澳大利亞本迪戈（Bendigo）礦集區(qū)金礦地質(zhì)特征及找礦方向

張毅盧天驕馬林霄董少波

（1.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中資環(huán)鉆探有限公司，北京 100012）

0 引言

澳大利亞有“坐在礦車上的國家”之稱，其礦產(chǎn)資源是國家財富極其重要的組成部分（朱建東，2008）。本迪戈礦集區(qū)位于東澳大利亞含金區(qū)的南部拉克蘭造山帶西緣（維多利亞州），距墨爾本北西120 km，該區(qū)域至今已生產(chǎn)黃金超過684 t，是澳大利亞第二大金礦富集區(qū)（苗昌德，1993），也是世界上12 個主要金礦省之一（Phillips and Powell，1993）。礦集區(qū)內(nèi)及周邊分布規(guī)模不等的礦山（表1），各礦山均分布于的本迪戈－巴拉臘特褶皺帶內(nèi)，金礦平均品位較高（9.6～27.0g/t）（Phillips and Mar?tin，1996）。因諸多原因?qū)е略搮^(qū)域內(nèi)多處礦山處于半停產(chǎn)狀態(tài)，2017—2019 年間本迪戈臨近礦區(qū)勘探過程中在深邊部發(fā)現(xiàn)了高品位的含金礦帶（佚名，2005）。本文對以往資料綜合整理的基礎(chǔ)上簡要敘述本迪戈礦集區(qū)內(nèi)金礦分布規(guī)律及地質(zhì)特征，對該區(qū)深邊部找礦工作提供一些思路。

1 區(qū)域地質(zhì)

本迪戈礦集區(qū)位于澳大利亞東部古生代拉克蘭造山帶，拉克蘭造山帶分為3 個各具特色的亞帶（圖1），即：拉克蘭西帶（WL）拉克蘭中帶（CL）和拉克蘭東帶（EL），各亞帶之間皆為深大邊界斷裂。每個亞帶還可以細分為若干個不同的構(gòu)造區(qū)或構(gòu)造帶（張定源，2014）。本迪戈礦集區(qū)位于拉克蘭西帶南段的本迪戈－巴拉臘特褶皺帶內(nèi)。

1.1 地層

礦集區(qū)地層由奧陶系一套富含石英的濁積巖系組成，海洋沉積物和交代物是該區(qū)古生代基巖的主要組成部分，這些沉積物屬于濁積砂巖、粉砂巖和泥巖的均勻序列，被稱為Castlemaine 超群（Cas and Vandenberg，1988）。

Castlemaine 超群以泥巖、頁巖、砂巖和薄層灰?guī)r的互層單元。沉積物的粒度范圍從最細的泥巖到最大粒徑約為8 mm 的粗砂或細礫巖，其中砂巖是Castlemaine 超群的主要巖性，顯示了濁積巖序列并常見有平行層理、交錯層理等沉積構(gòu)造，局部地區(qū)部分泥巖與砂巖互層形成厚包裹體。

1.2 構(gòu)造

拉克蘭西帶的濁積巖系被一系列平行走向、向西陡傾的中地殼的走滑斷層截斷（圖2），并共同構(gòu)成逐漸向東增生的褶沖帶。巖性為砂巖和泥巖，濁積巖層構(gòu)成區(qū)域性的背斜和向斜，板劈理發(fā)育，被陡傾的逆斷層和石英脈穿切。西帶的西界為寬20 km、向東陡傾的斷裂帶（F1），本迪戈—巴拉臘特地區(qū)主要變形作用有兩期，分別為455～440 Ma 和430～410 Ma；西帶與中帶的分界線為寬2 km 多期變形的惠靈頓山斷裂帶（F4），該斷裂帶在410～385 Ma 活動，到360～340 Ma 再次活動。正是這些強烈的變形作用和斷裂活動，使得各帶發(fā)生大規(guī)模的成礦作用，形成大量的造山型金礦（張定源，2014）。

圖2 本迪戈礦集區(qū)區(qū)域簡圖（修改自張定源，2014）

圖3 拉克蘭造山帶巖漿分布圖

1.3 巖漿巖

拉克蘭造山帶基巖露頭的1/3 為花崗巖，西帶分布范圍最小，在中帶和東帶分布范圍較廣（圖3）。西帶地表出露的主要是主構(gòu)造變形期以后形成的侵位相對較淺的花崗巖類，侵入時期405～390 Ma?；◢弾r進一步劃分為含堇青石的花崗巖（S 型）和偏鋁質(zhì)的角閃石—黑云母花崗巖（I 型）。

巖漿活動是金及多金屬礦床最重要的控礦因素之一，并為該區(qū)域提供了豐富的成礦物質(zhì)來源和充足的成礦熱液?？v觀整個拉克蘭造山帶，巖漿作用與成礦關(guān)系極為密切，尤其對中帶和西帶最為明顯。中帶及西帶的金及多金屬礦床的形成主要還是受巖漿作用的控制（Frank et al.，2002）。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

本迪戈礦集區(qū)為地勢平緩的開闊平原，地表大部分為第四系、第三系粘土、砂礫石層，奧陶系砂巖、粉砂巖大多被掩蓋，僅小范圍出露（圖4）。奧陶系即是礦集區(qū)賦礦層位，是一套非常均勻的濁積砂巖、粉砂巖和泥巖序列組成，并與小范圍的“疊－錐”石灰?guī)r互層，沉積構(gòu)造僅局部受變形影響。砂巖巖石具有明顯的平行層理和波狀層理（圖5），層底的粒級層理、交錯層理和構(gòu)造為沉積層的新老關(guān)系（面）提供了依據(jù)。

砂巖主要為不易風(fēng)化的石英、長石顆粒，含少量磁鐵礦、褐鐵礦，高嶺土等；粉砂巖由石英、白云母、絹云母、綠泥石、斜長石和副電氣石組成。受區(qū)域變質(zhì)作用影響，泥巖與砂巖局部轉(zhuǎn)化為變質(zhì)程度較低的板巖，個別區(qū)域變質(zhì)達到了綠片巖相。

2.2 巖漿巖

在礦區(qū)北部的正地形地帶為泥盆紀侵入巖體，巖性為花崗閃長巖，晚于石英脈的形成，截斷并部分消耗了較早形成的石英脈，被當(dāng)?shù)刈鳛榻ㄖ牧祥_采利用（Mcinerny，1929）。另外奧陶系砂巖、板巖被大量的亞垂向煌斑巖脈侵入，在背斜的線帶內(nèi)或附近最常見的。厚度從幾厘米到2 m 不等，平均約0.5 m。局部破壞了礦體。

圖4 本迪戈礦區(qū)地質(zhì)剖面示意圖

圖5 砂巖層理及花崗閃長巖球形風(fēng)化

2.3 構(gòu)造

礦集區(qū)構(gòu)造發(fā)育，主要構(gòu)造線方向為NNWSSE 向平行排列的褶皺和斷層（圖2），構(gòu)造波長達幾十千米至上百千米。其中褶皺構(gòu)造的背斜、向斜成為了主要的賦礦層位和控礦構(gòu)造，為區(qū)域內(nèi)的熱液流體沉積金元素提供了儲藏空間。

褶皺主要形成于晚奧陶世（Bierlein et al.，2004），在走向上長短不一，有的經(jīng)過一段距離后與相鄰褶皺合并。褶皺軸面傾角范圍為80°E－75°W，在較大褶皺的樞紐上常發(fā)育小的寄生褶皺。金礦體呈鞍狀、網(wǎng)脈狀、微細脈狀沿層理、高角度斷層和褶皺構(gòu)造的虛脫部位分布（Christopher et al.，2013）。在后期構(gòu)造作用下，部分含金石英脈也發(fā)生褶皺彎曲。

以本迪戈礦山為界，褶皺向南塌陷50°～10°，向北塌陷50°～15°，在金礦中心形成了東－西穹隆背斜帶。褶皺俯沖的局部變化導(dǎo)致了沿單個背斜走向形成較小的穹隆和盆地構(gòu)造。

本迪戈礦集內(nèi)的Castlemaine 超群中出現(xiàn)了各種大小不一的斷層，斷層走向與褶皺方向大致平行。規(guī)模最大且對礦集區(qū)影響最深的兩條斷層分別是默克福德（Muckleford）和白法令（Whitelaw）斷層，許多較小的斷層也被認為是平行和橫切區(qū)域構(gòu)造。

Muckleford 斷層（Harris and Thomas，1934）位于本迪戈礦山西南部，長約20 km，斷層在地表形成了至少100 m 寬、幾千米長的角礫巖帶。Muckleford斷層向西偏移，它的向北延伸被稱為萊斯哈特（Lei?chardt）斷層。該斷層與萊斯哈特斷層相交于巖體的結(jié)合處，萊斯哈特斷層開始于巖基的北部邊界，以硅化角礫巖為特征。

塞巴斯蒂安斷層位于本迪戈礦區(qū)的中西部，延伸在哈考特和塞巴斯蒂安之間。塞巴斯蒂安與其他主要斷層不同的是該斷層向西向下延伸。因此，塞巴斯蒂安斷層和白法令斷層形成了一個地壘，本迪戈金礦的主要部分位于隆起的地塊中。

白法令斷層自南向北貫穿奧陶系，該斷層是該區(qū)延長最長的斷層，斷層帶長約15 km，寬1.5～3 km。斷層向西傾斜，為礦體的富集提供了空間。斷層位于頁巖與頁巖夾砂巖中，有大量的熱液成因的石英脈呈網(wǎng)脈狀或平行層理的細脈，金元素富集于石英脈中，礦脈嚴格受地層的幾何形態(tài)控制。大多數(shù)石英脈呈硬脆性，缺少裂隙構(gòu)造。

位于本迪戈東部邊緣的福斯特威爾（Foster?ville）斷層已知走向長度至少為8 km，其特征是一個寬達20 m 的角礫巖帶。這些斷層包括反向傾滑斷層和走向滑斷層，平行于層理。

2.4 礦體特征

本迪戈礦集區(qū)各礦體均分布于長16 km 寬4 km 的構(gòu)造變形區(qū)域內(nèi)，礦集區(qū)內(nèi)有多條NNW－SSE向展布的金礦帶，金礦體走向與礦集區(qū)的構(gòu)造線方向一致。

規(guī)模較大礦帶分別為花園溝（Garden Gully Line）礦帶、新民線（New Chum Line）和騙子（Hus?tlers Line）礦帶。

花園溝礦帶位于礦集區(qū)的中西部，呈近南北向展布，長度近7 km，已知開采黃金達148 t；金平均品位14.0 g/t，局部礦體品位＞15.75 g/t。該礦帶內(nèi)的吉爾（Gill Reef）礦脈的鞍狀礦體在長250 m 寬10 m高30 m 的范圍內(nèi)生產(chǎn)過黃金1.84 t，由此可見金品位在局部礦體中品位極高。

新民線礦帶（New Chum Line）位于花園溝礦帶西部并與之平行，礦體形態(tài)與之相似，開采黃金達81 t。礦帶延伸約5 km，礦石平均品位12.6 g/t。

騙子礦帶（Hustlers Line）位于礦集區(qū)最東部，長度約2 km，該礦帶已生產(chǎn)黃金30 t。礦集區(qū)內(nèi)金礦均賦存于熱液石英脈內(nèi)，在剖面上呈鞍狀、馬刺狀、網(wǎng)脈狀、斷層/頸狀以及不協(xié)調(diào)層理狀。其中鞍狀金礦體的品位最高，斷層內(nèi)礦體及頸形礦體次之，馬刺狀礦體品位與以上相比最低。鞍狀礦脈局限于背斜樞紐處，在一些向斜中在相應(yīng)的槽部而形成槽狀礦脈，所謂的鞍狀礦脈包括背斜樞紐和向斜槽部的槽狀礦脈。鞍狀礦脈冠狀部位的石英礦脈厚度最大達到20 m，向兩側(cè)翼部變薄，向褶皺的四肢延伸并常與下傾的層狀脈匯合；層狀脈由層壓石英脈（通常包括板狀薄片）組成，厚度大約0.2 m，礦脈沿層理面持續(xù)存在，雖然很薄但經(jīng)常被開采利用；受斷層控制的“頸礦脈”往往出現(xiàn)在鞍狀礦脈之上，斷層在背斜上方穿過。在某些情況下，斷層通過重新激活這些早期的石英脈增加了層狀脈和鞍狀礦脈的數(shù)量。馬刺狀礦脈通常與頸部礦脈有連，有時也會單獨出現(xiàn)在背斜的兩翼（圖6）。礦體圍巖為砂巖、粉砂巖、泥巖和板巖等，石英脈節(jié)理發(fā)育的金品位普遍較高，而缺少裂隙的致密塊狀石英脈品位普遍較低。

2.5 礦石的礦物成分、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

本迪戈金礦的金屬礦物包括毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦等，局部偶見輝銻礦，硫化物含量一般小于2.5%（David et al.1998）。在高品位的礦體內(nèi)（通常在30 g/t 以上），以塊金和（或）自然金粒的形式存在于鞍狀石英脈和馬刺形礦脈中；品位較低的礦段金在硫化物中以包裹體的形式出現(xiàn)。自然金粒通常是粗粒度的，相對純凈，只有3%～5%的銀作為唯一的雜質(zhì)（Wilkinson，1988）。

脈石礦物主要是石英，少量絹云母、白云石、方解石、鈉長石等。含金礦脈兩側(cè)圍巖的熱液蝕變暈范圍超過150 m，蝕變礦物主要有綠泥石、方解石、菱鐵礦、黃鐵礦、毒砂等。熱液蝕變的黃鐵礦一般呈自形粒狀，與圍巖原有的“草莓狀”含砷黃鐵礦明顯不同。

圖6 金礦體形態(tài)示意圖

含金石英脈結(jié)構(gòu)主要以自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形－他形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、充填交代結(jié)構(gòu)等最為常見，礦石常見構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細脈－網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖7）。

3 礦床類型及成因

3.1 礦床類型

賦礦的濁積巖地層為奧陶系砂巖、粉砂巖且具特有的韻律性層理，此外多數(shù)遭受淺變質(zhì)作用（綠片巖相）；濁積巖型金礦中不乏有許多大型甚至超大型者，而且礦化點成群成帶地分布（盧煥章等，2013）；構(gòu)造作用與金的成礦有密切的關(guān)系。發(fā)生在造山運動期間的褶皺構(gòu)造、剪切帶、斷裂 破碎帶是成礦必要的條件之一；金的礦化多沿背斜軸部、斷裂帶、濁積巖層理面、不整合面、韌性剪切帶、拖曳褶皺中發(fā)育。巖漿作用也是成礦的重要因素。金主要以自然金的形式（明金或顯微金）出現(xiàn)，因此根據(jù)以上特點可確定本迪戈礦集區(qū)內(nèi)金礦應(yīng)為造山帶的濁積巖型金礦（關(guān)康和李永明，2002）。

圖7 石英脈－致密塊狀（左）、裂隙發(fā)育（右）（據(jù)Wilkinson，1988）

3.2 礦床成因

根據(jù)現(xiàn)有資料分析，礦集區(qū)內(nèi)沉積作用發(fā)生時伴有含礦熱液的進入，并使各巖層的富含氧化硅和成礦元素在埋藏環(huán)境下發(fā)生成巖作用，促使間隙水被排擠，塑性和脆性夾層的沉積物發(fā)生石化作用，夾層后來對含礦裂隙來說有的起了儲集層作用，有的起了覆蓋層作用；多階段褶皺以及伴隨的動力變質(zhì)和變質(zhì)分結(jié)作用，使有用礦物發(fā)生重組和重新沉積成礦（Goldfarb et al.，2001；Frank et al.，2002）。

4 成礦規(guī)律及找礦標志

4.1 成礦規(guī)律

（1）礦脈主要發(fā)育于褶皺軸部蝕變的頁巖或砂巖/頁巖接觸部位，頁巖形成很好的隔擋層，礦液在有利的面理虛脫部位或構(gòu)造張裂隙中成礦（羅鎮(zhèn)寬，1990）。

（2）礦脈主要賦存于背斜軸部，部分向斜核部也有礦體存在。

（3）在背斜和向斜的轉(zhuǎn)折端常常發(fā)育馬刺狀石英細脈礦體。

（4）礦脈同時受褶皺核部張性斷層裂控制。

（5）礦脈以硬脆性層狀石英脈為主，極少為晶族狀/薄脈狀石英脈。

（6）礦脈主要發(fā)育在北北東向褶皺彎曲部位，顯示礦脈的形成還與南北向擠壓褶皺有關(guān)，特別是北北東傾伏端更有利；礦脈在走向上非常穩(wěn)定但局部品位變化系數(shù)較大。

4.2 找礦標志

（1）拉克蘭造山帶西帶本迪戈－巴拉臘特地區(qū)是有利的找金礦區(qū)域。

（2）Castlemaine 超群砂巖、頁巖內(nèi)的構(gòu)造帶是有利的賦礦部位，尤其是背斜軸部及向斜核部。

（3）含金石英脈石直接的找礦標志。

5 找礦方向

2017 年，位于本迪戈金礦南東40 km 的福斯特威爾（Fosterville）金礦在的深部褶皺帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)富含明金高品位的“天鵝”礦帶，礦體是以明金為主的高品位石英－碳酸鹽脈型金礦化，金平均品位38.6 g/t。該礦帶的發(fā)現(xiàn)為其它區(qū)域找礦提供了方向。

（1）礦集區(qū)內(nèi)金礦體沿NNW 向構(gòu)造線穩(wěn)定分布，主采區(qū)在16 km 長4 km 范圍內(nèi)中心地帶，在南北兩端延伸發(fā)現(xiàn)同類型金礦體的潛力很大，尤其是北部雙鷹區(qū)（圖8）是非常有利的找礦地段。

（2）以往開采的礦體主要為花園溝、新民線及騙子礦體，在礦集區(qū)的其它南北向背斜鞍狀部位也是賦礦的有利地段。

（3）本迪戈礦區(qū)主礦井已開采至地下1000 m，礦體在垂向上并不是簡單的單層礦體，而是呈多層狀垂直向下分布（Lisitsin et al.，2010），所以部分已開采的背斜鞍狀礦體下部仍有找礦空間。

（4）構(gòu)造帶內(nèi)的背斜鞍部和向斜的槽部是最佳找礦地段，背斜、向斜的轉(zhuǎn)折端是次要的找礦區(qū)域。

6 結(jié)論

本迪戈礦集區(qū)位于拉克蘭造山帶西帶，已有百年開采歷史。礦床類型為“造山型”金礦，礦體賦存于奧陶系Castlemaine 超群濁積砂巖、粉砂巖內(nèi)，各礦體沿構(gòu)造線方向穩(wěn)定分布且金品位較高是其主要特征。

圖8 礦集區(qū)以往礦體的產(chǎn)量及分布示意圖

礦集區(qū)東部福斯特威爾礦區(qū)內(nèi)新礦體的發(fā)現(xiàn)對本迪戈礦區(qū)有著重要的意義，通過區(qū)內(nèi)構(gòu)造線走向及深部進行更深入的地質(zhì)工作，有望取得更大的成就。

致謝本文編寫過程中得到了中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司朱思才博士的指導(dǎo)，在此表示感謝。