卡林型金礦的特征研究

鞏睿鵬

[摘 要]卡林型金礦床具有分布局限、成礦集中的特點， 形成許多超大型礦床。金礦床成礦域發(fā)育一套大面積分布的巨厚的古-中生代冒地槽建造，同成礦期的巖漿活動和構(gòu)造活動強烈，有利于形成各種地?zé)狍w系和流體活動。金礦床往往形成成礦帶，單個金礦床的規(guī)模大小不一，礦化受構(gòu)造、圍巖和深部流體控制，圍巖一般具有還原性質(zhì)。 圍巖蝕變?yōu)槿ヌ妓猁}化、硅化、泥化、硫化物化和重晶石化等。金與砷黃鐵礦、黃鐵礦及毒砂緊密相關(guān)，以次顯微金的形式存在。其他礦物為雄黃、雌黃、重晶石、輝銻礦、石英、方解石、含鉈礦物以及表生礦物明礬石和黃鉀鐵礬等。成礦流體中水為大氣降水，碳、硫主要來源于礦床圍巖和以下巖石， 少量可能來源于深部，礦床形成于淺-中等深度。

[關(guān)鍵詞]卡林型；金礦；礦床成因；成礦流體

中圖分類號：P618.51 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）04-0071-02

1 概述

卡林型金礦，是20世紀(jì)60年代初期在美國西部內(nèi)華達州的卡林鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)而得名的，是一種主要產(chǎn)于碳酸鹽巖建造中的微細浸染型金礦床。

近年勘查工作表明，該類型金礦容礦巖石不僅局限于碳酸鹽巖，在硅質(zhì)巖、粉砂巖和凝灰?guī)r中也較發(fā)育。因此，將卡林型金礦床概括為：主要產(chǎn)于沉積巖中的微細浸染型金礦床，又簡稱“微細浸染型金礦”。該類型金礦床具有品位低、規(guī)模大、礦體與圍巖界線不明顯，金主要呈顯微-次顯微形式分散產(chǎn)出，普遍發(fā)育中低溫?zé)嵋旱V物組合以及Au、As、Hg等微量元素組合。世界上已知卡林型金礦主要分布于美國內(nèi)華達州、猶他州和中國的滇黔桂、川陜甘兩個金三角內(nèi)，在東南亞以及南美洲的秘魯也有分布。

2、成礦原因

2.1 大地構(gòu)造環(huán)境

卡林型金礦主要形成于陸內(nèi)裂谷帶和弧后盆地內(nèi)。一些學(xué)者認為，從更大的大地構(gòu)造背景來看，美國與我國的卡林型金礦主要構(gòu)成基本相似，為地幔柱構(gòu)造活動區(qū)。

2.2 巖漿巖

在幾乎所有的卡林型金礦區(qū)內(nèi)或者其附近都存在以巖墻和巖脈產(chǎn)出的長英質(zhì)侵入體，成分從花崗閃長質(zhì)到花崗質(zhì)變化。這些淺成的侵入體有可能為卡林型金礦成礦作用的熱源，也有可能是提供熱液流體。卡林金礦集中區(qū)的巖漿作用可以分為三期：

（1）43-34Ma，大量的中性到富硅高鉀鈣堿性熔巖及凝灰?guī)r噴發(fā)；

（2）34-18Ma，中性到長英質(zhì)的巖漿作用；

（3）18-6Ma，典型的雙峰式火山作用。

第一期的巖漿作用、與地殼擴張有關(guān)的變形作用、變質(zhì)核雜巖的侵入作用與主要卡林型金礦的成礦作用基本同時。喜馬拉雅期是美國卡林型金礦的主成礦期。

2.3 容礦圍巖條件

卡林型金礦床的含礦圍巖時代廣泛，巖性主要為海相沉積巖，巖性主要為不純的碳酸鹽巖和細碎屑巖等，富含炭質(zhì)。在某些礦床中，少量的金礦化的圍巖主要是火成巖?？諸rend中的金礦的容礦圍巖可以分為三種情況：

（1）原地的大陸架碳酸鹽巖及碎屑巖層序；

（2）外來的主要是硅質(zhì)碎屑巖層序；

（3）密西西比紀(jì)晚期的超覆層序。

2.4 構(gòu)造控礦

構(gòu)造是主要的因素，構(gòu)造對于金礦化的控制作用甚至強于地層，但構(gòu)造的影響在不同的地區(qū)的礦區(qū)有著不同的表現(xiàn)。如我國的黔西南地區(qū)存在著斷裂型和層控兩種類型的卡林型金礦：斷裂型金礦多產(chǎn)于高角度壓扭性斷裂中，賦礦層位一般為中、下三疊統(tǒng)，容礦巖石主要是泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖；層控金礦主要產(chǎn)于上下二疊統(tǒng)巖溶間斷面層間破碎帶和上二疊統(tǒng)中，礦床多為埋藏較深的隱伏礦，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀順層展布，具多層分布特征，容礦巖石主要是不純的生物碎屑灰?guī)r和富含有機質(zhì)煤系建造中的碳酸鹽巖等，背斜控礦明顯。

3、礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特點

礦體一般呈現(xiàn)不規(guī)則的似層狀、透鏡，這類礦體與圍巖界線不清楚，礦體亦有脈狀、條帶狀。在整個卡林金礦帶，大多數(shù)礦體賦存在具有相似特征的地質(zhì)環(huán)境中，形成3種不同的礦化類型：一種是羅伯茨山組砂質(zhì)碳酸鹽巖層中的層控交代礦體，礦體一般是層控整合的；另一種是脈狀礦體，礦石品位較高，金礦化和相關(guān)的蝕變局限于斷裂構(gòu)造中；還有一種礦化為網(wǎng)脈狀，礦化形成于構(gòu)造交叉部位，含礦巖石強烈變形和破碎礦石具有浸染狀構(gòu)造。我國的黔西南卡林型金礦同樣受到有利巖性和斷層的控制，很大一部分礦體受層間斷層的控制。

3.2 圍巖蝕變

卡林型金礦床的圍巖蝕變有去碳酸鹽化、硅化、泥化和重晶石化等。一般去碳酸鹽化和硅化與金礦化時間接近，礦化在晚期去碳酸鹽化和硅化的巖石中最強烈。

3.3 礦石特征

常見礦石礦物包括黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、雄黃、雌黃及辰砂等并以缺少其他賤金屬硫化物為特點。脈石礦物以石英、方解石為主。次為重晶石、伊利石、高嶺石、蒙脫石、絹云母、明礬石等粘土礦物。

3.4 地球化學(xué)特征

礦石中具有典型的Au-As-Hg-Sb（-Tl）元素組合。流體包裹體研究表明，金是以羥基二硫絡(luò)合物的形式搬運。含金流體是高度演化的大氣降水與巖漿水的混合流體。流體鹽度低（1～7wt% NaCl）H2S和CO2。H2S的富集度有助于硫化作用和含金黃鐵礦的沉淀，CO2的富集意味著卡林型金礦形成于4.4±2.0km范圍的深度，成礦溫度為180～245℃。

4、礦床地球化學(xué)特征

4.1 元素組合

卡林型金礦床中金在礦石中的含量是未蝕變巖石的100至1000倍。伴生砷、銻，常見汞、鉈和銀等伴生元素組合。礦石中這一元素組合的含量一般是為蝕變巖石的1到10倍或更高。

4.2 流體包裹體

卡林型金礦床中流體包裹體細小，一般有三種包裹體類型：（1）液-氣相包裹體，以液相為主；（2）液-氣相包裹體（以氣相為主），均一化溫度變化大；（3）三相包裹體。成礦前流體的鹽度可以達到20wt%NaCl ，成礦流體的鹽度為0～6 wt % NaCl。流體包裹體中氣體主要為CO2，含微量N2+CH4+H2S±SO2±短鏈烴類±Ar。礦化的似碧玉巖中流體包裹體的H2S/CO2值O2含量比未礦化似碧玉巖高，N2/Ar 值接近于38，近似于空氣飽和水的比值。一些礦床的流體包裹體資料表明，卡林型金礦床礦化期間存在兩種鹽度和氣體含量不同的流體，均一溫度一般為175℃～225℃，估算的壓力為1×108Pa。

4.3 同位素組成

美國西部卡林型金礦床硫化物的硫同位素δ34S值為-30‰～+20‰，熱液重晶石的δ34S值為+15‰～+25‰，δ18O值接近0。含金黃鐵礦的δ34S值接近+20‰；成礦前黃鐵礦的δ34S值為-5‰～+7‰；成礦后不含金的砷黃鐵礦和白鐵礦的δ34S值為-12‰～+30‰。成礦階段硫化物的δ34S值一般為+10‰～+20‰，巖漿巖中硫化物的δ34S值為0～+8‰，圍巖沉積巖硫化物δ34S值為-15‰～+5‰，硫酸鹽的δ34S值超過+25‰。成礦流體中硫的最可能的來源是圍巖中硫酸鹽還原作用。

中國黔西南卡林型金礦床黃鐵礦δ34S值的變化范圍較大，板其金礦床地層中黃鐵礦δ34S變化范圍為+9.5‰～+17.7‰，熱液成因黃鐵礦δ34S值的范圍為+6.72‰～+14.7‰；戈塘金礦床地層中黃鐵礦δ34S范圍為-33.29‰～-13.29‰，礦石中熱液成因黃鐵礦的δ34S為-29.2‰～+8.91‰，成礦熱液中的硫可能為幔源硫與地層硫的混合。

成礦流體的δD為<-140‰～-170‰；成礦流體的氧同位素組成重于大氣降水（-10‰至+4‰），說明大氣降水在金沉淀以前，與沉積巖發(fā)生了相互作用。卡林型金礦床是從與早于金沉淀的沉積巖發(fā)生同位素交換的、δD值比現(xiàn)代大氣降水小得多的大氣降水中形成的。

黔西南卡林型金礦床成礦流體的δD為-32.30‰～-104.30‰，大于北美卡林型金礦床成礦流體的δD；δ18O為-3.3‰～-9.6‰，成礦流體可能為混入深部水的大氣降水。

卡林型金礦床中未蝕變碳酸鹽巖石的δ18O和δ13C一般為+18‰～24‰和-2‰～+1‰。隨著熱液蝕變的加強，碳酸鹽巖石的δ18O值下降明顯，δ13C值略有減少；在靠近礦脈的部位，δ13C值明顯增高，δ18O值降低。這種同位素組成特征是較高溫下巖石與流體同位素交換的結(jié)果還是熱液帶CO2造成的尚未確定。礦脈碳酸鹽礦物的δ13C值從早到晚隨δ18O值降低而升高。表生碳酸鹽礦物具有較低的δ13C值，與大氣CO2和水來源是一致的。黔西南卡林型金礦床熱液方解石的δ13CPDB為-8.55‰～+2.49‰，地層中方解石的δ13CPDB為+1.01‰～+4.65‰，成礦流體中碳可能為深源碳與地層碳的混合。

參考文獻

[1] 陳衍景，張靜，張復(fù)新，F(xiàn)rancoPIRAJNO，李超.西秦嶺地區(qū)卡林—類卡林型金礦床及其成礦時間、構(gòu)造背景和模式[J].地質(zhì)論評，2004，02：134-152.

[2] 夏勇，張瑜，蘇文超，陶琰，張興春，劉建中，鄧一明.黔西南水銀洞層控超大型卡林型金礦床成礦模式及成礦預(yù)測研究[J].地質(zhì)學(xué)報，2009，v.8310：1473-1482.

[3] 陳懋弘，毛景文，屈文俊，吳六靈，PhillipJ.UTTLEY，TonyNORMAN，鄭建民，秦運忠.貴州貞豐爛泥溝卡林型金礦床含砷黃鐵礦Re-Os同位素測年及地質(zhì)意義[J].地質(zhì)論評，2007，03：371-382.

[4] 譚仕敏，施國棟，雷良奇，肖諄.中國卡林型金礦的分布規(guī)律及找礦前景[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，2007，No.12004：289-294.

[5] 聶愛國.黔西南卡林型金礦的成礦機制及成礦預(yù)測[D].昆明理工大學(xué)，2007.

[6] 王成輝，王登紅，劉建中，鄧一明，劉川勤，李建康，陳發(fā)恩，張金忠.貴州水銀洞超大型卡林型金礦同位素地球化學(xué)特征[J].地學(xué)前緣，2010，v.17；No.8102：396-403.

[7] 楊濤，朱賴民，李犇，羅增智，曹東宏，王飛.西秦嶺金龍山卡林型金礦床地質(zhì)-地球化學(xué)及礦床成因研究[J].礦物學(xué)報，2012，v.3201：115-130.

[8] 應(yīng)漢龍.卡林型金礦床的特征和成因[J].地質(zhì)地球化學(xué)，2001，04：56-64.

[9] 賈大成，胡瑞忠.滇黔桂地區(qū)卡林型金礦床成因探討[J].礦床地質(zhì)，2001，04：378-384.

[10] 李朝陽.有關(guān)卡林型金礦的幾點認識[J].礦物學(xué)報，1995，02：132-137.

[11] 楊治.貴州水銀洞金礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征[D].成都理工大學(xué)，2012.

[12] 韓雪.貴州爛泥溝卡林型金礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及成因探討[D].成都理工大學(xué)，2012.

[13] 李紅陽，高振敏，楊竹森，羅泰義，饒文波.貴州丹寨卡林型金礦床地球化學(xué)特征[J].地質(zhì)科學(xué)，2002，01：1-7.