格陵蘭南部納魯納科金礦床地質(zhì)特征及找礦標志

周 聰

（中礦資源勘探股份有限公司，北京 100089）

納魯納科（Nalunaq）金礦是格陵蘭唯一一座已開采過的金礦，礦區(qū)累計金資源量約38.46噸，于2004年開采，2013年停產(chǎn)，這期間從約7.14萬噸金品位為15g/t的礦石中提煉出了10.65噸金[1]。它位于格陵蘭島南部納諾塔利克（Nanortalik）鎮(zhèn)北東33Km處，地理坐標為：西經(jīng)44°50′11″，北緯60°21′29″。礦區(qū)海拔1200～1600米，屬于高山地形，極地冰原氣候，常年冰雪茫茫。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

格陵蘭南部地區(qū)受古元古代科提利典（Ketilidian）造山帶控制，造山帶從北向南可以細分為北部區(qū)（Northern Domain）、中央?yún)^(qū)（Central Domain）和南部區(qū)（Southern Domain）[2]（圖1）。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域出露地層由老至新為：北部太古代基底、古遠古代科提利典期巖層、中元古代加達爾（Gardar）期侵入巖。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，規(guī)模較大的主要有科伯米訥灣（Kobberminebugt）剪切帶、薩德羅科（Sardloq）剪切帶、森德塞爾米利克（S?ndre Sermilik）剪切帶?？撇自G灣剪切帶寬15km，北東走向，近垂直，強烈塑性變形，它是北部區(qū)太古代基底與中央?yún)^(qū)古元古代花崗巖基的分界線,剪切帶中有具有經(jīng)濟價值的金礦化；薩德羅科弧后韌性剪切帶寬20km～30km, 北東走向,變形強烈，它位于中央?yún)^(qū)花崗巖基中；森德塞爾米利克剪切帶走向北東向，是中央?yún)^(qū)花崗巖基與南部區(qū)變質(zhì)沉積巖、奧長環(huán)斑花崗巖套的分界線，它與區(qū)域內(nèi)的石英碳酸巖脈型金礦關(guān)系密切。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育。出露的巖漿巖主要有古遠古代科提利典期的花崗巖、奧長環(huán)斑花崗巖套、鎂鐵質(zhì)火山巖、鎂鐵質(zhì)侵入巖和中遠古代加達爾期的侵入雜巖體和熔巖。

1.4 區(qū)域地球化學特征

區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)Au、As、Sb、Sc、Cs等元素異常，Au異常主要出現(xiàn)在中央巖基區(qū)與南部區(qū)之間的邊界區(qū)域，As主要富集在南部區(qū)，它的平均值為上地殼平均值的13倍，在納諾塔利克半島Sb和As富集區(qū)重疊，納魯納科金礦附近Sb的濃度為上地殼平均值的10～70倍。

Sc主要富集在南部區(qū)內(nèi)靠北部分，部分富集于南部區(qū)南邊，Cs主要富集在南部區(qū)內(nèi)靠北部分，在納諾塔利克半島Sc和Cs的富集與納魯納科周圍的奧長環(huán)斑花崗巖套有關(guān)。Au、As、Sb、Cs和Sc區(qū)域異?？梢宰鳛榕c格陵蘭南部已知金礦點相同類型金礦化的地球化學遠景區(qū)標志[3]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于科提利典造山帶中的南部區(qū)，靠近中央?yún)^(qū)九聯(lián)哈勃（Julianeh?b）巖基，地理位置上屬于納諾塔利克半島。納魯納科金礦床和410號湖（Lake-410）、伊帕提特（Ippatit）金礦點都位于這個礦區(qū)。

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層主要為古遠古代科提利典期地層，包括瓦倫（Vallen）群、所提斯（Sortis）群、奇皮沙闊（Qipisarqo）群，第四系覆蓋層零星分布，地層時代由老至新依次為：

圖1 格陵蘭南部區(qū)域地質(zhì)圖（改編自Bell R. 等，2017）

瓦倫群：出露不完全，主要出露上段的泥質(zhì)巖類，包括白云質(zhì)頁巖、泥質(zhì)半泥質(zhì)頁巖，常具波紋和泥裂現(xiàn)象，巖石已遭受沉積變質(zhì)作用。

所提斯群：主要為基性火成巖（輝綠巖、玄武巖），該群巖石已遭區(qū)域變質(zhì)作用成角閃巖相。局部巖石保留了殘留的枕狀構(gòu)造，常和變質(zhì)沉積巖在一起。

奇皮沙闊群：主要由變質(zhì)的長石砂巖、雜砂巖和礫巖等組成。

第四系覆蓋層：由沖積、殘坡積泥砂、礫石等松散沉積物堆積而成。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有科提利典造山帶晚期左旋走滑作用形成的次級斷裂構(gòu)造，包括一系列北東向左旋韌性剪切帶和東西、北西-南東向右旋走滑斷層。這些韌性剪切帶發(fā)育在納魯納科山的變質(zhì)基性巖中，其中僅有一個剪切帶中的石英脈有高品位金；這個主剪切帶寬0.5m～2.0m，走向北東，它被更后期的次級構(gòu)造右旋走滑斷層錯斷。

2.3 巖漿巖

巖漿巖主要為造山作用晚期的奧長環(huán)斑花崗巖和相關(guān)的侵入體（斑狀黑云母花崗巖、微斜長石細晶花崗巖），其中奧長環(huán)斑花崗巖與晚期金礦化的形成有關(guān)。它主要分布于納諾塔利克半島中部和東北部，該巖漿巖被認為是同碰撞造山期構(gòu)造-巖漿活動的產(chǎn)物，屬幔殼型來源、中性鈣堿性系列，主要由二長巖構(gòu)成。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦體呈脈狀，產(chǎn)于納諾塔利克推覆體變質(zhì)基性火山巖中的由片狀石英脈及相關(guān)鈣質(zhì)碳酸鹽蝕變組成韌性剪切帶中，容礦巖石主要為中粒輝綠巖和細粒熔巖（玄武巖），已變質(zhì)成角閃巖相。礦體由一條主石英脈和與其平行的一條上盤石英脈構(gòu)成，上盤石英脈品位不高，而且礦化不連續(xù)，目前開采不經(jīng)濟，主石英脈金品位較高，礦化連續(xù)性好，載金主石英脈的寬度在0.05 m～1.80m，走向約50°，傾向東南，傾角35°～55°之間，傾角平均為45°。主脈垂向上長1300m，橫向上長800m。右旋走滑斷層將主脈斷成三部分-上部塊（Upper block）、靶區(qū)塊（Target block）和南部塊（Southern block）（圖2（a）），導致了金礦化剪切帶在表面位移達70米（圖2（b））[4]。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石物質(zhì)成分

金屬礦物主要有自然金、毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、斜方砷鐵礦,次要有黑鉍金礦、黃銅礦、方鉛礦，少量銅藍、白鎢礦、含鉍硫酸鹽類等。脈石礦物主要為石英、單斜輝石、綠簾石、斜長石、角閃石、黑云母、碳酸鹽，其次為白云母、綠泥石、電氣石和榍石。金主要以自然金出現(xiàn)，少量以化合物形式出現(xiàn)在黑鉍金礦和鉍碲化物中，自然金顆粒主要以包裹體的形式出現(xiàn)在石英、單斜輝石、斜長石、白云母、斜方砷鐵礦和毒砂中，其次以間隙金的形式出現(xiàn)在石英、毒砂和斜方砷鐵礦的顆粒間隙中[5]。

圖2 （a）納魯納科山東南面 （b）主脈（MV）附近露頭地質(zhì)圖（據(jù)Kaltoft，K.等，2000）

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，其次為半自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)和共生邊結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為侵染狀構(gòu)造，包括星散狀浸染構(gòu)造和細脈狀侵染構(gòu)造。

3.3 礦石類型

根據(jù)金屬硫化物在礦石中的分布特征，可將礦石自然類型劃分為細脈侵染型、細脈充填型、裂隙充填型、不均勻侵染型，礦石工業(yè)類型為石英脈型金礦。

3.4 熱液蝕變

納魯納科金礦的熱液蝕變類型比較復雜，蝕變具有多期多階段性，根據(jù)蝕變礦物組合特征可以劃分出四期不同的熱液蝕變階段，分別是：單斜輝石-斜長石-石榴石（鈣-硅酸鹽）蝕變階段、黑云母-毒砂蝕變階段、方解石-榍石蝕變階段和綠簾石-方解石-黝簾石蝕變階段。

最早出現(xiàn)的是單斜輝石-斜長石-石榴石蝕變階段，它接近區(qū)域變質(zhì)峰期，形成的蝕變帶范圍較大，在整個礦床的上、下盤圍巖甚至露頭都有出現(xiàn)，主要由斜長石、單斜輝石、石榴石、黃銅礦、黃鐵礦組成；接下來是黑云母-毒砂蝕變階段，它是金礦形成的主要階段，形成的蝕變帶寬約15cm，緊靠含金石英主脈兩側(cè)，主要由黑云母、毒砂、陽起石、磁黃鐵礦、榍石、電氣石、綠泥石、絹云母、斜方砷鐵礦組成；之后是方解石-榍石蝕變階段，它相對孤立，形成的蝕變帶寬只有幾厘米，主要由方解石、榍石、磁黃鐵礦、斜長石、單斜輝石、石英組成；最后是綠簾石-方解石-黝簾石蝕變階段疊加了前面所有蝕變階段，形成的蝕變帶位于礦床的外圍，蝕變帶寬30cm～5m，主要由方解石、綠簾石、黝簾石、絹云母、綠泥石組成，該蝕變帶常有低濃度的金富集。這種鮮明的熱液蝕變類型表明了在古遠古代科提利典造山作用中，礦床的形成經(jīng)歷了從高級角閃巖相變質(zhì)成低級綠片巖相的退變質(zhì)演化過程。

4 礦床成因

礦床位于科提利典造山帶內(nèi)的南部區(qū)，它的形成與造山帶的演化緊密相關(guān)，在造山作用峰期階段，持續(xù)的北西向伸展擠壓和逆沖推覆作用導致南部區(qū)地殼增厚，地溫梯度增大，變質(zhì)脫流體活動增強，從而形成深部循環(huán)變質(zhì)熱流體。如此同時，在地質(zhì)體的邊緣發(fā)育的深大斷裂-森德塞爾米利克剪切帶深切地殼，使得深部循環(huán)變質(zhì)熱流體沿著剪切帶通道運移的過程中萃取相應圍巖中的礦化劑硫及金成礦元素而形成含礦熱液，成礦流體運移的驅(qū)動力來自地殼深部主構(gòu)造與淺部次級構(gòu)造之間的溫壓梯度。

金在深部主要以氯化物絡合物AuCl2-形式遷移，在淺部以硫氫絡合物Au（HS）2-形式運移[6]，當含礦熱液沿著韌性剪切帶深部上升到淺部脆性變形帶時，由于壓力聚降，導致溶解度降低而在次級剪切帶中韌-脆性過渡的石英脈系統(tǒng)中沉淀成礦，此外，富鐵鎂的圍巖容易和含金流體中的H2S發(fā)生反應，造成金的高效沉淀。造山作用晚期發(fā)育左旋走滑斷層作用形成了北東東向左旋剪切帶和次級的東西、北西-南東向的右旋剪切并伴有奧長環(huán)斑花崗巖的侵位[7]，它不僅可以提供熱源和成礦元素，還可以釋放某些揮發(fā)分組分到流體里面而形成當含金揮發(fā)分流體。

當它沿著剪切帶由深部韌性變形帶上升到淺部脆性變形帶時，由于溫度、壓力降低，氧逸度增高，而在剪切帶形成含金石英脈。

總之，納魯納科金礦床屬于古元古代造山帶中的韌性剪切帶型金礦，它的形成經(jīng)過了造山作用峰期的變質(zhì)熱液成礦和造山作用晚期奧長環(huán)斑花崗巖的巖漿熱液成礦改造作用。

5 找礦標志

5.1 構(gòu)造標志

礦體的展布受造山帶內(nèi)深切地殼的一級斷裂的制約，但又往往被限制在距一級斷裂不遠的二級剪切帶內(nèi)，它為成礦物質(zhì)提供了運移通道和沉淀空間并控制了礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀。

5.2 地層巖性標志

礦體主要賦存在古元古代科提利典期所提斯群的變基性巖中，已變質(zhì)成角閃巖相，富鐵鎂的變基性巖圍巖容易和含金流體中的H2S發(fā)生反應，造成金的沉淀而成礦。

5.3 巖漿巖標志

與晚期礦化有關(guān)的巖漿巖主要是造山帶晚期侵入的奧長環(huán)斑花崗巖，它不僅可以提供熱源和成礦元素，還可以釋放某些揮發(fā)分組分到流體里面而形成當含金揮發(fā)分流體。

5.4 熱液蝕變標志

鈣硅酸鹽蝕變結(jié)合黑云母-毒砂蝕變是很好的找礦標志，鈣硅酸鹽蝕變帶分布范圍廣，有時露頭都有出現(xiàn)，可依據(jù)鈣硅酸鹽蝕變帶確定礦體的大體位置，然后可根據(jù)黑云母-毒砂蝕變帶精確定位礦體的位置，因為黑云母-毒砂蝕變是金礦化的最主要階段，它緊靠含金石英脈兩側(cè)出現(xiàn)。

5.5 地球化學標志

Au、As、Sb、Cs和Sc區(qū)域異?？梢宰鳛榕c格陵蘭南部已知金礦點相同類型金礦化的地球化學遠景區(qū)標志。