我國(guó)卡林型金礦研究現(xiàn)狀

劉 源，侯中健，李定武

（1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059；2.青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 81007）

卡林型金礦（Carlin-Type Gold Deposit)由1962年在美國(guó)西部?jī)?nèi)華達(dá)州卡林鎮(zhèn)被發(fā)現(xiàn)而命名的，它的發(fā)現(xiàn)使美國(guó)探明的金資源量超過(guò)2000t[1]，使我國(guó)探明的金的資源量超過(guò)1000t[2]。但是長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)這一類(lèi)型金礦床定義存在較大的爭(zhēng)議。

美國(guó)著名的卡林型金礦專(zhuān)家拉德克A S.于1974年將卡林型金礦定義為受高角度正斷層控制，產(chǎn)出于不純的碳酸鹽巖中，金的粒度為次顯微-顯微級(jí)，金與黃鐵礦化硅化有密切關(guān)系，具有明顯的砷、銻、汞的地球化學(xué)異常。上世紀(jì)70年代卡林型金礦找礦理論傳入我國(guó)以后，相繼發(fā)現(xiàn)了一大批卡林—類(lèi)卡林型金礦，如貴州黔西南冊(cè)亨縣板其金礦、貞豐縣水銀洞金礦等。涂光熾（1992）認(rèn)為卡林型金礦是與大面積發(fā)育巨厚碳酸鹽巖-細(xì)碎屑巖建造有重要內(nèi)在聯(lián)系的一類(lèi)礦床；張復(fù)興等人（2004）認(rèn)為卡林型金礦是以沉積巖為容礦礦石，大多產(chǎn)于洋—陸及陸—陸俯沖—碰撞帶兩側(cè)的局限拉張裂陷盆地中，礦床成群分布，受區(qū)域性逆沖推覆構(gòu)造控制，具有Au-As-Sb-Hg-Tl 的元素組合，原生礦石中金呈顯微-次顯微等特點(diǎn)[4]；喻光明（2010）根據(jù)陽(yáng)山金礦賦礦巖性為砂巖、板巖、千枚巖提出卡林型金礦的容礦巖石不僅僅是沉積巖，還應(yīng)當(dāng)包括淺變質(zhì)巖[1]；秦運(yùn)忠等（2008）通過(guò)對(duì)右江盆地邊緣的憑祥市、龍州縣和寧明縣一帶的卡林型金礦研究發(fā)現(xiàn)，其賦礦巖石為中酸性巖漿巖和火山凝灰?guī)r。對(duì)于卡林型金礦成礦物質(zhì)來(lái)源的問(wèn)題，近年來(lái)周余國(guó)、劉繼順等人（2009）通過(guò)對(duì)比滇黔桂地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)參數(shù)認(rèn)為滇黔桂地區(qū)卡林型金礦的物源與裂谷、特提斯、區(qū)域性深大斷裂和峨眉地幔柱長(zhǎng)期活動(dòng)相伴的基性火成巖及火山碎屑濁流沉積有關(guān)[5]；王成輝、王登紅、劉建中等人（2010）通過(guò)分析貴州水銀洞超大型金礦的同位素組成認(rèn)為卡林型金礦成礦物質(zhì)來(lái)源具有多源性，不僅僅來(lái)源于地層，更多的是來(lái)自深部巖體及流體[6]；劉顯凡、劉家鐸等人（2004）研究滇黔桂地區(qū)卡林型金礦賦礦地層、巖漿巖、構(gòu)造演化史及微量元素地球化學(xué)認(rèn)為卡林型金礦成礦物質(zhì)應(yīng)為地幔流體帶來(lái)。

1 大地構(gòu)造環(huán)境

我國(guó)卡林型金礦主要分布于滇黔桂及川陜甘三省交界的三角區(qū)域，另外在滇西南上芒地區(qū)、長(zhǎng)江中下游也有卡林型金礦的分布。國(guó)內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為卡林型金礦應(yīng)具有以下大地構(gòu)造特征：①處于不同大地構(gòu)造單元的交接帶或銜接帶上，所在地的深部一般存在基底深大斷裂[1]；②具有凹陷史，發(fā)育巨厚的大面積分布的古生代—中生代碳酸鹽巖—碎屑巖建造和淺的變質(zhì)巖系；③卡林型金礦集中區(qū)內(nèi)同期的巖漿熱液活動(dòng)強(qiáng)烈，對(duì)礦物質(zhì)的遷移、富集、活化起到了關(guān)鍵作用；④成礦區(qū)域內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，與強(qiáng)烈的地殼拉張有關(guān)[7]。

我國(guó)卡林型金礦集中區(qū)的大地構(gòu)造環(huán)境，大致與以上四條特征相似。我國(guó)卡林型金礦發(fā)育的滇黔桂“金三角”位于揚(yáng)子板塊西南緣與華南褶皺帶結(jié)合的右江褶皺帶[8]，該區(qū)自早泥盆世晚期在陸殼拉張下形成滇黔桂盆地，沉積了巨厚、大面積的碳酸鹽巖及碎屑巖，至中三疊紀(jì)末期印支運(yùn)動(dòng)造成強(qiáng)烈的抬升，形成“川—滇前陸盆地”的一部分[9]，期間主要的巖漿活動(dòng)為中二疊世晚期的峨眉山玄武巖的噴發(fā)。2001年在揚(yáng)子陸塊西北緣川甘交界的文縣發(fā)現(xiàn)的黃金儲(chǔ)量達(dá)308 t 的陽(yáng)山金礦，其在大地構(gòu)造位置上處于松潘—故孜地槽褶皺系和西秦嶺地槽褶皺系兩大構(gòu)造單元的接壤部位[10]，根據(jù)瑪曲—略陽(yáng)地球物理資料顯示區(qū)內(nèi)有一條切過(guò)莫霍面的超殼斷裂。其區(qū)域裂陷作用始于南華紀(jì)-震旦紀(jì)，以中三疊世以來(lái)最為強(qiáng)烈，由此形成巴顏喀拉特提斯裂陷海槽，廣泛發(fā)育中-上三疊統(tǒng)濁積相沉積復(fù)理石建造，晚三疊世晚期，隨著印度板塊與歐亞板塊的強(qiáng)烈相互作用，導(dǎo)致該區(qū)強(qiáng)烈褶皺抬升，形成巴顏喀拉印支造山帶褶皺帶[11]。在燕山早期，地殼由印支期的擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)換為拉張環(huán)境，形成了大量的中酸性巖體的侵位，同時(shí)為該區(qū)帶了了大量的成礦物質(zhì)，為陽(yáng)山金礦奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)[12]。

圖1 卡林型金礦化集中區(qū)分布圖（據(jù)羅鎮(zhèn)寬，1995.簡(jiǎn)化）

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層與圍巖

我國(guó)卡林型金礦的賦礦地層主要為沉積巖地層，另外有少量的淺變質(zhì)巖地層和火山巖地層。地層時(shí)代主要為二疊紀(jì)至三疊紀(jì)，震旦紀(jì)和寒武紀(jì)也有少量分布，但是在不同的礦區(qū)，其賦礦巖性及時(shí)代上有明顯的差異。滇黔桂地區(qū)的卡林型金礦賦礦層位主要為二疊系和三疊系，如灰家堡礦田中部的水銀洞大型金礦，賦礦地層主要為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M二段中下部至第一段的頂部，巖性主要為大空隙度的不純的碳酸鹽巖[6]；灰家堡短軸背斜的西段的紫木凼大型金礦的賦礦地層主要為二疊系龍?zhí)督M（P2l）和三疊系夜郎組（T1y），巖性主要為褐黃色薄層狀黏土質(zhì)粉砂巖，碳質(zhì)頁(yè)巖及灰褐色薄層狀粉砂巖夾石英砂巖和硅質(zhì)巖[13]。秦嶺地區(qū)以泥盆系為主（雙玉、二臺(tái)子、八卦廟、金龍山等），寒武系中也偶有產(chǎn)出（拉爾瑪）。川西北地區(qū)的東北寨金礦、丘洛金礦主賦礦層位為三疊系。滇西上芒崗金礦賦存于上侏羅統(tǒng)勐戛組[14]。

2.2 構(gòu)造

表1 我國(guó)部分卡林型金礦賦礦地層及巖性對(duì)比表

美國(guó)卡林型專(zhuān)家拉德克A S.在定義卡林型金礦時(shí)特別注明“是受高角度斷層控制的”一類(lèi)金礦。就我國(guó)的情況來(lái)看，構(gòu)造對(duì)卡林型金礦的影響主要為：①提供了深部熱液向上運(yùn)移的通道，為卡林型金礦成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；②使沉積巖地層破碎，有利于深部物質(zhì)與圍巖和大氣降水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使成礦物質(zhì)沉淀；③控制礦體的展布形態(tài)和空間分布。如在陽(yáng)山金礦礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了一條深部的斷層，將地殼深部至地幔的大量成礦物質(zhì)帶至地表；滇黔桂地區(qū)灰家堡礦田中的水銀洞特大型金礦和紫木凼特大型金礦的礦體位于大型背斜核部，主要沿上、下二疊統(tǒng)平行不整合面之間的區(qū)域性滑脫面順層分布，部分受背斜核部發(fā)育的逆沖斷層及其斷裂帶內(nèi)的大型膝折帶或共扼膝折帶控制；貴州爛泥溝金礦礦體主要分布在構(gòu)造穹隆(或短軸背斜)周緣，受同生斷層（或稱(chēng)為滑脫帶）以及逆沖斷層控制，礦化明顯受斷層破碎帶控制，礦體呈高角度陡立狀產(chǎn)于斷層破碎帶中，或賦存于不同方向斷裂的交匯處，呈大透鏡狀或脈狀產(chǎn)出。

2.3 圍巖蝕變

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有卡林型金礦的資料顯示，主要的圍巖蝕變類(lèi)型有硅化、絹云母化、黃鐵礦化、毒砂化、去碳酸鹽化、褐鐵礦化及高嶺土化，在某些礦床中蝕變具有分帶性和多期次，這說(shuō)明卡林型金礦的成礦物質(zhì)的運(yùn)移、成礦是多次的，反映了卡林型金礦成礦的多樣性和復(fù)雜性。

2.4 礦石特征

我國(guó)重要的卡林型金礦，主要礦石類(lèi)型為一套中低溫?zé)嵋毫蚧锖吞妓猁}巖及粘土礦物，常見(jiàn)的礦石礦物包括自然金、黃鐵礦、褐鐵礦、輝銻礦、毒砂、雄黃、雌黃，脈石礦物主要為石英、方解石、白云石，次要為重晶石、伊利石、高嶺土和絹云母明礬石等粘土礦物。氧化帶礦石多受淋濾作用，礦石呈現(xiàn)土狀、半土狀，較松軟。礦石以膠狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)為主，礦物成分以粘土礦物和褐鐵礦為主，金主要呈微粒狀，薄膜狀及絲線(xiàn)狀，較好選冶。原生礦石中礦石礦物主要為黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、方鉛礦等，脈石礦物主要有方解石、白云石、石英等。礦石以環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)、重結(jié)晶結(jié)構(gòu)為主，載金礦物主要為含砷黃鐵礦和毒砂，金主要賦存在含砷黃鐵礦環(huán)帶中[15]，以包裹金的形式存在，多數(shù)介于1～5um間，較難選冶。

2.5 巖漿巖

巖漿巖與卡林型金礦的關(guān)系，目前各個(gè)學(xué)者間存在一些分歧。劉東升、Kuehn C A等認(rèn)為卡林型金礦的形成與周?chē)嵝詭r無(wú)直接關(guān)系，而H.西里托（1990），A.潘捷列夫（1986），認(rèn)為礦源與熱液均為巖漿巖，賦礦地層僅是有利賦礦層位，卡林型金礦是巖漿熱液體系的遠(yuǎn)源產(chǎn)物。喻光明等人（2010）通過(guò)對(duì)比美國(guó)特征卡林型金礦礦床及研究我國(guó)的陽(yáng)山金礦認(rèn)為卡林型金礦與大規(guī)模巖漿活動(dòng)關(guān)系一般，但和局部巖漿活動(dòng)密切關(guān)聯(lián)，巖漿活動(dòng)不但提供熱源，而且部分巖漿直接金礦化形成礦體，應(yīng)漢龍（2001）認(rèn)為卡林型金礦床成礦域內(nèi)同成礦期的巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，有利于形成各種地?zé)狍w系，因此巖漿活動(dòng)和卡林型金礦具有密切的關(guān)系。

在我國(guó)卡林型金礦區(qū)都發(fā)現(xiàn)了大小不一，規(guī)模迥異的各類(lèi)巖漿巖，而且在時(shí)代上與各卡林型金礦的成礦時(shí)間相當(dāng)，最新地球物理資料證明滇黔桂金三角地區(qū)有大面積隱伏的超基性一基性一酸性巖漿巖，據(jù)測(cè)定和分析確認(rèn)滇黔桂卡林型金礦的成礦年齡基本限定在燕山晚期至喜山早期，與金礦床成礦時(shí)代基本一致[16]。另?yè)?jù)滇東南老灣寨金礦出露的輝綠巖的化學(xué)成分分析，其含金0.30～13.5g/t，并在輝綠巖體的北西和南東兩端富集成礦，可能為原始成礦物質(zhì)來(lái)源[17]，以上證據(jù)說(shuō)明我國(guó)卡林型金礦的形成與巖漿巖特別是基性巖漿巖關(guān)系密切。

圖2 廣西隆林金礦碳酸鹽巖層中高角度斷層控礦示意圖 （據(jù)羅壽文，2010）

圖3 卡林型金礦礦物共生形成順序（據(jù)應(yīng)漢龍，2001）

3 地球化學(xué)特征

3.1 元素組合

已有的研究表明，卡林型金礦具有特征的元素組合，即：As-Sb-Hg-Tl-Ba-Au 元素組合[18]。以我國(guó)最大的卡林型金礦陽(yáng)山金礦為例，據(jù)袁士松、齊金忠研究，該金礦帶元素地球化學(xué)特征為∶①As、Sb、Au、W、Bi、Hg 濃集克拉克值較大，分異富集程度高；②Au 與As、Sb、Bi、Hg 正相關(guān)，其中Au和Sb、As、Hg 的相關(guān)性最好。因此認(rèn)為Au-As-Sb-Hg 共生元素組合可作為化探找礦的重要指示元素組合。

也有學(xué)者提出在研究卡林型金礦時(shí)不宜將Au 與As、Sb、Hg、Tl、Ba 的關(guān)系絕對(duì)化。歐陽(yáng)玉飛等人（2011）研究認(rèn)為滇黔桂“金三角”Au 的來(lái)源主要是深源的，而As、Sb、Hg等元素只是區(qū)域性的高背景值，其既可以與金礦伴生，也可以與其他礦種伴生，因此其間既有必然性又有偶然性。

但是從我國(guó)卡林型金礦的發(fā)現(xiàn)來(lái)看，As-Sb-Hg-Tl-Ba-Au 元素組合來(lái)尋找未知的卡林型金礦是必須的技術(shù)手段。

3.2 流體包裹體

流體包裹體研究對(duì)于解決地球化學(xué)作用過(guò)程中物理化學(xué)條件、礦床及巖石形成機(jī)制、元素遷移形式及富集條件等有重要指導(dǎo)意義，也是目前國(guó)際公認(rèn)能較為準(zhǔn)確判斷成礦時(shí)流體物理化學(xué)條件的方法之一。

卡林型金礦中流體包裹體細(xì)小，一般有三種類(lèi)型∶①液-氣相，以液相為主；②液-氣相，以氣相為主，均一化溫度變化大；③三相包裹體[7]。劉東升等人（1994）根據(jù)礦物包裹體測(cè)定資料計(jì)算我國(guó)卡林型金礦成礦溫度一般在165℃～ 290℃，屬于中低溫?zé)嵋旱V床；王澤鵬等人（2009）對(duì)黔西南卡林型金礦流體包裹體的研究發(fā)現(xiàn)其成礦流體具有低溫低鹽度和較高壓力和富揮發(fā)份的特點(diǎn)，均一溫度在220 ℃左右，鹽度6% NaCl 左右，壓力為160±40MPa[19]；喻光明（2010）對(duì)陽(yáng)山金礦中的脈石英和方解石進(jìn)行流體包裹體研究得出包裹體均一溫度范圍為105℃～310℃，主要集中在150℃～250℃之間，包裹體鹽度ω（NaCl）集中在1.6%～6.5%，顯示出成礦流體為低溫低鹽度流體；張靜等（2002）對(duì)陜西金龍山卡林型金礦進(jìn)行流體包裹體研究，發(fā)現(xiàn)在金礦化階段成礦流體溫度主要在180℃～220℃間，也顯示了中低溫?zé)嵋旱V床的特點(diǎn)。

以上研究說(shuō)明我國(guó)卡林型金礦的成礦流體溫度較低，均一溫度約150℃～300℃之間；流體鹽度約為1%～7%，屬于低鹽度流體。對(duì)比美國(guó)著名的內(nèi)華達(dá)州卡林型金礦的流體包裹體數(shù)據(jù)，均一溫度160℃～280℃；鹽度6%左右[20]。表明我國(guó)卡林型金礦與美國(guó)卡林型金礦高度相似。

3.3 同位素組成

對(duì)于卡林型金礦的同位素組成研究，前人已經(jīng)做了很多工作，特別是對(duì)一些大型超大型金礦做了深入的研究。齊金忠（2003，2005）測(cè)得陽(yáng)山礦區(qū)金礦石（含金的石英-黃鐵礦細(xì)脈）石英Ar-Ar等時(shí)線(xiàn)年齡為190.71±2.37Ma；喻光明（2010）測(cè)得大水金礦氫和氧同位素變化范圍較大，δD 水為-61.1‰～-101‰，δ18O 水介于-4.32‰～-8.33‰之間，表明該礦床流體來(lái)自于巖漿水，晚期為改造的大氣降水，成礦流體具有混合成因的特征；張莉（2009）在研究陽(yáng)山鍶鉛同位素組成后認(rèn)為其成礦流體主要來(lái)源于碧口群組變質(zhì)巖的脫水作用[21]；陳懋弘（2007）對(duì)貴州爛泥溝金礦含砷黃鐵礦樣品分析，獲得其形成年齡為193±13Ma（早侏羅世），發(fā)現(xiàn)具有較高的等時(shí)線(xiàn)初始n(187Os)/ n(188Os)值(11127 ±01043)，指示其成礦物質(zhì)來(lái)源于地殼而不是地幔；陳懋弘等，（2006）通過(guò)流體包裹體Rb-Sr 法得到貴州爛泥溝金礦成礦年齡為276～259Ma[22]；王成輝（2010）研究貴州水銀洞超大型金礦中黃鐵礦δS34分析值為1.6‰-21‰，圍巖中黃鐵礦的δS34分析值為3.7‰-6.8‰，礦體中黃鐵礦的硫同位素分布范圍大于圍巖，說(shuō)明礦床中的硫不可能僅僅來(lái)源于地層，而是多源硫混合的結(jié)果，據(jù)此他認(rèn)為礦床的成礦物質(zhì)是多源的，并且在深部可能有大的隱伏礦體有待尋找[6]。

目前我國(guó)學(xué)者應(yīng)用的同位素測(cè)得的成礦年齡和流體來(lái)源有較大的差異，說(shuō)明了在卡林型金礦研究方面人們的認(rèn)識(shí)有待提高。但是我們同時(shí)也看到了，卡林型金礦的礦源可能不是單一來(lái)源的，而是多來(lái)源多成因的，各個(gè)礦區(qū)有各自的特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)區(qū)別對(duì)待。

表2 我國(guó)卡林型金礦成礦物理化學(xué)參數(shù)對(duì)比（據(jù)張復(fù)新，2004.修改）

4 結(jié)論

通過(guò)前人對(duì)我國(guó)主要卡林型金礦的研究資料的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)卡林型金礦有如下特點(diǎn)：

1）在大地構(gòu)造背景上位于不同大地構(gòu)造單元的結(jié)合帶上，深部發(fā)育有大的斷裂，在地史演化上一般具有裂陷、拉張—接受沉積—板塊碰撞造山的發(fā)展歷史，與成礦有關(guān)的運(yùn)動(dòng)主要是燕山運(yùn)動(dòng)。

我國(guó)卡林型金礦的賦礦巖層從寒武系到二疊系均有產(chǎn)出，巖性不僅僅只有沉積的巨厚的碳酸鹽巖，近年的研究和實(shí)踐表明，其賦礦巖層還應(yīng)當(dāng)包括陸源碎屑巖、火山（碎屑）巖及淺變質(zhì)巖，載金礦物主要為含砷的黃鐵礦和毒砂，金呈顯微-次顯微狀，主要以固溶體形式存在。

2）我國(guó)卡林型金礦一般可以分為氧化帶金礦和原生帶金礦，氧化帶金礦又被稱(chēng)為紅土型金礦，主要礦石礦物為各種粘土礦物、黃鐵礦和褐鐵礦，呈土狀，金主要呈微粒狀，薄膜狀及絲線(xiàn)狀存在，較好選冶；原生帶金礦的主要礦石礦物為黃鐵礦、含砷黃鐵礦、毒砂、輝銻礦等，礦石結(jié)構(gòu)為環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)、重結(jié)晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)，構(gòu)造為星散浸染狀構(gòu)造、脈狀網(wǎng)脈狀構(gòu)造，角礫狀構(gòu)造、碎斑—碎裂狀構(gòu)造，金主要以包裹金形式產(chǎn)出，較難選冶。

3）我國(guó)卡林型金礦具有明顯的As-Sb-As-Hg-Au 元素組合，但絕大多數(shù)礦床中不含或僅含少量的Tl；成礦溫度主要集中在160℃～300℃為中低溫?zé)嵋旱V床，受構(gòu)造控制明顯，主要體現(xiàn)在礦體主要賦存于斷層破碎帶、大型背斜核部，成礦深度約1.2～4km，這為我國(guó)開(kāi)展深部卡林型金礦找礦提供了理論依據(jù)。

4）卡林型金礦成礦物質(zhì)的來(lái)源單一來(lái)源，更不可能僅僅是來(lái)自于賦礦地層，就目前的研究來(lái)看，我國(guó)卡林型金礦的礦源是多來(lái)源的，多成因的，主要有地層中的礦物質(zhì)被熱液活化富集和地殼深部乃至上地幔物質(zhì)沿深大斷裂上升至地表成礦。

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