Question

金山金矿成因与成矿模式

Answer 1

金山金矿的形成是赣东北地区地质构造长期活动、演化、叠加的结果。新元古代，由于海底的火山喷发作用，赣东北地区沉积了一套富含火山物质的类复理石建造，形成双桥山群含金建造。九岭地体与怀玉地体发生的碰撞拼贴作用，造成本区发生大面积区域动力变质，形成绿片岩相地层，以及一系列NEE走向为主的紧密线型褶皱与规模不等的断裂。在九岭地体与怀玉地体碰撞过程中所产生的左旋剪切挤压构造应力场及其派生的应力场作用下，形成赣东北地区网结状韧性变形阵列构造(崔学军，1998)。其蚀变矿物组合与其赋存的变质地体的变质p－T条件一致，说明金山金矿的成矿过程与变质峰期基本一致或者稍晚于变质峰期。

德兴地区与剪切带有关的金矿的赋存地层是新元古界双桥山群浅变质岩系，这套岩系属于岛弧环境的变质火山－沉积岩序列。矿体主要呈不连续或者石香肠状分布，与围岩的叶理相协调，主要以石英－黄铁矿脉和围岩的弱黄铁矿化为特征。不同尺度的地质构造表明，金山金矿发育不均匀的韧－脆性变形作用，其成矿作用是同构造的，成矿作用与递进变形作用密切相关，矿脉侵位于韧－脆性环境。围岩中沿叶理面产生的张裂作用在成矿作用过程中起到了重要的角色。已有的流体包裹体研究表明，金山金矿与成矿作用有关的流体为CO₂－H₂O流体，这种流体包裹体具有不同的气液比。在均一化过程中，有的流体包裹体均一于气相，有的均一于液相，并且均一温度相同，说明成矿作用过程中发生了流体的不混溶作用。含金石英脉呈纹层状也是成矿作用过程中，压力发生波动的有力证据，而且其内部结构表明，成矿作用过程中发生了多次的破裂－愈合地震泵事件。上述事实说明金山金矿的成矿作用过程中存在流体不混溶现象和压力的波动。

在许多与剪切带有关的矿床的成矿过程中，压力的波动是普遍存在的现象。在剪切带热液成矿系统中，流体的压力通常是从静岩压力到静水压力变化的，并且常常是超过静岩压力的(Sibson，1987)。另一方面，在滑移系统中，最小主应力σ₃方向是近于水平的，由此产生近于直立方向上的破裂构造，从而造成流体压力的下降，有利于流体从深部迁移到有利的成矿位置。

矿体中金与硫化物共生沉淀，说明H₂S和HS^－是成矿流体中的主要组分。流体包裹体的成分、均一温度以及热动力学参数的变化和较低的贱金属含量等数据表明，金山金矿金主要以还原硫络合物的形式迁移，在这种条件下，Au(HS)^2－是最有可能的迁移形式。由于压力降低而导致成矿流体发生相的分离以及由于水－岩反应等引起的物理化学变化，是导致这种络合物分解以及金沉淀的主要机制之一。由于流体的不混溶作用导致CO₂从流体中分离开来，致使溶液中的pH值上升，碳酸根离子活动加强，沉淀出碳酸盐矿物(例如铁白云石和方解石)。CO₂－H₂O流体的相的分离可能是形成石英脉中自然金沉淀的主要原因;而成矿流体与围岩中的铁镁硅酸盐矿物的水－岩反应导致的成矿流体脱硫化作用可能是形成黄铁矿－金矿物组合的主要机制。

德兴地区与剪切带有关的金矿中硫化物围绕含金石英脉富集的现象说明成矿流体与围岩是不平衡的，其成矿流体来自深部变质流体，并有少量的地幔流体和大气降水来源的流体的参与。从金山金矿成矿的地质背景、含矿构造、蚀变矿物学以及水－岩反应和韧－脆性剪切带的变形机制来看，断层阀模型(Sibson，1980，1986，1987，1988;Coxetal.，1995，1999;Robertetal.，1995)是金山金矿最有可能的成矿模型。深部来源的变质流体和地幔来源的He和Ar等气体可以通过赣东北深大断裂(它可能代表了区域上近于直立的走滑断层系统)上升到较浅部的地震带(脆－韧性环境)(图8－2，图8－3)。在超静岩压力条件下，在断层滑动之前，也就是在岩石愈合期间，岩石主要表现为塑性变形和压溶作用。由于水－岩反应，引起围岩蚀变，造成较小规模、品位较低的金的沉淀，形成蚀变岩型金矿石。在断层滑动的瞬间，即破裂的过程中，岩石主要表现为破裂脆性变形和流体渠化作用。在这个时期，由于水压致裂作用，产生一系列破裂构造，流体压力远远大于静水压力，导致流体流入这些破裂构造。由于压力降低以及水－岩反应而造成的成矿流体相的分离，导致金从成矿流体中沉淀出来，形成与断裂充填有关的含金石英脉。在多期次破裂－愈合过程的演化过程中，金的不同沉淀机制可能是造成产生不同类型金矿石以及金的品位高低的原因。虽然，在断层的演化过程中，这种方式是单一的还是循环的还是个未知的问题，但是，石英脉的纹层构造、金与黄铁矿的关系以及黄铁矿的压力影和石英的韧性变形，都说明金和硫化物是在构造－流体的演化过程中沉淀的，而不是晚期叠加的产物。

图8－2 金山金矿成矿流体运移模式

图8－3 造山型金矿形成过程中的断层阀模型(据Cox，2005)

金山金矿不同尺度的地质构造特征以及其新元古代的形成年龄揭示其形成于区域变质峰期后，与晋宁期造山作用有关，可以划归为造山型金矿(Groves et al.，1998，2003;Goldfarb et al.，2001，2007)。金山金矿的成矿模型如图8－4所示。

图8－4金山金矿成矿模型