Question

造山型金矿床

Answer 1

一、内容概述

变质地体中构造控制的脉型金矿系列组成了后生贵金属矿床的一种特殊类型，它们在时间和空间上与增生构造有关，因而称之为造山型（Orogenic）金矿床（Goldfarb et al.，2001）。矿床形成于汇聚板块边缘的增生体上（图1），是在碰撞造山带的挤压和转换挤压变形过程中形成的。在全球范围内，造山型金矿床的成矿时代分布较广，从太古宙到新生代都有分布（Goldfarb et al.，2001）。全球造山型金矿床主要形成于3.1Ga、2.7～2.5Ga、2.1～1.8Ga和6～0.5Ga，其中新太古代成矿规模最大。

图1 全球造山型金矿床的时空分布简图

（据Gosselin et al.，2004）

Groves et al.（1998）总结了板块汇聚边缘造山型金矿床产出的构雹模裤造环境，并同时表明了其他类型金矿床的产出位置。它们包括：①汇聚边缘的造山带型金矿床；②陆缘至克拉通内部的卡林型和类卡林型金矿床；③与岛弧有关的浅成低温热液金-银矿床；④洋弧至陆弧的斑岩铜-金矿床；⑤非造山和晚造山期的铁氧化物铜金矿床。造山带型金矿床基本上严格受控于脆-韧性变形的转变（过程），金沉淀同步于变形作用。此类矿床的金主要产于石英脉中，或者作为交代体产于脉体与剪切带周围的蚀变围岩中，或者作为两种围岩的结合体。与背景丰度相比，造山型金矿床高度富集Au、Ag、As、Sb±Te±Se±W±Mo±Bi±B，而Cu、Zn、Pb等贱金属通常富集程度较低或没有富集，Au/Ag比值平均为5。成矿流体为稀而含碳的水溶液，盐度通常＜3%，并含有CO₂±CH₄±N₂±H₂S，具有低Cl和高S特征。绝大多数造山型金矿都产于韧性剪切带中，相邻的蚀变组合为铁硫化物-碳酸盐-绢云母＋钠长石，金沉淀的温压条件为50～300℃和0.1～0.3GPa。Goldfarb et al.（2001）归纳了以下几种主要的成矿动力学机制模式（图2）。

图2 造山型金矿床形成的几种可能的成矿动力学机制模式图

（据Goldfarb et al.，2001）

二、应用范围及应用实例

（一）阿散蒂（Ashanti）金矿床

阿散蒂金矿床位于西非加纳南部的奥布阿西（Obuasi）地区，是一个正在开采中的特大型金矿床之一（Allibone et al.，2002）。Ashanti 金矿床由大约20个单独的富矿体组成，共同构成了一个大型的矿化系统，长度达8km，深部延伸1.6km，未见底。富矿体产于几条脆-韧性断层中，它们组成了一个走向NE至N、宽约500m、长达250km的断层带穿过加纳的西南部。Ashanti地区构造变形史可以划分为5个阶段。Ashanti矿带中的金矿床和金矿点沿着大规模断层系的特定部位产出，构造对成矿作用的就位起控制作用。金成矿作用发生于脆-韧性断层和邻区中，分为含金石英脉和含金硫源简化物脉两种类型。石英脉由各种块状、层纹状灰色、黑色、白色和乳白色石英组成，沿着裂隙富集形成，单脉的厚度从几厘米到几米。金硫化物脉分布在脆-韧性断层的内部和周围，组成了浸染状含金毒砂和黄铁矿带，主要矿石矿物有毒砂、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等。金矿床中发育多期流体包裹体。稳定同位素数据显示，成矿流体可能源于Birimian沉积岩的变质去挥发分作用。Allibone et al.（2002）认为，Ashanti主成矿期为2100～2090Ma。

在加纳的西南部，两期不连续的造山作用深刻影响了这里的古元古代岩石。早期的EburnianⅠ造山旋回包括镁铁质火山岩喷发、花岗岩类侵位以及区域变质作用，时间在2200～2150Ma期间。晚期的Eburnian Ⅱ造山旋回则涉及变形作用、变质作用和花岗岩类侵位到所有的Birimian和Tarkwaian岩石中，时间在2116～2088Ma。Birimian沉积带和Tarkwaian群岩石大约在2150～2110Ma期间形成。在Eburnian Ⅱ造山旋回中，多阶段的韧性变形影响了Ashanti矿床的容矿岩——Birimian岩石。大规模的NE向构造形成于D₂阶段的区域缩短。轴面走向东西（S₄）、褶皱轴向NE 中等倾伏的直立褶皱作用（F₄）、左行走滑码简断层作用等，反映了在Eburnian Ⅱ造山旋回的晚期叠加了扭动构造作用。Ashanti矿床的金成矿作用形成于这些走滑断层作用期间（D₅），富矿体沿着原始的南北向的断层和老的冲断层的重新活化段分布，而在D₅期间不活动的断层则无矿化（图3）。金是以硫的络合物和砷的硫化物的形式在流体中迁移。在断层活动时，由于流体压力的降低而导致流体相的不混溶，并与围岩流体和断层限制的流体混合可导致含金石英脉的形成；围绕流体通道的围岩中的硫化反应可使Au-S络合物不稳定，从而导致含金硫化物脉的形成。

图3 Ashanti金矿带构造控矿模式图

（据Allibone et al.，2002；转引自毛景文等，2012）

总之，该矿床具有如下特征：①金矿床沿着大规模断层系的特定部位产出，构造对成矿作用的就位起控制作用。在 Ashanti 地区构造与矿化位置之间的关系可作为圈定成矿靶区的有效方法；②金硫化物脉分布在脆-韧性断层的内部和周围，组成了浸染状含金毒砂和黄铁矿带；③从Ashanti地区金矿勘查史发现，小规模的航空物探数据，尤其是航空电磁数据提供了识别Birimian沉积岩内部构造的有效信息。综合分析地质填图、探槽和有关的坑道采样、土壤地球化学测量、航磁、放射性、电磁、航卫片等数据，是圈定此类矿床找矿远景区和勘查靶区的有效途径。

（二）美国朱诺（Juneau）金矿带造山型金矿床模型

阿拉斯加东南部朱诺金矿带中的含金石英脉都产于一条数百公里长、几公里宽的主要构造带——海岸山脉巨型区域构造线（Brew and Ford，1978），它穿过阿拉斯加东南部，向南进入加拿大的不列颠哥伦比亚。朱诺金矿带由200余个含金石英脉远景区和矿山组成，矿带自北部的Kensington矿到南部到的Sumdum Chief矿长约160km，宽5～8km。每个矿床从单脉不足1 m宽，到石英脉系统达到4km长、300m宽，向下延伸至少1～3km。Miller et al.（1994）提出了一个综合的流体运移和成脉作用的模型。Sillitoe（2008）指出，Juneau金矿带是发育在海岸岩基这一安第斯型岩浆弧西侧的弧前地带，北美科迪勒拉造山带中的大部分造山型金矿床也都产于这种构造环境。金矿床特征显示其与主断裂带的密切关系。金矿床产在与区域广泛分布的逆断层带相关的陡倾弱脆性的断层和剪切带中，即与压扭性的构造活动有关，因此地壳的增厚和抬升过程有利于金矿床的发育。构造控矿特征显著，与岛弧平行的、围限地体边界的、脆韧性断层带或线性构造带的活化是金成矿作用的重要控制因素。

总之，该矿床具有如下特征：①构造热事件与成脉共同作用形成朱诺金矿床，成矿流体为深部来源；②矿脉系统受到了围岩的控制，主要的含金矿体与较硬岩石相关，岩石的脆性破裂对含矿脉的就位起到了重要控制作用；③围岩蚀变与石英脉围岩的矿物成分有关，普遍发育强烈的硅化、碳酸盐化、硫化物化和绢云母化。

三、资料来源

毛景文，张作衡，王义天等.2012.国外主要矿床类型、特点及找矿勘查.北京：地质出版社，1～27

Allibone A H，McCuaig T C，Harris D et al.2002.Structural controls on gold mineralization at the Ashanti deposit，Obuasi，Ghana.Goldfarb R J and Nielsen R L（eds.），Integrated Methods for Discovery：Global Exploration in the Twenty⁃First Century.Society of Economic Geologists Inc.，Special Publication Number 9：65～93

Goldfard R J，Groves D I，Gardoll S.2001.Orogenic gold and geologic time：A global synthesis.Ore Geology Reviews，18：1～75

Kerrich R，Goldfarb R J，Groves D et al.2000.The geodynamic of world⁃class gold deposits：Characteristics，space⁃time distribution，and origins.SEG Reviews，13：501～551

Miller L D，Stowell H H，Gehrels G E.2000.Progressive deformation associated with midCretaceous to Tertiary constructional tectonism in the Juneau gold belt，Coast Mountains，southeastern Alaska.Geological Society of America Special Paper 343，193～212

Sillitoe R H.2008.Major gold deposits and belts of the North and South American Cordillera：Distribution，tectonomagmatic settings，and metallogenic consideration.Economic Geology，103：663～687