礫巖型金礦研究進(jìn)展

李向軍 王軍 包振軍 張宏赟

摘要：礫巖型金礦是一種重要的金礦類型，在世界黃金開采歷史上礫巖型金礦有著舉足輕重的地位。本文通過分析對比國內(nèi)外典型礫巖型金礦床特征，總結(jié)了礫巖型金礦賦礦地層及其特征、成礦地質(zhì)背景和成礦規(guī)律，并結(jié)合前人研究成果提出了礫巖型金礦礦床成因及成礦條件，認(rèn)為礫巖型金礦的形成存在初始沉積成礦和次生富集成礦兩個(gè)成礦過程，而這兩個(gè)成礦作用過程均受金物質(zhì)來源、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和古地理環(huán)境三個(gè)條件的控制。

關(guān)鍵詞：礫巖型金礦；成礦地質(zhì)背景；成礦規(guī)律；成礦條件；礦床成因

Research Progress on conglomerate type of gold deposit

Li Xiang-jun， Wang Jun， Bao Zhen-Jun， Zhang Hong-yun

Qinghai Geological Exploration Institute of China Metallurgical Geology Bureau， Xining， 810000

Abstract： As an important type of gold deposit， conglomerate type gold deposit plays a significant role in the history of gold mining in the world. By comparing typical characteristics of conglomerate type gold deposits at home and abroad， summarizing ore-bearing strata， geological setting and metallogenic regularity and combining previous results in the research area comprehensively， we propose that genetic type， mineralization condition and two metallogenetic process that include initial sediment and consequent concentration， which are controlled by the source of gold， tectonic movement and paleogeographic environment.By comparing typical characteristics， summarizing ore- bearing strata， geological setting and metallogenic regularity of conglomerate type gold deposits and combining previous results in the research area comprehensively， we propose that genetic type， mineralization condition and two metallogenetic process that include initial sediment and consequent concentration， which are controlled by the source of gold， tectonic movement and paleogeographic environment.

Key words： Conglomerate type of gold deposit； Metallogenic geological setting； Metallogenic regularity； Metallogenic conditions； Ore genesis

金礦床類型復(fù)雜多樣，主要有礫巖型、綠巖帶型、石英脈型、韌性剪切帶型、卡林型、斑巖型、淺成低溫?zé)嵋盒汀⒒鹕綆r型等。礫巖型金礦是一種重要的金礦類型，其儲(chǔ)量可占世界金礦儲(chǔ)量的60%～70%，在世界黃金開采歷史上礫巖型金礦有著舉足輕重的地位，直到現(xiàn)在仍有近半數(shù)的黃金產(chǎn)量來自此類礦床。

早在1745年礫巖型金礦就在巴西東部Jacobina一個(gè)小型的原始采坑中發(fā)現(xiàn)，后來相繼在西非和南非等地發(fā)現(xiàn)含金礫巖。目前礫巖型金礦以南非蘭德型金鈾礦為代表，是世界上各類金礦中儲(chǔ)量和產(chǎn)量最大的礦床，提供了世界金產(chǎn)量的60%以上。

我國對于礫巖型金礦的研究相對較晚，研究程度也相對薄弱。20世紀(jì)60年代許多地質(zhì)工作者逐步對國內(nèi)一系列礫巖層的含金性進(jìn)行普查，并相繼對黑龍江東部、吉林琿春、五臺(tái)山和膠萊盆地等礫巖型金礦的礦床地質(zhì)特征和成礦規(guī)律進(jìn)行了研究。

1.賦礦地層及地層特征

前人研究發(fā)現(xiàn)礫巖型金礦受地層層位的控制明顯，并統(tǒng)計(jì)了礫巖型金礦的含礦層位，表明大多數(shù)礫巖型金礦，尤其是有著重要經(jīng)濟(jì)意義的礫巖型金礦均產(chǎn)于早-中元古代的沉積地層中。筆者總結(jié)目前國內(nèi)礫巖型金礦的賦礦層位及地層特征，并與維特瓦德斯蘭德礫巖型金-鈾礦作對比（表1）。

由此可見，礫巖型金礦含礦地層在時(shí)代上分布廣泛，在早元古代、中生代和新生代地層中均有分布，并不僅陷于早-中元古代的沉積地層。統(tǒng)計(jì)表明幾乎所有的礫巖型金礦都產(chǎn)于古沉積盆地的礫巖及相關(guān)的粗碎屑巖層序中，其沉積相基本都是屬于湖盆邊緣河流入口處河流相沖積扇或三角洲沉積。此外，發(fā)現(xiàn)礫巖型金礦賦礦層位與基底的關(guān)系密切，除云南西部外，幾乎所有的礫巖型金礦都不整合于基底巖系或下伏地層之上。

2.成礦地質(zhì)背景

總結(jié)對比國內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的礫巖型金礦成礦地質(zhì)背景發(fā)現(xiàn)：幾乎所有的礫巖型均有相似的成礦的地質(zhì)背景，其在所處的大地構(gòu)造位置及背景和金物質(zhì)的來源（即礦源層）具有較高的一致型。

2.1大地構(gòu)造位置及構(gòu)造背景

眾所周知，盆地的形成和演化與區(qū)域構(gòu)造背景是分不開的，而盆地內(nèi)礦藏或礦化形成于特定的階段和環(huán)境之中。國內(nèi)外典型的礫巖型金礦礦區(qū)在大地構(gòu)造位置上均屬于山間盆地、山前盆地或斷陷盆地，且都分布于構(gòu)造上不穩(wěn)定的盆地邊緣。此外，在構(gòu)造背景上，礫巖型金礦賦礦地層的形成期都處于一個(gè)相對不穩(wěn)定期，這主要表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)受同期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)明顯，斷裂和火山活動(dòng)發(fā)育，差異升降明顯，在構(gòu)造上升區(qū)地層遭受風(fēng)化剝蝕，而在構(gòu)造下降區(qū)則形成一系列山間盆地、山前盆地或斷陷盆地，這也造成了礫巖型金礦在沉積層序上是相似的，礫巖金均產(chǎn)在與基底巖系或下伏地層不整合面之上。

2.2金的物質(zhì)來源

金的物質(zhì)來源是礫巖型金礦成礦的基本條件，總結(jié)對比國內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的礫巖型金礦金的物質(zhì)來源，礫巖金均與下伏或外圍的古老基底巖系或地層關(guān)系密切（表2）。

統(tǒng)計(jì)表明：（1）古老基底巖系或地層與賦礦地層的接觸或分布關(guān)系密切，這些古老巖系均與賦礦地層呈不整合關(guān)系（分布在不整合面之下）或分布在其外圍；（2）含金礫巖地層下伏或外圍的古老基底巖系或地層均具有較高的金豐度值，有些古老巖系中可見含金石英脈或構(gòu)造蝕變帶，甚至發(fā)育原生金礦；（3）含金礫巖的礫石組成、礦物成分及重（副）礦物成分與古老含金巖系基本相同。

由此來看，古老的含金基底巖系或地層是礫巖型金礦形成的物質(zhì)來源，即：礦源層。而由賦礦地層與礦源層的接觸和分布關(guān)系來看，礫巖金的形成是接受古老含金基底巖系或地層長期風(fēng)化剝蝕物質(zhì)在堆積的結(jié)果。

2.3古地理環(huán)境

礫巖型金礦的均形成于湖盆邊緣的沖積扇或三角周沉積，巖性均為礫巖及相關(guān)的粗碎屑巖，礫巖多呈次棱角狀，少數(shù)為次圓狀，分選性較差。反應(yīng)出近源搬運(yùn)，快速沉積的特征。而統(tǒng)計(jì)也表明賦礦地層沉積期正是其沉積區(qū)外圍古老含金巖系隆升剝蝕區(qū)，說明金的搬運(yùn)富集和礦源層在古地理環(huán)境上具有較高的耦合程度。

前人研究發(fā)現(xiàn)黑龍江東部地區(qū)、膠萊盆地和南非蘭德礫巖型金礦形成的古氣候均為溫暖濕潤的，認(rèn)為溫暖潮濕是礫巖型金礦形成的最適宜的氣候環(huán)境（王之彬等，1995，1998；王亮義等，2004；張竹如等，1999）。王亮義等（2004）認(rèn)為溫暖潮濕氣候環(huán)境下水系網(wǎng)發(fā)育，地表水和地下水充沛，對含Au物質(zhì)的搬運(yùn)、轉(zhuǎn)移和沉積都非常有利，是礫巖型金礦形成的不可缺少的條件。王之彬（1995）認(rèn)為溫暖濕潤的氣候環(huán)境地表水流量適當(dāng)，從而能夠通過“底流”作用促進(jìn)金的次生再富集。

3.金的賦存與富集規(guī)律

總結(jié)國內(nèi)外典型的礫巖型金礦特征，發(fā)現(xiàn)礫巖型金礦中金的賦存及富集主要存在以下規(guī)律：

（1）金主要賦存于礫巖膠結(jié)物中或砂質(zhì)充填物中，分布很不均勻，在礫石中含金甚微。

（2）金的富集同礫石直徑與含量成正相關(guān)，礫石直徑越大，含金性越好。

（3）礫巖中的礫石磨圓度差、分選差、組成復(fù)雜時(shí)，金就富。

（4）受基巖起伏控制，在低洼處或凹陷處礦體厚度大，品位亦高；在隆拱或凸起處，礦體厚度小，品位亦貧。在隆拱或凸起前后兩側(cè)的低洼處或凹陷處，礦體更厚更富。

（5）金的富集與古地理沉積環(huán)境關(guān)系密切，主要富集于溫濕氣候條件下湖盆邊緣沖積扇沉積中，且盆地多為山間盆地、山前盆地或斷陷盆地。

（6）受層位控制明顯，富集于含金礫巖層的底部。

（7）前人研究發(fā)現(xiàn)金與部分礦物關(guān)系密切。王之彬等人對黑龍江東部礫巖型金礦的研究發(fā)現(xiàn)：金與鈦鐵礦、鋯英石密切伴生，并在含量上存在著極明顯的正消長關(guān)系，此外與角閃石、石榴石、綠簾石也存在密切的關(guān)系；而對蘭德礫巖型金礦研究發(fā)現(xiàn)：金、瀝青鈾礦、黃鐵礦同其他碎屑重礦物獨(dú)居石、錫石、鉻鐵礦、榍石等共生。

4.礦床成因及成礦條件

隨著對礫巖型金礦的研究不斷深入，相繼提出礫巖型金礦的純沉積成因、熱液-沉積成因、變質(zhì)砂礦成因和同生化學(xué)成因等觀點(diǎn)。筆者總結(jié)對比國內(nèi)外典型的礫巖型金礦成礦規(guī)律和礦床成因發(fā)現(xiàn)：上述觀點(diǎn)從某些方面能夠合理的解釋某些特定礫巖型金礦床的成礦機(jī)理，但其不具備普適性，表明這些觀點(diǎn)各自有其不完備性，如：蘭德盆地礫巖型金礦研究表明賦礦地層在綠片巖相變質(zhì)作用中，變質(zhì)流體參與了金等元素的活動(dòng)過程，從而影響了其成礦作用，但是國內(nèi)侏羅紀(jì)和新近紀(jì)礫巖型金礦的賦礦地層均為發(fā)生變質(zhì)。

針對上述問題，筆者認(rèn)為礫巖型金礦存在初始沉積成礦和次生富集成礦兩個(gè)成礦過程，其中初始沉積成礦是礫巖型金礦形成的不可或缺的成礦過程，是礫巖型金礦形成的基礎(chǔ)；而次生富集成礦過程是在初始沉積成礦后在流體參與下對賦礦地層進(jìn)行次生改造。而這兩個(gè)成礦作用過程均受金物質(zhì)來源、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和古地理環(huán)境三個(gè)條件的控制（圖1）。

總結(jié)對比發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外典型的礫巖型金礦均形成于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對活動(dòng)的時(shí)期，受同期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，斷裂和火山活動(dòng)發(fā)育，差異升降明顯。在構(gòu)造隆升區(qū)，古老含金基底巖系或含金地層裸露并遭受風(fēng)化和剝蝕，在古水流搬運(yùn)作用下為礫巖型金礦提供物質(zhì)來源；而在構(gòu)造下降區(qū)則形成一系列山間盆地、山前盆地或斷陷盆地，并接受隆升區(qū)古老含金基底巖系或含金地層風(fēng)化剝蝕的含金物質(zhì)而沉積成礦。受這種特殊的構(gòu)造條件、盆山耦合關(guān)系和古地理環(huán)境，含金物質(zhì)通過短距離搬運(yùn)在上述盆地邊緣快速沉積成礦，并主要產(chǎn)于沖積扇相的礫巖及相關(guān)的粗碎屑巖層序中。在初始沉積成礦過程后，礫巖型金礦可能還經(jīng)歷了長期或者多次的流體改造，在流體參與下金等元素再次活動(dòng)富集或者遭受破壞。由于流體作用的復(fù)雜性，加之不同地區(qū)或時(shí)代的礫巖型金礦中次生富集作用過程也不盡相同，因此對礫巖型金礦形成過程中次生富集作用還有待進(jìn)一步深入研究。

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