3種主要類型金礦床成礦特征、成礦條件及找礦意義

王義天　劉俊辰　毛景文

摘要：造山型、淺成低溫熱液型和卡林型3種類型金礦床可形成規(guī)模可觀的區(qū)域性成礦帶或成礦省，是金礦資源的主要產出類型，也是當前金礦找礦的主要目標類型。通過對該3種類型金礦床成礦特征、成礦條件和控制因素進行系統(tǒng)的分析綜述，探討在礦產勘查實踐中應用這些標志性特征和因素識別、確認金礦床類型，進而根據不同的成礦特征和控礦因素開展針對性的找礦勘探工作，為進一步提高金礦找礦的工作效率提供可靠有效的理論和方法指導。

關鍵詞：金礦床;造山型;淺成低溫熱液型;卡林型;成礦特征;成礦條件;找礦意義

中圖分類號：TD11? P618.51 文章編號：1001-1277（2020）09-0012-10

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20200903

引 言

已有研究表明，金礦床可發(fā)育在所有地質時期、各種地質作用和巖石類型中，形成豐富多樣的礦床類型。因此，有關金礦床類型的劃分一直爭論不斷，目前尚無統(tǒng)一的分類標準和劃分方案。然而，在世界范圍的找礦實踐中，一些類型金礦床的探明儲量在近十幾年來一直穩(wěn)居前列，因此逐漸成為金礦找礦的主要目標類型。據R.Lipson[1]統(tǒng)計顯示，截至2013年底，全球除了南非的蘭德（Witwatersrand）金礦床和砂金礦床外，金資源稟賦（過去產量+儲量+資源量）排在前四位的金礦床類型分別是造山型（41.0 %）、斑巖型（20.9 %）、淺成低溫熱液型（18.4 %）和卡林型（5.2 %）。盡管這4種主要金礦床類型劃分和命名的標準不一致，例如：造山型金礦床主要是根據其形成的構造背景，斑巖型和淺成低溫熱液型金礦床主要基于礦床成因，卡林型金礦床的命名來源于其主要產地，但這些名稱目前在礦床學術界和礦業(yè)界已被普遍接受。斑巖型礦床中的金常與銅伴生，形成斑巖型銅金礦床，獨立的斑巖型金礦床很少。本文主要對可形成獨立金（或以金為主）礦床，以及規(guī)模可觀的區(qū)域性成礦帶或成礦省的造山型、淺成低溫熱液型和卡林型3種主要類型金礦床成礦作用、成礦條件和控制因素進行分析綜述，探討在礦產勘查實踐中應用這些標志性特征和因素識別、確認金礦床類型，進而根據不同類型金礦床的成礦特征和控礦因素開展針對性的找礦勘探工作，以期提高金礦找礦的工作效率，達到事半功倍的效果。

1 造山型金礦床

造山型金礦床是指發(fā)育在匯聚板塊邊緣擠壓或壓扭性構造環(huán)境的增生或碰撞變質地體中（見圖1），主要為受斷裂帶控制的后生脈型金礦床（lode-gold deposit）系列，其在時間和空間上與造山作用（包括俯沖型和碰撞型）有關，成礦作用一般同步或滯后于賦礦地體的峰期變質作用，或造山作用晚期，金沉淀與構造變形同步進行[2-7]。

1.1 成礦特征

由于成礦作用發(fā)生在造山作用過程中，因此構造是造山型金礦床的重要控礦因素之一，并表現(xiàn)出多級構造控礦特征。造山型金礦床通常產于地體周圍或增生地體的一級超殼斷裂帶內部或附近（見圖1），這些斷裂帶多是不同構造地層地體或變質表殼巖序列的構造邊界[2，8-11]。造山型金礦床產于這些超殼斷裂帶的二級或更次級斷裂系統(tǒng)中，包括高角度斜向走滑帶、逆掩推覆帶，以及橫向斷裂等。礦體在不同構造部位一般呈4種形態(tài)產出（見圖2）：①破碎角礫巖，②石英網脈和脈體群，③脆—韌性剪切帶中薄板狀石英脈體，④韌性剪切帶中不連續(xù)的薄層、狹縮變形石英脈體[14-15]。這4種形態(tài)分別代表了從脆性到韌性環(huán)境的順序變化，反映了成礦深度和溫度的增加。

礦石類型主要有碳酸鹽-石英脈型和作為交代產物產于石英脈體和剪切帶圍巖中的蝕變巖型，2種類型或以其中一種為主，或二者兼有。礦石構造主要有塊狀構造、團塊狀構造、浸染狀構造、細脈狀構造、網脈狀構造、星散狀構造、條帶狀構造、層紋狀構造、糜棱狀構造、斑點狀構造、角礫狀構造等;礦石結構主要有半自形—自形粒狀結構、他形粒狀結構、包含結構、固溶體分解結構、交代殘余結構、填隙結構、碎裂結構等。礦石礦物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂、斜方砷鐵礦，次要為方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、斑銅礦、輝鉬礦等，以及少量Sb、Bi硫（砷）化物和Au、Ag、Cu、Pb、Bi的碲化物等，整體上硫（砷）化物相對含量為3 %～5 %。 一般情況下，礦體圍巖是變質沉積巖的，主要硫化物為毒砂;礦體圍巖是變質火山巖的，主要硫化物是黃鐵礦和磁黃鐵礦。脈石礦物主要有石英、絹云母、碳酸鹽礦物、黑云母、綠泥石、鈉長石、電氣石等。與區(qū)域元素豐度相比，Au、Ag、As、Sb元素相對強富集，Te、Se、W、Mo、Bi、B元素在一些礦床中也為強富集，Cu、Pb、Zn元素普遍弱富集或不富集，Sb、Hg元素在淺部低溫區(qū)域富集增強。成礦元素在礦田范圍內、單個礦區(qū)或礦脈系統(tǒng)中具有垂向分帶現(xiàn)象（見圖2）。w（Au）/w（Ag）值為1～10，一般為5左右。各時代造山型金礦床金成色平均高達900，且變化范圍較小。與之相比，斑巖型金礦床、火山成因金礦床和淺成低溫熱液型金礦床中金成色普遍較低且變化范圍大[16-18]。圍巖蝕變發(fā)育程度不一，蝕變帶寬度一般較窄，具有側向分帶現(xiàn)象，垂向分帶性不強。蝕變類型和組合會因為圍巖巖性（礦物成分）的不同而有所不同，主要圍巖蝕變類型有硅化、絹云母化、Ca-Fe-Mg碳酸鹽化、黃鐵礦化、綠泥石化、黑云母化、鈉長石化、電氣石化等。

成礦流體為低鹽度（一般小于10 %）、近中性、富CO2的還原性流體，屬于NaCl-H2O-CO2體系[4]。成礦過程中發(fā)生了相分離，即NaCl-H2O-CO2流體分離成H2O-NaCl和CO2-H2O 2種流體，金沉淀即在這種相分離的過程中發(fā)生[19]。此外，水-巖反應、壓力驟降、流體混合也可以導致金沉淀。成礦流體來源以變質熱液為主，也有巖漿熱液和大氣降水（深層循環(huán)地下水）的參與[9]。成礦元素金和礦化劑硫最有可能來自沉積地層，金來源主要是沉積巖（泥質巖是最有利源區(qū)）中金在變質脫水過程中富集形成含金變質流體，或在流體遷移過程中萃取途經圍巖中的金并不斷富集[20-23]，而巖漿活動對成礦元素的貢獻不大[13]。David I.Groves等[24]最近提出造山型金礦床成礦元素與成礦流體來源于地殼深部，其中流體是俯沖洋殼板片脫揮發(fā)分作用的產物，Au元素和相關Ag、As、Bi、Sb、Te等成礦元素是從俯沖洋殼板片上覆的楔形大洋沉積物中沉積黃鐵礦分解為磁黃鐵礦過程中遷移出來進入流體，形成的成礦流體沿巖石圈和地殼尺度的斷裂帶向上運移。

1.2 成礦條件

全球范圍內，自中太古代至新生代，造山型金礦床的形成和時空分布與超大陸拼合過程密切相關，大型造山型金成礦省主要出現(xiàn)在增生造山過程中[3，6]。造山型金礦床的地球動力學背景是在板塊（地體）匯聚邊緣上的俯沖造山運動或碰撞造山運動[25]過程中，外來地體之間或外來地體與先存大陸邊緣之間的拼貼增生作用（見圖1），在造山帶擠壓和壓扭性變形過程中形成金礦床（見圖2）。David I.Groves[26]基于對澳大利亞西部Yilgarn地塊太古代脈狀金礦床所提出的地殼連續(xù)成礦模型（見圖2）對于造山型金礦床的認識具有普遍意義[4，13]。該模型根據金礦床的形成深度和溫度在垂向上分為淺成帶、中成帶和深成帶，與控礦剪切帶的構造層次和圍巖變質相具有基本一致的對應關系。其中，淺成帶深度在6 km以內，溫度為150 ℃～300 ℃，壓力為150～200 MPa;中成帶深度為6～12 km，溫度為300 ℃～ 475 ℃，壓力為200～300 MPa;深成帶深度為12～20 km，溫度大于475 ℃，壓力大于300 MPa[4，27]。盡管形成的深度、溫壓范圍和圍巖變質相跨度大，但絕大多數造山型金礦床產于中—淺成帶的綠片巖相環(huán)境中[3，26，28]。造山型金礦床礦體的定位、產狀、形態(tài)和規(guī)模大小等嚴格受造山過程中構造變形系統(tǒng)控制，并呈現(xiàn)出不同級別構造對礦帶、礦田（礦集區(qū)）和礦床的多尺度控制特征。容礦剪切構造帶可形成于不同構造層次中，即從韌性、脆—韌性到脆性不同變形區(qū)域中均適宜金礦床的發(fā)育，相應的在不同變形條件下形成不同形態(tài)的金礦體（見圖2）。

1.3 找礦意義

造山型金礦床發(fā)育在匯聚板塊邊緣的俯沖增生或碰撞造山帶中，成礦作用與造山作用過程相伴隨，常常在此處一級大地構造單元中可形成規(guī)模可觀的、由系列金礦床組成的區(qū)域性金礦帶或金礦省，相關的一級巖石圈或地殼尺度的斷裂帶或剪切帶沿走向延伸可達幾百公里甚至上千公里。由于成礦深度大、范圍廣（見圖2、圖3），因此形成于所有時代的造山型金礦床在后期地質演化中易于保存下來，其剝蝕深度可以根據控礦構造和蝕變特征、礦物和元素組合等進行很具有實用價值的定性推斷。造山型金礦床一般產于二級斷裂帶或三級斷裂組合中，或者產于復雜的變質火山-深成地體或沉積地體的構造邊界附近，這些次級構造一般與線狀平直的一級構造帶呈小角度（10°～25°）相交，常常發(fā)育波狀彎曲、分支和交匯等有利于礦體賦存的局部性構造樣式。礦體主要定位于高滲透性剪切構造、裂隙系統(tǒng)、背斜、相關逆沖斷裂、斜滑雙重構造等，這些構造常常在礦區(qū)范圍內重復出現(xiàn)，礦體標志性產出特征是賦存于構造擴容空間中的含金碳酸鹽-石英脈或周圍浸染狀蝕變巖[29]。因此，對勘查區(qū)開展系統(tǒng)的礦田構造研究，查明控礦構造性質、構造樣式和組合、變形序列等，可為找礦靶區(qū)的圈定和勘查工程的部署提供可靠依據。主要的圍巖蝕變礦物有石英、絹云母、Ca-Fe-Mg碳酸鹽礦物、黃鐵礦、綠泥石、黑云母、鈉長石等。造山型金礦床對圍巖的選擇性不強，容礦巖石類型可包括中基性火山巖、侵入巖（花崗綠巖帶）、條帶狀鐵建造、雜砂巖、濁積巖、含碳或碳質沉積巖（頁巖、板巖）等（見圖3）。

控制造山型金礦帶或金礦省的大規(guī)模一級構造帶是變形、變質的陡變帶或梯度帶，大地電磁測深、地震反射剖面探測和航空磁測等物探方法可以清晰地揭露這些線狀構造在垂向上和水平方向上的產出特征，而二級或三級構造的航磁異常走向與一級構造有10°～30°的斜交，礦區(qū)尺度的航磁異常與二級或三級構造高角度相交[24]。在區(qū)域尺度上，航空和地面重力探測對含金綠巖帶的形態(tài)和構造具有很好的分辨顯示[7]。地面高精度磁測、激發(fā)極化法（IP）、瞬變電磁法（TEM）和便攜式短波紅外（SWIR）光譜測試在礦床或礦體尺度上是可靠的物探技術手段，這些物探異常可有效反映與成礦有關的控礦構造和硫化物、圍巖蝕變，以及富鐵、鎂和碳質的圍巖。當然，對成礦作用的地質認識是礦產勘查中的關鍵基礎和前提，具有多解性的物探異常數據的解釋及應用需要與地質事實和認識緊密結合。

深部含金流體沿著高滲透性構造帶向上運移，相關成礦元素在一級剪切帶（長度可能超過百公里的范圍內）可形成特征性元素地球化學異常，采用土壤和巖屑化探測量方法可以識別Au、Ag、As、Bi、Hg、Sb、Te、W等元素異常，而在礦區(qū)和礦床尺度上則主要出現(xiàn)Au、As、Sb、Te、W元素異常[24]。金礦床原生暈是進行隱伏金礦體定位預測的重要技術方法，其在垂向上和水平方向上的分帶性對于不同金礦床雖有一些差別，但均可為勘查工程部署提供有效依據。

2 淺成低溫熱液型金礦床

淺成低溫熱液型金礦床主要與陸相近地表的火山-次火山作用有關，產于涵蓋了從玄武質安山巖、安山巖到英安巖、流紋巖等陸相火山巖系或相鄰巖石中。淺成低溫熱液型金礦床形成于古潛水面以下，成礦深度一般小于1.5 km，個別可達2.0 km（見圖3、圖4），成礦溫度絕大多數小于300 ℃[30-34]。

2.1 成礦特征

根據主要礦物組成、蝕變特征、酸堿度和硫的氧化還原狀態(tài)，淺成低溫熱液型金礦床先后被不同研究者們劃分成不同類型：低硫化型、高硫化型和堿性巖型[35];冰長石-絹云母型和高嶺石-明礬石型[33，36-37];低硫化型和高硫化型[31，36，38-39];低硫化型、高硫化型和中硫化型[40-41]。其中，中硫化型作為一個過渡類型，在礦床研究和礦產勘查中的實踐意義有限，目前被廣泛接受的礦床類型分類是低硫化型和高硫化型。低硫化型是指成礦流體中還原硫種屬（HS-、H2S）占優(yōu)勢，其與冰長石-絹云母型相對應，但后者的分類強調成礦流體近中性;高硫化型是指成礦流體中至少有一種重要的氧化硫種屬（HSO-4、SO2-4、SO2）出現(xiàn)，其與高嶺石-明礬石型相對應，但后者強調成礦流體呈酸性。

淺成低溫熱液型金礦床產于由火山機構及其周圍構造擴容空間組成的火山-次火山地熱系統(tǒng)中，成礦元素主要來源于巖漿排氣[42]。控礦構造包括火山口周邊的環(huán)狀、弧形、放射狀斷裂，以及次級斷裂和裂隙系統(tǒng);火山穹窿或火山構造洼地中的斷裂和裂隙系統(tǒng);隱爆角礫巖筒;基底巖石中的高角度斷裂和裂隙系統(tǒng)（見圖4）。礦體主要賦存于火山巖及與其同時代形成的火山沉積巖中，也有部分出現(xiàn)在其下伏的各類基底巖石中。礦體以脈狀、網脈狀和浸染狀為主（見圖3、圖4）。

2.1.1 低硫化型金礦床

低硫化型金礦床產出位置與火山口距離為中等至較遠，圍巖為火山巖，也有一些產于基底巖石中。礦體主要以脈狀和網脈狀產出，少量以角礫巖筒和浸染狀蝕變巖產出。礦體樣式在垂向上具有分帶性，地表為泉華沉淀（硅華或鈣華），下部為網脈狀，再向下為脈狀（見圖4）。礦石類型以石英脈型和網脈型為主，少量角礫巖型和硅質巖型。礦石構造主要有脈狀構造、網脈狀構造、條帶狀構造、紋層狀構造、皮殼狀構造、晶簇狀構造、角礫狀構造;礦石結構主要有膠狀結構、格子結構、自形結構和半自形粒狀結構。礦石礦物主要為黃鐵礦、銀金礦、自然金、硫銀礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂，硫化物相對含量較低（一般為1 %～5 %）[32];脈石礦物主要為石英、玉髓、蛋白石、絹云母、冰長石、方解石、菱錳礦、伊利石、綠泥石、綠簾石。成礦元素以Au、Ag、Zn、Pb為主，少量Cu、Sb、As、Hg等，w（Au）/w（Ag）值變化較大，一般為0.01～10.00[30]。圍巖蝕變強烈，分帶性明顯。一般自礦體向外圍依次出現(xiàn)硅化帶、泥化帶和青磐巖化帶，硅化帶主要蝕變礦物和組合為石英、冰長石、伊利石、黃鐵礦;泥化帶主要為伊利石、絹云母、蒙脫石、黃鐵礦;青磐巖化帶主要為伊利石、綠泥石、方解石、綠簾石、黃鐵礦（見圖5）。成礦流體大多數以大氣降水為主，可含有一定的巖漿揮發(fā)分（見圖4）。成礦流體溫度100 ℃～300 ℃，主要集中于150 ℃～250 ℃;成礦流體鹽度1 %～8 %，通常小于5 %。

2.1.2 高硫化型金礦床

高硫化型金礦床產于火山機構附近，賦礦圍巖主要是火山巖。礦體類型主要以浸染狀蝕變巖型為主，少量火山角礫巖筒型和石英脈型。礦石類型包括硅質巖型、角礫巖型和石英型。礦石構造主要有浸染狀構造、脈狀構造、多孔狀構造、角礫狀構造、塊狀構造;礦石結構主要有交代結構、自形結構和半自形粒狀結構。礦石礦物包括黃鐵礦、硫砷銅礦、黃銅礦、砷黝銅礦、銅藍、輝銀礦、自然金、碲化物，硫化物相對含量高（10 %～80 %）[32];脈石礦物有石英、明礬石、重晶石、高嶺石、葉臘石。成礦元素以Cu、Au、Ag、As為主，少量Pb、Hg、Sb、Te等，w（Au）/w（Ag）值一般小于1。圍巖蝕變發(fā)育，表現(xiàn)出明顯的分帶性。一般自礦體向外圍依次出現(xiàn)硅化帶、高級泥化帶、泥化帶和青磐巖化帶，硅化帶主要蝕變礦物和組合為石英和明礬石;高級泥化帶主要蝕變礦物和組合為高嶺石、葉臘石、絹云母、伊利石;泥化帶主要蝕變礦物和組合為蒙脫石、伊利石、綠泥石;青磐巖化帶主要蝕變礦物和組合為綠泥石、綠簾石、方解石（見圖5）。在垂向上，頂部為蒸汽加熱的湖相沉積，圖5 低硫化型和高硫化型金礦床礦體及圍巖蝕變礦物組合與分帶（據文獻[39]修改）普遍含自然硫或黃鐵礦、明礬石和高嶺石等礦物;在古侵蝕面附近發(fā)育蛋白石和高嶺石，古潛水面附近可形成玉髓脈;向下部依次出現(xiàn)被強烈淋濾的多孔狀石英-明礬石-高嶺石、地開石-絹云母-葉臘石-硬石膏、石英-葉臘石-絹云母等蝕變礦物組合。成礦流體以巖漿水為主，有一定的大氣降水混合（見圖4）;成礦流體溫度140 ℃～300 ℃，主要集中于200 ℃～300 ℃;成礦流體鹽度1 %～25 %，多集中于4 %～8 %。

2.2 成礦條件

淺成低溫熱液型金礦床主要形成于鈣堿性—堿性巖漿弧的近地表環(huán)境中，包括大洋島弧和大陸弧（見圖1），主要地球動力學背景為匯聚板塊邊界的俯沖作用[39]。此外，在弧內、弧后伸展區(qū)和后碰撞裂谷環(huán)境中該類型金礦床也有產出[33-34]（見圖4）。毛景文等[43-46]指出，中國東部中生代淺成低溫熱液型金礦床形成于侏羅紀—白堊紀大陸邊緣火山斷陷盆地或隆起區(qū)沿斷裂發(fā)育的巖漿-火山巖帶中，其地球動力學背景是陸內伸展、大地構造體制轉換和巖石圈大規(guī)模減薄作用。與淺成低溫熱液型成礦作用相關的侵入巖是氧化性的，這與斑巖型銅金礦床一致，而與侵入巖相關的金礦床和卡林型金礦床則與還原性侵入巖有關[34]（見圖4）。在世界范圍內，淺成低溫熱液型金礦床主要集中產于3個巨型成礦域：環(huán)太平洋成礦域、特提斯成礦域和勞亞成礦域。成礦作用發(fā)生在火山-次火山活動過程中，一般情況下，成礦溫度小于300 ℃，成礦深度小于2 km，成礦壓力小于50 MPa。 成礦流體活動需要豐富的斷裂和裂隙系統(tǒng)、高孔隙度圍巖來提出足夠的擴容空間。

2.3 找礦意義

淺成低溫熱液型金礦床的成礦深度淺，在后期地質過程中容易被剝露或侵蝕。此外，有些高硫化型金礦床形成于活動火山機構淺部，后期復活的火山噴發(fā)活動有可能破壞這些礦床或早期地熱系統(tǒng)，目前被保存下來的淺成低溫熱液型金礦床主要是形成于中—新生代，很少量形成于晚古生代。因此，白堊紀以來的陸相中酸性及富堿火山-次火山活動區(qū)（帶）是尋找淺成低溫熱液型金礦床的主要目標區(qū)。淺成低溫熱液型金礦床與其下部斑巖型金礦床及作為過渡類型的硫化物-石英脈型金銀礦床構成了一個完整的成礦系統(tǒng)[34]。因此，江西德興地區(qū)的斑巖型—淺成低溫熱液型銅金銀多金屬礦床組成了一個具有成因聯(lián)系的成礦系統(tǒng)[46]。淺成低溫熱液型金礦床的存在可能指示其深部發(fā)育斑巖型金礦床，反之，斑巖型金礦床的存在可能指示其上部或外圍發(fā)育淺成低溫熱液型金礦床，即在一定地質條件下二者可互為找礦標志。一般情況下，高硫化型金礦床距深部隱伏斑巖體約1 km，低硫化型金礦床則距離較遠。火山機構及其周圍的斷裂和裂隙系統(tǒng)是礦體產出的有利部位。礦體常常成群成帶產出，有時礦區(qū)覆蓋面積可達200 km2[33]。特征性蝕變礦物和組合、蝕變分帶及相關斷裂和裂隙構造系統(tǒng)是最重要且有效的找礦標志，同時要充分考慮到后期的剝蝕程度及構造對礦體、蝕變巖產出分布的改造，因此大比例尺構造-蝕變巖相填圖是有效的地質找礦方法。

航空和地面重力測量對火山-次火山區(qū)（帶）具有很好的分辨顯示。由礦化或泥化蝕變所導致的低阻異常、礦化或硅化引起的高阻異常，以及控礦斷裂均可采用高密度電法測量來揭示。航磁測量可反映熱液蝕變作用形成的低磁異常。火山巖區(qū)放射性測量可獲得主要由鉀化蝕變引起的放射性增強異常。

水系沉積物、土壤和巖石地球化學測量對于淺成低溫熱液型金礦化和蝕變信息的獲取非常有效，Au、As、Sb、Hg等成礦元素及K、Na、Si、Mg等造巖元素的化探異常指示了潛在的低溫熱液礦化和蝕變區(qū)。采用便攜式短波紅外光譜對淺成低溫熱液型金礦床進行蝕變填圖，可快速有效識別蝕變蹤跡、礦物組合與分帶，尤其是鑒別黏土礦物[47]，也可以揭示白云母（伊利石-絹云母）和綠泥石化學成分的細微變化，增強對蝕變分帶和礦化位置的指向意義，從而指導普查階段樣品采集、減少鉆探工程量[7]。在干旱、半干旱地區(qū)，遙感高光譜信息可有效識別蝕變礦物和礦物組合，用于區(qū)域和礦區(qū)尺度的遙感蝕變填圖。通過在可見光、近紅外、短波紅外和熱紅外等多波段范圍內獲取許多非常狹窄區(qū)間的光譜連續(xù)影像數據，很容易區(qū)別與高硫化型金礦床成礦作用相關的高級泥化帶、泥化帶和硅化帶。將高光譜信息與野外現(xiàn)場地質信息相結合，可以對低硫化型金礦床中伊利石和伊利石-蒙脫石蝕變進行填圖。

3 卡林型金礦床

卡林型金礦床是因其于1961年在美國西部內華達州的卡林鎮(zhèn)地區(qū)被發(fā)現(xiàn)而得名。最早發(fā)現(xiàn)的金主要以顯微—次顯微形式分散產于碳酸鹽巖建造中，所以又稱之為微細浸染型金礦床。后來的勘查與研究工作表明，該類型金礦床也發(fā)育在硅質巖、粉砂巖和凝灰?guī)r中。因此，卡林型金礦床可簡要概括為產于未經受區(qū)域變質作用的碳酸鹽巖、細碎屑巖和硅質巖中，賤金屬含量低，金呈微細浸染狀分布的中低溫熱液型金礦床。自發(fā)現(xiàn)以來，美國西部“盆嶺省”北部地區(qū)已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了100多個獨立卡林型金礦床，累計金資源量超過5 000 t，金品位1～25 g/t，主要集中于1～10 g/t，已成為目前世界上第三大金產地。這些金礦床分布在2條近平行、間距60 km左右的北北西向金礦帶中，其中東北側金礦帶稱為卡林帶（Carlin Trend），長度200 km左右，金資源量3 000 t左右;東南側金礦帶稱為拜特山—尤里卡帶（Battle Mountain-Eureka Trend），長度300 km左右，金資源量2 000 t左右。

3.1 成礦特征

美國內華達州卡林地區(qū)的卡林型金礦床賦存于寒武系—三疊系碎屑巖和碳酸鹽巖建造中，主要集中于奧陶系、志留系和泥盆系紋層狀或薄層狀碳酸鹽巖和細碎屑巖地層。其中，白云質灰?guī)r、白云質粉砂巖的含礦性最好，泥質白云巖、鈣質頁巖和碳鈣質粉砂巖等次之。這些巖石在發(fā)生脫鈣作用后能有效提高孔隙率和滲透性，有利于成礦熱液的流通，若含碳質則更有利于吸附、富集金。礦體主要有3種產出樣式：一是產于上述有利礦化巖石單元與高角度正斷裂相交（切）的部位附近，形成不規(guī)則的似層狀、板狀、透鏡狀交代蝕變礦體，與圍巖界線不明顯;二是產于高角度斷裂或其次級斷裂，以及與褶皺相關的斷裂中，形成與圍巖界線截然不同的脈狀、條帶狀礦體，礦石品位較高;三是產于斷裂交匯部位，含礦巖石強烈變形和破碎，形成網脈狀礦體[48]。礦石構造以浸染狀構造、細脈浸染狀構造、角礫狀構造為主;礦石結構以膠狀結構、交代結構（如碳酸鹽巖遭受硅質交代）為主。礦石礦物主要有黃鐵礦、白鐵礦、雄黃、雌黃、輝銻礦、毒砂、辰砂、硫砷鉈汞礦，很少量銅、鉛、鋅、鎢和鉬等的硫化物，硫化物總體相對含量一般為1 %～5 %。自然金絕大多數為微米級和次微米級，多為次顯微的不可見金。脈石礦物主要有碧玉、伊利石、高嶺石、螢石、方解石、重晶石等。主要成礦元素組合為Au-As-Hg-Sb-Tl-Ag，w（Au）/w（Ag）值變化較大，但一般遠大于1。圍巖蝕變發(fā)育，主要有脫碳酸鹽化、泥化、硫化物（砷黃鐵礦、毒砂、雄黃、雌黃和輝銻礦）化、硅化和重晶石化等，不同卡林型金礦床的蝕變特征不盡相同[33]。總體上，由礦體向圍巖的蝕變分帶性（見圖6）表現(xiàn)為：①脫碳酸鹽化，石英+地開石/高嶺石+黃鐵礦±金;②強脫方解石化，白云石+石英+伊利石±高嶺石+黃鐵礦±金;③弱至中等脫方解石化（白云石暈），白云石±方解石+石英+伊利石±高嶺石+黃鐵礦±金;④新鮮的粉砂質灰?guī)r，方解石+白云石+伊利石+石英+鉀長石+黃鐵礦[49]。廣泛發(fā)育的脫碳酸鹽化以圍巖中的方解石和白云石部分或完全淋濾為特征，使碳酸鹽巖的孔隙度增加，為成礦流體的運移和沉淀提供必需的空間。

3.2 成礦條件

美國內華達州卡林型金礦床產于匯聚板塊邊緣的弧后伸展區(qū)的地殼淺部（見圖1），成礦深度一般小于4 km，成礦年齡為36～42 Ma[33，48]。這一時期是科迪勒拉前陸沖斷帶從匯聚向伸展轉變的階段，廣泛的伸展作用開始，發(fā)育了貫穿美國西部的南北向變質核雜巖帶[50]，鈣堿性巖漿作用向大陸方向遷移，這些構造熱事件伴隨了卡林型金礦床、淺成低溫熱液型金礦床及斑巖型金礦床成礦系統(tǒng)的形成。在上述構造背景中，高角度主斷裂及次級斷裂和裂隙系統(tǒng)是控制成礦流體活動的主導因素[51]，此外一些礦體產于寬緩背斜、成礦前坍塌角礫巖體或不同巖性接觸帶中。巖性對成礦作用的控制或影響也主要表現(xiàn)在為成礦流體活動提供場所，如脫碳酸鹽化的灰?guī)r、碎屑流沉積物、相變帶、高孔隙度或高滲透性的地層等。成礦流體溫度180 ℃～240 ℃，鹽度低（2 %～3 %）[33]。

3.3 找礦意義

卡林型金礦床具有成群、成帶產出的特征，因此在找礦實踐中要考慮在大范圍內根據構造背景、成礦地質條件和控礦因素等對區(qū)域性成礦潛力進行評價，指導勘查工作的戰(zhàn)略部署。廣泛發(fā)育的節(jié)理和裂隙常成群出現(xiàn)，為不同期次的各種熱液脈體所充填，如石英脈、重晶石脈、高嶺石脈、黃鐵礦脈、碳酸鹽脈、雄黃脈等，其本身即構成了一類礦石，同時也是指示深部可能發(fā)育產于斷裂中的主礦體的重要標志。同淺成低溫熱液型金礦床類似，特征性蝕變礦物和組合、蝕變分帶及相關斷裂和裂隙系統(tǒng)是最重要而有效的地質找礦標志，同時要充分考慮到后期剝蝕、氧化對礦體、蝕變巖產出、分布的改造，因此大比例尺構造-蝕變巖相填圖同樣是尋找卡林型金礦床的有效地質方法。

Au、As、Hg、Sb、Ag元素的土壤、巖屑地球化學異常是尋找卡林型金礦床的重要信息依據。遙感高光譜信息可有效識別蝕變礦物和礦物組合。采用便攜式短波紅外光譜測量可快速有效識別蝕變礦物組合與分帶。在整個卡林鎮(zhèn)地區(qū)的找礦勘查實踐中已經證明了，地質填圖及獲得的地質模型認識與土壤和巖石地球化學測量相結合發(fā)揮了突出作用，是尋找卡林型金礦床非常有效的勘查技術方法。在后期的找礦工作中，基于地質和化探工作，采用可控源音頻大地電磁法、激發(fā)極化法、地面磁測等物探方法可揭示深部的控礦構造并判別巖性，對尋找隱伏礦體具有重要作用。

4 結 語

金礦床是成礦理論研究和找礦勘查的重要目標。大量研究和勘查實踐活動表明，不斷完善的礦床地質認識或模型是找礦工作的重要前提和基礎。標志性成礦特征、成礦條件和控礦因素是識別、確認金礦床類型的關鍵地質依據，在此基礎上根據不同類型金礦床的特點，選擇適宜的地質、物探、化探或遙感等技術方法或組合，能夠極大提高找礦效率。此外，在新勘查區(qū)的找礦勘查工作中，根據掃面型物化探和遙感異常信息，結合區(qū)域構造背景，亦可對潛在的金礦床類型進行合理的推測和“面中選點”。造山型、淺成低溫熱液型和卡林型3種主要類型金礦床在中國普遍發(fā)育，常常形成大規(guī)模成礦帶、成礦省或大型礦集區(qū)，不斷提高區(qū)域性成礦系統(tǒng)和成礦規(guī)律的全面認識，相互借鑒具有同樣或類似構造背景和同樣類型礦床找礦理論與方法的經驗和成果，可大大促進實現(xiàn)規(guī)模化的找礦突破。

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Metallogenic characteristics and conditions of 3 main types of gold deposits and their exploration significances

Wang Yitian1，2，Liu Junchen1，2，Mao Jingwen1，2

Abstract：The orogenic，epithermal and Carlin-type gold deposits can form significant regional metallogenic belts or metallogenic provinces，and are currently the main types of gold occurrences in the world and the main target types of gold exploration.In this paper，the main characteristics of their mineralization，metallogenic conditions and controlling factors of the 3 types gold deposits are systematically analyzed and reviewed，the application of these characteristics and factors to the practice of mineral exploration to recognize and identify the type of gold deposits is discussed，and then targeted mineral exploration work is carried out according to different metallogenic characteristics and ore controlling factors，which can provide effective and reliable theory and method guidance to further improve gold exploration efficiency.

Keywords：gold deposit;orogenic;epithermal;Carlin-type;metallogenic characteristic;metallogenic condition;exploration significance

收稿日期：2020-08-01; 修回日期：2020-08-20

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFC0600106）

作者簡介：王義天（1969—），男，遼寧東港人，研究員，博士，研究方向為內生金屬礦床成因、成礦作用、區(qū)域構造演化與成礦規(guī)律、礦床評價與成礦預測等;主持和參與的重大科研項目有國家重點基礎研究發(fā)展計劃子項目“大型剪切成礦系統(tǒng)與金礦成礦作用”（2001CB409807），國家自然科學基金面上項目“西秦嶺鳳太礦集區(qū)金礦與鉛鋅礦的成礦作用關系研究”（41372089），國家重點研發(fā)計劃深地資源勘查開采項目專題“小秦嶺金成礦系統(tǒng)結構垂向變化的礦物學標志”（2016YFC0600106-4），中國地質調查局地質調查項目“新疆天山古生代構造巖漿成礦系統(tǒng)與勘查模型研究”（1212011085527），國家重點基礎研究發(fā)展計劃子項目“深部流體成礦系統(tǒng)”（1999043211）;獲得的主要獎項有國土資源科學技術獎一等獎、二等獎，中國有色金屬工業(yè)科學技術獎一等獎，河南省國土資源科學技術獎二等獎;北京市百萬莊大街26號，中國地質科學院礦產資源研究所，100037;E-mail：wyt69@263.net

*通信作者，E-mail：jingwenmao@263.net，010-68999037