第26卷第1期
1997年1月地 球 化 学GEOCH I M I CA V o l . 26,N o. 1Jan . , 1997
中国沉积岩型金矿床地球化学
及找矿方向3(,
) 摘 要 “金三角”区, 储矿岩为寒武2三。背斜、穹隆和次级断裂控制矿体, 地球化学指标与。有机质参与成矿, 成, 成矿热源可能为异常地热。
关键词 沉积岩型金矿床 地质地球化学 有机地球化学
沉积岩型金矿是指产在未经区域性浅变质的细碎屑岩、碳酸盐岩和硅质岩中的金矿床, 又称卡林型金矿。Boyle 将它称为“化学上有利于成矿的沉积岩层中的浸染状矿
[1]床”。
1 中国沉积岩型金矿床的地区分布
沉积岩型金矿床的特点之一是在地区分布上比较集中, 我国主要分布在黔桂滇和川甘陕两个“金三角”地区。前者尤以贵州为最重要, 目前已有板其、戈塘、丫他、紫木凼、烂泥沟、丹寨和苗龙等七个矿床, 其次为桂西北, 已有金芽、高龙矿床, 而目前滇东南仅有富宁革档金矿床; 后者以川西北为最重要, 目前已有东北寨、南坪马脑壳、桥桥上、甘孜嘎拉和丘洛等五个金矿床, 甘南的舟曲坪定、拉尔玛和玛曲大水等三个金矿床。除上述两个“金三角”外, 在陕南尚有二台子金矿床, 湘中尚有石峡、高家坳矿床, 宁夏还有中卫矿床。中国沉积岩型金矿床的地区分布见图1所示。
2 中国沉积岩型金矿的主要赋矿地层与沉积特征
目前我国有经济意义的沉积岩型金矿床产出地层最主要的为三叠系(板其、丫他、紫木凼、烂泥沟、金芽、高龙、东北寨、马脑壳、嘎拉和丘洛矿床等) , 其次是中上泥
第一作者简介:杨蔚华 男 63岁 研究员 沉积地球化学与数学地质
3国家黄金管理局攻关项目和国家自然科学基金资助项目(49372109)
收稿日期 1996205223, 改回日期 1996207216
14地 球 化 学1997
年
图1 中国沉积岩型金矿床的地区分布
F ig . 1 M ap show ing geograph ical distributi on of sedi m ent 2ho sted go ld depo sits in Ch ina
1. 金矿床; 2. 城市名; 3. “金三角”区; 4. “金三角”区号; I . 川甘陕“金三角”区; II . 黔桂滇“金三角”区。
盆统(石峡、高家坳、二台子、坪定和革档矿床) 和中上寒武统(丹寨、苗龙和拉尔玛金矿床) , 再次为二叠系(戈塘金矿) 和志留系(大冶张海金矿) 。赋矿的沉积岩类虽无专属性, 但在沉积环境上似具有特殊性。就我国而言, 其沉积相大致可分为:(1) 高碳质碎屑浊积岩相(板其、丫他、金芽、高龙、东北寨、丘洛和桥桥上等金矿床) ; (2) 斜坡相扁豆状灰岩与角砾状灰岩相(丹寨和苗龙金矿) ; (3) 热水沉积的角砾状灰岩(二台子) ; (4)
热水沉积角砾状粘土岩相(戈塘金矿) ; (5) 热水沉积硅质岩相(拉尔玛金矿) ; (6) 泥灰岩相(紫木凼和石峡金矿) 。
3 沉积岩型金矿的矿床地质特征
3. 1 地质背景
目前我国所发现具有经济意义的沉积岩型金矿, 主要分布在扬子克拉通的边缘, 其中尤以克拉通西北缘的中秦岭金矿带以及西南缘的贵州成矿带(包括黔西南、黔东南、桂东北和滇东南巨大成矿带) 为最重要[2]。
沉积岩型金矿常与H g 、A s 、Sb 处于同一矿带, 如二台子金矿产于丁家山2马家沟汞锑矿带的西沿区, 丹寨、苗龙金矿产在三都2丹寨汞矿带内或其东侧; 而黔西南在发现金矿之前, 其锑矿、砷矿(雄黄、雌黄) 和汞矿早已闻名国内。
第1期杨蔚华等:中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向15
3. 2 矿床地质特征
我国较重要的沉积岩型金矿床的地质特征列在表1中, 从上述和表1中可以看出:(1) 矿床多产在斜坡带沉积相和热水沉积相的岩石组合中, 沉积相带常由同生断裂带所控制, 如控制着黔西南三叠系岩相古地理界线和沉积厚度突变的马场坪2贞丰隐伏断裂、平坝2惠水2罗甸隐伏断裂, 控制黔东南寒武系岩相, 生物群突变的丹寨朱砂厂2
三都普屯部分隐伏的断裂; (2) 如桂西北金矿带就沿着右江大断裂和丹池大断裂产出, 三都向的F 1和N E 向的F 2两条区域性大断裂控制, ; () 、穹隆和次级断裂控制, 如黔西南诸矿床; (, 其次为黄
T able 1 Geo logical ho ld depo sits in Ch ina
矿床岩、含碳粘土质粉
砂岩或细砂岩矿区位于东南向纳板穹隆南翼, 受东西向压扭性断层F 1控制, 矿体赋存于断层面向南
弯曲处硅化、高岭土化、黄铁矿质矿石、硅碳酸盐化、白铁矿质矿石、毒砂质矿化、黄铁矿化、毒, 矿体呈透镜状, 石砂化、白云母化、重晶石化板其1)
中三叠统许满组
岩屑杂砂岩、粉砂
丫他1) 矿区位于东西磺厂背斜南翼, 受东西走向陡倾斜压扭性断裂控制,
矿体富集于主断裂与
次级构造复合处硅化、黄铁矿化、, 细砂岩型矿石、泥白铁矿化、碳酸盐, 质粉砂岩型矿石、化、高岭土化粉砂岩碳质页岩型矿石
黄铁矿化、硅化、粘土质矿石、碳酸
碳酸盐, 盐质矿石、黄铁矿
, 质矿石、雄黄质矿
、透镜状, 石
硅化、黄铁矿化、泥质矿石(泥岩、粉
毒砂化、高岭土, 砂质泥岩) 、硅质矿
化、绢云母化、碳、透镜状, 石(硅化粉砂岩、砂
酸盐化岩) 、白云质矿石
(白云质泥岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩下三叠统夜郎组泥灰岩为主要储紫木凼2) 矿岩矿区位于灰家堡背斜近轴向缓倾斜断层F 1和平行背斜轴陡角断层F 2所通过的地区中三叠统百蓬组矿床产于背斜边缘的灰色泥质粉砂岩、F 1断裂与次级断裂复粉砂岩、细砂岩部合处的层间挤压破碎金芽3) 分含白云质带中
岩和白云岩)
中2上三叠统新都
东北寨4) 桥组灰黑色碳质砂岩、碳质板岩近南北向的香腊台复背斜和与其平行的F1深大断裂是控矿构造细粒黄铁矿化(呈团块或分散) 绢云母化、碳酸盐化、
硅化(细微脉)
上二叠统“大厂
戈塘1) 层”, 硅化粘土角
砾岩矿区位于一单斜构造内, 矿体受层间破碎带和不整合面双重控制硅化、黄铁矿化、萤石化硅质角砾岩型矿石、角砾粘土岩型矿石黄铁矿型矿石、碳质粘土岩型矿石
16地 球 化 学1997年
续表1
矿床
石峡5) 中泥盆佘田桥组硅化灰岩, 泥灰岩
中泥盆统跳马涧
组粉砂岩和砂石, 东西向逆断层与北西向正断层控制矿床东西向帽子岭短轴背斜西南倾伏端两侧大
断裂通过区硅化、黄铁矿化、毒砂化、重晶石化,
黄铁矿化、毒砂、分枝脉状、蚀变砂质页岩型化、硅化、绢云母, 、蚀变粉砂岩化, 其次有重晶石、蚀变石英
化, 、蚀变
高家坳6) 蚀变粉砂岩
中泥盆统古道岭
组, 白云质灰岩蚀
二台子7, 8) 变大理岩、寒2奥陶系, 太
阳顶群富腐泥型
拉尔玛有机质的硅岩和
板岩
上寒武统三都组
泥质灰岩和钙质
苗龙泥岩翼, 2凤角砾、串珠状, 化、、硅层成微角度化、钠长2碳酸盐, 化矿化受温泉2益洼断裂与羊棚沟断裂之间的破碎带控制硅化、重晶石化、绢云母化、地开石化、其次为脱碳退色化、黄铁矿化、碳酸盐化矿区位于一复向斜北段, 两条南北向区域性断裂通过矿区, 数组次
级断层为容矿构造黄铁矿化、毒砂状、透镜状、硅化角砾岩型矿化、硅化、白云岩、囊状化石、辉锑2石英脉型矿石
上寒武统杨家湾
组扁豆状灰岩、砾
状灰岩
丹寨丹寨金矿位于汞矿带中, 该矿带受NN E 2N E 向的F 1和F 2两条区域性走向大断层控制,
金矿床受次一级F 24和
F 118断裂组和层间滑动硅化、黄铁矿化、、透镜状、硅化、黄铁矿质矿毒砂化、碳酸盐化、沥青化石、硅化毒砂质矿石、硅化辉锑矿质矿石
带的控制
1) 刘幼平, 贵州微细浸染型金矿地质特征简介, 1987。
2) 郭振春, 贵州兴仁紫木凼金矿床地质特征及成因初探, 1988。
3) 李正海, 桂西北地区微细浸染型金矿的地质特征, 1989。
4) 毛树安, 川北某微细浸染型金矿床成因初探, 1989。
5) 张甲忠, 我国卡林型金矿成矿地质特征成因探讨及其找矿方向, 1989。
6) 蒋朝松, 湖南新邵县高家坳金矿地质特征简介, 1987。
7) 张复新, 陕西二台子层控金矿主要特征, 1984。
8) 王桂秀等, 卡林型金矿主要特征及找矿标志, 1985。
铁矿化、毒砂化、雄(雌) 黄化和辉锑矿化; (5) 矿床均为层控类型, 矿体为似层状、透镜状、但也有囊状、串珠状和脉状者。
第1期杨蔚华等:中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向194 沉积岩型金矿床地球化学特征
我国沉积岩型金矿床的一般地球化学特征列于表2, 此外还作以下补充说明:(1) 矿石矿物和元素组合与美国卡林金矿类似, 其H g 、Sb 、A s 矿物多为典型的低温组合, 呈辰砂、辉锑矿、雄(雌) 黄和毒砂, 在自然界极分散的稀有元素铊, 出现若干铊矿物[2]。(2) 最常见的元素组合(A u 、H g 、A s Sb ) 物中的异常含量的元素基本一致, u -6) 、A s (×
-610-6) 、74、174154、63、57、Sb (×10) 含量分别为142、
和140[3]。。(A u 含量为
-6-150×10-9, A s 为为15000×10。(3) 流体包裹体氢氧
(4) 流体包裹体。这与卡林矿床的情况相同[5]。
150—240℃, 与卡林金矿的温度175—200℃相似。(5) 矿石中S 、O C 同位素显示, 硫为地层硫, 氧与沉积碳酸盐的相似, 而方解石或白云石脉的13∆C 有时具较大负值, 这可能与有机碳的参与其形成有关。6[4]
5 中国沉积岩型金矿床有机地球化学特征
5. 1 有机质类型
矿体和蚀变围岩的有机碳含量为0. 12%—19%。有机质主要为腐泥型, 如干酪根的∆13C 值具腐泥型特征[6], 金芽矿石的∆13C 为-27. 53‰—-29. 04‰, 拉尔玛的为-27. 36‰—-28. 92‰, 从碳酸盐岩中挑选的寨矿干酪根的∆13C 值较重, 为--24. 4‰—-25. 2‰, 这可能由无机碳污染所致。另外, 饱和烃和芳香烃的比值也可作为佐证, 拉尔玛为7. 25—21. 32, 丹寨为7. 11。
5. 2 有机质成熟度
矿区干酪根均已达到过成熟, R o >1. 3%, 由沥青反射率换算的镜质组反射率(R o ) 的变化较大。金芽金矿的R o 为1. 63%—2. 98%, 拉尔玛金矿的R o 为2. 76%—5. 22%, 丹寨汞金矿的R o 为1. 32%—4. 44%。矿石和蚀变岩干酪根的H C 原子比值很小:金芽为0. 44—0. 66, 拉尔玛为0. 10
—0. 18。Rock 2Eval 的氢指数(H I ) 更小:丹寨为0%—14%, 金芽为0%—2%, 拉尔玛为0%—1%(美国卡林金矿为10%—55%[10], 表明卡林金矿成矿时的受热温度均低于丹寨、金芽和拉尔玛诸矿床) 。
5. 3 有机包裹体
矿石中普遍含有机包裹体, 尤以CH 4最常见, 其含量(×10-6:拉尔玛为0. 85—1. 67, 金芽为8. 9—15. 8, 丹寨为173. 1。(CH 4+H 2+CO ) CO 2比值较小, 拉尔玛为0. 0002—0. 072, 金芽为0. 2622—0. 5075, 丹寨为0. 514, 这充分说明气相中以CO 2为主。另外在丹寨
20地 球 化 学1997年金矿床中已识别出四种有机包裹体, 即液态CH 4、天然石蜡、沥青和含重油包裹体。6 中国沉积岩型金矿成矿机制讨论
我国沉积岩型金矿的含矿岩系, 多形成于长期活动的区域性走向大断裂控制的斜坡相和盆地相中, 有时则出现在热水沉积硅质岩相和角砾岩相中, 泥型有机质和细粒黄铁矿。同时, 也相对富集由碳质、A u 、A g 、A s 、Sb 、H g 等元素, 形成金的矿源层(岩) 。, 大气降水深深下渗地下, 在深达8—12km , 因遇塑性变质带而停止下渗, 的循环[11], 如穹隆、背斜倾伏端和次级断裂的两侧, 、钙质碎屑岩或角砾岩等, 则以充填或交代方式逐, 在美国的卡林金矿被认为是晚第三纪火山岩[5]。在我国沉积型金矿区, 白垩2第三纪火山活动以及侵入活动却很少见到, 但该时代的构造变动十分剧烈, 到现代仍可以观测到地热活动。以西南秦岭和贵州为例, 西南秦岭铀矿钻井证实了地温梯
[2]度达60℃ km 。据云贵石油勘探处在贵州的安龙县戈塘附近的参数井测温, 0—2000m
深的平均地温梯度为50℃ km , 其中0—200m 深的平均地温梯度为20℃ km , 200—1200m 深的平均地温梯度为78℃ km , 1200—2000m 深的平均地温梯度为53℃ km 。因此, 构造运动和异常高的古地温很可能是地下热水循环的动力, 是使A u 、A s 、H g 、Sb 、A g 、T l 、M o 、B a 等元素活化转移的主要因素。
在沉积岩型金矿的形成中有机质起着重要作用, 但以往未受到应有的重视。本文将作简洁的讨论。有机质对金的成矿作用也大致分为沉积期和改造期两个阶段。
6. 1 沉积期
海生植物和陆生植物以及干酪根等, 均能吸收或吸附富集A u , 形成富有机质的金源岩, 因此, 在一些金源岩中C 有机2A u 含量出现显著的统计对数正相关。如拉尔玛金源岩中二者的回归方程为:
lgA u (1026) =21. 871+0. 363lgC 有机(%)
-6r =0. 869>r 0. 05(5) =0. 754,A u =0. 020×
10, C 有机=3. 112(%)
黔西南金矿区中二者的回归方程
lgA u (10-6) =-2. 047+0. 2271gC 有机(%)
-6r =0. 526>r 0. 05(13) =0. 414,A u =0. 0084×10C 有机=0. 766(%)
这两条回归线见图2所示。
6. 2 改造阶段
(1) 有机质的还原是使金从各种搬运流体中沉淀富集的最主要因素之一, 在金还原
第1期杨蔚华等:
中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向21
图2 金源岩中A u 与C 有机的回归线图
F ig . 2R egressi on line betw een A u and C o rg in the source rock of go
ld (a ) 拉尔玛金矿;
(b ) 黔西南金矿
。
图3 金矿体和富金蚀变岩中A u 与C 有机的回归线图
F ig . 3R egressi on line betw een A u and C o rg in the go ld o re bodies and the go ld 2rich altered rock s
(a ) 拉尔玛金矿; (b ) 黔西南金矿。
22地 球 化 学1997年时有机质被氧化为CO 2从原地消失, 故在金矿体和富金蚀变岩中金与有机碳含量之间往往出现显著的对数负相关, 如拉尔玛的回归方程:
lgA u (1026) =1. 172—1. 120lgC 有机(%)
r = 20. 697 >r 0. 05(12) =0. 661,A u =5. 329×10-6, C 有机=2. 496%
黔西南金矿区有:
lgA u (1026) =-0. 47—0. 027C 有机(%)
r = -0. 596 >r 0. 01(18) =0. 5614,A u =1. 10-6, C 丹寨金矿也有这种趋势, r =0. 3776〉u 的线性r 0. 10(21) =0. 。
回归图见图3所示。
(2) 4而被气化时, N 、O 、S 和沥青烯
聚合, 形成高反射率、, 同时生成H 2S , 形成还原环境, R o 为2. 37%—2. 73%, 而35%—1. 42%, 二者相差近一倍; 在黔西南金矿床中金矿化强度与R 之间有正相关关系, 回归方程为:o
A u (1026) =-12. 9268+6. 5675R o (%)
r =0. 8089>r 0. 05(5) =0. 754,A u =6. 4286×10-6, R o =2. 9471%龙水矿区有:
26lgA u (10) =-4. 1848+0. 7617R o (◊)
-6r =0. 9962>r 0. 01(2) =0. 950,A u =0. 159×10, R o =4. 4481%
7 中国沉积岩型金矿的找矿方向
最近周正研究员提出的“吸聚浮选法”, 使用新发明的“剥蚀剂”提高载金矿物活性, 消除脉石矿物活性, 使工序大大减少, 成本降低, 回收率提高。由于选矿技术的突破, 沉积岩型金矿在我国将会出现大的发展。下列地区和特征, 在沉积岩型金矿找矿勘查时应作为方向而加以注意。
(1) 黑色岩系上覆的斜坡相碳酸盐重力流沉积区; 富腐泥型有机质的硅岩、断裂带硅化岩、碳酸盐角砾岩或蚀变粘土角砾岩等热水沉积区; 高碳质陆源细碎屑浊积岩或火山细碎屑浊积岩区; 由大断裂与浊流盆地相隔的地台边缘细碎屑岩沉积区均是该类型金矿成矿有利的地区。
(2) 区域性走向大断裂两侧、次级断裂破碎带, 或背斜倾伏端、由高角度断层切割翼部的穹隆等均为成矿有利的构造部位
。当这些部位有硅化、黄铁矿化、砷矿物化时更应注意。
(3) 老的H g 、矿点或其外围, 是找矿有利地段。A s 、Sb 和U 矿区、
(4) 目前仍显示地热异常, 如温泉和高地温梯度的地区; 或根据已有资料判断为古异常地热区, 尤其是中新生代的地热异常区, 很可能成为找矿靶区。
(5) 由于矿体与围岩无明显界线, 化探应该是主要的找矿手段。
第1期杨蔚华等:
中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向23 本项研究是在涂光炽教授的指导下完成的, 在此表示感谢。
参考文献
1 Boyle R W . 金的地球化学及金矿床。马万钧, 王立文, 罗永国等译。北京:地质出版社, 1984. 439—443.
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GEOCHE M ISTRY OF SED I M ENT -HOSTED G OLD D EPOSITS
AND THE IR PROSPECT ING IN CH INA
Yang W eihua L iu Youm ei
(Guang z hou Institu te of Geoche m istry , Ch inese A cad e my of S ciences , Guang z hou 510640)
Abstract
Sedi m en t 2ho sted go ld depo sits the m aj o r typ e of go ld depo sitsin Ch ina , occu rp rinci 2
。T he ho st rock s of o re bodies are generally the p ally in tw o “triangu lar regi on s of go ld ”
. Go ld o re bodies Cam b rian to T riassic fine 2clastic tu rb idite , hydro therm al chert and m arl
are structu rally con tro lled by dom es , an ticlines and second 2o rder fau lts . T h is typ e of go ld depo sits is si m ilar to the Carlin go ld depo sits (U . S . A . ) in m ineral assem b lage and geochem ical m ark s , and exh ib its elem en t associati on si m ilar to tho se of the m odern sp rings and hydro therm al sedi m en ts in sea 2floo r . It is suggested that o rgan ic m atters al 2so p layed an i m po rtan t ro le in go ld m ineralizati on . T he o re 2fo rm ing so lu ti on of go ld m ay be therm al 2altered m eteo ric w ater and therm al sou rce m ay be related to the local abno r 2m al geo therm .
Key words : sedi m en t 2ho sted go ld depo sit , geo logy and geochem istry , o rgan ic geo 2chem istry
第26卷第1期
1997年1月地 球 化 学GEOCH I M I CA V o l . 26,N o. 1Jan . , 1997
中国沉积岩型金矿床地球化学
及找矿方向3(,
) 摘 要 “金三角”区, 储矿岩为寒武2三。背斜、穹隆和次级断裂控制矿体, 地球化学指标与。有机质参与成矿, 成, 成矿热源可能为异常地热。
关键词 沉积岩型金矿床 地质地球化学 有机地球化学
沉积岩型金矿是指产在未经区域性浅变质的细碎屑岩、碳酸盐岩和硅质岩中的金矿床, 又称卡林型金矿。Boyle 将它称为“化学上有利于成矿的沉积岩层中的浸染状矿
[1]床”。
1 中国沉积岩型金矿床的地区分布
沉积岩型金矿床的特点之一是在地区分布上比较集中, 我国主要分布在黔桂滇和川甘陕两个“金三角”地区。前者尤以贵州为最重要, 目前已有板其、戈塘、丫他、紫木凼、烂泥沟、丹寨和苗龙等七个矿床, 其次为桂西北, 已有金芽、高龙矿床, 而目前滇东南仅有富宁革档金矿床; 后者以川西北为最重要, 目前已有东北寨、南坪马脑壳、桥桥上、甘孜嘎拉和丘洛等五个金矿床, 甘南的舟曲坪定、拉尔玛和玛曲大水等三个金矿床。除上述两个“金三角”外, 在陕南尚有二台子金矿床, 湘中尚有石峡、高家坳矿床, 宁夏还有中卫矿床。中国沉积岩型金矿床的地区分布见图1所示。
2 中国沉积岩型金矿的主要赋矿地层与沉积特征
目前我国有经济意义的沉积岩型金矿床产出地层最主要的为三叠系(板其、丫他、紫木凼、烂泥沟、金芽、高龙、东北寨、马脑壳、嘎拉和丘洛矿床等) , 其次是中上泥
第一作者简介:杨蔚华 男 63岁 研究员 沉积地球化学与数学地质
3国家黄金管理局攻关项目和国家自然科学基金资助项目(49372109)
收稿日期 1996205223, 改回日期 1996207216
14地 球 化 学1997
年
图1 中国沉积岩型金矿床的地区分布
F ig . 1 M ap show ing geograph ical distributi on of sedi m ent 2ho sted go ld depo sits in Ch ina
1. 金矿床; 2. 城市名; 3. “金三角”区; 4. “金三角”区号; I . 川甘陕“金三角”区; II . 黔桂滇“金三角”区。
盆统(石峡、高家坳、二台子、坪定和革档矿床) 和中上寒武统(丹寨、苗龙和拉尔玛金矿床) , 再次为二叠系(戈塘金矿) 和志留系(大冶张海金矿) 。赋矿的沉积岩类虽无专属性, 但在沉积环境上似具有特殊性。就我国而言, 其沉积相大致可分为:(1) 高碳质碎屑浊积岩相(板其、丫他、金芽、高龙、东北寨、丘洛和桥桥上等金矿床) ; (2) 斜坡相扁豆状灰岩与角砾状灰岩相(丹寨和苗龙金矿) ; (3) 热水沉积的角砾状灰岩(二台子) ; (4)
热水沉积角砾状粘土岩相(戈塘金矿) ; (5) 热水沉积硅质岩相(拉尔玛金矿) ; (6) 泥灰岩相(紫木凼和石峡金矿) 。
3 沉积岩型金矿的矿床地质特征
3. 1 地质背景
目前我国所发现具有经济意义的沉积岩型金矿, 主要分布在扬子克拉通的边缘, 其中尤以克拉通西北缘的中秦岭金矿带以及西南缘的贵州成矿带(包括黔西南、黔东南、桂东北和滇东南巨大成矿带) 为最重要[2]。
沉积岩型金矿常与H g 、A s 、Sb 处于同一矿带, 如二台子金矿产于丁家山2马家沟汞锑矿带的西沿区, 丹寨、苗龙金矿产在三都2丹寨汞矿带内或其东侧; 而黔西南在发现金矿之前, 其锑矿、砷矿(雄黄、雌黄) 和汞矿早已闻名国内。
第1期杨蔚华等:中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向15
3. 2 矿床地质特征
我国较重要的沉积岩型金矿床的地质特征列在表1中, 从上述和表1中可以看出:(1) 矿床多产在斜坡带沉积相和热水沉积相的岩石组合中, 沉积相带常由同生断裂带所控制, 如控制着黔西南三叠系岩相古地理界线和沉积厚度突变的马场坪2贞丰隐伏断裂、平坝2惠水2罗甸隐伏断裂, 控制黔东南寒武系岩相, 生物群突变的丹寨朱砂厂2
三都普屯部分隐伏的断裂; (2) 如桂西北金矿带就沿着右江大断裂和丹池大断裂产出, 三都向的F 1和N E 向的F 2两条区域性大断裂控制, ; () 、穹隆和次级断裂控制, 如黔西南诸矿床; (, 其次为黄
T able 1 Geo logical ho ld depo sits in Ch ina
矿床岩、含碳粘土质粉
砂岩或细砂岩矿区位于东南向纳板穹隆南翼, 受东西向压扭性断层F 1控制, 矿体赋存于断层面向南
弯曲处硅化、高岭土化、黄铁矿质矿石、硅碳酸盐化、白铁矿质矿石、毒砂质矿化、黄铁矿化、毒, 矿体呈透镜状, 石砂化、白云母化、重晶石化板其1)
中三叠统许满组
岩屑杂砂岩、粉砂
丫他1) 矿区位于东西磺厂背斜南翼, 受东西走向陡倾斜压扭性断裂控制,
矿体富集于主断裂与
次级构造复合处硅化、黄铁矿化、, 细砂岩型矿石、泥白铁矿化、碳酸盐, 质粉砂岩型矿石、化、高岭土化粉砂岩碳质页岩型矿石
黄铁矿化、硅化、粘土质矿石、碳酸
碳酸盐, 盐质矿石、黄铁矿
, 质矿石、雄黄质矿
、透镜状, 石
硅化、黄铁矿化、泥质矿石(泥岩、粉
毒砂化、高岭土, 砂质泥岩) 、硅质矿
化、绢云母化、碳、透镜状, 石(硅化粉砂岩、砂
酸盐化岩) 、白云质矿石
(白云质泥岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩下三叠统夜郎组泥灰岩为主要储紫木凼2) 矿岩矿区位于灰家堡背斜近轴向缓倾斜断层F 1和平行背斜轴陡角断层F 2所通过的地区中三叠统百蓬组矿床产于背斜边缘的灰色泥质粉砂岩、F 1断裂与次级断裂复粉砂岩、细砂岩部合处的层间挤压破碎金芽3) 分含白云质带中
岩和白云岩)
中2上三叠统新都
东北寨4) 桥组灰黑色碳质砂岩、碳质板岩近南北向的香腊台复背斜和与其平行的F1深大断裂是控矿构造细粒黄铁矿化(呈团块或分散) 绢云母化、碳酸盐化、
硅化(细微脉)
上二叠统“大厂
戈塘1) 层”, 硅化粘土角
砾岩矿区位于一单斜构造内, 矿体受层间破碎带和不整合面双重控制硅化、黄铁矿化、萤石化硅质角砾岩型矿石、角砾粘土岩型矿石黄铁矿型矿石、碳质粘土岩型矿石
16地 球 化 学1997年
续表1
矿床
石峡5) 中泥盆佘田桥组硅化灰岩, 泥灰岩
中泥盆统跳马涧
组粉砂岩和砂石, 东西向逆断层与北西向正断层控制矿床东西向帽子岭短轴背斜西南倾伏端两侧大
断裂通过区硅化、黄铁矿化、毒砂化、重晶石化,
黄铁矿化、毒砂、分枝脉状、蚀变砂质页岩型化、硅化、绢云母, 、蚀变粉砂岩化, 其次有重晶石、蚀变石英
化, 、蚀变
高家坳6) 蚀变粉砂岩
中泥盆统古道岭
组, 白云质灰岩蚀
二台子7, 8) 变大理岩、寒2奥陶系, 太
阳顶群富腐泥型
拉尔玛有机质的硅岩和
板岩
上寒武统三都组
泥质灰岩和钙质
苗龙泥岩翼, 2凤角砾、串珠状, 化、、硅层成微角度化、钠长2碳酸盐, 化矿化受温泉2益洼断裂与羊棚沟断裂之间的破碎带控制硅化、重晶石化、绢云母化、地开石化、其次为脱碳退色化、黄铁矿化、碳酸盐化矿区位于一复向斜北段, 两条南北向区域性断裂通过矿区, 数组次
级断层为容矿构造黄铁矿化、毒砂状、透镜状、硅化角砾岩型矿化、硅化、白云岩、囊状化石、辉锑2石英脉型矿石
上寒武统杨家湾
组扁豆状灰岩、砾
状灰岩
丹寨丹寨金矿位于汞矿带中, 该矿带受NN E 2N E 向的F 1和F 2两条区域性走向大断层控制,
金矿床受次一级F 24和
F 118断裂组和层间滑动硅化、黄铁矿化、、透镜状、硅化、黄铁矿质矿毒砂化、碳酸盐化、沥青化石、硅化毒砂质矿石、硅化辉锑矿质矿石
带的控制
1) 刘幼平, 贵州微细浸染型金矿地质特征简介, 1987。
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8) 王桂秀等, 卡林型金矿主要特征及找矿标志, 1985。
铁矿化、毒砂化、雄(雌) 黄化和辉锑矿化; (5) 矿床均为层控类型, 矿体为似层状、透镜状、但也有囊状、串珠状和脉状者。
第1期杨蔚华等:中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向194 沉积岩型金矿床地球化学特征
我国沉积岩型金矿床的一般地球化学特征列于表2, 此外还作以下补充说明:(1) 矿石矿物和元素组合与美国卡林金矿类似, 其H g 、Sb 、A s 矿物多为典型的低温组合, 呈辰砂、辉锑矿、雄(雌) 黄和毒砂, 在自然界极分散的稀有元素铊, 出现若干铊矿物[2]。(2) 最常见的元素组合(A u 、H g 、A s Sb ) 物中的异常含量的元素基本一致, u -6) 、A s (×
-610-6) 、74、174154、63、57、Sb (×10) 含量分别为142、
和140[3]。。(A u 含量为
-6-150×10-9, A s 为为15000×10。(3) 流体包裹体氢氧
(4) 流体包裹体。这与卡林矿床的情况相同[5]。
150—240℃, 与卡林金矿的温度175—200℃相似。(5) 矿石中S 、O C 同位素显示, 硫为地层硫, 氧与沉积碳酸盐的相似, 而方解石或白云石脉的13∆C 有时具较大负值, 这可能与有机碳的参与其形成有关。6[4]
5 中国沉积岩型金矿床有机地球化学特征
5. 1 有机质类型
矿体和蚀变围岩的有机碳含量为0. 12%—19%。有机质主要为腐泥型, 如干酪根的∆13C 值具腐泥型特征[6], 金芽矿石的∆13C 为-27. 53‰—-29. 04‰, 拉尔玛的为-27. 36‰—-28. 92‰, 从碳酸盐岩中挑选的寨矿干酪根的∆13C 值较重, 为--24. 4‰—-25. 2‰, 这可能由无机碳污染所致。另外, 饱和烃和芳香烃的比值也可作为佐证, 拉尔玛为7. 25—21. 32, 丹寨为7. 11。
5. 2 有机质成熟度
矿区干酪根均已达到过成熟, R o >1. 3%, 由沥青反射率换算的镜质组反射率(R o ) 的变化较大。金芽金矿的R o 为1. 63%—2. 98%, 拉尔玛金矿的R o 为2. 76%—5. 22%, 丹寨汞金矿的R o 为1. 32%—4. 44%。矿石和蚀变岩干酪根的H C 原子比值很小:金芽为0. 44—0. 66, 拉尔玛为0. 10
—0. 18。Rock 2Eval 的氢指数(H I ) 更小:丹寨为0%—14%, 金芽为0%—2%, 拉尔玛为0%—1%(美国卡林金矿为10%—55%[10], 表明卡林金矿成矿时的受热温度均低于丹寨、金芽和拉尔玛诸矿床) 。
5. 3 有机包裹体
矿石中普遍含有机包裹体, 尤以CH 4最常见, 其含量(×10-6:拉尔玛为0. 85—1. 67, 金芽为8. 9—15. 8, 丹寨为173. 1。(CH 4+H 2+CO ) CO 2比值较小, 拉尔玛为0. 0002—0. 072, 金芽为0. 2622—0. 5075, 丹寨为0. 514, 这充分说明气相中以CO 2为主。另外在丹寨
20地 球 化 学1997年金矿床中已识别出四种有机包裹体, 即液态CH 4、天然石蜡、沥青和含重油包裹体。6 中国沉积岩型金矿成矿机制讨论
我国沉积岩型金矿的含矿岩系, 多形成于长期活动的区域性走向大断裂控制的斜坡相和盆地相中, 有时则出现在热水沉积硅质岩相和角砾岩相中, 泥型有机质和细粒黄铁矿。同时, 也相对富集由碳质、A u 、A g 、A s 、Sb 、H g 等元素, 形成金的矿源层(岩) 。, 大气降水深深下渗地下, 在深达8—12km , 因遇塑性变质带而停止下渗, 的循环[11], 如穹隆、背斜倾伏端和次级断裂的两侧, 、钙质碎屑岩或角砾岩等, 则以充填或交代方式逐, 在美国的卡林金矿被认为是晚第三纪火山岩[5]。在我国沉积型金矿区, 白垩2第三纪火山活动以及侵入活动却很少见到, 但该时代的构造变动十分剧烈, 到现代仍可以观测到地热活动。以西南秦岭和贵州为例, 西南秦岭铀矿钻井证实了地温梯
[2]度达60℃ km 。据云贵石油勘探处在贵州的安龙县戈塘附近的参数井测温, 0—2000m
深的平均地温梯度为50℃ km , 其中0—200m 深的平均地温梯度为20℃ km , 200—1200m 深的平均地温梯度为78℃ km , 1200—2000m 深的平均地温梯度为53℃ km 。因此, 构造运动和异常高的古地温很可能是地下热水循环的动力, 是使A u 、A s 、H g 、Sb 、A g 、T l 、M o 、B a 等元素活化转移的主要因素。
在沉积岩型金矿的形成中有机质起着重要作用, 但以往未受到应有的重视。本文将作简洁的讨论。有机质对金的成矿作用也大致分为沉积期和改造期两个阶段。
6. 1 沉积期
海生植物和陆生植物以及干酪根等, 均能吸收或吸附富集A u , 形成富有机质的金源岩, 因此, 在一些金源岩中C 有机2A u 含量出现显著的统计对数正相关。如拉尔玛金源岩中二者的回归方程为:
lgA u (1026) =21. 871+0. 363lgC 有机(%)
-6r =0. 869>r 0. 05(5) =0. 754,A u =0. 020×
10, C 有机=3. 112(%)
黔西南金矿区中二者的回归方程
lgA u (10-6) =-2. 047+0. 2271gC 有机(%)
-6r =0. 526>r 0. 05(13) =0. 414,A u =0. 0084×10C 有机=0. 766(%)
这两条回归线见图2所示。
6. 2 改造阶段
(1) 有机质的还原是使金从各种搬运流体中沉淀富集的最主要因素之一, 在金还原
第1期杨蔚华等:
中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向21
图2 金源岩中A u 与C 有机的回归线图
F ig . 2R egressi on line betw een A u and C o rg in the source rock of go
ld (a ) 拉尔玛金矿;
(b ) 黔西南金矿
。
图3 金矿体和富金蚀变岩中A u 与C 有机的回归线图
F ig . 3R egressi on line betw een A u and C o rg in the go ld o re bodies and the go ld 2rich altered rock s
(a ) 拉尔玛金矿; (b ) 黔西南金矿。
22地 球 化 学1997年时有机质被氧化为CO 2从原地消失, 故在金矿体和富金蚀变岩中金与有机碳含量之间往往出现显著的对数负相关, 如拉尔玛的回归方程:
lgA u (1026) =1. 172—1. 120lgC 有机(%)
r = 20. 697 >r 0. 05(12) =0. 661,A u =5. 329×10-6, C 有机=2. 496%
黔西南金矿区有:
lgA u (1026) =-0. 47—0. 027C 有机(%)
r = -0. 596 >r 0. 01(18) =0. 5614,A u =1. 10-6, C 丹寨金矿也有这种趋势, r =0. 3776〉u 的线性r 0. 10(21) =0. 。
回归图见图3所示。
(2) 4而被气化时, N 、O 、S 和沥青烯
聚合, 形成高反射率、, 同时生成H 2S , 形成还原环境, R o 为2. 37%—2. 73%, 而35%—1. 42%, 二者相差近一倍; 在黔西南金矿床中金矿化强度与R 之间有正相关关系, 回归方程为:o
A u (1026) =-12. 9268+6. 5675R o (%)
r =0. 8089>r 0. 05(5) =0. 754,A u =6. 4286×10-6, R o =2. 9471%龙水矿区有:
26lgA u (10) =-4. 1848+0. 7617R o (◊)
-6r =0. 9962>r 0. 01(2) =0. 950,A u =0. 159×10, R o =4. 4481%
7 中国沉积岩型金矿的找矿方向
最近周正研究员提出的“吸聚浮选法”, 使用新发明的“剥蚀剂”提高载金矿物活性, 消除脉石矿物活性, 使工序大大减少, 成本降低, 回收率提高。由于选矿技术的突破, 沉积岩型金矿在我国将会出现大的发展。下列地区和特征, 在沉积岩型金矿找矿勘查时应作为方向而加以注意。
(1) 黑色岩系上覆的斜坡相碳酸盐重力流沉积区; 富腐泥型有机质的硅岩、断裂带硅化岩、碳酸盐角砾岩或蚀变粘土角砾岩等热水沉积区; 高碳质陆源细碎屑浊积岩或火山细碎屑浊积岩区; 由大断裂与浊流盆地相隔的地台边缘细碎屑岩沉积区均是该类型金矿成矿有利的地区。
(2) 区域性走向大断裂两侧、次级断裂破碎带, 或背斜倾伏端、由高角度断层切割翼部的穹隆等均为成矿有利的构造部位
。当这些部位有硅化、黄铁矿化、砷矿物化时更应注意。
(3) 老的H g 、矿点或其外围, 是找矿有利地段。A s 、Sb 和U 矿区、
(4) 目前仍显示地热异常, 如温泉和高地温梯度的地区; 或根据已有资料判断为古异常地热区, 尤其是中新生代的地热异常区, 很可能成为找矿靶区。
(5) 由于矿体与围岩无明显界线, 化探应该是主要的找矿手段。
第1期杨蔚华等:
中国沉积岩型金矿床地球化学及找矿方向23 本项研究是在涂光炽教授的指导下完成的, 在此表示感谢。
参考文献
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GEOCHE M ISTRY OF SED I M ENT -HOSTED G OLD D EPOSITS
AND THE IR PROSPECT ING IN CH INA
Yang W eihua L iu Youm ei
(Guang z hou Institu te of Geoche m istry , Ch inese A cad e my of S ciences , Guang z hou 510640)
Abstract
Sedi m en t 2ho sted go ld depo sits the m aj o r typ e of go ld depo sitsin Ch ina , occu rp rinci 2
。T he ho st rock s of o re bodies are generally the p ally in tw o “triangu lar regi on s of go ld ”
. Go ld o re bodies Cam b rian to T riassic fine 2clastic tu rb idite , hydro therm al chert and m arl
are structu rally con tro lled by dom es , an ticlines and second 2o rder fau lts . T h is typ e of go ld depo sits is si m ilar to the Carlin go ld depo sits (U . S . A . ) in m ineral assem b lage and geochem ical m ark s , and exh ib its elem en t associati on si m ilar to tho se of the m odern sp rings and hydro therm al sedi m en ts in sea 2floo r . It is suggested that o rgan ic m atters al 2so p layed an i m po rtan t ro le in go ld m ineralizati on . T he o re 2fo rm ing so lu ti on of go ld m ay be therm al 2altered m eteo ric w ater and therm al sou rce m ay be related to the local abno r 2m al geo therm .
Key words : sedi m en t 2ho sted go ld depo sit , geo logy and geochem istry , o rgan ic geo 2chem istry