Question

成矿地质特征

Answer 1

（一）成矿地质环境

（1）区域地质背景

产于成熟岛弧或活动大陆边缘（如新疆西天山阿希金矿），以及陆相火山岩地区坳陷与隆起的过渡地带。一般产在坳陷区的边缘，如黑龙江团结沟金矿和辽西义县红石砬子金矿等，有时可延伸到隆起区，如内蒙古的金厂沟梁金矿和辽宁的二道沟金矿同围绕着西对面沟花岗闪长岩体分布，二道沟金矿位于火山盆地内，而金厂沟梁金矿则位于基底隆起区的一侧。

（2）火山地质背景

一般为上叠式火山断陷盆地以及与走滑断裂有关的拉分盆地，基底岩系大多为前寒武纪绿岩系，如华北地台北缘和东北地区等。一般而言，无论是在火山口区还是在远离火山口的断裂-裂隙区，其深部均存在一个与火山作用有关的古地热系统，这种地热系统大小不一，大的热源与高位岩浆房有关，小的热源可能与深部的次火山岩或侵入体有关。

（3）时差类型

岩浆作用与成矿作用为同步滞后型，成矿作用略晚于岩浆作用，时间间隔不长（零点几到几十百万年，但一般在1Ma以上）。陆相火山岩地区，岩浆作用与成矿作用时代均为燕山期；海相、海陆交互相火山岩地区，两者均为海西期，但容矿围岩可以多种多样，既可以是火山岩、次火山岩、火山碎屑沉积岩，也可以是其基底变质岩，如果容矿围岩是基底变质岩，则容矿围岩与成矿作用的时差可以很大。

（4）岩石组合

钙碱性的玄武质-安山质-英安质-流纹质（多数情况下为英安质-流纹质），钙碱性玄武粗安质-粗安质-粗面质（±响岩质）火山岩，其中前者岩石组合见于岛弧和活动陆缘的构造背景中，后者见于东部地区的大陆活化带中，但成矿作用大多与火山岩同源的中酸性次火山岩有关。多数金矿产于中酸性岩石中，容矿岩石在一个特定矿区内，往往有几种，可见岩性不是一种重要的控矿因素，除非它控制着渗透性。

（5）岩相条件

容矿岩石可以是喷发相、喷发沉积相、侵出相和岩颈相，也可以是次火山岩相的顶部，但很少产于强熔结的火山灰流相中，这可能与其孔隙度较低而不利于热液流体流动有关。

（二）矿床地质

（1）控矿条件

破火山口系统和火山穹丘系统（浅成-超浅成次火山岩体及其上部接触带或爆破角砾岩、火山盆地边缘断裂带、放射状和环状裂隙系统，尤其是放射状裂隙系统），以及多组复合断裂-裂隙系统构造（脆性构造或韧性剪切带）控矿。其中以破火山口系统最为重要，大型金矿均与破火山口系统有关。矿体形态有脉状、复脉状、网脉状、束状、透镜状和不规则状等。

（2）工业类型

一般为石英脉型，有时为蚀变岩型、热液角砾岩型和硅质岩型。硅质岩型矿体出现于矿体的上部，而出现石英脉型还是蚀变岩型矿体则取决于控矿构造，如果控矿构造为张性和张扭性构造，则出现石英脉型矿体；如果控矿构造为韧性剪切带，则往往是蚀变岩型矿体。但是有时这两种矿体也可以同时存在，如在上部出现石英脉型矿体，而在下部出现蚀变岩型矿体。

（3）矿物组合

贱金属硫化物一般含量较高，如二道沟金矿，但在某些金矿中，贱金属硫化物的含量也较低，并且大多相对贫铜。除此之外，还常出现低温的矿物组合，如白铁矿、辉锑矿、雄黄、雌黄、辰砂等。银硫化物和硫盐常见，金矿物的成色相对较低，以金银矿和银金矿为主。脉石矿物石英、绢云母、冰长石常见，绿泥石普遍，其中绢云母和冰长石是鉴定这类金矿的标志。在剥蚀较浅的矿区，在沸腾面之上，出现热泉沉积的硅质岩和泉华（玉髓和蛋白石）。但在西部地区，由于成岩成矿时代较老，冰长石并不普遍存在，常转变为钾长石，进而转变成钾白云母和绢云母；而在东部的某些矿床中，冰长石亦已转变成钾长石。脉石矿物不出现深成的明矾石，但有时可出现浅成的明矾石，这种浅成的明矾石是表生条件下氧化的产物。在垂直方向，矿体上部以金、金-银和含金金属硫化物为主，并与石英、绢云母和冰长石等脉石矿物共生，往下部铜、铅、锌等金属硫化物有增多的趋势。

（4）蚀变及其分带

一般而言，蚀变以硅化、黄铁矿化和绢云母化为主，并围绕岩体或矿体通常具有一定的蚀变分带，典型的蚀变分带为：矿脉内的蚀变为硅化、冰长石化、绢云母化，由矿脉向外依次为钾长石化、硅化（绿泥石化）→绢云母化→泥化→青磐岩化。由于围岩的岩性和热液蚀变的物理化学条件变化，不同矿床的蚀变分带特征有一定的变化。但是最外部的蚀变带一般均为青磐岩化，其特征矿物是绿泥石、绿帘石和碳酸盐，并常常有浸染状的粗粒状具立方体晶形的黄铁矿。

（三）地球化学

（1）成矿温度

成矿热液蚀变温度一般较低，大多在120～300℃之间，但金的成矿温度多数在280～160℃。成矿早期温度可达300℃以上，但并没有金的形成。晚期贫金属的流体一般在180℃以下沉淀出脉石矿物。

（2）盐度

盐度一般较低，w（NaCl，eq.）为1%～8%，多数＜5%。但在沸腾阶段可以暂时高达10%以上。较高的盐度流体一般出现在贱金属含量较高的矿脉中。

（3）压力

一般较低，为（100～400）×10⁵Pa，相当于深度为300～1200m。

（4）流体成分

阳离子成分一般以K⁺和Na⁺为主，但c（K⁺）/c（Na⁺）比值一般较低，有时Ca²⁺较高；阴离子均以和 Cl^-为主。流体中 Cl^-的含量与矿石中贱金属的含量成正相关关系。气相成分中主要是水，一般还含有较多的 CO₂，有时可能含有 H₂S和 SO₂。

（5）硫同位素

硫同位素指示了硫源复杂，既有岩浆的硫，又有基底变质岩和容矿围岩的硫源，有时有生物硫。其中有许多金矿床的硫同位素组成接近于陨石硫，显示出以岩浆硫为主的硫源特征，它可能直接来自深部，或是由火山岩围岩派生而来。

（6）铅同位素

铅同位素指示了与硫同位素相似的特征，即混合铅。其模式年龄一般介于火山岩成岩年龄和基底变质岩年龄之间。也有一些金矿的方铅矿的初始铅比值反映了较明显的放射成因，这说明相当大的一部分铅来自于火山岩之下的太古宇变质岩或显生宇岩石。

（7）氢、氧同位素

氢、氧同位素表明，主成矿期流体均以再平衡大气降水为主，成矿早期有一定的再平衡岩浆水。反映出表部地下水与较深部的受热氯化物卤水相混合的特征。

（8）地球化学找矿标志

元素的垂直分带较为清楚，与现代热泉型金矿的元素分带相似，即上部到下部一般为As、Hg、Sb、Tl→Ag、Au→Bi→Pb、Zn→Cu等。围绕次火山岩体（脉）以及矿体也常具有一定的水平分带，但不同矿床，其分带存在一定的差异性。

（四）与国外同类矿床的比较

低硫浅成热液型金矿在国外火山岩和次火山岩区的浅成热液型金矿占的比例最大，其研究程度也最高，Bonham（1986）和 Heald（1990）等对此作过总结，并进行了系统的分析。为了深入认识该类型矿床的成矿过程及其内在特征，对我国和国外的该类型金矿的一些主要特征进行对比，见表3-1，从中不难发现，我国的低硫浅成热液型金矿既有与国外该类型金矿相似的一面，又有其特殊性，主要反映在成矿时代上。正如前面所述，我国东部金矿的成矿时代为中生代，而国外为新生代，所以在成矿时代上要老得多，也可能正因为如此，而未见出现大量的冰长石化，这可能是由于冰长石已蚀变成钾长石或高岭石。另外，也由于成矿时代较早，其矿床的剥蚀程度较大，所以在我国的该类金矿床中未见矿体上部的泥岩化、硅质泉华等，现在所见的矿体只是相当于国外同类矿床的中下部特征，所以也正因为如此，国外的该类金矿无论是在时间上还是在空间上似乎都不直接与火山作用晚期的侵入岩有关，而只是通过间接的方法（如地球物理方法）推测矿床下部可能有隐伏岩体存在，我国有相当多的金矿则明显表现为时空上与次火山岩有关。因此，和国外同类矿床结合起来可以恢复该类矿床的总体特征。

表3-1 国内外低硫型浅成热液型金矿主要特征对比表

续表

需要指出的是，我国低硫浅成热液型金矿分布于东部地区、西南地区和西北地区，分属环太平洋成矿带、特提斯-喜马拉雅成矿带和古亚洲成矿带，但和世界上这三个巨大金、银成矿带的同类金矿相比，我国的金矿规模则要小得多，如在环太平洋成矿带，有许多巨型金矿，它们的金矿金的储量均在100t以上，如美国的麦克劳林、郎得山、科姆斯托克，墨西哥的瓜纳华托、Pachuca，日本的菱刈，菲律宾的阿库潘等，而同处于环太平洋成矿带的我国东部地区的同类金矿大的也只有几十吨，一般不超过50t，究其原因，可能有如下几点：①西太平洋地区由于太平洋板块的俯冲作用，使得该地区构造-岩浆活动一直比较活跃，并且在火山喷发以后有次火山岩和侵入岩的侵入活动。我国东部地区的大规模火山活动发生于侏罗纪—白垩纪，第三纪以后的火山活动和构造运动非常弱。②西太平洋地区与成矿有关的火山岩为钙碱性系列火山岩，而我国东部地区为碱钙性火山岩。③西太平洋地区存在有大量的热泉活动，造成强烈氧化带，在开放系统中形成了丰富的自然硫和硅帽，在许多金矿的地表见到玉髓和蛋白石；而我国东部地区的金矿区中没有见到此类现象。