造山型金矿

造 山 型 金 矿
（Circum-Pacific）和空间上相关的长英质岩浆可能均是 俯冲作用的相关产物。同样重要的是Sawkins(1972)观察 到加拿大Superior省的太古代金矿床可能与向南变年轻的 火成岩有某种关系，并被解释为反映了向南不断迁移的海 沟。但是，又过了16年以后（Cf.Wyman and Kerrich,1988）研究者才又跟上了这一重要的思路并且开 始广泛地把太古代金矿作为大陆边缘变形事件的产物。
造
摘要
山
型
金
矿
所谓的“中温热液”金矿床区域上与所有时代
的地质体有关。矿床形成于增生（ accretionary ）和碰
撞（collisional）造山带的会聚板块边界上的挤压和扭压 作用过程中。在两类造山带中，含水的海底沉积物和火
山岩在几十至100Ma的碰撞中增生到大陆边缘。与俯冲
有关的热事件，多期次提高了含水的增生地层的地热梯 度，引起并驱动了长距离热掖流体运移。由此形成的含 金石英脉在热液矿床的独特的深度范围内定位，在 1 5 ~ 2 0k m 深 度 一 直 到 近 地 表 的 环 境 中 金 沉 淀 下 来 。
造 山 型 金 矿
大的侧伏延伸（几百米至上千米）（ extensive downplunge continuity ）。极端的压力波动导致了周期性的 断层阀行为（ Sibson 等， 1988 ），形成了平缓（ flatlying）张性脉和共轭穿切的陡倾矿脉，这在许多矿床中 很典型（e.g Robert￡Brown,1986）。
造 山 型 金 矿
Alaska的典型特点，这是北美大陆几乎全部由增生的洋壳 岩系组成的部分（Plafker ￡Berg,1994）。 碰撞造山带（ continent-contient collision ） , 包括了 Variscan，Appalachian 和Alpine 造山带，也是金矿床的 产出环境。事实上，碰撞（或内部）造山带和增生（或称 为边缘）造山带可能代表一个连续过程的两个端员状态。 任何陆—陆碰撞造山作用都会以洋盆的封闭为前提，因此 应该是边缘造山作用演化的最后阶段。与显生宙内部造山 带有关的金矿系统实际上在空间上与缝合线内夹持的海相 岩石有关。此外，在边缘造山带中，沿北美西部边界增生 的向Wrangellia这样的微陆块（Plafker ￡Berg,1994）或 沿劳亚古陆增生的Avalonia陆块（Keppie，1993）可以被 认为是小规模的陆—陆碰撞的类型，所有实例中的一个关 键问题是含水的海相沉积岩和火山岩被增生到大陆边缘， 而且在其生长的某段时间里，增生的岩石经历了相对多的 地热梯度。
2.1.4成矿流体
矿床是由低盐度、近中性H2O—CO2±CH4流体形成的， 金 在 其中呈 还 原硫的 络合物 形式 迁移 。 与 该类 矿床有
造 山 型 金 矿
关的流体因其统一的CO2高含量（≥5mol%）而很特征。热 液流体典型的δ 18O值在太古代绿岩带中为5~8‰，在显生 宙矿制。矿床通常位于 二级或三级断裂中，最常见的是靠近大规模压性构造（常 常是穿壳断裂）。尽管控矿构造性质上通常为韧性到脆性， 但它们在类型上多样，包括（1）低角度到高角度逆断层 到走滑或斜滑运动的脆性到韧性构造；（ 2）强岩石中的 裂隙组合、网脉状构造或角砾岩带；（ 3 ）片理化带（压 溶劈理）；（4）在塑性沉积岩系中的褶皱枢纽。成矿构 造 具 有小的 成 矿期或 成矿后 位移 ， 但 金矿 床通 常具有
造 山 型 金 矿
有所需的水，并且这些水在俯冲作用停止后的热力再平衡 过程中释放出来。随后的关于北美最西部中生代、新生代 金矿的模式很大程度上依赖于金矿脉定位和俯冲过程有关 的基础上（ Bohlke ￡ Kistler, 1986;Goldfarb et al.,1988 ）扩展了 Fyfe和 Kerrich （ 1985 ）的观点，详细 解释了伴随地体的增生俯冲带向大海方向迁移对 Sierra金 矿区形成的关键作用（该矿区包括了 Mother 脉状矿带）。 由于北美西部积累了大量新的地质年代学资料，近期增生 造山带中金矿成因的模式已经能够详细研究某些特定的作 用（e.g.板块运动的改变、碰撞速率的改变、洋中脊俯冲， 等等）。从理论上分析，随着俯冲带向大海方向迁移，一 系列的金矿系统和侵入体会发展起来，并向着所谓 Tu r k i c — t y p e 造 山 带 的 海 向 方 向 变 新 （ S e n g o r ￡ Okurogullari,1991 ）。这种类型的构造背景是美国
2.所谓的中温热液金矿床的定义
造 山 型 金 矿
所谓的中温热液金矿床的定义是用于在时、空上有许 多统一特征的金矿床的特定类型（distinctive type）。这 些特征在大量的综合性矿床模型描述中总结过。 Kerrich (1993)总结了形成这些变化中的现代模式形成的许多阶段 过程。统一的构造体制最近被许多学者评述过。
造 山 型 金 矿
在这种较大 的形成深度范围内，“meothermal”这个
术语并不能适用于这类矿床的全部。相反，这类矿床与
造山作用之间独特的时、空关系表明这种矿脉体系最好 对于矿床直接赋存岩石的构造作用来说，绝大多数矿床 是后造山的，但相对于正在进行的深地壳与俯冲有关的 热过程来说，矿床又是同造山的，并且“造山”这个前 缀对两种情况都适合。以矿床的形成深度为基础，造山 型金矿最好细分为浅成（＜6km）、中成
2.2构造背景和“mesothermal ”矿脉形成的时 间
所谓的“mesothermal ”矿脉占据统一的时/空位置， 形成于会聚板块边缘的变形作用，与它们是在太古代绿岩 带，还是元古代和显生宙沉积岩系中无关。（ e.g Barley￡Groves,1992；Kerrich ￡ Cassidy,1994）。在 板块构造环境中这些矿床的产出位置是20世纪70年代接受 板块构造理论的合理产物 。 Guid （ 1971 ）最初讨论了 Cordlilleran-type(continent/ocean)造山带有关的中新 生代内生矿床。 Sawkins(1972) 注意到环太平洋金矿床
在增生型造山带（ oceanic-continental plate interactions）金矿床与俯冲有关的热力过程之间的普遍 联系的认识在20世纪80年代中期已经基本达成共识 （1980’s ）。Fyfe ￡ Kerrich(1985)提出了解释靠近 大陆边缘地壳规模逆冲推覆带产生了形成众多含金矿脉群 所需大量热液的模式。他们假设认为下插的含水的岩石含
称为造山型金矿（best termed orogenic gold deposits）。
（6~12km）和深成（＞12km）三类。
1.介绍
造 山 型 金 矿
矿床地质论评的这本专辑包含了论述石英 — 碳酸盐 脉型金矿床的一系列不同的文章。在本辑中矿床类型是 指同造山的 、沉积岩中的、中温热掖的和太古代脉状金 矿等。这反映了过去的十年间矿床学文献中这类术语的 不断出现，而且在读者中产生了误解。例如：同造山的 Mother—脉状金矿与太古代独立金矿或者中温热液绿岩 带型金矿存在区别吗？研究该类矿床的许多研究者将会 认识到这些矿床本质上是一个单一矿床类型中的亚类， 即变质地体中后生的、受构造控制的脉状金矿系统 （kerrich，1993）。但是，把这类矿床作为一个整体的 单一的、广泛接受的术语的一致运用是明显急需的。 “Mesothermal”是一个过去10年中被广泛接受了的一个
造 山 型 金 矿
术语，但这是一个最初Lindgren（1993）用来定义形成于 1.2~3.6km 深度上的矿床的，目前更适合于沉积岩中的 “ Car l i n — t ype” 和 斑 岩 型 / 矽卡 岩 型 金 矿 的 深 度 环 境 （Poulsen，1996）。 本篇引导性论文的一个主要目的就是提供并论证这些 脉状矿床的统一分类。试图把这些所谓的“mesothermal” 矿床放到一个内涵更宽广的类型中，以强调这些矿床形成 的构造背景以及相对于其它类型金矿床来说它们的形成时 间。第二个目的是在目前术语不统一和认识到这类矿床可 能形成于以前认为的更大的深度和温度范围内的情况下， 简要论述它们更重要的识别特征。这里“orogenic”这个术 语被引用并论证作为“mesothermal ”这个术语的替代者， 并进一步建议epizonal ,mesozonal, hypozonal这些术语作 为造山型金矿床中反映不同地壳深度上的金成矿作用。
2.1.2矿床的矿物学特征
这些矿床典型地由含≤3~5%碳酸盐矿物的石英为主的 矿脉系统。黑云母、白云母或铬云母、绿泥石、白钨矿和 电气石也是绿片岩型岩石中金矿脉的常见脉石矿物
造 山 型 金 矿
（gangue minerals）。矿脉系统可能在垂向上连续延伸 1~2km，基本没有矿物学或金品位的变化，在某些矿床中 不存在矿物学分带。金/银比在10（正常）到1（不正常） 之间变化，矿石产在石英脉以及含硫化物的围岩中。金品 位较高，历史上金 在 5 ~ 30g/t 变化，现代 U — bulk mining methodology 已经引起对更低品位的矿床的勘查。 硫化物矿物学特征通常反映围岩的岩石地球化学。毒砂是 变质沉积岩矿床中最常见的硫化物，而黄铁矿或磁黄铁矿 在变质火成岩中的矿床中更典型。事实上，在 French Massif Central 的寒武纪沉积岩中的Salsigne 金矿是世 界上As的最大产地（Guenetal.，1992）。含金矿脉显示 了不同程度的As、B、Bi、Hg、Sb、Te和W的富集，而Cu、 Pb、Zn的含量通常比背景含量略高。
2.1.3热液蚀变
造 山 型 金 矿
矿床显示强的侧向分带（从近矿到远离矿体）。矿物 组合以及这些带的宽度通常随围岩类型和地壳深度不同而 变化。最常见的情况是，碳酸盐矿物有铁白云石、白云石 或方解石；硫化物有黄铁矿、磁黄铁矿或者毒砂，碱交代 作用有绢云母化或钾长石、钠长石化，镁铁质矿物发生了 强的绿泥石化。角闪石或透辉石出现在更深的地壳层次上， 并且此时碳酸盐矿物变得较少。在BIF和富Fe的围岩中， 硫 化 作用极 发 育 。在 绿片岩 相岩 石中 的围 岩蚀 变包括 CO2、S、K、H2O、SiO2、±Na和LILE的带入。
造 山 型 金 矿
欧洲 Alps 西部的 Oligocene 矿脉（渐新世）（ Curti ， 1987）是所认识到的最年轻的、有济济意义的该类矿床的 例子。它们也说明了要形成矿脉系统需要比简单的板块俯 冲作用要复杂的过程。欧洲和 Adria （或许是北非的一部 分）之间洋盆的闭合，在早白垩到第三纪 80Ma 的时间上 发生，但没有任何脉状金矿和岩浆活动保存下来； Alps带 中的蓝片岩相变质作用记录了低的地热梯度。到早始新世， 在 55~45Ma之间洋盆的 完全闭合导致了陆 — 陆碰撞的发 生并使欧洲大陆边缘发生部分俯冲作用（ Blanckenburg and Davies,1995）。直到俯冲作用开始后100Ma由于板块 拆沉（ delamination ）才导致了俯冲作用在 45~40Ma 停止 （Blanckenburg and Davies,1995），在西Alps俯冲推覆体 上碰撞缝合线附近，发生了岩浆活动和高温变质作用。许 多 Alpine 金矿脉系统出现在早渐新世岩浆活动的高峰期 （Curti，1987）。
2.1地质特征
2.1.1含矿地体地质
或许这些矿床的一个最重要统一的特点是它们与各时 代变质地体有一致的关系。来自于全球保存的太古代绿岩 带和绝大多数最近一直活跃的显生宙变质带的观测表明金 矿与绿片岩相岩石具有很强的相关性。但是，某些重要的
造 山 型 金 矿
金矿床在太古代地体的高级变质岩中（e.g. McCuaig et al.,1993）或者产生不同地质时期变质带中的比绿片岩相 更低的变质区域内。在西澳的太古代地体中，一些同变质 矿床一直延续到麻粒岩相的岩石中（ Groves et al., 1992）。太古代含金绿岩带的变质原岩主要是太平洋弧后 的玄武岩、长英质到镁铁质岛弧岩石组成的火山—侵入岩 体。变质成硬砂岩、泥质板岩、片岩和千枚岩的碎屑沉积 岩为主组成的地体产有绝大多数更年轻的金矿，并且在某 些太古代地体（ e-g.Slave Province,Canada ）比较重 要。