高级矿床学-造山型金矿.pdf

造山型金矿摘要： 造山型金矿是当今世界研究的热点，其成矿模型为人们找矿提供了重要的理论依据本文就造山型金矿的特征、地质背景、 矿床地质特征、 成矿模式及存在问题进行总结和讨论，且以胶东地区和小秦岭地区造山型金矿为例讨论造山型金矿的地球化学性质，并得出其成矿流体均有地幔流体的参与关键字：造山型金矿地球化学成矿模式存在问题1. 前言“造山型金矿床（Orogenic gold deposits） ”系指产于区域上各个时代变质地体中、在时间和空间上与增生构造有关的脉型金矿床系列，矿床形成于增生（accretionary）或碰撞（collisional ）造山带的会聚板块边界上的挤压和扭压作用过程中在造山型金矿床这个术语被提出之前，人们一直把那些产于变质地体中，受构造控制的脉状金矿床称之为“中温热液金矿床（Mesothermal gold deposits ） ” ，所谓“中温热液金矿床”是最重要的金矿类型之一，大多数大型和超大型金矿床属于此类型（Hodgson et al.， 1993；Sillitoe ，1993） 在对脉状金矿床研究的过程中，文献中涌现出了众多按不同标准进行命名 的金矿床类型，如按围岩特征可分为绿岩带金矿床、浊积岩金矿床等（Keppie et al., 1986 ；Mueller and Groves, 1991 ） ；按矿化特征分为石英脉型金矿床、蚀变岩型金矿床、角砾岩型金矿床等（范宏瑞等，2005；毛景文等，2005） ；按控矿因素特征，可命名为剪切带型金矿床（Bonnemaison and Marcoux, 1990 ） 。

随着大地构造、金矿勘查和成矿理论的研究和不断发展，使人们逐渐认识到这类金矿床具有相似的地质－地球化学特征，并且都与造山作用过程有关，这类金矿床有很宽的成矿深度范围（2~ 20km） ，因此， Groves 等（ 1998）建议将该类金矿床称作“造山型金矿床（Orogenic gold deposits ） ” 造山型金矿床” （Groves，1998）是根据成矿地质背景的一种金矿分类，其含义涵盖了中温热液型、 浊积岩型、 绿岩带型金矿等的叫法，打破了多年以来人们关于金矿床分类众说纷纭的局面，同时也突破了Lindgren（1933）关于热液矿床分类原定义，并根据成矿深度将该类型矿床划分为浅成（＜6km） 、中成（ 6－12km）和深成（＞ 12km）三个亚类造山型金矿的提出引起了国内外地质学家的普遍重视，在国内外掀起了对造山型金矿床研究的热潮，造山型金矿床成矿理论已经成为当代区域成矿学和矿床学研究的重要前沿之一近十年来在我国南天山、东昆仑、西秦岭、华北克拉通周缘等典型造山型金矿床成矿地质背景、成岩成矿模式、 矿床地球化学、 控矿因素等方面的研究中也不断取得进展（陈衍景等， 1999；孙丰月等， 2000；毛景文， 2001） ，不但丰富了造山型金矿成矿理论，而且也拓宽了找矿视野和找矿思路。

张德全等 （2001）则将其定义为与造山作用有关、主要受构造控制的金矿床Kerrich 等总结造山型金矿或成矿省的特征如下: (1)成矿多与增生型造山作用有关2)多位于重要超岩石圈构造附近，或者位于复杂的变质火山一深成岩地体或沉积地体 的构造边界附近3)在多个外来地体不断拼贴增生的造山带,造山作用持续时间较长，成矿时间范围较大,但总是同步或滞后于赋矿地体的峰期变质作用，或造山构造作用晚期4)矿床分布于复杂的大型地质构造单元中，构造单元是岩性、应变、变质级等方面的 陡变带或梯度带，属于造山带环境5)绝大多数产于绿片岩相变质地体中6)矿床受构造控制，产于超岩石圈断裂带的二级或更次级的断层羽中，赋矿构造主要是高角度的斜向走滑带、逆掩推覆带，也可有横向断裂7)矿床受控于脆性一韧性变形的转变带或转变期，金沉淀与构造变形作用同步8)绿片岩相域的蚀变矿物组合以石英、碳酸盐、 云母、 (±钠长石 )、绿泥石和黄铁矿(± 白钨矿和电气石)为主9)与区域背景的元素丰度相比，Au、Ag(As 、 Sb、Te、W、 Mo、Bi、B)强富集， Cu、Pb、 Zn、Hg 和 Tl 弱富集， As、Sb 和 Hg 在浅部低温域的富集程度增强。

10)成矿流体为低盐度的富碳水溶液，通常盐度(Nacl) 低于6%，(CO2+CH4) 含量为5%~30%mol ，少量 H2O-CO2 不混溶，常见含CO2 水溶液包裹体、富CO2 包裹体和水溶液3 类包裹体11)在韧一脆性剪切带内，流体压力从超静岩变化到低于静岩12)尽管在矿区范围内存在一定程度的成矿元素分带性，但单个矿床或矿脉系统的垂直延伸大，可超过2km，且没有垂向分带现象或分带性较弱，侧向分带较明显本文就造山型金矿矿床地质特征、成矿与构造、 和矿床成因等方面进行一下总结，难免会有一些不足和错误的地方，望见谅和指正2. 地质背景2.1 大地构造环境目前造山型金矿而激发出来的板块构造环境主要有两种，分别是增生型造山地带和碰撞造山地带， 其中， 增生型造山地带主要在大陆活动边缘里面的弧前增生附近通过对造山型金矿进行研究， 可以发现， 会聚造山作用是地球动力学的背景，而地球动力学是造山型矿床的背景碰撞造山体制的形成主要有5 个方面： 1)增生型造山作用的时间长、持续性好，造山型矿床一般是在晚期的增生型造山作用最晚一次，或者在更后， 并且它的时间短，所以论背景而言碰撞造山体制与造山型矿床比较相似；2)增生型造山作用包含尚在发育中的造山型金矿省以及比较多的外来、移植、 增生等科迪勒拉型造山地体，对于安第斯型的造山地带的外来地体比较缺乏，对于造山型矿床来说基本没有；3)拥有多数的古老地体边缘以及古老地体内部的科迪勒拉型造山地体，成矿和地体碰撞拼贴有着相当密切的关系；4)碰撞造山作用主要有地体拼贴、陆陆碰撞、弧弧碰撞以及弧陆碰撞等方式，此外，造山作用也是地体增生过渡到陆缘的形式之一；5)假如彻底闭合洋盆之后，造山体制从洋陆俯冲向着陆路碰撞转变，造山带从活动大陆边缘向着大陆碰撞转变，而陆缘造山带科迪勒拉型向着中亚型大陆碰撞转变，陆缘造山带安第斯型向着秦岭型大陆碰撞转变。

图 2-1）图 2-1 富金浅成矿床的构造环境１—增生楔；２—大陆壳；３—花岗岩类岩石；４—洋壳；５—地壳下岩石圈；６—软流圈；７—伸展断裂；８—挤压断裂桙逆冲在压缩—伸展体制下，浅成低温热液金矿床、富金斑岩型矿床和夕卡岩型金矿床形成于岛弧唱大陆弧的浅部（≤５km） ，浅成低温热液矿床、沉积岩中的卡林型金矿床定位在弧后陆壳减薄和伸展区的浅部比较而言，所谓中温热液金矿床（本图中的造山型金矿床）则定位于从压缩到扭压构造体制的过程中，占据上地壳深度的大部分，并且，位于邻近大陆岩浆弧的变形增生带中，注意：为了能在图中显示金矿床的空间位置及形成的相对深度，夸大了大洋（陆）弧处的水平和垂直比例2.2 赋矿围岩特征造山型金矿绝大多数超大型成矿省位于绿片岩相变质地体中（Kerrich 等， 2001） ，是由变质热液形成的受构造控制的脉状后生金矿床，在分类上属于热液型金矿床的一种，因时空上与造山作用的相关性而得名这类矿床与各时代的变形变质岩有关（陈衍景，2006） 对世界现存的太古宙绿岩带和多数最近活动的显生宙变质带的研究表明，金与绿片岩相岩石密切相关 虽然如此， 仍有一些重要矿床赋存于变质程度较高的太古宙地体中或者赋存于不同时代变质带中变质程度较低的区域。

在澳大利亚西部，一些太古宙同变质矿床甚至赋存于麻粒岩相岩石中太古宙含Au 绿岩带的原岩主要是大洋弧后的玄武岩和长英质-镁铁质组成的火山侵入岩以海洋碎屑沉积岩为主的地层可变质成硬砂岩、粘土板岩、片岩和千枚岩，并赋存一些太古宙地体中较年轻的矿床，在有些地体中则是重要的矿床（加拿大Slave 省）（陈衍景， 2006） 金矿围岩的变质程度从次绿片岩相（Sub-greenschist facies）经绿片岩相到角闪岩相和低麻粒岩相（以绿片岩相为主）（Groves 等， 1998） 总之，造山型金矿赋矿围岩特征为：（1）金矿的赋矿岩石以浅变质居多，次为花岗岩和基性至超基性岩2） Groves 等的造山型金矿成矿理论主要是基于太古宙绿岩地体上的金矿研究而建立起来的，纵观中国的造山型金矿，赋矿岩石多为古生代3）变质作用以区域变质为主，次为沉积变质和混合岩化作用4）变质相多为低绿片岩相，次为低角闪岩相，亦有麻粒岩相表 2-1 中国造山型金矿床赋矿岩石特征2.3 控矿构造受构造控制是造山型金矿床最重要的特征（Groves，1998，2000） 根据构造规模，可以分为区域控矿构造、矿田控矿构造和矿体控矿构造，每一个造山型金矿都可以找到这样的三级控矿构造。

不同等级体制的构造分别控制了造山型金矿的区域、矿化集中区以及矿床和矿体的分布和产出在一个次级大地构造单元或成矿带内，造山型金矿大多产于构造边界和/或深大断裂旁侧，为造山型金矿的区域控矿构造（一级控矿构造）；发育在上述深断裂旁侧的大型剪切带，控制了矿化集中区或矿田范围内金化探异常和造山型金矿床的分布和产出，为造山型金矿的矿田控矿构造（二级控矿构造）；上述大型剪切带派生的褶皱和断裂系统，是造山型金矿床的矿体控矿构造（三级级控矿构造），它们控制了矿体的分布和产出相比之下，受控于褶皱的金矿床中矿体规模较大、空间上变化较小上述造山带构造边界和/或深大断裂、大型剪切带和大型剪切带派生的褶皱和断裂系统具有大致相同或互相联系的几何学、运动学和年代学特征，后者通常是前者的派生、低序次构造造山型金矿的一级控矿构造常见以下典型特征：巨型香肠构造， 双倾伏褶皱， 脆韧性剪切带复杂会聚， 具有近于水平线理的陡倾L-S 构造， 岩石类型、 变质程度和热液蚀变强度具有明显的梯度变化（Colvine 等， 1988；Hodgson， 1989；Swager，1993） 其几何特征和位移方向反映了多次运动和再活动的长期历史，多数是高角度反转断层，后期具有横推运动特点（ Hodgson，1989；Swager，1993） ；对于这些区域构造的深部几何特征，研究程度较低。

这些区域构造的深度可达深约80km 的地幔岩石圈造山型金矿尽管时间和空间上与区域尺度的构造相关，但还是极少产在一级构造带内，而主要产在区域构造带的二级或更次级的断层羽中就单个矿床而言， 二级或更次级断层羽中的断层和剪切带系统的位移一般为数十到数百米，其形态总体可分为４种类型：１）破碎角砾岩；２）网脉和脉体群；３）剪切带中的薄板状脉体；４）含薄而不连续的狭缩而变形的脉体的韧性剪切带４种构造形态分别代表了从脆性到韧性环境的变化顺序，并反映了地壳深度和温度的增加2.4 岩浆岩条件造山型金矿产在各造山带中，与造山作用同时或稍晚于造山作用的时间造山作用会有大量岩浆岩产出，这些岩浆岩会携带大量的含金流体，为金矿的形成提供物质来源但依然还有大量的造山型金矿与岩浆岩没有明显的成因联系，仅仅表现为共生关系胶东地区金矿为典型的造山型金矿，胶东地区岩浆岩较为发育，如玲珑花岗岩、 郭家岭花岗岩，还产出青山群火山、次火山岩，此外，胶东地区发育大量伟晶岩、花岗细晶岩、花岗斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、正长斑岩、煌斑岩及辉绿岩等酸—中基性脉岩岩浆岩与金成矿系列关系密切玲珑花岗岩与金矿有着密切的空间关系，但形成于不同时代，彼此之间没有直接成因关系，其对金矿形成的作用是在成岩过程中使金等成矿元素活化转移，在岩体边部相带初步富集，构成转生矿源岩(前寒武纪变质岩为矿源层)；郭家岭型花岗岩与金矿空间关系密切，伴随该类花岗岩的形成,在胶东西部沿已存在的韧性—韧脆性剪切构造发育了早期金成矿作用，花岗岩起了热动力和提供热液的作用；在胶东东西部广泛发育的金矿主成矿作用与郭家岭型花岗岩之间有>10Ma 的时差，沿韧/脆性叠加断裂构造和新生的脆性构造发育，其与郭家岭型花岗岩没有直接成因关系，而是受控于其后的另一次构造热事件。

金矿与壳源花岗岩有密切。