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浅析砾岩型金矿的特征与研究进展

2020-06-06 257 上传者：管理员

摘要：砾岩型金矿是一种重要的金矿类型，在世界黄金开采历史上砾岩型金矿有着举足轻重的地位。本文通过分析对比国内外典型砾岩型金矿床特征，总结了砾岩型金矿赋矿地层及其特征、成矿地质背景和成矿规律，并结合前人研究成果提出了砾岩型金矿矿床成因及成矿条件，认为砾岩型金矿的形成存在初始沉积成矿和次生富集成矿两个成矿过程，而这两个成矿作用过程均受金物质来源、构造运动和古地理环境三个条件的控制。

关键词：
成矿地质背景
成矿条件
成矿规律
矿床成因
砾岩型金矿
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金矿床类型复杂多样，主要有砾岩型、绿岩带型、石英脉型、韧性剪切带型、卡林型、斑岩型、浅成低温热液型、火山岩型等。砾岩型金矿是一种重要的金矿类型，其储量可占世界金矿储量的60%～70%，在世界黄金开采历史上砾岩型金矿有着举足轻重的地位，直到现在仍有近半数的黄金产量来自此类矿床。

早在1745年砾岩型金矿就在巴西东部Jacobina一个小型的原始采坑中发现，后来相继在西非和南非等地发现含金砾岩。目前砾岩型金矿以南非兰德型金铀矿为代表，是世界上各类金矿中储量和产量最大的矿床，提供了世界金产量的60%以上。我国对于砾岩型金矿的研究相对较晚，研究程度也相对薄弱。20世纪60年代许多地质工作者逐步对国内一系列砾岩层的含金性进行普查，并相继对黑龙江东部、吉林珲春、五台山和胶莱盆地等砾岩型金矿的矿床地质特征和成矿规律进行了研究。

1、赋矿地层及地层特征

前人研究发现砾岩型金矿受地层层位的控制明显，并统计了砾岩型金矿的含矿层位，表明大多数砾岩型金矿，尤其是有着重要经济意义的砾岩型金矿均产于早-中元古代的沉积地层中。笔者总结目前国内砾岩型金矿的赋矿层位及地层特征，并与维特瓦德斯兰德砾岩型金-铀矿作对比（表1）。由此可见，砾岩型金矿含矿地层在时代上分布广泛，在早元古代、中生代和新生代地层中均有分布，并不仅陷于早-中元古代的沉积地层。统计表明几乎所有的砾岩型金矿都产于古沉积盆地的砾岩及相关的粗碎屑岩层序中，其沉积相基本都是属于湖盆边缘河流入口处河流相冲积扇或三角洲沉积。此外，发现砾岩型金矿赋矿层位与基底的关系密切，除云南西部外，几乎所有的砾岩型金矿都不整合于基底岩系或下伏地层之上。

2、成矿地质背景

总结对比国内外已发现的砾岩型金矿成矿地质背景发现：几乎所有的砾岩型均有相似的成矿的地质背景，其在所处的大地构造位置及背景和金物质的来源（即矿源层）具有较高的一致型。

2.1 大地构造位置及构造背景

众所周知，盆地的形成和演化与区域构造背景是分不开的，而盆地内矿藏或矿化形成于特定的阶段和环境之中。国内外典型的砾岩型金矿矿区在大地构造位置上均属于山间盆地、山前盆地或断陷盆地，且都分布于构造上不稳定的盆地边缘。此外，在构造背景上，砾岩型金矿赋矿地层的形成期都处于一个相对不稳定期，这主要表现为区内受同期构造运动明显，断裂和火山活动发育，差异升降明显，在构造上升区地层遭受风化剥蚀，而在构造下降区则形成一系列山间盆地、山前盆地或断陷盆地，这也造成了砾岩型金矿在沉积层序上是相似的，砾岩金均产在与基底岩系或下伏地层不整合面之上。

表1 国内外典型砾岩型金矿赋矿地层及其特征对比

表2 国内外典型砾岩型金矿基底岩系或下伏地层特征对比

2.2 金的物质来源

金的物质来源是砾岩型金矿成矿的基本条件，总结对比国内外已发现的砾岩型金矿金的物质来源，砾岩金均与下伏或外围的古老基底岩系或地层关系密切（表2）。统计表明：（1）古老基底岩系或地层与赋矿地层的接触或分布关系密切，这些古老岩系均与赋矿地层呈不整合关系（分布在不整合面之下）或分布在其外围；（2）含金砾岩地层下伏或外围的古老基底岩系或地层均具有较高的金丰度值，有些古老岩系中可见含金石英脉或构造蚀变带，甚至发育原生金矿；（3）含金砾岩的砾石组成、矿物成分及重（副）矿物成分与古老含金岩系基本相同。由此来看，古老的含金基底岩系或地层是砾岩型金矿形成的物质来源，即:矿源层。而由赋矿地层与矿源层的接触和分布关系来看，砾岩金的形成是接受古老含金基底岩系或地层长期风化剥蚀物质在堆积的结果。

2.3 古地理环境

砾岩型金矿的均形成于湖盆边缘的冲积扇或三角周沉积，岩性均为砾岩及相关的粗碎屑岩，砾岩多呈次棱角状，少数为次圆状，分选性较差。反应出近源搬运，快速沉积的特征。而统计也表明赋矿地层沉积期正是其沉积区外围古老含金岩系隆升剥蚀区，说明金的搬运富集和矿源层在古地理环境上具有较高的耦合程度。前人研究发现黑龙江东部地区、胶莱盆地和南非兰德砾岩型金矿形成的古气候均为温暖湿润的，认为温暖潮湿是砾岩型金矿形成的最适宜的气候环境（王之彬等，1995,1998；王亮义等，2004；张竹如等，1999）。王亮义等（2004）认为温暖潮湿气候环境下水系网发育,地表水和地下水充沛,对含Au物质的搬运、转移和沉积都非常有利,是砾岩型金矿形成的不可缺少的条件。王之彬（1995）认为温暖湿润的气候环境地表水流量适当，从而能够通过“底流”作用促进金的次生再富集。

3、金的赋存与富集规律

总结国内外典型的砾岩型金矿特征，发现砾岩型金矿中金的赋存及富集主要存在以下规律：

(1）金主要赋存于砾岩胶结物中或砂质充填物中，分布很不均匀，在砾石中含金甚微。(2）金的富集同砾石直径与含量成正相关，砾石直径越大，含金性越好。(3）砾岩中的砾石磨圆度差、分选差、组成复杂时，金就富。(4）受基岩起伏控制，在低洼处或凹陷处矿体厚度大，品位亦高；在隆拱或凸起处，矿体厚度小，品位亦贫。在隆拱或凸起前后两侧的低洼处或凹陷处，矿体更厚更富。(5）金的富集与古地理沉积环境关系密切，主要富集于温湿气候条件下湖盆边缘冲积扇沉积中，且盆地多为山间盆地、山前盆地或断陷盆地。(6）受层位控制明显，富集于含金砾岩层的底部。(7）前人研究发现金与部分矿物关系密切。王之彬等人对黑龙江东部砾岩型金矿的研究发现:金与钛铁矿、锆英石密切伴生，并在含量上存在着极明显的正消长关系，此外与角闪石、石榴石、绿帘石也存在密切的关系；而对兰德砾岩型金矿研究发现：金、沥青铀矿、黄铁矿同其他碎屑重矿物独居石、锡石、铬铁矿、榍石等共生。

4、矿床成因及成矿条件

随着对砾岩型金矿的研究不断深入，相继提出砾岩型金矿的纯沉积成因、热液-沉积成因、变质砂矿成因和同生化学成因等观点。笔者总结对比国内外典型的砾岩型金矿成矿规律和矿床成因发现：上述观点从某些方面能够合理的解释某些特定砾岩型金矿床的成矿机理，但其不具备普适性，表明这些观点各自有其不完备性，如：兰德盆地砾岩型金矿研究表明赋矿地层在绿片岩相变质作用中，变质流体参与了金等元素的活动过程，从而影响了其成矿作用，但是国内侏罗纪和新近纪砾岩型金矿的赋矿地层均为发生变质。

针对上述问题，笔者认为砾岩型金矿存在初始沉积成矿和次生富集成矿两个成矿过程，其中初始沉积成矿是砾岩型金矿形成的不可或缺的成矿过程，是砾岩型金矿形成的基础；而次生富集成矿过程是在初始沉积成矿后在流体参与下对赋矿地层进行次生改造。而这两个成矿作用过程均受金物质来源、构造运动和古地理环境三个条件的控制（图1）。

图1 砾岩型金矿成矿作用过程模式图

总结对比发现国内外典型的砾岩型金矿均形成于构造运动相对活动的时期，受同期构造运动的影响，断裂和火山活动发育，差异升降明显。在构造隆升区，古老含金基底岩系或含金地层裸露并遭受风化和剥蚀，在古水流搬运作用下为砾岩型金矿提供物质来源；而在构造下降区则形成一系列山间盆地、山前盆地或断陷盆地，并接受隆升区古老含金基底岩系或含金地层风化剥蚀的含金物质而沉积成矿。受这种特殊的构造条件、盆山耦合关系和古地理环境，含金物质通过短距离搬运在上述盆地边缘快速沉积成矿，并主要产于冲积扇相的砾岩及相关的粗碎屑岩层序中。在初始沉积成矿过程后，砾岩型金矿可能还经历了长期或者多次的流体改造，在流体参与下金等元素再次活动富集或者遭受破坏。由于流体作用的复杂性，加之不同地区或时代的砾岩型金矿中次生富集作用过程也不尽相同，因此对砾岩型金矿形成过程中次生富集作用还有待进一步深入研究。

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