矿床及控矿特征
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发布时间：2023-05-04 18:12
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时间：2023-11-03 15:05
（一）赋矿层位及容矿岩石特征
1.赋矿层位
前已述及，从震旦系到三叠系的各系中均有金矿化产出，但以三叠系最多，其次为泥盆系和二叠系。统计表明（图4-2），产在三叠系中的金矿床数约占本类矿床总数的一半，其中大型占80%，大中型占54%，特大型的全部，已探明储量占总储量的70%；产于泥盆系中的矿床占矿床总数的19.5%，其中大型占10%，大中型占26%，探明储量占总储量的14%；产在二叠系中的矿床约占矿床总数的17.5%，其中大型占10%，大中型占11%，储量占8%。产在上述三个层位中的矿床数占本类矿床总数的90%左右，储量占总储量的95%。同时目前已知的大型矿床全部产出在这三个层位中。
图4-2 产于不同层位的矿床综合对比图
1—矿床储量；2—特大型和大型矿床；3—大中型矿床；4—大中小型矿床
在不同地区，金矿的赋存层位虽有所不相同，但在同一地区，总是以某一层位为主，再辅以其他层位。如黔桂滇成矿区和川西北成矿区，赋矿层位以三叠系为主，其次为泥盆系或二叠系。湘中成矿区及南秦岭成矿区南带则以泥盆系为主。但在西秦岭南带由于处在复背斜和复向斜两个构造单位中，因此出现了两个主赋矿层位，在复背斜中以泥盆系为主，在复向斜中则以三叠系为主。
2.赋矿层的形成及特征
（1）赋矿层的基底为“扬子型双层基底”。其下层基底由太古宇-古元古界中-深变质岩系组成，固结较强。上层基底由中-新元古界组成，岩石变质结晶程度较低、固结较弱，活动性较强，由其组成的含金建造，在地壳浅层成矿作用中，可通过基底断裂提供成矿物质。
（2）主赋矿层具有陆缘海过渡型沉积特征，主要形成于扬子陆块边缘的活动带，海西期-印支期拉张裂谷海槽，以及随后由碰撞聚合作用而产生的弧后拉张盆地或前陆海盆中。在这些海盆中，海底地貌变化大，浅水向深水过渡的斜坡带发育，浊积沉积、复理石或类复理石明显，同时有海底火山喷发和气液喷流的参与，易于形成初始浓集层及赋矿层。
（3）赋矿层通常是由物理化学性质差异的互层岩石组成，常见的如细碎屑岩、泥质岩与碳酸盐岩（不纯）互层，细碎屑岩与泥质岩的互层。这些差异主要是在含矿溶液运移和矿质沉淀过程中起流通与屏障作用。在不少矿床中，赋矿层往往就是矿源层（或孕育有矿源层），它们通常形成于深水滞流环境，并有海底气液喷流物质参与，沉积韵律发育，单层较薄，富含有机碳，同生沉积黄铁矿发育，金及其相关元素的丰度较高，浓集系数较大。
3.容矿岩石
容矿岩石种类较多，最主要的是细碎屑岩类，其次是不纯碳酸盐岩类和硅质岩类。统计表明，以细碎屑岩类为容矿岩石的矿床占矿床总数的三分之二，不纯碳酸盐或碳酸盐岩类和硅质岩类只占三分之一，而后者又少于前者。其中细碎屑岩类，主要是由粉砂岩、粉砂质泥岩（板岩）、泥质粉砂岩和泥岩（板岩）等组成的一套岩石组合，有时可夹有少量薄层灰岩、泥灰岩和硅质岩。其矿物成分除陆源碎屑外，常含有碳酸盐、微晶石英、凝灰质和同生黄铁矿。这套容矿岩石常发育在浊流沉积、复理石或类复理石建造中。
碳酸盐岩类多为不纯碳酸盐，即岩石中混有粘土质点、硅质及陆源碎屑（主要为粉砂级）等，往往成为泥质灰岩、硅泥质灰岩、泥质白云岩、粉砂质泥灰岩等。并常过渡为钙质粘土岩、钙质粉砂泥岩等。层理比较发育，常组成中薄层组合。
硅质岩类多数为硅质板岩，其中炭质、铁锰质和泥质含量较高，并常有火山凝灰质物出现。
（二）构造特征及其对成矿的控制
1.大地构造对成矿的控制
前已述及，扬子陆块边缘坳陷和周边陆缘活动带，从整体上控制了我国微细浸染型金矿的分布，其中又以陆块西北和西南的陆缘和陆间印支褶皱带最为重要，几乎集中了所有大型和特大型矿床。成矿构造区的主要特征是：基底具有多层含金建造；显生宙以来处在地壳相对活动、特别是海西期-印支期受古特提斯构造活动影响较大地带；印支运动表现较强，基底断裂和浅层次构造变形明显；中-新生代受滨太平洋或新特提斯构造体系的叠加改造较强。
2.深部构造对成矿的控制
我国深层构造分别呈近东西向和近南北向两个方向分带，由于两者交切而形成块状分布的深层构造格局，我国微细浸染型金矿即主要分布在其中的西南幔坳和东南幔隆过渡地带。从中国莫霍面深度来看，矿床主要分布在从西向东深度变浅的陡坡梯度带内，而且是陡坡局部隆起地段。其地壳厚度主要变化在38～56km之间。
地壳深部构造对浅部构造有重要影响，地壳深部陡梯度变化带的上部是地壳的活动地带，也是地壳挤压应力的主要集中带。在一定深度下，地幔隆起区的上部地壳可为隐伏岩体和地幔射气活动提供广阔空间，有利于形成构造岩浆水热体系，为成矿提供地热异常等条件。
3.褶皱构造及其控矿
（1）控矿褶皱的形成时间：大多数中型以上矿床产于印支褶皱层内，尽管有些地区赋矿地层时代较早，但主要褶皱都是在印支运动完成的。由于印支运动的挤压作用在地壳浅部表现强烈，因此与本类金矿浅部成矿具有空间上的一致性。
（2）控矿褶皱特征及控矿：控矿褶皱均属地壳浅层构造，同时受基底断裂和古地貌的影响，因而常出现束状背斜与宽缓向斜相间，而背斜常呈带状斜列，此消彼长。控矿褶皱主要为穹隆构造，短轴背斜和线型褶皱的局部隆起。其中穹隆构造常与古隆起、海底岛链或交叉格状古断裂有关。
在褶皱过程中，层间滑动断裂、轴部虚脱构造发育。在褶皱后期沿短轴背斜翼部和轴部，或沿古隆起超覆不整合面发育有高角度纵断裂，并与深部基底断裂或构造滑脱面相通，成为含矿热液的活动空间。
金矿化主要发生在背斜轴部、两翼近轴部、背斜倾伏端，并具有高角度纵断裂切割或层间断裂发育地带。如紫木凼金矿产于灰家堡短轴背斜西端北翼，纵断裂与层间断裂的复合带内；戈塘金矿产于戈塘穹隆南翼，上、下二叠统之间的层间压扭性断裂带内；板其金矿产于纳板穹隆南翼的压扭性断裂下盘层间断裂带中；丫他金矿分布于磺厂短轴背斜南翼近轴部的两条高角度纵断裂之间；高龙金矿产于高龙穹隆周围硅化带中；金牙金矿位于凌云隆起东侧巴哈复背斜向东呈鼻状突起的倾伏部位；西秦岭拉尔玛金矿产于白龙江复背斜核部的高角度纵断裂带中。
4.断裂构造及其控矿
在陆块边缘活动带中，断裂构造发育，构成了地域内的重要控矿条件。按控矿断裂的规模、生成序次和控矿程度，可分为不同级别的控矿断裂，构成逐级断裂控矿特点。
（1）区域性深（大）断裂：在本类金矿的分布地域内主要有：古亚洲断裂系统的阿尼玛卿-玛沁-略阳断裂带、天水-唐藏-商南断裂带和临潭-山阳断裂带（呈近东西或北西西向展布）；华夏断裂系统的狮宗-弥勒断裂带、宜春-柳州断裂带和醴陵-衡阳断裂带（呈北东向分布）；特提斯断裂系统的理塘-甘孜断裂带、南丹-紫云断裂带和右江断裂带（呈北西向延长）；龙门山断裂系统主要分布在扬子陆块西缘活动带内，断裂走向为北北东或近南北向。上述断裂具有规模大、切割深、活动时间长和复合性强的特点。在不同发展阶段具有不同的控制作用：在前印支运动的拉张阶段，表现为沉积同生断裂，主要控制含矿建造、赋矿岩石组合的形成和分布；在印支运动期间以挤压和剪切为主，控制各成矿区的构造变形、成矿区（带）的展布以及在成矿中的导矿作用等。
（2）矿区断裂：包括矿区主干断裂及其派生的低序次断裂。它们共同组成矿区范围内的控矿构造网络。
主干控矿断裂，是与深（大）断裂或基底断裂有成生联系的次级断裂，多形成于褶皱期间，主要控制矿化带或矿体的分布及延伸。断裂多以高角度压扭性纵断裂和层间断裂为主，其分布常受褶皱部位、基底断裂和构造软弱带的制约，多产生在差异性岩层的接触面、沉积不连续界面、古隆起超覆界面和侵入岩体的接触带等。矿体主要分布在挤压应力集中带，即挤压应力值的最大地带。
低序次断裂，是由矿区主干断裂派生的更次级断裂，包括主干断裂两侧的羽状断裂（裂隙）、层间裂隙、层间虚脱和岩石节理裂隙等。低序次断裂往往密集成群出现，形成具有相当规模的低压扩容地带，其方向常具有与主干断裂平行、垂直和斜交多组，显剪切、拉张和张扭性。在成矿作用中，主要提供矿体定位空间。
（三）金矿化特征
1.矿体特征
金矿体或矿化蚀变体受赋矿地层和控矿断裂的控制，其主要展布方向与挤压应力场有关。矿体特征主要表现为如下几方面：
（1）矿体与围岩的关系：由于金矿物是呈浸染状或细脉浸染状分布于容矿岩石（蚀变岩）中，因此矿体、矿化体和围岩之间无截然界线，三者常为渐变过渡关系，加之金在岩石中是作为微量组分，而且含金矿物粒度极其微细，宏观上常难以区别，因此矿体的圈定主要借助于化学分析，按工业指示而圈定。但在有的矿床中，由于控矿断裂挤压破碎较剧烈，蚀变、特别是硅化蚀变较强，形成诸如硅化（或硅质胶结）角砾岩带，因此围岩与矿化体之间界线清楚，但矿体与矿化体之间仍为过渡关系。
（2）矿体产状：矿体分布总体上与该区主构造线方向一致，并随主构造线方向的变化而改变。一些其他方向的矿体，多处于从属地位，是由同一应力场下的配套断裂控制所形成的。矿体的倾向比较复杂，不仅不同矿床之间表现不同，即使在同一矿床中也有变化。总体上看，矿体的倾向主要取决于控矿断裂的类型，当控矿断裂为层间断层时，矿体的倾向和倾角与地层基本一致。当控矿断裂为走向断层时，则矿体的倾向可与地层倾向一致或相反，但前者的倾角与地层不同。
（3）矿体形态：矿体形态多样，包括似层状、透镜状、扁豆状、脉状、板状、漏斗状及不规则状等。按照矿体的产状可分为“整合型”和“非整合型”，所谓“整合型”是指矿体的产状与围岩一致或基本一致，而“非整合型”是指切割围岩的矿体。“整合型”矿体多数呈似层状、透镜状、扁豆状等，产在背斜核部受层间虚脱控制的矿体则呈鞍状。“非整合型”矿体多呈脉状、板状、漏斗状、透镜状等。矿体沿走向和倾向均有膨胀收缩、分枝复合和尖灭再现等现象。
（4）矿体组合：在同一矿床中，常有多个矿体存在，它们常呈平行排列或雁行斜列。沿走向和倾向方向，矿体可反复出现尖灭再现现象，尤其是沿倾斜方向出现的向下斜列，可存在隐伏矿体。
2.矿石特征
（1）矿石类型：为了反映矿石的主要造矿矿物、造矿元素、生成条件及类型等，根据矿石的矿物成分按矿石建造对本类金矿划分为以下几种矿石类型：①金-黄铁矿建造，主要金属硫化物为黄铁矿，部分为白铁矿，非金属矿物有石英、铁白云石及粘土矿物等。本类矿石分布较普遍，但金品位一般较低。②金-毒砂-黄铁矿建造，金属矿物主要为黄铁矿和毒砂，在不同矿区还含有少量砷黄铁矿、辉锑矿、辰砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿等。非金属矿物以石英、铁白云石及粘土矿物为主。此类矿石分布较广，常成为各主要矿床、特别是大中型矿的主要矿石类型，金品位一般较高。③金-辉锑矿-黄铁矿建造，金属矿物以黄铁矿和辉锑矿为主，不同矿区常含少量辰砂、雄黄、方铅矿、闪锌矿等。非金属矿物包括石英、铁白云石、方解石及粘土矿物等。其中辉锑矿在矿石中常呈细粒浸染状分布，在有的矿区中还出现有粗大柱状辉锑矿，但这种辉锑矿一般不含金，其与金矿化为非同期产物。此类矿石的分布仅次于上述几类，其金品位偏低，而且变化较大。④金-雄（雌）黄-黄铁矿建造，除黄铁矿外，雄（雌）黄含量明显高于其他硫化物，高者可达工业品位。非金属矿物主要为石英和方解石，或单以方解石为主。雄（雌）黄矿物虽然在本类矿床中分布比较普遍，但作为矿石类型则分布比较局限，仅见于坪定等少数几个矿床中。⑤金-辰砂-黄铁矿建造，矿石中金属矿物以黄铁矿为主，辰砂含量相对较高，多呈浸染状分布。此外还含有少量辉锑矿、毒矿、方铅矿和闪锌矿等。
除上述主要类型外，还有一些过渡类型矿石。
原生矿石在地表经改造而成为氧化矿石，一些硫化物转变为新的矿物，如褐铁矿、黄锑矿、臭葱石、黄钾铁矾等。同时在氧化淋滤作用下，一些易溶矿物流失，金被粘土矿物等的吸附而次生富集，使金品位在单位体积内相对提高，特别是由于“去碳”作用，使金矿物在选冶中不致因有机碳的阻挡而不易被氰化物萃取，从而成为易选矿石。
（2）矿物特征
根据对我国各主要矿床的统计，如果把沉积（及部分变质）期形成的矿物计算在内，矿石中矿物种类近70种（表4-1）。单就某一矿床而言，一般都在10种以上，多者达40余种，但与金有关的热液期矿物则为数较少，其特征如下：①金属硫化物含量较低，属贫硫化物型矿石。②矿石中最常见的矿物有黄铁矿、毒砂、辉锑矿、雄黄、雌黄、辰砂、石英、方解石、（铁）白云石、粘土矿物、重晶石等，它们常以不同的组合，不同的含量出现在不同的矿床中。③矿物组成中，绝大部分属低温矿物组合，其中较普遍存在的毒砂均为低温条件下形成的。④有机碳含量普遍较高，常在0.1%～0.5%之间。⑤有的矿区见有自然铝、自然砷、自然硫、自然铜、自然铁等单质矿物出现，有的可指示近地表浅成条件。⑥在矿石的金属硫化物中，主热液期黄铁矿、毒砂的含量常与金的含量呈正相关关系。
（3）载金矿物的标型特征
矿石中，特别是含金较高的矿石，常以主热液期的黄铁矿或黄铁矿-毒砂为主，不同矿区还配有辉锑矿、辰砂、雄黄等组成金矿化的标型矿物组合。
A.载金黄铁矿的标型特征：载金黄铁矿一般以细粒和微粒为主，呈疏密不等的浸染状和细脉浸染状分布。晶形以他形粒状为主，部分晶形较好者常为立方体、五角十二面体、八面体和后两者的聚形。其中具有晶内环带结构的黄铁矿最有标型意义。
黄铁矿主成分硫、铁值与标准黄铁矿理论值相比，均有明显亏损，亏损部分可能被其他相元素以类质同象形式所补偿。微量元素主要富砷，其含量多数在1%以上，金、锑、铅、锌等含量高于普通黄铁矿，有的还含有较高的铊、硒、碲等。此外铜、镍、钴等元素的含量有向深部增加的趋势，钴镍比值小于1，硫硒比值在几万至十几万之间，两种比值介于沉积型和热液型黄铁矿之间。
表4-1 中国微细浸染型金矿石的矿物组成一览表
黄铁矿的晶胞参数较大，其中晶棱长一般高出普通黄铁矿0.05nm左右，可能是由于微量元素对主元素替代而膨胀的结果。
黄铁矿的热电性（测试样品多采自垂深200m以上的浅部），以空穴导型（P型）为主，其次为过渡型（NP型）。据丘洛和二人山矿区分别采自矿体上部、中部和深部（深度大于200m）的样品测试结果，上部以空穴型为主，中部以过渡型为主，深部以电子导型（N型）为主，并且向深部黄铁矿含金量有增高趋势（邵洁涟，1990）。
多数黄铁矿的热台爆裂频率较高，曲线峰形明显，常具有由主峰和次峰组成的多峰特点，表明黄铁矿的形成具有多阶段叠加。
B.与金有关的石英颗粒较细，常具隐晶-微晶结构，呈网脉状、细脉状和不规则团块状分布。颜色较杂，包括灰白、灰黑、桔红和斑杂色。常见显微裂隙、晶体错位、变形纹和波状消光等现象，表明这些石英形成于构造活动阶段。
石英中氧化铝和砷、锑、汞、钠、钾等微量元素的含量较高。氧化铝含量常在0.2%～2%之间，其中铝可参加石英晶格，取代硅氧四面体中的硅，配位不均衡部分常由钾、钠等元素补偿。
包裹体爆裂测定常出现沸腾包裹体群，并在同一矿物中出现两个阶段或多阶段的爆裂温度，表明矿物的形成与热液沸腾有关，并具有多阶段增长。此外矿物密度小，而晶胞参数较大。
C.载金毒砂，自形程度较高，晶形常呈针柱状、茅尖（锥）状、毛发状、放射状、鱼刺状和花环状等，有的呈细粒集合体，常可见到菱形自形晶的横断面。粒度较细，多在0.01～0.1mm之间。
与标准毒砂相比，在矿物主元素中，硫和铁含量较高，而砷含量较低，多余的硫和铁形成微粒黄铁矿，以固溶体的形式存在于毒砂中。在微量元素方面，一般金、锑、铜、锌、铅等元素含量较高，有些还含有较高的镍、钴、硒、铋、碲等元素，钴镍比常在0.2～0.6间，表明物质来源与沉积岩有关。
D.与金有关的辉锑矿主要呈细粒浸染状和细脉浸染状分布，晶形为他形粒状、短柱状、针状、叶片状，或呈放射状连生。粒度较细，多数在0.05～0.25mm之间。微量元素以砷含量最高，其次为铜、铅、硒、铋、银、金等，金含量变化较大，最高达72.12×10-6（拉尔玛矿床）。在多数情况下，含金的辉锑矿矿物包裹体爆裂活度值较大，常在5000～10000之间，而不含金者的爆裂活度均小于5000。
E.与金有关的雄黄，常呈半自形-他形粒状，粒度多数在0.05～0.8mm之间，常含有汞、锑、银、金等微量元素。在矿石中多呈浸染状和细脉浸染状分布。
（4）矿石化学组分
矿石的化学组分主要取决于容矿围岩和矿化蚀变程度，通过对各矿床矿石与围岩的化学组分对比，发现它们具有如下特点：
A.矿石中造岩化学组分之和，即（SiO2+Al2O3+Na2O+K2O）＋（CaO+MgO+CO2）的总量有所减少，但减少量较小，一般在5%左右，故其变化不大，可视为碳酸盐质-硅铝酸盐的等化学系列范畴。
B.矿石中不同化学组分变化较大，一般SiO2、Al2O3、K2O等有所增加。其中SiO2增加明显，特别是对原岩为钙质岩石的增加量较大；MgO、CaO的变化与原岩性质有关，而原岩为碳酸盐岩者明显减少，而原岩为硅铝质岩和硅质岩则有增加的趋势；Na2O一般都有不同程度的减少。微量（成矿）元素金、砷、汞、锑等剧增。以上说明原岩经热液矿化蚀变后，带入了大量的二氧化硅，同时带入金等成矿元素。对CaO和MgO来说，在不同的原岩中分别发生带出和带入。K2O的增加和Na2O的减少则与粘土化作用有关。
C.氧化矿石与原生矿石相比，SiO2、Al2O3和Fe2O3的含量增加，CaO、MgO、Na2O、CO2和硫明显减少，金有进一步富集的趋势。
3.围岩蚀变
本类矿床都具有以低温热液为主的蚀变特征。常见的蚀变类型主要有硅化、碳酸盐化、粘土化、黄铁矿化、绢云母化等，不同矿区还出现有重晶石化、地开石化、石膏化、菱铁矿化、萤石化、绿泥石化等。
蚀变分带不很明显，不同蚀变类型常相互叠加。但总的来看，蚀变中心相对较强，主要发育硅化、黄铁矿化、铁白云石化、粘土化。向外蚀变减弱，以绢云母化、方解石化、重晶石化等为主。
蚀变作用具有多阶段性，其总的趋势是，早期以硅化、绢云母化等为主，硅化表现为“面状”渗透，即所谓“硅质先锋”。主期在硅化的同时，以大量出现金属硫化物为特征。晚期则多以方解石化、雄（雌）黄化、重晶石化、石膏化等为主。
