西澳大利亞利奧諾拉東南部金礦成礦地質特征

朱利輝（1.甘肅省地質調查院，甘肅蘭州730000；2.中國地質大學（北京），北京100083）

?

西澳大利亞利奧諾拉東南部金礦成礦地質特征

朱利輝1,2
（1.甘肅省地質調查院，甘肅蘭州730000；2.中國地質大學（北京），北京100083）

摘要：金礦的勘探是地質勘探永恒的主題，本文以西澳大利亞洲利奧諾拉東南部伊爾崗地塊中所發現的金礦為支撐點，通過對其中三條主要的綠巖帶的研究，來闡述伊爾崗地塊金礦的礦化特征、成礦類型、和控礦因素。

關鍵詞：利奧諾拉；金礦;伊爾崗地塊；地質特征

澳大利亞各州都發現有金礦。澳大利亞已探明有經濟意義的金礦資源中，西澳大利亞州占六成，而利奧諾拉東南部伊爾崗克拉通中的三條綠巖帶作為西澳大利亞重要的金成礦帶，近些年來吸引了國內外的眾多投資者和勘探公司。本文旨在介紹西澳大利亞利奧諾拉東南部伊爾崗地塊金礦的成礦地質背景、礦化特征、成礦類型、和金礦的控礦因素。

1　區域地質概況

1．1地層

研究區域位于前寒武紀克拉通，伊爾岡地塊是典型的太古宙花崗-綠巖帶，區域上出露地層主要為太古代基底以及不整合于太古代基底之上的古生代、新生代地層。按照有老到新的順序，敘述如下：

1）太古宙巖石地層。超鎂鐵質巖：可分為五個組，完整的超鎂鐵質巖，科馬提巖，橄欖巖，透閃石片巖，和輝巖），在區域上主要出露完整的超鎂鐵質巖，橄欖巖和輝巖三個巖石序列。

細粒鎂鐵質巖及角閃巖：鎂鐵質火成巖構成了一個大綠巖層序。巖基主要是拉斑玄武巖。角閃巖分布在變質程度較高的區域。玄武巖主要分層特征是細粒碎屑巖夾層，長英片巖，角礫巖和玻質碎屑巖層。鈣質膠結角礫巖和玻質碎屑巖在鎂鐵質巖內部形成一條抗壓、多瘤狀線性構造。

中粗粒鎂鐵質巖：具次輝綠、輝綠結構，可能形成侵入或粗粒基性噴出熔巖。玄武巖和輝長巖通常在超鎂鐵質，鐵質和沉積序列中形成基巖，透鏡體和巖層。

長英質火山巖和火山碎屑巖：廣泛分布在Malcolmand Murrin綠巖帶，但很少出露地表。巖性包括流紋巖、英安巖熔巖和火山碎屑巖及碎屑巖。

沉積巖：根據巖石特征分為兩組，即碎屑沉積巖（范圍從礫巖到頁巖）和化學沉積巖（主要是燧石和BIF）。

2）古生代地層。二疊系沉積巖石：主要由粗粒石英砂巖、含礫砂巖、沙泥巖構成。根據沉積特征，判斷為二疊紀河湖相沉積。

3）新生代地質。在短暫的河道和平原中的第四系沖積層是由粘土、淤泥、沙、礫石組成。

1.2構造特征

伊爾崗地塊位于西澳大利亞地盾的南部,是地盾的兩個太古代古陸核(伊爾崗和皮里巴拉)之一。這兩個古陸核間被不同程度變質和形變了的元古代盆地隔開,周圍被寬闊的元古代變質巖和深成巖的線形巖帶或稱活動帶包圍著，伊爾崗地塊的東南部邊緣以變質作用年齡為13億年的阿爾巴尼弗雷塞省為界。卡斯科尼省似乎是這種活動帶的殘留天窗。

伊爾崗地塊的大部地區是由火山成因的巖帶（統稱為“綠巖帶”）構成，并在多處被花崗巖體侵入。這些巖帶的主要成分是超鎂鐵巖、鎂鐵巖和長英質火山巖，以及侵入巖、火山碎屑巖、燧石、石墨片巖、條帶狀含鐵建造、砂質和礫狀的碎屑巖。

伊爾崗地塊的構造明顯是延伸狀的,而且許多單個的巖體聯合成一個大的巖基。因此，伊爾崗地塊的構造體制明顯地受線狀構造控制。

伊爾崗地塊可劃分為三個主要構造省（西澳地質協會），即西南省、穆奇森省和東戈爾德菲德省。劃分省的主要根據是相同的構造體系分帶。

東戈爾德菲德省的變形主要分四個階段。第一階段(D1),其特點是南北擠壓產生的等傾和平臥褶皺；第二階段(D2)是區域上東-東北-西-西南擠壓事件產生的北-北西縮短的趨勢和陡峭傾斜的直立褶皺，軸向曲面彎曲。第三階段(D3)是一個壓力變換事件，表現為在韌性剪切帶和沿界線清楚的脆性斷層,以及與之相關的隱梯隊,陡峭倒轉的褶皺發生的左旋走滑運動。繼續擠壓在第四階段(D4)產生一個小褶皺節理，壓扭性褶曲、逆斷層。東戈爾德菲德省的太古代地質情況,由于出露不好,很難進行解釋,但有一個傾向是簡化區域構造。例如經過詳細研究的金英里區證明該區的構造類型復雜，走向滑動斷層普遍存在。而橫沖斷層在區域構造走向與斷層相平行的地方，就表現的不夠清楚。有一些區域背斜常常被斷裂全部破壞，個別斷塊可能遷移十余公里。

1.3綠巖帶

太古代伊爾岡克拉通東部金成礦帶中心，可劃分為theMalcolm，MurrinandLaverton三個綠巖帶。

1）馬爾科姆（Malcolm）綠巖帶位于Keith-Kilkenny斷層帶南西部。它包括Gindalbie和Kurnalpi部分地層。東邊部分被超基性、基性、中性巖石占據，中部及西部則包含一個2種不同統計方式的基性-酸性火山巖序列。東部位于Yerilla和Glenorn斷層之間，巖石組成為：玄武巖、輝長巖、超基性巖、安山巖、沉積巖和酸性火山碎屑巖。巖石沿著Yerilla斷層，產于花崗巖-綠巖體接觸帶，強烈的變形與局部變質形成角閃巖相巖石。Yerilla斷層的幾何學特征顯示其為左旋斷層。馬爾科姆（Malcolm）綠巖帶中部位于Yerilla和Emu斷層之間，巖石組成為：玄武巖、鐵鎂質片巖、酸性火山碎屑巖及大片的花崗巖侵入巖體。Kurrajong附近為Emu斷層的東部邊緣，寬2英里，斷層帶強烈變形，由高變質的酸性火山巖、火山碎屑巖及小面積的玄武巖及角閃巖組成。

2）馬瑞（Murrin）綠巖帶位于Keith-Kilkenny斷裂帶和Claypan斷裂之間。巖性以大面積的超鐵鎂巖石、高鎂玄武巖、鐵鎂質侵入巖，大量的安山巖和酸性火山巖為特征。Mount Kilkenny和Eucalyptus區域內有北北東至正北向延伸的大規模褶皺、逆斷層，斑巖及Yarri區域內傾向向西的單斜構造，淺變質巖。在Mount Kilkenny和Eucalyptu之間區域，鐵鎂質巖石、超鐵鎂質巖石是其典型代表，在當地被定名為層狀火山巖。它們經過變形，帶著含拉斑玄武巖和高鎂玄武巖夾層進入大規模的開放式褶皺，長度3～4km。在Porphyry和Yarri區域,Murrin綠巖帶在東部由鐵鎂質巖石和侵入巖組成，在西部由中至酸性火山巖組成，形成了一個傾向于盆地的南西西向斜。綠巖帶西部邊界附近的酸性火山巖，靠近基爾肯尼地層，經過強烈擠壓，形成長英質片巖。The Keith-Kilkenny斷層帶同期的沉積盆地，巖性則以多雜質礫巖、硬砂巖為主。

3）拉弗頓綠巖體位于Claypan斷層東部，以豐富的含鐵建造為特征。在含鐵建造單元中有燧石條帶侵入。含鐵建造和燧石強烈變形為緊密等斜褶皺。含鐵建造西部邊緣的平臥褶皺表明受向東的擠壓力的重復剝蝕。

2　金礦化特征

伊爾崗地塊中重要的礦床都產在鎂鐵質火山巖當中。卡爾古利和諾斯曼的巖序對類似的地質條件具有典型意義。巖序是由枕狀拉斑玄武巖、粒玄巖、輝長巖侵入體及少量凝灰巖，燧石或石墨片巖等巖有構成。例如卡爾古利的金英里礦床，是西澳大利亞最大的礦床。位于向南平緩傾沒的緊密向斜中，礦體以褶皺后的走向斷層為界，斷層可能與構成金礦脈的斷裂和剪切體系有關。礦床中約有80%的金來源于容礦的拉斑玄武巖。復雜的侵入巖體從下冷凝接觸帶附近的輝石巖到含有約60%的石英和上冷凝接觸帶以下的含大量鈉長石和石英的花崗斑巖的10個巖石單元構成。大量的礦石采自“珀林加”玄武巖中的礦脈(網脈狀)。

卡爾古利金礦床產在北北西向構造破碎帶附近，類似的斷層也通過列奧諾拉和維魯那附近,這些斷層無疑地影響了火山活動及其中所含的金礦的分布。

硫化物可能是礦石主要成分，但是含量很低,一般說來沉積巖或是凝灰巖層中的層狀礦床含的硫化物要比不整合穿插在火成巖中的石英礦脈的硫化物多。黃鐵礦和磁黃鐵礦通常是主要的硫化礦物。但是砷黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、黝銅礦和輝銻礦也經常存在。金與方鉛礦和砷黃鐵礦相伴生。多數的金呈0.5～20μm的小圓球賦存于砷黃鐵礦中。有些礦區里金以10μm的微粒賦存于砷黃鐵礦中。

侵入的納長斑巖與許多金礦相伴生。鈉長斑巖在礦床中可作為含金的礦石存在,也可作為含金石英脈的容礦巖石存在。它們與圍巖受到同樣程度的蝕變而且年齡也與成礦溶液相一致,由此看來鈉長斑巖與金礦的成因是密切相關的。

3　礦床類型

研究區的金礦床可以劃分為四種類型：與近垂直的脆性—韌性剪切帶有關的蝕變暈礦床；在斷層或剪切帶中的石英脈型；位于斷層或剪切帶中附近的脆性石英脈集合和圍巖交代性；在淺部傾斜斷層或剪切帶附近的角礫巖型金礦。需要說明的是往往在一個地區或礦床上可能存在多個類型。

4　控制金礦成礦環境的因素

用構造的觀點來看，綠巖帶（諾斯曼—威魯那構造帶）可看作屬于低應力，低級到中級的變質范疇[1]，具有被橫穿地殼的高應力韌性到脆性一韌性的剪切帶所切割的大規模脆性構造，而極少有脆性一韌性構造。而這些剪切帶特別是同構造期花崗巖周圍的那些則屬于中高級變質范疇。從綠巖區的范圍內看，一級構造應當是熱液流最大，液／巖比值最高的區域，然而大部分沒有礦化、相反二級構造都是和成礦相關的構造，它含有量金礦。與成礦有關的這種關系的存在可能有兩種可能性：1）一級二級構造之間存在著物理學梯度，這種梯度使得熱液遷移到（沒有過濾地）二級構造中去或者把熱液中的金選擇性地搬運到（滲濾性地）二級構造中去或兩種作用同時存在。2）金的來源主要是綠巖帶，由二級構造從一級構造中引出，一級構造則從地幔和地殼深處引出。沿著這些構造同時存在來自地幔的碳酸鹽，斑巖和煌斑巖的事實證明了這一觀點。這兩種可能都具有研究金礦成因和指導勘探方面的意義。

從熱動力學的觀點看，金從熱液中沉淀出來的作用主要決定于成分合適的主巖和溫度。因為一級構造是一個溫度較高的帶，具有和金相當的一切其他條件，因此金在這些帶中比在次級構造中更容易溶解。進而，如果金在較涼的帶中才開始沉淀，那么就會形成一個富集梯度（化學上的趨勢）而于熱液流動無關，如果有一種連續的液態介質，金就會沿這個梯度滲透。從上述討論中可得出結論：金礦化的熱液由兩種成份組成：1）通過一級剪切帶引入的地幔和地殼底部的成分。2）從綠巖帶和花崗巖基底中的強烈變質區域中引入的變質成分。用這個結論有可能來解釋金礦的明顯的區域性的同位素特征。參考文獻：

[1]沈保豐，彭曉亮．中國太古宙綠巖帶[J]．地質學報，1993，67（2）：208-210．

中圖分類號：P631