向 洪
(中國黃金集團貴州有限公司,貴州 貴陽 550005)
貴州卡林型金礦主要分布于丹寨縣、貞豐縣、望謨縣、興仁縣、安龍縣和興義市等地區,是我國重要的卡林型金礦的產地。有學者對上述地區金礦的地質特征和成礦作用已經做了大量的工作,在成礦地質背景、構造控制、賦存層位和礦流體等方向取得了重要研究成果。例如李紅陽等[1]2002 年,以丹寨—三都一線的金礦樣品進行了化學成分分析、流體包裹體和同位素測試的實驗,實驗結果表現為Au、Hg、As等元素含量是地殼六倍以上,對丹寨金礦成礦因素進行討論,認為丹寨汞—金(銻)是我國南方的金的重要物質來源,成礦時期大約為燕山期晚期。蘇文超[2]等利用Rb-Sr 法計時原理,測定了貴州爛泥溝金礦不同成礦階段的樣品的Rb 和Sr 同位素得到線性相關的Rb-Sr 測試結果,推測出研究區樣品的測齡為105.6Ma,成礦時期也對應為燕山晚期。聶愛國[3]2007 對峨眉地幔熱柱活動理論系統闡述了黔西南地區峨眉地幔熱柱對卡林型金礦區域礦床成礦的影響。雖然已經有很多學者對貴州卡林金礦進行了大量的研究,但是在成礦的物質來源、成礦的流體來源、成礦年齡(見表1)、礦床成因及成礦過程的研究觀點中存在分歧。總的來說造成這些觀點分歧的主要原因在于大部分的科研工作都是以單個礦床為研究對象,沒有將區域背景考慮進去,缺乏系統研究,從而本文擬從整體的角度分析貴州卡林金礦床地質特征和成礦作用。
金礦是貴州的主要礦產資源之一,其中卡林型金礦主要分布在黔西南地區以及丹寨—三都縣一帶。貞豐—普安、冊亨—望謨區域內先后發現兩百多個礦點,其中不乏大型以及超大型金礦床,金礦資源超過1500t,已近探明的儲量也達到了600多噸,是貴州省乃至全國最重要的卡林型金礦集區。控礦構造是卡林金礦明顯的特征之一,且經常以硫化物的形式伴隨低溫礦物一同產生。卡林型金礦床往往伴生發育低溫金屬礦產,如銻礦、汞礦、錫礦和鉛鋅礦等,也伴生螢石、石英等非金屬礦產。區域內金礦主要發育在褶皺核部,例如比較出名的水銀洞和紫木凼受灰家寶背斜控制,泥堡金礦發育在二龍堡背斜之中。
裂谷帶和弧后盆地是形成卡林型金礦的典型構造環境[4]。貴州省內卡林金礦主要集中在揚子地塊的西南一側與右江造山帶構造單元。大地構造上屬于揚子板塊與華南褶皺帶相接。
受燕山運動影響,丹寨三都一線具有較多的沉積間隔,褶皺運動頻繁,區域內分布約防背斜、王司背斜和乃屬背斜。黔西南卡林金礦集中區從整體來看,被右江本地深大斷裂切割為菱形形狀盆地。東南臨華夏古陸被憑祥—南寧北東向(NE)斷裂隔斷,西南與思茅地塊相接。北部由北東向(NE)師宗—彌勒斷裂和北西向(NW)紫云—婭都斷裂與揚子克拉通地塊相連接。盆地內部裂隙發育泥盆系早期,經歷海西期—印支期的發育,最終定型在燕山期。右江盆地在從早古生代開始,盆地經歷多次張拉背景的構造運動,形成了盆地內北西向(NW)為主導的斷裂帶。
貴州西部是貴州境內主要的巖漿巖分布地區,在三都—丹寨金礦區內,并未發現巖漿巖出露現象[5]。而右江盆地內,雖然巖漿活動并不頻繁,但在盆地內部和盆地邊緣都有巖漿巖出露,且巖性范圍很廣,從超基性巖到酸性火成巖都有發現,同時成巖火山活動類型也很齊全,入侵型火山巖和噴發式火山碎屑巖都有發現。黔西南拉林型金礦主要經歷三個巖漿活動時期:海西期巖漿活動、印支期巖漿活動和燕山期巖漿活動。
由上文可知貴州省卡林型金礦主要分布在揚子陸塊和右江造山帶兩個地質構造單元,根據地質特征可以進一步對不同地塊上的金礦進行劃分。揚子陸塊上的卡林金礦可以劃分為火山碎屑巖和不純碳酸鹽亞類,主要的賦礦地層為峨眉山玄武巖組合P2β、夜郎組T1y與龍潭組P2l,該單元礦點主要圍繞玄武巖分布。火山碎屑巖亞類金礦床以泥堡金礦為代表,容礦巖石主要是峨眉山玄武巖組P2β的凝灰巖。不純碳酸巖類金礦床以水銀洞金礦為代表,主要的容礦巖石為龍潭組P2l的粘土巖和灰巖以及夜郎組T1y的泥灰巖和泥質灰巖。而在右江盆地內主要分布與碰撞作用有關的礦點,進一步可分為陸源碎屑巖,主要賦存在邊陽組T2b和許滿組T2xm中。陸源碎屑巖型金礦床的典型礦床有爛泥溝金礦、丫他金礦等,該類型的容礦巖石主要是粉砂巖、細砂巖和泥巖等。區域內最主要的控礦構造是區內的一級背斜或者穹隆。主要的容礦構造則是沉積間隔的沉積間斷面和逆沖斷裂帶,前者造成了金礦體以層或透鏡狀順層分布,而后者產生的斷裂破裂帶為金礦發育提供了合適的空間,金礦以脈狀分布。
總的來說金礦的成礦模式主要描述的是礦源物質從哪里來,礦液的流動轉移和富集成礦的問題。在大量研究前人研究成果的條件下,考慮時間與空間因素對貴州卡林型金礦的成礦模式進行定性的描述,主要可以概括為以下幾個方面:成礦時代:黔西南金礦集區主要的成礦階段對應的階段在210Ma 年左右,丹寨三都礦區主要的成礦階段則到140Ma左右對應侏羅紀—早白堊世;成礦動力:成礦動力主要來源于大陸板塊俯沖,深部巖漿熔融上涌,另外區域地質構造作用也提供了一部分動力;成礦流體:現在主流的觀點是成礦流體主要來源于大氣降水、地層有機水和巖漿熱液,巖漿流體具有深部特征,具有很強的化學性,同時可以作為礦物質搬運的載體;成礦物質:成礦物質來源有兩種主流觀點,一是有學者認為它們來自于深部巖漿,隨斷裂構造運移至淺部斷裂富集沉積。另一種觀點則是認為,成礦元素不僅來自深部,而是秉持各個地層在巖漿熱液作用下都可能成為礦物元素來源的觀點,因為在各個地層都有金層礦床的發現;成礦機制:富含金元素的巖漿熱液沿著斷裂轉移到淺部或富集于斷裂之中。巖漿熱液在上移后期,遇到滲透率低的地層(如泥質砂巖等)上移受阻后,于背斜核部或者穹隆富集,在淺部壓力得到釋放,流體沸騰導致相分離從而發生金沉淀,微細的金以絡合物形式附著在含金礦物之中。
早—中二疊世印支板塊向華南板塊俯沖,俯沖板片下潛至華南板塊下部軟流圈地幔。晚三疊時期,二板塊完全拼合,原來由印支板塊下潛至華南板塊軟流圈的板片逐漸榴輝化,密度增大到某一程度導致板片斷裂下沉,引起地幔源的熔融上涌,裹挾Au、As、Cu的巖漿熱液上涌造成區域地殼拉伸削底,在地殼薄弱環節引起裂谷產生一系列深大裂隙,漿液順勢上涌在地殼中沿裂隙構造或層間構造卸載礦物。
現如今全國統一劃分的金礦成礦帶區劃工作已經完成,區域內估算礦產資源總量也顯示了不錯的找礦潛力,但找礦遠景區仍需要綜合考慮礦田是否具備有利的成礦條件。對于礦區遠景區劃分依舊需要考慮以下幾個方面。巖漿巖條件:二疊系、三疊系多次的巖漿活動是區域內金礦形成的不可或缺的必要條件,不光給金礦礦床提供了基本的物質來源,而且是金礦成礦的重要動力來源。同時區內峨眉山玄武巖與成礦的熱水沉積作用有著密切的關系,另外峨眉山玄武巖組P2β的凝灰巖還是主要的容礦巖石之一;構造條件:碰撞造山形成復雜的地層環境,區內逆沖—褶皺帶以及造山構造最有利金礦床形成。再者盆地孤立臺和臺地邊緣礁相地也是成礦的有利部位,因為這些地方都是地臺擴張抬升、斷塊分割和基底斷裂繼承性活動地帶,是礦液的運輸通道。就礦床而言,區內典型控礦構造主要有背斜及層間滑脫、背斜及逆沖斷裂作用和穹隆構造等;地層條件:黔西南金礦主要產自于二疊系—三疊系地層,丹寨金礦主要來源于寒武系三都組地層中。無論是陸源碎屑巖還是不純碳酸鹽,金礦多儲存在由孔隙度小的泥巖類和孔隙發育的砂巖和不純碳酸巖交替的巖性組合的地層中,構成一個地滲屏障,另外當斷裂構造與巖性組合層間有相切關系時最有利于成礦;圍巖蝕變條件:黔西南金礦圍巖蝕變類型主要有硅化、黃鐵礦化、去碳酸鹽化、粘土化和白云石化等。而三都—丹寨的與金礦有關的蝕變作用以硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、汞礦化和銻礦化等[7-8]。
目前貴州境內發現較大型的金礦主要分布在黔西南以及丹寨—三都一線。其成礦原因主要受揚子地塊和右江地塊間的大斷裂影響。二疊世—三疊世期間的板塊運動導致的巖漿上涌是形成金礦床的主要影響因素,巖漿熱液提供了一部分礦物來源,更充當了金礦成礦的驅動力。構造作用為挾金巖漿熱液開辟了富集場所,構造裂隙和聚礦巖性組合的地層間隙是常見的礦物卸載空間。