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摘要 :矿产资源作为一种不可再生资源,其开发与使 用有效性对一个国家的战略规划有着重要的影响, 尤其是 金矿,有着极高的收藏与投资价值。和一般矿产相比,金 矿床的开采难度相对要更高,要想对金矿床进行开采,就 必须充分研究金矿床的成矿规律,明确找矿方向。本文将 在概述金矿成矿地质条件和金矿床类型的前提下, 分析金 矿床的成矿规律, 进而探讨金矿的找矿方向。
关键词 :金矿床,类型划分,成矿规律,找矿方向
1 金矿成矿地质环境概述
在地理位置上,中国位于欧亚板块的东南部,非稳定 型古陆是较为明显的大地构造性质,属于复合型大陆,由 诸多小陆块、微陆块和造山带构成的,主体归属于藏滇、 塔里木、华北华南和印度板块,另外北部归属于西伯利亚 板块,台湾东南部归属于菲律宾板块。经过漫长的地质发 展,华北、塔里木、扬子小陆块等几大陆块和诸多微陆块 通过演化、拼接、改造后形成了中国现代大陆。晚元古代 早期之前的发展主要集中在陆核与陆块, 从后期开始历经 的多个陆核发展阶段,包括早古生代、晚古神代、早中生 代、中生代和新生代,受到了三大动力学体系控制,分别 是古亚洲洋、特提斯古太平洋和印度洋太平洋,并相应的 经历了特定活动阶段。地球动力学的环境有着较高的复杂 性,先发生了陆块裂解,后形成了大洋,在此过程中反反 复复经历 ;大洋与陆地、陆地与陆地、大陆边缘增生、各 板块碰撞、大陆聚合等多种极为复杂的地球动力学,形成 了不同的构造域,大致有喜马拉雅构造域、古生代古亚洲 构造域、中生代与新生代太平洋构造域、中生代和新生代 特提斯构造域。中国目前的构造轮廓、环境、资源和地质 背景就是多板块之间剧烈碰撞和复杂的体系活动所形成 的结果,主要位于华南板块、塔里木华北板块、藏滇板块 之间,板块碰撞力量主要集中在塔里木和华北板块、古太 平洋板块和印度板块、太平洋板块和菲律宾板块。特殊且 复杂的地球动力学环境赋予了中国地质构造的复杂化, 表 现出丰富多样的沉积类型,岩浆活动十分频繁,有非常强 的变质作用,这些都属于优越的金矿成矿必备地质条件, 特别是喜马拉雅期和燕山期, 是中国和相应邻区的地球多层物质相互作用、相对运动剧烈程度最高的时期,因此中 国和相应邻区最为重要的构造—岩浆—成矿阶段就锁定 在了中生代和新生代。
2 金矿床类型及其特征
从自然界角度出发,金矿床可分为岩金矿床、砂金矿 床和伴生金矿床这三种。据不完全统计,世界范围内的岩 金、伴生金和砂金的储量比例为 70 :15 :15.其中,岩金 矿床又可根据不同的成因进行分类,可分为沉积变质型、 岩浆热液型、变质热液型、变质砾岩型和热液淋滤型等。 若根据构造单元的不同又可以将金矿床分为边缘与地台 成矿、地盾成矿、环太平洋成矿和地槽褶皱带成矿。在世 界总储量中有着较高产出黄金储量占比的是地盾成矿, 在 25.6% ~ 27.8% 之间。通常情况下,金矿指的就是本身有 着一定金含量的岩石, 在岩浆热液的作用下经过复杂的变 化后富集起来, 慢慢形成具有开采价值的矿石。
从宇宙观出发,整个宇宙中比太阳更大的恒星是客 观存在,在燃烧作用中会发生一系列聚变反应,氢会变为 氦,氦会变为其他类别的重金属,直到最终黄金融合就会 发生恒星爆炸, 此时会有数不尽的金原子在宇宙中四处喷 射。约 45 亿年前,由原子组成的大物质在地球形成的时 候,以携带一些黄金的小天体的形式撞击地球,高密度的 撞击导致熔化了的黄金慢慢沉入地心, 因此很多金矿都分 布在地下深处,越是靠近地心的位置可能有越多的黄金。 在地球形成时期,金矿床可谓是最昂贵的产物之一,所有 类似的物质均被人们称之为黄金。因为超新星爆发过程中 有很多重金属元素产生, 所以地球形成的同时还有其他碎 片聚合成类行星,但重金属元素遗留物只遗留于地球,土 星和木星则没有。
2.1 独立岩金矿床
以容矿岩系为主的划分方案为依据, 中国独立岩金矿床 可划分为8类,一些类型中根据矿化特征进一步划分亚类。
第一,产出位置在太古宙中深变质岩的金矿床(I), 或者产于该变质岩衍生的花岗岩中,还可进行具体的分 类,一种是位于中深变质岩中的硅质岩型金矿(I-2),另 一种是位于中深变质岩及衍生的后期花岗岩中的中深成脉型金矿(I-1)。
第二,产出位置在浅变质碎屑岩中的金矿床,这种类 别的矿床赋矿岩系主要是千枚岩、片岩、浅变质含碳碎屑 岩和板岩。相比国外的穆龙套型金矿床,这种金矿有很多 相似之处,等同于国外的硬砂岩型、黑色岩型金矿和浊积 岩型。形成于不同时代不同构造环境的裂陷槽,产出于期 间的矿石类型有蚀变岩型和石英脉, 这两种都是中国金矿 的主要类型,目前已探明的资源储量占比已经超过20%, 大致分布于桂东粤西、辽东、柴北缘、湘西黔东。
第三,产出位置在沉积岩里的金矿床还有另一种名 称,叫卡林型金矿,又叫沉积岩型金矿。集中赋存在未经 区域变质的古生代叠系的碳酸盐岩、细碎屑岩、硅质岩和 纯度不高的碳酸盐中。由于原生矿石内的金矿物颗粒偏 小,几乎不超过 1μm,所以被称之为微细侵染型金矿床。 具有伸展体制的汇聚型板块边缘就是典型构造部位, 表现 形式是大陆弧和弧后构造带。矿床十分明显的受到穹隆、 背斜和次级断裂的控制, 矿体产出位置是多个不同的岩性 界面层间破碎带、滑动带、断裂层或角砾状灰岩内。这种 中国金矿重要类型之一,当前已探明的资源储量占比约为 20%, 松潘、滇黔桂、西秦岭、东秦岭是主要的分布地区。
第四,产出位置在陆相火山岩和次火山里的金矿床 (IV),具体来说包括超浅成岩、陆相火山岩、潜火山岩、 火山碎屑岩, 在近地表浅层深度相形成的热液金矿床在空 间分布上的特征,是紧密联系于火山喷发中心、火山口构 造和火山穹隆。产出大地构造环境十分复杂,基本是板块 俯冲带的岛弧带、大陆边缘、地台活化带、弧后张性盆地、 深大断裂等活动带。
第五,产出位置在海相火山岩里的金矿床(V),具体 指的是位于海相基性火山熔岩和蛇绿岩的金矿床, 包括海 相火山热液型、火山岩型、海相火山沉积岩型。控矿构造 指的是对火山活动有一定控制力的构造,比如韧性剪切、 火山机构、火山断裂等。这类金矿床的大地构造环境是岛 弧、拉张的洋中脊、板内裂谷、大陆活动边缘等。根据容 矿岩系特征,可将这类金矿床划分为2 个亚类,富金火山 块硫化物和沉积喷气型和蛇绿岩型。
第六,产出位置在中深成侵入岩内及其外接触带中的 金矿床(VI),指的是赋存在中深层侵入岩中的金矿床, 也 包括外围接触带里的中深金矿床。侵入岩类别较多,有酸 性岩、超基性岩、中性岩和碱性岩等,与金矿关系最为密 切的就是闪长岩。矿体的主要产出位置是岩体和围岩的接 触带,通常情况下都紧密关联于深大断裂和次级断裂。这 种类型的金矿有着最广阔的分布, 常产出于诸多构造成矿 域内。矿床规模大多为中小型,目前已经探明的资源储量占比约为20%,矿床数量较高,这种类型金矿的主要控制 因素是每个时代的侵入岩体和控矿构造。
第七,产出位置在风化壳中的金矿床,指的是在地表 或近地表中有着较高含金量的金属硫化物矿床、多种类型 的独立型金矿床以及伴生金矿床, 历经生风化淋滤之后逐 步形成的表生金矿床, 这类矿床集中复存在原生矿体里的 氧化带中,主要类别是黑土型金矿、铁帽型和红土型,在 地理位置的分布上往往和原生含金地质体一样。在当下地 理环境中,分布位置主要是西南三江、长江中下游和江南 古陆。
第八,产出位置在砂砾岩中的金矿床,这种类型金矿 在我国地域范围内的探出量不高, 但在世界金矿储量中有 着十分重要的地位,集中赋存在第三系、侏罗系和白亚系 的砂砾岩内。这种矿床基底大部分都是前震旦系,产出时 间段为中新生代,产出地理环境为断陷盆地边缘。矿体集 中赋存在砂砾层的下方和底部, 呈现的形态为透镜状或层 状。比如黑龙江穆棱小金山、吉林黄松甸子金矿。据相关 统计表明, 全国范围内的金矿资源潜力评价中砂砾岩型金 矿在我国范围内的占比不到 1%。
2.2 砂金矿床
产出位置在新生界松散堆积物中的砂金矿床,其在总 资源储量中的占比仅为 8%,这种类型的金矿床是由含金 地质体、原生金矿床发展而来的,主要经历的是各种地表 物理作用,重新堆积、富集了金类成矿物质,广泛的分布 在第四纪松散堆积物和第三系富集物中,青海、黑龙江、 甘肃、西藏、四川等都是主要分布地。
2.3 伴生金矿床
伴生金矿床是中国黄金资源重要来源之一,占已查明 资源储量的20% 以上,而保有资源量超过 30%。主要伴生 在斑岩型、矽卡岩型、岩浆型以及海相火山岩型铜、铅锌 等有色金属矿床中。地域分布广,长江中下游、南岭等地 区相对集中。
3 金矿床的成矿规律
金属矿的形成是一个长期的过程,跨越了多个时代, 集中形成于中生代和新生代。目前我国已发现的大规模金 矿床大多都形成于中生代和新生代, 较为典型的就是位于 福建的紫金山。最近几年的矿产开采与发现的金矿床大部 分属于新生代,较为典型的就是位于贵州的水银洞。就现 阶段金矿床的应用具体情况而言, 找矿的重点应该放在新 生代金矿方面。我国各个地区都不同程度的分布有金矿 床,每个不同的矿集区都富集了多类型金矿床。比如黑龙 江流域、嘉陵江流域以及汉江流域就是砂金矿集区的主要分布地区。很少有类型单一的金矿矿集区,同一种类型的 金矿也存在分布于不同矿集区的情况, 当然某个矿集区也 可能存在金矿类别丰富的情况。
3.1 地层层位对金矿床成矿的控制作用
以哀牢山金多金属成矿带为例进行说明。哀牢山成矿 带上几乎所有矿区的金矿床都形成于金厂组烂山段和下 元古界浅变质岩系。就层位而言,变质粉砂岩会在很大程 度上影响含金石英岩的分布情况, 控制其产状保持与地层 大致相同。含金石英脉产于山区路段,这类矿床的成矿作 用主要受控于砂岩夹层里粉砂岩沉积情况影响, 硅质建造 正处于由氧化到还原的过渡阶段, 有助于沉淀金矿的同时 促进高金丰度岩层形成,这是实现矿床转化、富集、一体 化的重要前提条件。
3.2 区域变质对金矿床成矿的控制作用
金矿床产于变质带浅层变质岩系内,很有可能在变质 早期就一并出现各种岩浆活动与构造运动, 比如超基性岩 侵入、地层褶皱、岩体自变质等。区域变质的发生与各种 地质活动和事件有着紧密的关系, 引发地层动力热变质的 多种矿物来源和热源,都和超基性岩的系列活动有关,优 势是自变质作用。在区域浅层变质作用进入晚期后,处于 含矿裂隙里的富含金石英脉将直接被其他分泌物填充并 替代,由此逐步形成早期脉状分布格局,在空间分布上有 着明显的接近岩体特征。矿区富含金石英脉绝大部分都分 布于西侧 200m 内,脉体温度值偏高,萤石脉型矿石在第 三纪浅层变质岩中的占比约为 30%。
3.3 多类型构造对金矿床成矿的控制作用
富含金元素的金矿床的类别基本都属于萤石脉型,形 成金矿体之后再经过系列改造最终富集在一起,这些都紧密 关联于成矿期前后的各种构造活动, 具体表现为有动力热能 提供,可促进聚集了含矿部位的运移。含金石英岩的在矿区 内较为明显,能够看出具体走向和分布状况,红色层面的底 板表现出一致的褶皱轴向。能够在矿区内明确产出地点的, 几乎都是高岭土化、分布带有糜棱岩角砾带或者构造活动强 度大的部位, 所以构造活动的存在必然会影响自然金粒度。 3.4 高热流体活动对金矿床成矿的控制作用
区域变质作用不仅与变质热液有关,金矿床雏形的形 成还会反复历经金热液、镍热液的叠加与富集。矿床周围 将出现一系列复杂的围岩蚀变现象, 最常见的表现就是青 绿色的水云母、铁白云石化、蛇纹石等。
3.5 地球化学环境对金矿床成矿的控制作用
矿床中含金量较高的底层在赋存层,关于赋存具体位 置的推断通常都是根据矿区内银、锑、砷等元素的组合, 这可以在很大程度上准确的反映金矿化的地球化学环境,其中有着标型元素意义的是银元素。
4 金矿找矿方向
近些年我国金矿勘查领域实现了巨大突破,发现了一 大批金矿产地, 金矿资源储量持续提升, 在取得这些成绩的 同时,也存在着不少的问题, 主要是已开发的资源和矿区潜 力失去了平衡,大多数成矿区带的预测资源量与实际统计 的不相符, 特别是西部地区的远景区带领域, 金矿勘查工作 存在很大的攻坚工作。相比国内外其他金属矿产, 金矿勘查 工作的主要内容基本相同, 包括浅层矿和地表露天矿, 在此 基础上一步步深入到隐伏矿、隐藏矿和盲矿的勘查, 从中东 部转移到西部地区,勘查作业成本将随着勘查风险的增加 而提升。要想有效避免勘查中的风险引发不良后果, 就要在 地质找矿过程中采用科学的预测方法,在先进地质找矿理 论指导下,用高效精准的勘查技术来保证地质勘查成功率。 就目前而言,金矿找矿的主要方向还是聚集在中东部金矿 成矿带上,这些成矿带现有的黄金产区仍有巨大的勘查潜 力,尤其是已知金矿床的深部和外围。小秦岭、胶东和熊耳 山等成矿区带的预测资源量和实际查明的资源储量在所有 成矿区带中的占比位居前列。西部已探明金矿资源量呈现 逐年上升的趋势, 是近些年金矿矿床的重要找矿方向。拥有 辽阔地域的中国西部地区有着极好的金矿成矿地质条件, 但存在地质工作勘查程度低的现象, 因此,西部地区存在非 常大的找矿空间。近些年取得巨大勘查进展的成矿区带主 要是松潘、滇黔桂、东秦岭、巴颜喀拉等,发现了多个微细 的浸染型金矿。另外,阿尔金、班公湖-怒江、天山、西昆仑 等成矿区带的勘查都还有广阔的空间。
金矿找矿一要实现从“基于经验找矿”到“基于理论 找矿”的转变,在强化理论创新的基础上,有效发挥先进 地质找矿理论的指导作用,力争勘查工作实现新类型、新 区域和超大型金矿的突破。而要实现从“单一化”到“多 元化”的转变,合理采用各种先进技术,比如高分辨率遥 感技术、钻探技术、高精度物理勘查技术等,致力于提升 矿床预测水平, 提高寻找隐伏金矿体的准确性。
5 结语
综上,在分析金矿成矿规律、金矿床主要类型、特征 以及今后金矿找矿方向的情况下,可知我国地域范围内有 着丰富的金矿资源,要想在社会发展过程中最大化地发挥 金矿资源的价值与作用,势必要增加技术投入和资金投入, 高度关注并开展金矿成矿规律与找矿方向的研究工作。
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