和

火山作用的一般格局在区域上重复出现了

一些较小的伴生沉积中心。在红宝石山的

最南部的鳄鱼岭地区就有一个这样的盆

地,且和卡林成矿带最南部的几个浅成卡

林型金矿有关。其他的例子还包括分别位

于杰瑞特峡谷北东部和北西部的Copper盆

地和BullRun盆地。这些盆地中没有一个和

已知的卡林型矿化作用有关。相比之下,

尽管在靠近Cortez-Pipeline和Getchell-Twin

Creeks附近的古坳陷中保存有中-晚始新世

和早渐新世长英质凝灰岩单元,但是始新

世的沉积盆地与这两区域中发育的卡林型

金矿床之间的关系还不能确定。

图8 内华达州北东部卡林-杰瑞特峡谷区域地质简

图,显示了图9中AB,CD剖面的位置。

内华达州北部始新世伸展运动的属性

始新世地层伸展运动:内华达州北部始新世伸展运动发生在始新世盆地中并以其为界。早期的伸展相与盆地演化相关且多以普遍存在的生长断层为界隔开。这些构造的具体几何边界是规整的,然而位于埃尔科和Copper盆地东缘和西缘的主要成盆断层分别均以大型浅倾北-北东向断裂构造为界。在卡林-杰瑞特峡谷地区的其他盆地边界断层走向均为西-北西走向至东-西走向(图7a)。

始新世变形的另外一种情况是在约39.7Ma后埃尔科盆地以普遍发育的北东-北向缓倾斜-中等倾斜多米诺骨牌式断层切割为特征。断层滑动平移的分布比较相似,总延伸量约有15%~40%。旋转断层形式相近但延伸量却各有不同,在Copper盆地的演化如此,在晚始新世-早渐新世科尔特斯地区南部的卡尔塔诺凝灰岩区如此,伊利西部的罗宾逊矿区亦如此,在内华达州-犹他州边界的White Sage盆地也是这样,均反映了伸展运动的区域演化形式。

始新世前基岩的伸展:尽管埃尔科盆地中北东向旋转断层可能局部发育在始新世前的基岩中,但是几乎没有证据支持新始新世断层和网状破碎的广泛发育。但是,始新世伸展多是定位于一些老的、易发生变化的始新世前断裂构造中,延伸方向通过不均匀剪应力和张应力再次活化形成的空间。内华达州北部的始新世伸展运动大体上都是以北西向至西向定向分布(280°-330°),如始新世多米诺骨牌式断层走向是这样,始新世岩墙走向一般也是这样,在红宝石山-东洪堡德岭的变质核杂岩区经确定为始新世的中地壳塑变流也是这个方向。下伏的古生代裂谷板块边缘和北西向古生代断层构造这些都近似平行于伸展方向,都与低级走滑断层(西北-西向走滑断层)或斜滑断层(北-北西向走滑断层)走向有很好的一致性。北东向侏罗纪前的断层构造以高角度倾向发育于伸展过程中活化的张应力带(例如在新月谷-独立山逐渐尖灭的线性构造)中(图7),并且局部可能受控于始新世盆地的几何边界。浅倾的侏罗纪前的逆冲断层与活化后的低角度伸展断层走向近乎一致且局部在上伏的始新世盆地中演化为普遍存在的旋转伸展断层。

图9 a. 在卡林成矿带北部和杰瑞特峡谷矿区间的西-北西向始新世古河槽修复剖面(垂向上扩大两倍)。

b. 沿东塔斯卡罗拉山东部山峰修复的始新世地貌规划。地形剖面上的黑色椭圆是样品位置的投影。

托斯德尔和纳特认为卡林成矿带是始新世伸展过程中的一个调节带(障变带?)。沿这条带的走滑是每侧地壳岩体经历不同级次伸展引起轻微横向位移的一种表现形式。这种横向位移证据包括(1)控矿断层和矿床呈梯队对齐(迪伊-罗西,凯普斯-不特斯川普-塔拉,和任-米克尔-比斯特组);(2)主要控矿断层的走向发生改变,从西-北西向更多的向北沿着从东南-北西带定向;(3)北东走向次级断层控制金矿床的产出;(4)在鳄鱼岭地区发育有北东走向中生代褶皱的左旋挠曲和逆冲断层;和(5)古断层构造的大规模偏转。对上地壳滑动相反的认识是在卡林成矿带两侧地壳块体内具有不同的伸展度。贝特尔-尤里卡成矿带也符合这种横跨始新世至中新世伸展演化的调节带(障变区?),不同之处在于伸展的体积,形式,或伸展的方向。

始新世热液流体的热年代学证据

对卡林成矿带北部采取的样品进行磷灰石裂变径迹研究表明在约40~15Ma经历了不均匀的热脉冲作用,部分样品具有完全退火结构。普遍存在的退火带(冷凝边?)是在约40Ma 从高于100℃迅速冷却事件的一个证据,而裂变径迹的局部退火可能晚至约20Ma。退火带大体上平行于卡林成矿带并且向西北向朝着区域上最大的矿区Post-Betze-Screamer和米克尔矿区变的更不均匀分布且逐渐变弱。裂变径迹退火结构与卡林型金矿化作用的时空套合反

映出二者之间的一种成因联系。这种联系虽然现在还不能很好的解释(图10),也表明矿床是产于普遍退火区域的外围,在黄金石崖,热异常在卡林成矿带以外横向延伸(图10)。这个带可能反映出相对于导致形成磷灰石退火带的流体是更重要含金流体流动的信息。

图10 a. 来自卡林成矿带区域的早新生代磷灰石裂变径迹年龄组合示意图(不确定性为1σ)。

b. 塔斯卡罗拉山东部,玛丽山地区,以及卡林成矿带中磷灰石裂变径迹年龄的频率直方分布图。(分别为红,黒,绿色十字叉)

c. 来源于塔斯卡罗拉山东和里士满岩体的古生代砂岩的样品的磷灰石裂变径迹数据的热模拟的温度-时间(T-t)冷却轨迹。

始新世热液流体流动和金矿化作用的古地理和构造控制

上文所述的内华达州北部的古地理与构造演化对构建始新世热液流体流动及卡林型金矿化作用模拟提供了一些信息。

1. 埃尔科盆地局部古突起的约束和卡林成矿带的北部位于一个地形上的相对高点表明

地形水力梯度不可能在矿化作用过程中为深部循环变质水进入卡林成矿带北部提供主要驱动力。局部突起影响近地表流体通道,因此,似乎更可能是热能为热液流体循环提供了主要的驱动力。

2. 估计在42~36Ma卡林-杰瑞特峡谷地区的卡林型矿化作用表明金矿床是在埃尔科盆地形成之后发生的。然而,矿化作用在时间上确实是套合在约39.7Ma后切割盆地的普遍存在的低级旋转伸展断层活动上(图7)。这种伸展作用活动时间和产生火山碎屑岩的火山作用及由普通断层控制的小型喷出安山岩-英安岩熔岩流-熔岩穹窿杂岩体的停止时间是一致的。伸展断裂使地壳破碎,使更多中性岩浆在他们演化至更长英质组成之前上升至火山口。间距紧密的正断层变形也可以提高区域的渗透性,使更深部更普遍循环的的大气降水穿过地壳。矿化作用似乎在时间上与这种伸展相变有联系。

3. 流体流动和矿化沉积似乎主要都呈一种被动作用的现象,因为除了局部发育已经识别出来的构造与热液角砾外,很少有证据表明存在广泛的超压热液流体活动,复杂的多阶段矿脉膨胀,或重要的同矿化期走滑断裂。相反,矿化作用与那种老的走向多变的始新世前构造活化后的不均匀剪应力与张应力带以及较大流变体周围不相容应变带有联系,例如深成岩体与其周围的角岩带。膨胀扩容的大小受这种大型北东走向位移的断裂构造控制(图6)。

成矿后的演化史

在Au沉淀成矿后,大盆地内的不均一伸展伴随岩浆作用,持续到渐新世和早中新世(34~17Ma)。中地壳的韧性流体在卡林型矿床东部的变质核杂岩区的局部有明显的演化迹象,成岩侵位于上地壳的低角度和高角度正断层空间中。在约17Ma,在伸展形式上存在一个基底转换,伴随着区域上广泛分布的陡倾正断层的演化,导致一系列倾角不同的断层块体被冲积盆地分隔开来。与这些盆地和平行排列的断层相伴生的双峰式火山作用及热液活动形成了低温热液金、银和汞矿床。这些矿床中的一些发育于内华达州北部裂谷和卡林成矿带及贝特尔-尤里卡成矿带交叉复合的位置。在上覆中新世卡林变形构造靠近米克尔和采金场的交叉复合位置有代表性的发育小型汞矿床。一些相当年轻的(≦2Ma)角砾岩被方解石和重晶石胶结,比如在米克尔,在卡林型金矿床局部的相似网脉状破碎是迄今仍然在活跃的热液循环的产物。

如图7和9b显示,对始新世地貌景观的重建表明在卡林-杰瑞特峡谷地区自约42~38Ma 开始有约1000m到2000m的剥蚀。大部分侵蚀可能发生在中-中新世之前,因为盆岭构造前低地势地貌景观都是以矿床附近山岭上盖一宽广平坦顶层为特征。顶层的侵蚀作用是由包括基岩风化作用与地表径流在内的斜坡过程所控制的。在温带到半干旱或干旱环境的低平缓顶层的长期剥蚀速率估计约为小于50到100m/m.y,典型的剥蚀速率约在2到30 m/m.y。这些现象表明卡林-杰瑞特峡谷区的顶层构造位于剥蚀面下30~450m,这些剥蚀面出现在盆岭伸展构造的初期,卡林成矿带北部的金矿床发育于约17Ma前距地表几百米的地方。

表生改造和矿体的氧化与剥蚀作用是同期的。成矿后的氧化作用对很多矿床的开始形成及后来的开采是非常关键的,因为它使得金从低品位深成黄铁矿中释放出来,使矿床上部达到露天开采以及通过氰化物堆浸的方法回收金。一些迹象反映出对表生过程的一个重要但不是很好理解的作用,包括喀斯特地貌,带有新第三纪大气水同位素特征的泥化蚀变(埃洛石,无序1A高岭石,明矾石),一些矿床中出现金矿带与氧化还原线平行的现象(米克尔,采金场),具有很大负σ34S值的次生闪锌矿的富集带平行于上面的金矿体带(米克尔),含金黄铁矿氧化为针铁矿处金发生活化迁移再富集且颗粒变粗(如,可达到1~100um)。表生明矾石矿床的形成早至30Ma(采金场),持续至8到10Ma,也有一些明矾石矿床直到最近的3Ma才形成。

矿体的描述

卡林型金矿是发育以微细浸染状分布的含金富微量元素黄铁矿为特征的,这些黄铁矿多出现于发生交代作用的碳酸盐围岩中。各种不同的矿体形式反映了局部地区的孔隙度和由有利岩性学特征造成的渗透率,以及高角度断层、低角度断层,尤其是这些构造交叉的地方。大多数的低角度成层状矿体可能在深部都有一个根区,与高角度通道断层相关。透水功能对矿体的几何边界有贡献的包括高角度断层,逆冲断层,低角度正断层,背斜的核部,岩性接触带,活性碳酸盐岩单元,泥石流沉积,岩相变化,不同岩性岩石间的角砾岩带(尤其是沿扰褶滑动的区域),以及中生代侵入体与周围沉积岩(沿岩体周围分布变质作用晕)接触带。隔水层是由结构上低渗透性的岩石组成,如页岩和侵入岩。

矿床通常沿北或北西向延伸并平行于高角度断层构造,尽管与北东向高角度正断层的交叉位置对控制一些矿床的形成是非常重要的。矿体延长通常可达3Km,垂向延深1Km,多呈囊状堆叠产出且在垂向上通常不是连续的(图3)。矿体上面是一个渗透性较差的盖层,品位最好的一般多分布于穹窿或背斜下面,同时有一个起到通道作用的高角度断层构造,这点和油气藏的形成是相似的。

虽然一些地区也有火成岩出现,特征显示与同时期的成矿流体具有成因联系,但是缺少浅成岩浆作用。成矿前侏罗纪至第三纪的岩脉和岩床沿构造通道侵入并为随后的成矿流体的运移起到通道的作用。在其他矿床中岩脉和岩床都是作为隔水层产出,由于粘土化蚀变的发生,可以提高岩脉和岩床附近或下面的沉积岩中的矿石品位。这些特征是对和老的火成岩体相关的成矿带研究的结果。在一些但非所有矿区的研究证实,岩脉,岩床和/或侵入体与该矿区的矿化作用是同时期的。在出现侵入岩的这些地区内的金属量,矿石矿物,以及蚀变组合都与侵入体相关,但分带不明显。像始新世矽卡岩化及多金属交代体中的矿物组合本应在侵入体和很多末梢卡林型矿床间出现,尽管通过深部钻探,在卡林成矿带的北部,格彻尔-姊妹河矿区,以及皮蓬乐-科尔特斯矿区也没有发现这些现象。这种高温组合及分带的缺失表明很强的热能或化学梯度在卡林型矿床和侵入体及周边之间是缺失的。

图11 格彻尔矿床中成矿前,

卡林型矿化作用期,及成矿后

矿物共生序列。(此共生序列阐

明了很多卡林型矿床的典型矿

物形成时间关系)

矿床矿物学和地球化学反映出Au与As,Sb,Tl及Hg的关系优先于贱金属和Ag。大多数金沉淀富集于主成矿期矿物中,包括含金含砷黄铁矿和白铁矿,石英,高岭石,迪开石以及伊利石(图11)。相对于残存围岩中的矿物(如石英,云母类及粘土矿物,白云石,方解石,黄铁矿及各种形式的炭)这些矿物均是细粒的且体积小到可忽略。但是在高品位的成矿带及矿床中,成矿期热液矿物可以构成很多岩石。成矿晚期矿物通常是粗大的,肉眼可见的,沉淀在热液系统垮塌冷却后的碎裂裂隙空间中,通常主要是方解石,黄铁矿和/或白铁

矿,石英,雌黄,雄黄和辉锑矿,雄黄和方解石通常沉淀最晚(图11)。其他矿物,包括硫砷铊汞矿,萤石,辰砂,闪锌矿,和碲化物,也都是一些显微可见的微量矿物,都只出现在一些矿床中(而非所有矿区)。在Rain矿区重晶石大量产出在与矿体相关的空间中,由于和一些成矿晚期方解石脉共生产出,所以重晶石通常被认为是成矿晚阶段的产物。因为葡萄状黄铁矿和/或白铁矿及闪锌矿中的σ34S值较低,所以应为成矿期后表生成因的。

围岩蚀变

围岩除了硫化和金富集外具有典型的蚀变有脱碳酸盐化,泥化和不同程度硅化。因为形成含金黄铁矿的反应和形成蚀变矿物的反应通常是不同的,所以在矿床中的矿体和蚀变带是没有规整的界面。沿着大量细粒稀疏状矿石矿物和蚀变矿物的时间缺失和空间关联限制了利用蚀变去找矿。

脱碳酸盐化

在几乎所有矿床中都有碳酸盐岩溶解和多数带状矿及局部被石英替换形成似碧玉岩。流体酸度,冷却量,水岩反应程度控制矿石带脱碳酸盐化的程度从微弱至强烈不同程度变化。在一些矿床中强烈的脱碳酸盐化产生的垮塌角砾岩提高了围岩的孔隙度与渗透率,有利于水岩反应,有助于高品位矿床的形成。

靠近流体通道附近的碳酸盐岩完全溶解带向外首先是白云石带,然后是方解石稳定区,向外更远的是大量方解石脉。各种碳酸盐矿物的出现(方解石,菱铁矿,铁白云石或者白云石)反映了成矿前的围岩组成,首先是方解石的溶解,含二价铁碳酸盐矿物的硫化作用,或者是在硫化晕外硅酸盐矿物的碳酸盐化。外带的方解石脉的σ13C值通常和碳酸盐围岩相近,表明这些方解石脉的形成是由脱碳酸盐化释放的CO2或者热液系统中含CO2大气水冷却释放所致;但是也有一些方解石脉是成矿后形成的。

泥化作用

围岩的泥化是中酸性成矿流体与较老的铝硅酸盐矿物反应生成高岭石±迪开石±伊利石矿物组合。玄武岩,煌斑岩和其他火成岩一般发生强烈的泥化,反之,在相对贫碳酸盐岩的岩石中泥化作用非常微弱。

尽管很难肯定从与早期热液活动和晚期表生事件相关的粘土矿物中区别出金沉淀时的粘土矿物,但是在一些矿床中可以肯定1Md高岭石和2M1迪开石与矿化作用是同期的。靠近成矿流体通道的高岭石和迪开石带向外与细粒白云母-伊利石(2M1或1M)或蒙脱石带交生,再向外是稳定的钾长石化带,是水岩反应的减弱和氢离子的消耗过程的产物。

一些详细的研究证实近矿伊利石的逐步结晶,反映了其间的一种成因联系。然而细粒绢云母和一些伊利石具有宽泛的年龄,其中许多老于金成矿的年龄或与其无关,但是还是有助于成矿年龄的确定。宽泛的年龄表明成矿前的白云母和伊利石虽然经过强烈的蚀变但一直很稳定,一直保存着他们成矿前的Ar信号。

硅化作用

硅化作用只在一些矿床中出现且以似碧玉岩为特征,程度微弱的主要是沿岩穴壁呈细粒石英晶簇产出,成矿期的石英在这些矿床中相对不常见。区域上似碧玉岩在空间上与成矿相关,但有的贫瘠不含矿,有的富含高品位Au的矿石。经济品位不高的似碧玉岩在一定程度上反映了似碧玉岩沉淀的过程与金沉淀的过程间一种退耦合关系。例如,一些上涌的成矿流体在矿体带下面的流体通道中冷却形成似碧玉岩,这种似碧玉岩形成于金沉淀之前;反之,其他在矿体带上面或矿体带形成后的流体沉淀似碧玉岩是形成于成矿期后的流体作用产物。在这里相对纯净的石灰石发生硅化作用,形成大量似碧玉岩。相比之下,在长英质粉砂岩,砂岩,或页岩发生硅化作用时,多是细粒纹层状方解石被隐晶质似碧玉岩交代。

线型岩穴中的石英晶簇是通过脱碳酸盐化作用或垮塌角砾岩化作用形成的,而不是脉

状充填成因,这是卡林型矿床的一个典型构造特征。含金黄铁矿多发育于似碧玉岩中和晶簇状石英晶体界面间隙。成矿后的晶簇状石英为成矿期石英晶簇过度生长形成的,在一些矿床的研究中可通过阴极发光进行区分。

在卡林型矿床中低含量成矿期石英晶簇中石英和金的正相关关系不明显,可能和成矿时的相对低温有关,因为石英在低于180℃时其沉淀动力学会受到抑制。由于温度下降,导致石英的沉淀可能减少,但此时金的沉淀可能还在继续。似碧玉岩的结构与初始交代的碳酸盐矿物有关,同样也可以反映出大概的形成时温度和深度。似碧玉岩的网状结构或他形结构是碳酸盐被石英交代所致,也反映了其形成的温度(>180℃)更高,深度更深,而且在卡林型矿床中这种“高温”似碧玉岩可能和金沉淀相关。相比之下,似碧玉岩的锯齿状和玉髓质结构显示出一种低温成因的硅化,如无定形或蛋白石质硅化,最初都是交代方解石而成,尽管随后可能也经历了石英的重结晶作用。对一些矿床中沉淀的非晶质或蛋白石质硅化的结构观察表明它们可能是浅部将耗竭的成矿流体或是与卡林成矿系统无关的流体作用产物。

含金含砷黄铁矿

卡林型矿床最为人知的是其普遍亚微粒形式的金的赋存形式,即在富含微量元素的黄铁矿和白铁矿中赋存的不可见金,在一些样品中金的含量甚至超过了每吨几盎司。含金黄铁矿和白铁矿常呈稀疏粒状产出,直径一般小于几微米,或在早期黄铁矿上以增生边形式产出。在局部发现有可见金,虽然有一些被认为是金直接从热液流体中沉淀生成的,但更可能是成矿期黄铁矿在风化作用或氧化作用中释放聚集变粗所致,也可能是早泥盆纪SEDEX型矿床受后期事件活化沉淀所致。

成矿期黄铁矿中金的含量可以达到约9000ppm,但一个矿带的全部金含量只是成矿期黄铁矿和它金含量的一小部分。砷是黄铁矿中非化学计量元素中含量最高的,含量可达到约15wt%,在一些样品中甚至超过15wt%,在一般样品中多在2~8wt%之间,且As/Au比值变化很大。判断是否为卡林型金矿不在于砷的含量到底有多高,因为在与较老侵入体相关的,晚成矿期及成矿期后的黄铁矿中砷含量也是很高的。黄铁矿和白铁矿中的其他微量元素也可以达到约0.25~1wt%,如Sb,Hg,Tl,Te和Cu,以及一些变化较大但一般含量较低的元素,如Pb,Mo,Zn,Mn,Bi,Ni,W,Ag和Co。

环带状黄铁矿中金属含量分布反映了成矿流体的化学演化,并且表明早期流体含金量最高。通过对格彻尔和米克尔矿区的黄铁矿内核(反映早期流体属性)的研究表明除了Au 以为,As,Hg,Tl,Te,Cu,±Pb的含量都有增高。随时间推移,大多数金属含量开始降低。黄铁矿的外环带(反映晚期成矿流体属性)中金的含量更低,且成矿金属元素组合中的一些元素在检出限以下,但是其他金属含量有升高,如Pb和W,这可能是由于这些元素从围岩中浸出后再进入黄铁矿外环所致。

为了更好的去理解金的沉淀机制,大量研究推断出金是以Au+1的形式赋存在黄铁矿的构造边界,或时以亚微粒包体金(Au0)形式存在。最近,Simon等在Twin Creeks的含砷黄铁矿中鉴别出Au0和Au+1,并得出赋存于构造边界的Au+1是从金不饱和的成矿流体中吸附而来。最近利用高分辨率透射电子显微镜(TEM)对几个卡林型矿床的样品研究表明多数金是以固溶体形式赋存在黄铁矿中的,但是纳米粒子形式的Au0的出现是由于Au的量超出溶液的固溶体摩尔溶解度(取决于溶液中As的含量,Au/As>0.02)而析出。当Au含量低于此固溶体摩尔溶解度限时,Au是以Au+1的形式存在于固溶体中。以上对实验结果的解释表明Au通过吸附作用来自不饱和成矿流体,并是以自然金的形式赋存在黄铁矿中的。

有机碳

在每个矿区都有黑色炭质岩的出露,且通常含有一定量的矿石。原生C通常以颗粒间的薄膜形式产出,或沿着沉积层位呈浸染点状分布于缝合线中。在沿破碎带的石英和方解石脉空隙中也有炭质充填。具有高含量原生C(约>2wt%)的岩石多形成于缺氧盆地中,并且

多为潜在的烃源岩,其高S/C比值暗示了其沉积过程是发生在一个较闭塞的的静海相环境中。卡林成矿带和鳄鱼岭矿集区内一些具有很高C含量的岩石可能是油气产生,迁移,并在构造顶部聚集过程中形成的。

在罗伯茨推覆体(飞来峰)下部岩石中含有原生C和有机C(相对于生油和典型的隐晶质石墨来说是一种过成熟C)。野外关系表明油气的迁移发生在在侏罗纪侵入体侵位前,地热模型也表明有油气的产生,而且是在罗伯茨推覆体就位后退化过程中形成的。激光拉曼光谱显示炭质结晶和矿石及脉石中的情况是一样的,且只有在侵入体附近(如在卡林成矿带北部的Goldstrike岩体)才有增加趋势。

在推覆体东侧的岩石中原生C的成熟度及含量一般较低且变化较大,在卡林型矿床中靠近火成岩侵入体附近地热活跃的区域其成熟度较高。在扬基,共生关系表明该地发生过两次生油事件,一次是在卡林型矿化作用期间,一次是在盆岭区域构造作用后。

霍夫斯特拉和克莱尔(2000)发现有机C的含量和矿石的品位之间没有特定的关系。他们发现有很多矿体赋存在含碳量很低的岩石中,因此认为C在金沉淀过程中的作用微弱甚至他们之间没有关系。在上地壳层位的这些成矿系统中,有机物质可能是H2S的一个直接物质来源,也是通过硫酸盐热化学还原反应产生H2S的一个关键因素。流体中的有机物质也在持续减少,因此流体中硫的主要形式为H2S,使热液具备滤取金的能力,并将其运移至成矿的位置。在成矿后的剥蚀及风化作用中,C被表生流体中O所耗竭以至于含炭质矿石包体只在局部保存下来。

岩石地球化学

对一些矿集区中矿床的岩石地球化学研究表明成矿过程中元素的迁移具有近乎一致的模式。研究发现,赋存于沉积岩中矿体中的金银比通常大于10,赋存于火成岩脉中的矿体中的金银比约为10,说明Au相对于Ag在成矿过程中具有很高的迁移和沉淀能力,这是判别卡林型金矿与大多数贵金属成矿系统的一个关键的特征。

在所有矿床中进入围岩的元素包括S,As,Au,Sb,Hg和Tl。进入蚀变围岩中的元素含量变化很大,在一些矿床中进入蚀变围岩中的元素有Te,Cu,W,Mo,Se,Fe,Ag,Pb,Si,Ba,Cs,和Zn。通过对成矿期黄铁矿组成的研究,其中某些元素(包括Cu和Te)是来自成矿早期富金流体,其他元素可能是从围岩中浸滤出来的。贱金属元素通常是不定量迁移进入围岩。矿脉中的元素可能有多种来源,如早期成矿流体中的Pb是深部元古界地层来源,晚期成矿流体中的Pb来自围岩。从成因角度来看,对除了金以外的其他微量金属元素的研究是也具有非常重要的意义,但是其含量通常较低,且通常以微量杂质的形式产出于黄铁矿和白铁矿中。

被成矿流体从围岩中溶滤出来的元素包括碳酸盐岩中的C,Ca,Mg,Sr,Mn,Na,和Sc。通常不发生迁移的元素有Al,Ti,Th,和Zr。这个模式反映在蚀变作用上,尤其是在脱碳酸盐化作用和泥化作用。钾含量通常是稳定的,或者只是局部增加,或是微量迁移。

Fe含量是非常重要的,因为它反映了控制黄铁矿生成及金沉淀的硫化作用的程度。Fe 相对稳定的,如在杰瑞特峡谷矿区的沉积岩和基性岩中,Twin Creeks和Gold Bar的围岩中,米克尔和Post-Betze的条带白云岩及火成岩中,及格彻尔的大多数矿体中,都论证了这个结果。但是在Screamer的一些矿石中,格彻尔的某些矿体中,及在鳄鱼岭中也有少量现象表明,Fe含量是增加的。在玄武岩熔岩流作用下(格彻尔,Twin Creeks)和其他含铁滞水层及泥化凝灰岩中(Tonkin Springs)的沉积岩中的高品位成矿带中的大量成矿期黄铁矿的出现局部论证了铁的迁移及岩石中黄铁矿含量的增加。

成矿流体及矿石沉淀(成矿作用)

卡林型矿床中成矿期矿物中的流体包裹体体积小,数量少(稀疏分散),很难反映相关金的矿化作用。尽管如此,对几个区域的研究均表明成矿期流体为中低温(180℃-240℃),低盐度(约2-3 wt% Nacl equiv)含CO2(<4 mol %)和CH4(<0.4 mol %)的含水流体,并且为金运移和其他与二硫化物结合的金属运移提供足够的H2S。但没有流体包裹体,矿物学,或结构上的证据证明流体具沸腾作用或不混溶的证据。

成矿流体中的CO2的溶解度控制着流体的PH,同时反映了流体的深度,以及在何地被加热(i.e., >330℃)何地与围岩达到平衡,何地PH接近中性。随流体上升冷却,流体中的H2CO3逐渐增多,流体酸性增强,使碳酸盐岩溶解,长石水解生成高岭石,迪开石及伊利石。用一个简单的矿物平衡和反应方式模型(用4 mol % CO2和0.6 wt%NaCl以1 Kg方解石加上0.2 Kg含孔隙水的白云石围岩在PH为7,温度为60℃[假定深度为2Km,地热梯度为30℃/Km])模拟200℃时成矿流体间的反应。模拟结果表明流体与围岩的初始反应会导致PH的迅速降低到4.3~4.5。520Kg成矿流体需要1Kg石灰岩,785Kg成矿流体需要0.2Kg 白云石,会产生有重要意义的CO2(log f ±250 bars)。随后石灰石和白云石的溶解作用使PH 降至3-3.5,这种环境下高岭石可以稳定存在。在卡林型成矿系统中观测不到流体沸腾及不混溶的证据表明圈闭压力过高,在碳酸盐岩溶解过程中很难产生PCO2,H2O和CO2呈混溶状态,在PH升高时,和钙离子结合生成方解石沉淀下来。这些观察为初步判断矿床成矿深度提供了下限。

在温度大于400℃,近中性的贫氯化物且含硫化物的成矿流体中,Au是以Au(HS)2- 的形式运移的。当成矿流体上升至上地壳后冷却到约240℃时,成为酸性流体,络合物中配位基发生改变,Au主要是以AuHS°的形式运移。以氯化物复合物形式存在的Fe,Ag及贱金属元素的溶解度随溶液中H2S浓度升高及氯化物浓度的降低而受到抑制。溶解度计算表明典型卡林型金矿成矿流体中H2S浓度大于约10-2m,其金银比大于3,且这个比值随H2S 含量增加而增大。这个比值和卡林型矿体中主成矿期黄铁矿中的金银比是一致的。

矿石和脉石的沉积作用

在富含微量元素的黄铁矿中亚微米金的大量出现表明卡林型金矿床中多数金的沉积是受单一过程控制的。数值模型和地球化学研究表明大量矿石矿物集合体,蚀变矿物集合体,以及金的品位增加都很好的出现在硫化作用过程中。硫化作用为金在黄铁矿中的赋存做出了解释,且多数矿带都是以贫引入铁(成矿流体中含的铁)为特征的。例如,在米克尔矿区部分高品位矿石和脱碳酸盐化与含铁白云石的硫化有很强的相关性。部分矿区的黄铁矿化作用表明矿石中除了硫以外有Fe的明显加入。Fe是在流体与附近的围岩反应产生并驱使下以一定的溶解度出现。在长期硫化作用过程中这种流体是与成矿流体混合作用的,就像在Screamer矿区被认为的那样。卡林型矿床中的可见金通常少见,且普遍赋存于黄铁矿中,表明金是与其同时形成,或是被吸附形成的,随着a H2S降低通过多种反应产生的毒砂也如此。

反应途径模拟,通过相继形成的矿物中的流体包裹体通常可以反映出下降的温度,论证了成矿期后的雄黄,雌黄以及辉锑矿沉淀于含金黄铁矿沉淀后的冷却期。在约180℃以上的冷却温度同网脉状似碧玉岩及石英晶簇的形成温度一致。温度降低至约180℃以下时,流体相对石英而言是过饱和的,导致了玉髓或无定形(非晶质)石英的形成。

成矿深度

早期流体包裹体研究表明卡林型矿床的形成深度通常在约5Km以下,很大程度上是由于石英中富CO2包裹体的出现。这些包裹体现在被认为是中生代侵入体活动的产物,与卡林型矿化作用无关。缺少流体沸腾及相关流体相平衡约束的证据表明形成最小深度在约1.7到6.5Km,最大深度可能也不会超过5到8Km。格彻尔成矿带相比其他矿区而言,其流体包裹体中CO2含量更高,表明其成矿深度更深。

卡林-杰瑞特峡谷矿集区最近的裂变径迹研究与流体包裹体分析都反映了其形成于浅层

中国金成矿类型及区域成矿特征

中国金成矿类型及区域成矿特征 主要介绍: 1,金矿床的成因类型 2,金矿床的工业类型 3,中国金矿床的分布 4,中国金矿床区域成矿特征 5,与金矿床有关的几个问题 一, 中国金矿床类型的划分 1, 金矿床分类综述 侧重于岩浆成矿作用为基础,以温度深度为控制条件的分类---Emmons(1913),朱夏,刘祖一,谢家荣,博罗达耶夫斯卡亚(1974) 基于矿体形态、矿化类型——Launay(1913); 中国岩金矿床地质规范;斯米尔夫;西蒙斯;王友文。 以含金矿石建造为主体——谢尔巴科夫;斯米尔诺夫;Tatsch;库伦的舍夫。 以成矿物质来源为依据——郑明华;潘辉狄。 以构造环境和成矿作用为依据——Bache 金矿床地球化学分类——栾世伟,陈尚迪,陈光远,王义文 以容矿围岩或含金建造为依据——Routhier;Boyle;加拿大地质调查所;涂光炽;罗镇宽;韦永福;陈纪明。 以成矿地质作用为依据——中国地质学会矿床专业委员会贵金属专业组;陈毓川,毋瑞身进行了补充,同时对金矿的工业类型进行了厘定。 二、中国金矿床的区域成矿规律 1,环太平洋金成矿带, 环太平洋成矿带—由环绕太平洋中新生代褶皱系和地槽构成,其外围大陆的同心环为一构造岩浆活化和裂谷带。 大洋到大陆:大洋内部的面性喷发和火山岛链 洋缘安山岩线的新生代和现代火山链 东亚火山带的晚中生代和新生代的火山链——流纹岩线 陆内火山——深成作用带 著名的金矿(大于500吨)有:加拿大——Hemlo金矿;美国——Homestake金矿;巴布亚新几内亚——Lihir Isoland 金矿,Panguna金矿;澳大利亚——Olimpic Dam 金矿,Gold Mile 金矿;印尼——Grasberg金矿。 2,中国金矿床的分布规律 五大成矿域;12个成矿带;36个金矿集中区。 中国金矿床主要成矿区带及集中区 工.天山—兴安金构造成矿域(编号工) 工-1 吉黑兴安金成矿区(编号工—1) 工-1-1 额尔古纳砂金矿床集中区 工-1-2 呼玛一黑河金矿床集中区 工-1-3 嘉荫河一老爷岭(佳木斯)金矿床集中区 工-1-4 东宁一延吉金矿床集中区 工-2 北疆天山一阿尔泰金成矿带(编号工-2) 工-2-1 阿尔泰金矿床集中区 工-2—2 准噶尔金矿床集中区 工-2-3 西天山金矿床集中区

赞比亚16151金矿床成矿地质特征简介

赞比亚16151金矿床成矿地质特征简介 文章通过对赞比亚16151金矿床区域地质及矿床地质特征进行简要介绍,并通过已有资料对该矿床进行简单成矿分析。预测该矿床具有一定成矿潜力。 标签:区域地质;矿床地质;成矿潜力 1 矿区地理位置 赞比亚16151矿床位于赞比亚中不卢萨卡省Kafue地区与南方省Mazabuka 地区,矿权区交通发达,西侧及南侧分别有赞比亚国家干线公路T1,T2相连,坦赞铁路贯穿矿区腹地,矿权区内各类可通汽车行驶道路纵横交错。距首都卢萨卡仅40公里。 2 工作区矿产地质 2.1 区域地质 2.1.1 区域地层 不同地层的岩石类型及特征描述如下:(1)砂岩。砂岩主要出露于探矿权区西北侧、西南侧、西侧及北侧,露头连续。主要分为粉红色及红褐色砂岩。风化面呈灰白色,褐色;新鲜面呈暗红色;细粒结构,块状构造。砂岩主要成分是石英,长石。(2)砾岩。砾岩主要出露于探矿权区西南部。露头出露连续。风化面灰黑色,灰褐色,新鲜面杂色,砾状结构,块状构造。成分复杂,砾石的成分主要有石英、花岗岩、黑云母花岗岩、似斑状花岗岩、花岗片麻岩、花岗细晶岩、绿片岩、硅质岩及各种蚀变岩石。砾石大小从1-2cm到30cm不等,个别可达50cm。主要为硅质胶结,少量铁质胶结。(3)白云岩。白云岩主要分布在矿权区北侧向中部延伸,呈北西向、进南北向延展。露头不连续。一种沉积型碳酸盐岩,滴酸起泡。风化面呈灰褐色,有刀砍痕,新鲜面呈灰白色。细粒-中粒结构,块状-砾状构造。主要组成矿物为白云石、方解石及粘土矿。 2.1.2 区域构造 根据不同区域构造组合特征及相关资料分析,赞比亚全境大致可划分成三个断块区和五个断褶带,即班戈韦卢断块区、津巴布韦断块区、巴鲁特斯断块区和赞比西断褶带、伊鲁米德断褶带、克巴伦断褶带、卢班底安断褶带、卢弗里安断褶带。 上述断块区、断褶带相互嵌合,共同构成赞比亚现今的总体构造格局。从各构造单元的沉积建造、构造组合以及不同时期岩浆岩的分布、岩性组合特征分析,大致可区分出赞比亚及邻区在地质历史时期所经历的三次规模较大构造岩浆活动,依次为基巴尔安、加丹加及之后晚古生代-中生代的构造运动。

云南省......金矿地质特征及找矿潜力分析

目录 前言............................................. III 摘要.............................................. IV 第一章绪言.. (1) 1.1勘查区位置、交通及矿权信息 (1) 1.2自然地理和社会经济情况 (2) 1.3勘查区以往地质工作 (3) 1.3.1 本勘查区涉及的地质工作 (3) 1.3.2 勘查区以往矿产勘查工作情况 (3) 1.4取得主要成果 (5) 第二章矿区地质特征 (5) 2.1地层 (5) 2.1.1 下奥陶统南津关组(O1n) (5) 2.1.2 下奥陶统分乡组(O1f) (6) 2.1.3 下奥陶统红花园组(O1hn) (6) 2.1.4 下泥盆统翠峰山组(D1c) (6) 2.1.5第四系(Qh) (7) 2.2构造 (7) 2.3岩浆岩 (9) 2.4围岩蚀变(变质作用) (9) 2.5地球物理特征 (10) 2.6地球化学特征 (11) 第三章矿床地质特征 (13) 3.1矿体特征 (13) 3.2矿石质量 (13) 3.3矿石类型和品质 (14) 3.4矿石加工技术性能 (14)

3.5矿床成因 (14) 第四章成矿远景分析 (15) 4.1矿床地质特征 (15) 4.1.1 曼龙沟金矿成矿地质特征 (15) 4.1.2鸡街南问金矿化带 (16) 4.1.3 龙歪、下海子金矿点 (17) 4.2控矿因素分析 (18) 4.3找矿标志和找矿模型 (18) 4.3.1、找矿标志 (18) 4.3.2、找矿模型 (19) 4.4找潜力结论 (19) 第五章总结与体会 (20) 致谢 (20) 参考文献 (20)

卡林型金矿的主要特点

卡林型金矿的主要特点 卡林型金矿(Carlin-Type Gold Deposit),也叫微细浸染型金矿床。该类型金矿床具有品位低、规模大、矿体与围岩界线不明显,金主要呈显微-次显微形式分散产出,普遍发育中低温热液矿物组合以及Au、As、Hg等微量元素组合。世界上已知卡林型金矿主要分布于美国内华达州、犹他州和中国的滇黔桂、川陕甘两个金三角内。 卡林型金矿的主要特点 1.大地构造环境为陆内裂谷带和弧后盆地内。 2.容矿围岩主要为海相沉积岩,岩性主要为不纯的碳酸盐岩和细碎屑岩等,富含炭质。 3.矿区中酸性岩脉发育。 4.矿区金、砷、锑、汞、铊、钡的地球化学异常特征显著 5.矿体主要受高角度断层控制。通常产于岩脉的一侧或附近。 6.金矿床品位低、规模大。 7.矿体与围岩界线不清楚。形成3种不同的矿化类型(1)砂质碳酸盐岩层中的层控交代矿体;(2)脉状矿体,矿石品位较高,金矿化和相关的蚀变局限于断裂构造中;(3)矿化为网脉状,矿化形成于构造交叉部位,含矿岩石强烈变形和破碎,矿石具有浸染状构造。 8. 金主要呈显微-次显微形式分散产出,主要存在于含砷高的黄铁矿及毒砂中,其赋存方式可能是以固溶体为主,少数为显微的包裹金。 9.围岩蚀变有去碳酸盐化、硅化、泥化和重晶石化等。一般去碳酸盐化和硅化与金矿化时间接近,矿化在晚期去碳酸盐化和硅化的岩石中最强烈。矿石普遍具白色细网脉状方解石化和碳泥化,裂面上常见黑色碳质被膜。 10. 普遍发育中低温热液矿物组合。常见矿石矿物包括黄铁矿、毒砂、辉锑矿、雄黄、雌黄及辰砂等并以缺少其他贱金属硫化物为特点。脉石矿物以石英、方解石为主。次为重晶石、伊利石、高岭石、蒙脱石、绢云母、明矾石等粘土矿物。 11.矿石中具有典型的Au-As-Hg-Sb(-Tl)元素组合。 12.流体包裹体研究表明,金是以羟基二硫络合物的形式搬运。含金流体是高度演化的大气降水与岩浆水的混合流体。流体盐度低(1-7wt% NaCl),富H 2 S 和CO 2。H 2 S 的富集度有助于硫化作用和含金黄铁矿的沉淀,CO 2 的富集意味着卡 林型金矿形成于4.4±2.0km范围的深度,成矿温度为180-245℃。成矿物质主要来自矿源层,部分来自岩浆,成矿热液水主要来自大气降水。 13.该类型金矿的选矿技术难点,在于如何将包裹在黄铁矿和毒砂中的微细粒金(大多小于1μm)释放出来。较为规范的处理流程中,除了氧化矿石之外,原生矿石需要经历粗破碎(颚形破碎机)、细破碎(球磨、半自磨,至200目粒度)、浮选(获得精矿粉),然后使用生物氧化或者高温焙烧,使黄铁矿和毒砂的晶体结构被破坏,微细粒金方可在后续浸出流程中被获取。

金矿床地质特征及矿床成因研究

金矿床地质特征及矿床成因研究 发表时间:2018-10-01T13:56:00.957Z 来源:《基层建设》2018年第23期作者:芦大超 [导读] 摘要:现阶段,我国矿产资源紧缺问题日益凸显,金矿作为我国国民经济发展过程中不可获取的矿产资源,其开采的整体质量和实际使用效率受到了越来越多人们的重视。 长春黄金设计院有限公司吉林省长春市 130012 摘要:现阶段,我国矿产资源紧缺问题日益凸显,金矿作为我国国民经济发展过程中不可获取的矿产资源,其开采的整体质量和实际使用效率受到了越来越多人们的重视。但由于我国金矿资源分布范围较为广泛,加之我国幅员辽阔,实际金矿地质情况较为复杂,直接导致金矿开采过程中面临着诸多问题,因此,为从根本上提升金矿开采的整体质量和效率,加强金矿床地质特征和矿床成因研究至关重要。本文主要就金矿矿床的主要地质特征进行分析,并深入研究了金矿矿床成因,望对我国未来金矿开采作业提供相应借鉴。 关键词:金矿床;地质特征;矿床成因 金矿作为我国矿产资源中至关重要的组成部分,其整体挖掘开采质量和工业生产效率受到了国家和社会的广泛重视。金矿资源主要指具有一定含金量的矿石,可以用于工业当中,经过冶炼提成,能成为精金及金制品。虽然现阶段我国的金矿开采工作取得了较大进步,但是仍然存在着一些问题,主要原因还是因为对金矿矿床的地质特征与成矿原因掌握的不够深入。 1 金矿矿床的主要地质特征 1.1 矿体特征 金矿矿体特征主要是由地层特点、构造以及岩浆活动决定的,一般矿体主要集中在构造破碎带中,金矿矿体与矿体周期岩石是逐渐过渡的。矿体平面为弧形分布,剖面较规则;矿体平面为分支复合脉状,矿体局部呈透镜状,剖面为复合脉状;矿体总体为透镜状,平面为分支复合脉状,剖面呈“S”型,且矿体中部延伸较大,矿体厚度较大。 1.2 矿石特征 矿床矿石具有多种类型,常见的矿石类型有四种,石英、白云母、锡石呈灰白色,风化后呈褐黄色,主要分布在内接触带的云英岩化花岗岩中,数量少,较为罕见;褐铁矿-锡石是氧化型带矿石,主要成分包括褐铁矿、黄铁矿、锡石、云英以及其它矿物,主要分布在地表以及矿床浅部;黄铁矿-黄玉-锡石主要分布在构造角砾岩中,一般位于分布带或外带,矿石特征为云英岩与黄铁矿的混合矿物,一般由黄铁矿、锡石、黄玉以及石英等成分,是最为常见的矿石类型;萤石-石英-锡石多处于黄铁矿-黄玉-锡石矿石的裂隙晶洞中,一般呈短柱状,主要成分包括石英、白云母、黄铁矿以及锡石,是仅次于黄铁矿-黄玉-锡石的矿石类型。由于矿石的形成环境复杂,形成条件的差异造成矿石结构以及构造的不同,按照此类依据,矿石可以分为原生矿石和氧化矿石两类。其中,原生矿石多形成于热液成矿期,主要矿物包括黄铁矿、白铁矿、磁铁矿以及辉锑矿等,矿石中金矿呈微细粒侵染状分布,显微镜观察难以察觉,可用电子探针的方式确定是否含有金矿。原生矿石中,黄铁矿和辉锑矿是主要的载金矿物,黄铁矿中金的含量是由黄铁矿晶的形成决定的,五角十二晶体含金量最高、立方体晶体含金量最低,一般黄铁矿中金的含量与砷的含量呈正比。原生矿石发生氧化现象并在热液渗流的作用下逐渐形成氧化矿石,氧化矿石多形成于热液成矿后期,载金矿物多为褐铁矿和粘土矿物,这是由于褐铁矿具有较强的吸附性,能吸附原生矿石中的金并形成富集金矿体。 1.3 矿石构造及结构 原生矿石较常见的构造类型为脉状构造以及网脉构造,热液阶段形成的矿物例如黄铁矿、石英等一般为脉状构造,热液阶段形成的黄铁矿胶状构造也是较为普遍的。条带构造多见于围岩裂隙,条带构造矿物一般有黄铁矿以及石英。角砾状构造是热液早阶段或主阶段形成矿物收到外力作用发生断裂,并充填在断裂破碎带中形成的。原生矿石的矿石结构包括粒状结构、交代结构、包含结构以及纤维状结构四种,其中粒状结构又可以分为自形结构和半自形结构。交代结构是在矿石形成的热液蚀变期形成的,交代结构形成晚期,交代结构裂缝充填交代,形成早期石英,常见的交代结构矿石为交代黄铁矿。纤维结构出现在白铁矿中,结构分布无定向性,较为罕见。原生黄铁矿矿石结构为稀疏侵染或分散侵染,半自形晶粒状结构,矿石形成后期的黄铁矿多为自形晶粒状结构。石英矿石结构一般为它形晶粒状结构,石英颗粒较大时为半自形晶粒结构。氧化矿石的矿石结构包括填隙结构、假象结构、泥质结构以及隐晶质结构等,原生矿石在酸性环境中,经过酸性溶液的淋滤作用形成填隙结构,褐铁矿填隙结构形态为脉状或斑块状;隐晶质结构矿石是原生矿石酸性环境中逐渐发生变化,易溶于酸性溶液的不稳定矿物流失,留下的稳定矿物逐渐形成隐晶质矿石;假象结构矿石是在热液阶段或矿石表面氧化结算,黄铁矿与锑的硫化物发生氧化作用,矿石中既存在氧化后的晶体结构,同时也保留了一部分原生矿石结构。泥质结构是原生矿石中易溶于酸性溶液的物质在酸性溶液的淋滤作用下流失,留下的铁泥质或隐晶硅质以泥质填充物的形式在角砾间填充并沿着矿石裂缝方向分布。 2 金矿矿床成因研究 2.1 金矿矿床形成的作用因素 金矿矿床形成的作用因素包括岩性、构造、岩浆活动、地层等几种形式,地层主要是发生地层作用产生一定的物质,以矿体为基础,将岩浆填充在构造带当中,随时岩浆的移动,在岩石内部产生矿体,同时岩浆活动也为金矿的成矿提供了物质条件。岩性则是指岩石的特性,例如粉碎岩与角砾岩等,具有大量的裂缝与断层,为岩浆活动提供了基础。 2.2 金矿矿床形成的物质来源 金矿矿床是由金矿形成的,含有同位素以及微量元素两大化学特征。硫同位素是同位素中重要的组成部分,根据它的特征可以分为地幔硫、地层硫、混合硫三种,其中地幔硫是硅镁层的同位素,两者之间的差异性不大,地层硫则是经过岩浆作用在漫长的时间里使得地表层下降,在这其中又由于地层种类的丰富多样,地层经历着大量的变化,因此地层硫也随着地层的变化而变化,具有多种形态,结构繁多。同时,微量元素也是矿床形成的重要元素之一,通过对金矿矿石中的微量元素进行检测与分析,根据微量元素的种类与特征,这样就可以得出金矿成型的原因。金矿矿石中含有大量的碱性物质,微量元素在碱性物质下就会发生变化,以易溶结合物的形式存在于矿石之中。 2.3 金矿成矿的条件 金矿成矿的条件一般包括物理条件和化学条件,气温的高低、气压的大小、附着物的特征特性、盐含量以及密度的大小等都是金矿矿石成矿的条件。矿体包裹体可以按照岩石形成的原因分为原生包裹体、假次生包裹体、次生包裹体三种形式,原生包裹体通常是排列在一起密密麻麻的形式,少数包裹体则是分散的形式。同时在成矿形成的因素当中,时间是必不可少的,金矿矿石需要经历漫长的时间来发生

贵州水银洞卡林型金矿床概述

贵州水银洞金矿地质及地球化学研究现状 摘要:水银洞金矿床为贵州20世纪90年代中期通过成矿预测发现的层控型隐伏矿床,为中国第一个I勘探类型的卡林型金矿。本文简要的介绍了该矿床的地质特征及地球化学特征,阐述了该矿床的成矿模式及其成因。 关键词:水银洞地质特征成矿模式成因地球化学特征一.基本地质特征 1.区域地质背景简介 黔西南地区大地构造位置处于扬子准地台与华南褶皱系2个I级构造单元的交汇部位,大部分地区属华南褶皱系右江褶皱带。(图2-1) 大致以云南个旧一贵州普定一广西宾阳3点连线的三角形区域,由区域性北东向弥勒一师宗深断裂、东西向个旧一宾阳深断裂、北西向南丹一昆仑关深断裂围限的三角形夹块,构成了滇黔桂“金三角”(图1)。3条深断裂制约了泥盆系和三叠系围限盆地的发育和演化,具有同生断裂的性质。区域出露地层以三叠系地层分布最广,其次是二叠系;主要岩浆岩为峨眉

山玄武岩。 二.矿床基本特征 1.矿体基本特征 水银洞金矿床为赋存于二叠系龙潭组地层中,是以层状矿体为主、断裂型矿体为辅的复合型隐伏矿床。层状矿体:按容矿岩石类型可分为碳酸盐岩型和强硅化角砾状粘土岩型。碳酸盐岩型矿体受灰家堡背斜核部生物碎屑灰岩控制,矿体产出于灰家堡背斜轴两侧近300 m 范围内,呈层状、似层状产出,产状与岩层产状一致,具厚度薄、品位富,走向上具波状起伏向东倾没、空间上多个矿体上下重叠的特点;强硅化角砾状粘土岩型矿体产出于构造蚀变体(Sbt )中,矿体形态与不整合面一致。断裂型:矿体产出于背斜近轴部的断距很小的缓倾斜逆断层中,严格受断层破碎带控制。 2.矿石类型 水银洞金矿的矿石,根据容矿岩性划分,有:碳酸盐岩型(不纯灰岩)、角砾岩型、钙质砂岩型(钙质砂岩、钙质粉砂岩)、泥岩型等类型。其中,以碳酸盐岩型为主,产于生物碎屑灰岩或生物屑砂屑灰岩矿体中;角砾岩型次之,产于矿床底部和断层破碎带中;钙质砂岩型则

金矿矿床地质特征与矿床成因研究

金矿矿床地质特征与矿床成因研究 金矿矿产地质复杂,要充分挖掘矿产并进一步开展找矿工作,必须详细勘探矿产的分布特征,明确矿床地质特征以及成因,论文论述了金矿矿床地质特征,并对金矿矿床成因进行了分析。 标签:金矿矿床地质特征矿床成因 金矿矿产地质特征及矿床成因的分析是在大量地质勘探工作的基础上开展的,结合地质勘探资料对金矿矿床的地址特征与成因进行分析,研究工作主要包括矿体特征、矿石结构与构造、成矿物质因素、成矿物质来源及成矿物理化学条件等,是矿体分析与挖掘的重要依据。 1金矿矿床地质特征 1.1矿体特征 金矿矿体特征主要是由地层特点、构造以及岩浆活动决定的,一般矿体主要集中在构造破碎带中,金矿矿体与矿体周期岩石是逐渐过渡的。一般来讲,矿体平面为弧形分布,剖面较规则;矿体平面为分支复合脉状,矿体局部呈透镜状,剖面为复合脉状;矿体总体为透镜状,平面为分支复合脉状,剖面呈“S”型,且矿体中部延伸较大,矿体厚度较大。 1.2矿石特征 矿床矿石具有多种类型,常见的矿石类型有四种,其中,石英-白云母-锡石呈灰白色,风化后呈褐黄色,主要分布在内接触带的云英岩化花岗岩中,数量少,较为罕见;褐铁矿-锡石是氧化型带矿石,主要成分包括褐铁矿、黄铁矿、锡石、云英以及其它矿物,主要分布在地表以及矿床浅部;黄铁矿-黄玉-锡石主要分布在构造角砾岩中,一般位于分布带或外带,矿石特征为云英岩与黄铁矿的混合矿物,一般由黄铁矿、锡石、黄玉以及石英等成分,是最为常见的矿石类型;萤石-石英-锡石多处于黄铁矿-黄玉-锡石矿石的裂隙晶洞中,一般呈短柱状,主要成分包括石英、白云母、黄铁矿以及锡石,是仅次于黄铁矿-黄玉-锡石的矿石类型。 由于矿石的形成环境复杂,形成条件的差异造成矿石结构以及构造的不同,按照此类依据,矿石可以分为原生矿石和氧化矿石两类。其中,原生矿石多形成于热液成矿期,主要矿物包括黄铁矿、白铁矿、磁铁矿以及辉锑矿等,矿石中金矿呈微细粒侵染状分布,显微镜观察难以察觉,可用电子探针的方式确定是否含有金矿。原生矿石中,黄铁矿和辉锑矿是主要的载金矿物,黄铁矿中金的含量是由黄铁矿晶的形成决定的,五角十二晶体含金量最高、立方体晶体含金量最低,一般黄铁矿中金的含量与砷的含量呈正比。原生矿石发生氧化现象并在热液渗流的作用下逐渐形成氧化矿石,氧化矿石多形成于热液成矿后期,载金矿物多为褐铁矿和粘土矿物,这是由于褐铁矿具有较强的吸附性,能吸附原生矿石中的金并

主要金矿类型的地质特征及矿床实例

主要金矿类型的地质特征与矿床实例 一、岩桨热液金矿床 本类矿床分布于古地块周围断陷盆地的边缘或两个构造单元之间的深断裂带附近。太平洋构造岩浆活动带控制了本类型的矿床。如密山~清源深断裂,郯城~庐江深大断裂,浙闽沿海的丽水~海丰深断裂带等。混合岩化~交代重熔、同熔型花岗岩类与含金建造变质岩系有着内在联系,所形成的含金花岗岩或偏碱性的花岗岩类小侵入体,岩株对岩浆期后热液金矿床有直接的控制作用。 本类型金矿床可分3个亚类。 (一)重熔岩浆热液金矿床 成矿母岩为含金的重熔型花岗石。在燕山期,它们沿着深切基底的断裂构造侵入到不同时代的盖层中。金矿化多沿台、槽分界断裂隆起区的边缘断裂展布。在隆起区以金矿化为主,伴有多金属矿化,在凹陷区以多金属矿化为主,而在过渡带则为金~多金属矿化。在侵入体内为石英细脉浸染型金矿化,含金黄铁矿石英细脉带产于岩体的边缘或其顶部,而含金石英脉带赋存于接触带和围岩的构造裂隙中。 河北峪耳崖金矿床: 燕山期花岗杂岩体居于矿区中心。呈北东~南西向分布,岩体的长轴方向与区域构造线一致,长2km,宽0.7km,平面上中间膨大两端狭小,呈一菱形状(图1~4)侵入于长城系高于庄组白云岩中,接触带局部有矽卡岩化现象。侵入杂岩体主要由同源不同阶段侵入的似

斑状斜长花岗岩和黑云母花岗岩组成。金矿化带主要分布于内接触带附近和岩体中,极少数分布于云岩岩或边部的断裂构造中,白云岩中的矿体,一般距接触带50~100m。 成矿断裂主要有两组,一组走向北40o~80o东,倾向北西,倾角400~80o,贯穿全区,规模较大,破碎带发育,另一组走向为2900~280o倾向北东,倾角40o~60o,仅在若休内部发育,与第一组斜交,规模小。 已查明地表矿带有14条,深部盲矿带10余条,每一矿带由1~6条矿体组成。大多数矿带平行于岩体长轴方向,呈平行脉状,雁行排列,地表规模较大,长几百米,厚度不足1 米,最厚5~10 米。 含金地质体共有3种:①含金黄铁矿石英脉;②含金黄铁矿石英细脉带;③含金破碎蚀变带。 围岩蚀变强烈,以黄铁矿化、绢云母化、硅化、钠长石化为主。 金矿物以自然金为主,其次有银金矿和碲金矿,金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿等。金品位为5.37~9.01g/t,一般在7 g/t以上。

魏家庄矿区金矿矿床地质特征及矿床解析

魏家庄矿区金矿矿床地质特征及矿床解析 论文简要地分析了河南省魏家庄地区金矿成矿地质条件,大致查明了区内地层、构造、岩浆岩以及矿化体、矿体之间的相互关系、围岩蚀变及分布等地质概况,以及区内矿(化)体的规模、产状、分布及矿石质量特征,通过对调查区内成矿地质条件的分析,寻找可能发现的矿产,研究进一步工作的重点及找矿方向。 标签:金矿地质特征矿床成因 0前言 魏家莊矿区位于西峡县二郎坪乡北西约15km处,地理坐标为:东经111°36′00″—111°37′00″,北纬33°33′00″-33°34′04″。工作区地处伏牛山南麓、西峡县北部,属中低山地形。该区属季风型大陆性亚热带气候,农作物为小麦、水稻、玉米、红薯,经济作物有板栗、花生、油桐、香姑、木耳、山茱萸等。 1区域地质特征 工作区区域构造变动剧烈,岩浆活动频繁,金、铜等内生金属矿床成矿条件极为有利。以朱阳关-夏馆断裂为界向北,区域地层从老到新为:下元古界秦岭群、下古生界二郎坪群、第四系。其中秦岭群和北部的二郎坪群均呈断层接触关系。 区域内构造发育,自北而南发育一系列规模巨大的NWW向韧性剪切带,这些区域性韧性剪切带控制了区内构造蚀变岩型银、金矿点、异常的空间分布。其中以朱阳关-夏馆深大断裂最为重要。 岩浆是由地壳深处或上地幔岩石部分熔融产生的、含有挥发分也可含少量固体物质、以硅酸盐为主要成分、高温黏稠的熔融体[1]。 区域内岩浆活动十分普遍,而且从早古生代到中新生代燕山期都很剧烈。岩石种类齐全,从超基性到酸性以至于碱性岩皆有分布,面积广泛。主要特点是在时间演化上和空间分布上具有不均一性,常和本区构造演化密切相关;从时代上由老到新,演化特点表现为岩性由基性到酸性,强度由强变弱。 2矿床地质特征 矿床是复杂地质作用的结果。矿床形成后又经历不同形式和不同程度的变化[2]。 2.1矿化带(矿体)形态与规模 2.1.1矿化带形态与规模

金矿的常见分类

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟 金矿的常见分类 近期,金价飙升,黄金行业似乎呈现复苏的景象,不少人给我打电话,询问黄金的选别方法,大致问法是这样的:我最近买了点矿石,请了某某厂的老浮选工,租了个选厂,但是指标不太好,能帮我想想办法吗?但是当我问及原矿性质时,却只能告诉我,金大致是3-4g/t,至于脉石是啥,成矿矿物是啥,有害元素是啥一概不知。而这些老浮选工调整黄药、黑药、二号油、石灰等药剂也并不能改善最终指标。那么原因在哪里?作为多年从事黄金矿山技术服务的选矿工作人员,我想从我的切身体会来给大家介绍一下黄金选矿的基本知识,大致从矿床的基本分类、常见的选矿工艺、复杂选矿工艺、常见难选金矿、自身实践案例以及最新试验成果等方面来说,一来让更多投资者了解黄金,避免盲目投资,二来与业内前辈加强交流,帮助我把这项工作做得更好。系列一金矿的常见分类 说到黄金选矿,我们首先考察的应该是其形态和成因,虽然学选矿的大都不研究地质和矿物学,但是地质和矿物学的一些常识却是制定选矿试验方案的一个基础条件。自然界的金多以单质形式存在,少量与两性金属化合物,如硒、碲、銻化物等,罕见金属化合物,如金汞膏、铜金矿等,非金属化合物应该是没有的。金矿床主要分类,每个科研院所根据其擅长的研究方法来分形成了不同的体系,但从直观来分,我们通常把他分为沙(砂)金矿和岩金矿。 砂金矿本质上是一些大型金矿矿脉长时间经受水蚀、风蚀在下游沉积形成的,我们根据区域不同可分为重力砂、流水砂、冰川砂、滨海(湖)砂,砂金的选矿主要以重选富集为主,我国的金砂多呈片状,或者说由于采砂历史久远,剩下的都是片状的细粒了。易选的砂金矿应该是砂多泥少,砂粗金细,反之则视为难选。

金矿地质特征及成矿规律的探究

金矿地质特征及成矿规律的探究 发表时间:2019-12-16T14:13:55.293Z 来源:《城镇建设》2019年21期作者:方永财曹达磊 [导读] 对金矿进行开发可以有效地促进社会经济的发展, 摘要:对金矿进行开发可以有效地促进社会经济的发展,金矿在成矿的时候,有一些地质的特征和规律。本篇文章对金矿形成的原因、地质特性和矿石特征等方面的内容来对金矿的地质特征进行全方面的研究,并且还对金矿成矿的规律进行了分析,最后全面的讲述了金矿地质特征和成矿的规律,希望可以对以后金矿开采提供参考。 关键词:金矿;地质特征;成矿规律;探究 金矿大概可以分成两种类型,一种是岩金矿,一种是砂金矿,这两种类型的金矿的地质特征和成矿规律都是不相同的,而且在地质特征方面是非常多样的。对于不同类型的金矿,在进行开采和调查方面的相关需求也是不一样的,所以,一定要对金矿的地质特征和成矿规律进行全面的研究,这样才可以有效地提升金矿的开采效率。 一、金矿的形成 金矿的成因是比较复杂的,很多人觉得金矿是由于火山喷发,岩浆从地下带上来的物质所形成的。在金矿矿脉当中,包含着和一些物质所形成的天然金,金矿矿脉一般都是由金属硫化物和石英石等物质组合而成的。经过长时间的冲刷,在矿脉当中除了金之外一些物质都会出现氧化的情况,天然的金就会经过水流的影响慢慢变成金块,这样也就变成了金矿。 二、金矿地质特点的探究 (一)金矿矿体分布的特征 需要很多种因素的影响才可以让金矿形成,在所有的因素当中,地域环境属于主要的一个因素。在金矿矿脉形成的时候会受到地层岩的影响,而且在方向的方面,是和断裂层相同的,在平面上经常会出现多种形状,如连续分布的形状。经过很长一段时间的影响,金矿矿脉在形成的时候,就会出现很大的地域差别,而且金矿矿脉的结构常常是比较复杂的,而且穿梭在很多地层中,一般情况下,硅化带形成的矿脉是喇叭的样子。 (二)金矿地质的性质 金矿地质具备着多样性和复杂性的性质,根据金矿矿石的特性而言,金矿可以分成石英岩、粉砂岩等等类型,针对所有的金矿岩石来说,这些岩石都是随机进行分布的,没有一个相应的恶规律。在区域分布方面也是很模糊的,这些原因导致金矿在地质方面变得非常多样和复杂。对于金矿的地质结构来说,是比较简单的,经常是体现出轴斜方向分布,而且还有着延伸的性质,与轴线相近的地方一般会在低角度逆断层。金矿主要会产生两种形态,一种是断裂形态,一种是层控形态,断裂型通常会在逆断层当中出现,在形状特性上面多数为透镜的形状。在层控型矿体中,有着碳酸盐的形态,产出的部位经常是轴线地段,这属于层间性质矿脉的分布,矿体的形状一般是层片的形状,还有的会出现透镜的形状。而且层控型的矿体有着非常丰富的资源,所以这样的矿可以用来进行开采。 (三)金矿矿体的特征 因为受到地层和结构等方面的影响,金矿矿体就会出现一个特征。金矿矿体在构造的时候是比较集中的,而言和矿体四周的岩石逐渐的进行过度。金矿矿体的平面很多都是弧形来进行分布的,而且还比较规律。与此同时,矿体的平面属于分支复合的形状,而且金矿矿体很多部分都是透镜状。要是金矿矿体整体属于透镜状,那么平面就是分支复合的形状,并且在金矿矿体当中,延伸是比较大的,矿体的厚度也是比较厚的。 (四)金矿矿石的特征 金矿矿石有着非常多的类型,人们经常见到的类型有石英、褐铁矿、黄铁矿以及萤石等等。其中在石英当中在花岗岩中比较多,而且是灰白色的,属于比较不常见的矿石。褐铁矿是根据褐铁矿、云英和一些矿物质合成的一种矿石,一般在地表处比较常见。黄铁矿是非常常见的一种矿石,主要是由黄铁矿和黄玉和石英组合而成,一般会分布在角砾岩当中。萤石是一种与黄铁矿的矿石相似的一种矿石,主要的形状是短柱型,萤石当中的主要成分包括了石英、白云母和锡石等等,萤石一般会出现在黄铁矿和锡石矿石当中的裂缝中。金矿的矿石形成是非常复杂的过程,因为条件的不同,矿石的结构也会有不同的差别,大概可以将其分成两中,一种是原生矿石,另一种就是氧化矿石。原生矿石主要的矿石有黄铁矿、磁铁矿等等,想要找到这样的矿石,就可以使用探针来进行判断。 三、金矿成矿的规律探究 (一)地质流体下的成矿规律 在金矿成矿的时候,地质流体在成矿过程中起到了非常重要的作用,而且不同的流体也会对金矿的成矿带来一些不同的影响。在受到地质和环境影响的时候,金矿成矿的各种因素是分散的,而且地质的土层和流体间的结构是比较紧密的,金矿在成矿的时候地质土层掌握着地质土层的耦合,而且这也是主导的一个步骤。土层间的流动可以对地质流动提供相应的动力,再加上环境的影响,很多流体矿质就会在土层上进行沉积,这样也就使金矿成矿了。 (二)成矿地质结构影响的规律 金矿成矿的主要影响因素有两个,一个是地表的变化,另一个就是层级结构。对于地层结构的改变而言,地层在以往一直处于隆起的情况,这样就会导致在很多地方会出现塌陷的地层情况,因为地层活动不断的进行改变,这样也就使地质影响变得复杂,从而在断层地方出现了很多的沉积物。此外,这个地层的沉积物在岩浆等外界因素影响下,就会发生沉降压实的情况。所以,金矿在进行成矿的时候,是不能摆脱地质结构改变的,而且地质结构的改变也给金矿的积累提供了条件。 (三)控矿层位影响下的成矿规律 断裂带会控制住矿带的分布,让金矿矿带分布和构造间出现整体的性质。金矿成矿的原因是非常的多,如片岩、火山岩和侵入岩等等,金的含量也是不一样的,尤其是金矿化体,使沙金的形成提供了相应的矿源。而且在岩体和矿体当中金的含量经过长时间的风化,要是性质比较稳定的黄金在物理作用下就会变成多种形态在岩石当中分离出,从而也会丰富沙金的矿源。除此之外,多种可以影响金矿成矿的因素,在使金矿形成的时候,经常有着很多的成矿作用,这样也就导致成矿多样性的情况发生,对于这样的情况,就会对金矿带来一些条件。最后,因为构造情况的发生,导致构造控矿体现出了复杂化,对于金矿成矿来说,既可以是比较简单的断裂结构控矿,还可以是互相进行控矿,同时,成矿的作用在受到多期性构造之后,会带来直接的影响,这样也就帮助金矿矿化的丰富提供了条件。

某火山岩型金矿床成矿地质特征

××火山岩型金矿床成矿地质特征 [摘要]××金矿床是我省东部中生代火山岩型金、多金属成矿带中典型矿床之一。本文通过对该矿床成矿地质背景、矿床地质特征的论述,综合分析了矿床成矿地质作用及成矿机理。 [关键词] ××金矿床地质特征成矿作用成矿机理 1 区域地质背景 ××地区位于××褶皱系××优地槽褶皱带××复向斜西北仰起段。区内基底为早古生代长德变质岩系,呈零星残片状分布。盖层有中生代火山~沉积岩系。自晚侏罗世以来随着太平洋板块向欧亚板块斜向俯冲,使板块边缘接触带处于活化阶段,发生了强烈的断裂构造和火山~岩浆作用,形成了以东西向断裂带为主体构造格架的中~新生代盖层构造体系,这个阶段的构造运动以差异性断块远动为主要特点。盖层褶皱发育微弱或局部在断裂中,尤其在燕山期火山~岩浆作用强烈,形成了大量的金.多金属矿产是该区主要成矿时期(图1)。 2 ××金矿床地质特征 2.1 矿床近矿围岩特征 2.1.1 成岩特征 ××矿区火山~次火山岩的岩石组合、矿物特征、化学成分、同位素组成等特征反映其形成于大洋板块俯冲产生的陆源活动带,岩浆形成温度及深度分别为火山岩:1094~1230℃和94Km;次火山岩:1101~1223℃和85Km。根据锶同位素和岩浆形成深度及稀土地球化学特征推断,本区火山~次火山侵入杂岩的源岩区应为石榴二辉橄榄

岩或尖晶石二辉橄榄岩,即经过壳幔运动改造或地幔交代作用后的强大应力作用下,发生了沿壳断裂带的喷溢或浅成、超浅成相侵入活动。 2.1.2 成岩与成矿关系 成岩与成矿作用都是在地壳地幔运动控制下的漫长地质作用过程。全球性广泛发育的热液脉状金矿床都与一定的构造~岩浆活动有关,而且都直接或间接的与幔源岩浆体系和穿透性深断裂有关。××金矿床研究表明,矿体产在次火山岩脉密布的破碎蚀变带中,矿石石英包体块中子活化K~Ar年龄为127.8±0.2Ma,次火山岩脉Rb~Sr 等时线年龄为130Ma,说明矿体与次火山岩脉具有极密切的时间、空间关系。××金矿床的岩石微量元素和同位素(Sr、S、Pb)组成及稀土元素特征的研究证实了其含矿热液与火山~次火山岩来源于地幔岩,同属地幔源。含矿热液是在幔岩部分熔融产生,初始玄武岩浆过程中分离出来的地幔气~液流体和岩浆分异演化过程中,由于[Si —O]体系和[H—O]体系分离而产生的气~液流体的综合。因此可以认为成岩作用控制了矿液的形成和运移。矿液的沉淀和矿体定位主要和成岩后的断裂构造及一定物理化学条件制约的蚀变作用有关。 2.2 控矿构造特征 ××金矿床位于东西向××断裂带的中段南侧。受××北西向断裂与南北向的××断裂交汇控制。矿床控矿构造主要为断裂构造,按与成矿时间的先后顺序划分为成矿前断裂构造、成矿期断裂构造、成矿后断裂构造。 2.2.1 成矿前断裂构造

加拿大霍普布鲁克金矿矿床地质特征

第34卷第6期2015年6月 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA Vol.34,No.6Jun.,2015 加拿大霍普布鲁克金矿矿床地质特征 吴科锐1,2,聂凤军1,徐九华2,张晓康1,2 WU Kerui 1,2,NIE Fengjun 1,XU Jiuhua 2,ZHANG Xiaokang 1,2 1.中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037; 2.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083 1.Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China; 2.Civil &Environment Engineering School,University of Science &Technology Beijing,Beijing 100083,China 摘要:霍普布鲁克(Hope Brook )金矿床是加拿大第六大金矿床,产于新元古界的阿巴拉契亚山脉阿瓦隆区岩体中,地表出露面积为3000×400m 2,向深部逐渐变小。该矿具有复杂的岩脉构造,与浅水体为主的火山碎屑序列的长英质、镁铁质火山碎屑岩密切相关。矿床赋存于大范围的热液蚀变区中,蚀变区内普遍有酸浸现象,并具有大量的泥质蚀变特点。同位素年代学证据表明,成矿时代为早—中寒武世(576±10Ma ),是多期次热液作用,同时伴有侵入岩浆以及火山作用产生的凝灰岩共同影响的产物,属于典型的高硫化的浅成低温热液金矿床。关键词:霍普布鲁克;加拿大;金矿床;地质特征;矿床成因中图分类号:P618.51 文献标志码:A 文章编号:1671-2552(2015)06-1036-09 Wu K R,Nie F J,Xu J H,Zhang X K.Geological characteristics of the Hope Brook gold deposit,Canada.Geological Bulletin of China ,2015,34(6):1036-1044 Abstract:Located in the Chetwynd area along southwest coast of the Newfoundland island,the Hope Brook gold deposit is the sixth largest gold deposit in Canada.The Hope Brook gold deposit occurs in Avalon Zone intrusive body of Neoproterozoic Appala?chian Mountain.Its has an area of 3000×400m 2at surface but is gradually reduced with the depth.The deposit has complex veined structure,and is closely associated with felsic and mafic pyroclastic rocks of the pyroclastic sequence.The deposit occurs in a large hy?drothermal alteration area charecterized by argillic alteration.Isotope chronological evidence shows that the metallogenic epoch is Ear?ly Cambrian-Middle Cambrian (576±10Ma).The deposit experienced several times of hydrothermal activities,accompanied by joint effect of magmatic intrusion and tuff produced by volcanism,and hence should belong to a typical high sulfidation epithermal gold deposit. Key words:Hope Brook;Canada;gold deposit;geological characteristics;ore genesis 收稿日期:2014-04-15;修订日期:2015-05-20 资助项目:中国地质调查局项目(编号:12120115065901、12120115068701、1212011120326)作者简介:吴科锐(1991-),男,在读硕士生,地质工程专业。E-mail :347312609@https://www.doczj.com/doc/ea14886519.html, 通讯作者:聂凤军(1956-),男,研究员,博士生导师,从事金属矿床地球化学研究。E-mail:nfjj@https://www.doczj.com/doc/ea14886519.html, 霍普布鲁克(Hope Brook )矿床位于加拿大纽芬兰岛西南海岸的切特温德地区,地处偏远,地理坐标为N47°41′、W57°52′。在切特温德地区已开采的霍普布鲁克金矿床中赋存着大量的金,根据美国地质调查局发布的数据,该矿床的矿石储量达1.12×108t ,Au 品位为4.54g/t ;铜的总含量估计为1.35×104t ,按回收金91%和日采矿石3000t 计算,年 产金126000盎司,是加拿大第六大金矿[1]。 该矿床于1987年7月投产,初期采用露天开采方式,用堆浸法回收黄金。后转为地下开采,80年代末达到产量高峰。在初期建厂过程中,该矿得到了当地政府的资金援助,投资修建了通往矿山的一条主要动力线路,经过早期的初步开采,现在霍普布鲁克金矿是作为一个商品化矿山开发的。1983

金矿地质特征及成因研究

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ea14886519.html, 金矿地质特征及成因研究 作者:胡少华 来源:《科学与财富》2020年第04期 摘要:在我国金矿是非常重要的一种矿产资源,因此合理开采金矿,可有效提升经济效益与社会效益。近年来,伴随着技术的不断发展,人们对金矿开采也越来越重视,只有通过不断的研发新的科技技术,才能有效地提升金矿开采的工作效率与生产质量。本文主要对金矿成因进行分析,并对不同类型金矿的地质特征进行探讨,为后期的调研提供有力的参考数据。 关键词:金矿;地质特征;成因 引言 由于我国地大物博,地域较为广阔,所以是矿产资源比较丰富的一个国家。金矿作为一种比较重要且特殊的矿产资源,需要对其加大开采的效率,这对我国的社会经济发展具有非常重要的影响。由于金矿的分布情况与矿藏量以及形式等均不一致,则会出现不同的金矿类型。 一、金矿矿床地质特征 (一)金矿矿体特征。对于大多数的情况下,金矿石磷光体分布区域几乎呈弧形,切割表面轨迹更清晰,并且银矿体边界轨迹通过重叠辐射重复发射。中心区域的一小部分类似于明亮的荧光铜镜,其中切割表面的相同轨迹被辐射并且与重叠的山辐射图案重叠。通常,金矿体看起来像一个明亮的青铜镜子,切割表面的轨迹被辐射并重叠山脉的辐射图案。横截面轨迹是“蛇形”轨迹,矿体中心节点具有宽范围的荧光波和大面积,矿体厚。 (二)金矿矿石特征。合成矿石材料分为两类。一种是天然合成矿石,另一种是氧化矿石。前矿化的第一阶段主要是高温液体,主要成分主要是白色黄铁矿和白色闪锌矿,形状小而白色细颗粒,能准确捕捉显微镜很难。它可以在没有肉眼帮助的情况下进行检查,并且只能通过直接依赖于电子探针的检测来进行矿物质检测。原黄铁矿主要由黄铁矿,锑矿和金铁矿组成,黄铁矿内合金矿的数量主要受金黄铁矿晶体大小的限制。通常,铜的铜含量远远高于其他立方黄铁矿晶体的含量,在这种情况下,黄铁矿中的铋和砷含量通常较高,因此晶体含量超过一定量也可以包括在内。由海水氧化的原褐铁矿矿石缓慢转变为金矿石,在快速流体渗透压力下不易氧化,主要是热液渗透和矿化最后阶段的凝析油。主要成分由原褐铁矿和土壤粘土组成,主要原因是原褐铁矿粘土具有较强的附着力,并逐渐直接附着在一氧化氮矿石中它是为了氧化更浓缩的金矿石。如果客观的环境条件是非常弱的酸性并且是自然风化和雨水替代因素,则矿物将逐渐变成具有高粘土附着力的大型个性化网状粘土矿。

焦家金矿地质特征及成因分析2700字

焦家金矿地质特征及成因分析2700字 金矿指金矿石或金矿床(山)。金矿石是具有足够含量黄金并可工业利用的矿物集合体;金矿山是通过采矿作业获得黄金的场所;金矿床是通过成矿作用形成的具有一定规模的可工业利用的金矿石堆积。世界上没有任何一种金属能像黄金这样源源地介入人类的经济生活,并对人类社会产生如此重大的影响。它那耀眼夺目的光泽和无与伦比的物理化学特性,有着神奇的永恒的魅力。黄金的社会地位虽在人类数千年的文明史中,历尽沧桑,沉浮荣辱,升降变迁不定,但至今在众多的人群之中仍保持着神圣的光环,为世人共同追求的财富。 摘要:在我国已探明岩金储量中,胶东地区金矿产量可以占据到1/3,在很大程度上决定着我国总体金矿产量。其中焦家金矿处于胶东金矿体系中区西北部,地质结构受断裂破碎带影响比较大,围岩蚀变情况严重,为典型的蚀变岩型金矿。本文对焦家金矿地质特征与成因进行了简要分析。 关键词:焦家金矿;矿床成因;地质特征 引言 焦家金矿床产出环境与成矿动力学均有一定特殊性,为提高其开采量,需要做金矿地质特征以及矿床成因的研究分析。即需要在现有基础上,对存在的各项资料进行综合分析,同时进行野外实地开考察,从区域构造出发,对矿床地质特征、控矿构造以及成矿作用等方面进行分析,建立焦家金矿控矿模式。 一、焦家金矿地质特征与成因分析难点 焦家金矿作为我国金矿体系中重要组成部分,对其地质特征以及矿床成因的研究已经十分丰富,多人的共同努力,目前已经取得了重要的成果。但是从整体上来看,还存在一定的问题为完全解决,如成矿物质来源、成矿流体成因以及构造控矿机制等,长期以来并没有得到专业与技术上的统一。同时,目前对胶西北整体控矿特征以及成矿演化还需要做更进一步的研究。从焦家金矿地质特征与成矿原因研究成果来看,其矿体比较密集,并且可以确定寺庄、焦家、马塘以及望儿山等为一个成矿体,在地质结构深度通过低品位矿体连接在一起,但是具体分析资料成果比较少,还需要做更进一步的研究。

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