中国浅成低温热液型金矿床地质特征及研究现状

第21卷第1期2007年2月资源环境与工程

Res ources Envir on ment &Engineering Vol 121, No . 1Feb . , 2007

鄢云飞, 谭　俊, 李闫华, 阮诗昆

(1. 中国地质大学资源学院, 湖北武汉　430074; 2. 紫金矿业集团股份有限公司, 福建上杭)

摘　要:自20世纪70, 金矿地质研究的热点, 所处大地构造环境演化的控制。。根据矿物组合及蚀变特征, 。高硫化型浅成低温热液金矿床与斑岩型铜—, 。理论上, 中国浅成低温热液型金矿的成关键词:; 金矿床; 地质特征

中图分类号:P618. 51　　　　文献标识码:A 　　　　文章编号:1671-1211(2007) 01-0007-05

0　引言

浅成低温热液型矿床是金(银) 矿床的一种重要类型。在20世纪80年代发现的10个超大型金矿中,

浅成低温热液型金矿就占一半, 且在20世纪90年代仍不断有所发现。自20世纪70年代以来, 世界上总共发现超过20个储量>100t 的浅成低温热液型金矿床。它已经成为当今世界上最为重要、最具价值的金矿床类型之一。近些年召开的国际地质大会、国际矿床地质大会、国际矿床学会议等发表的论文也有相当一部分是关于浅成低温热液型金矿床的, 它亦成为当前国际矿床学界研究的热点之一。

度呈正相关关系, 因而又有不少学者对L indgren 的定义进行了修改。随着在陆相火山岩区一大批与陆相火山作用有关的热液型金矿的发现, 以及20世纪七八十年代同位素地球化学的快速发展及应用, 人们认识到形成浅成低温热液矿床的成矿热液并不是只有单一的岩浆热液来源, 还包括了火山岩地区的地热(热泉) 系统以及大量的大气降水等的加入, 成矿的温度上限也很快被提

[7-10]

高到至少300℃左右。目前来说, 虽然有关“浅成低温热液型金矿”的定义缺少许多金属矿床分类中常见的特定性, 但优点是这一术语精简地概括并确证了上世纪末发现的(主要是环太平洋地区) 众多该型金矿的成矿环境(地壳浅部, 低—中温条件) 和成矿作用。因此, 虽然我们现在所理解的“浅成低温热液”与上世纪二三十年代L indgren 提出的“ep ither mal ”已经有较大不同, 但人们仍然乐于接受和使用这一术语。

1　概念的沿革

“浅成低温热液”这一术语可追溯至1922年, 美国学者W ・L indgren 在对热液矿床按其形成的温度和深度进行分类研究时首次提出“ep ither mal ”一词, 在其1933年给出的定义中用来规范流体的来源、成矿深度和成矿温度等。“ep ither mal ”一词的原意即具有浅成热液和低温热液的双重涵义, 即地壳深部热液上升到浅部(

[1-6]

注重成矿地质环境的低温、浅成等特点。但是, 后来人们发现许多热液矿床的形成温度并不总是与其深

收稿日期:2006-09-13; 改回日期:2006-11-08

2　成矿的大地构造背景、分布及类型划分

从世界范围以及中国浅成低温热液型金矿床的地域分布及目前的研究成果来看:该型金矿主要集中产在3个巨型的成矿域, 即:环太平洋成矿域; 地中海—

[11]

喜马拉雅成矿域; 古亚洲(中亚—蒙古) 成矿域。考察浅成低温热液型金矿床主要集中分布的这些成矿域, 我们发现这些地区均处于火山—岛弧环境或古大陆边缘环境。通过对这些地区产出的金矿床(体) 的分析, 发现此类矿床(体) 几乎毫无例外地受到与火山作用有关的构造控制, 尤其是受古火山口或破火山机构的控制, 流体及古地热活动比较活跃, 区域断裂在引导热

作者简介:鄢云飞(1979-) , 男, 在读硕士研究生, 研究方向:矿物学、岩石学、矿床学。E -mail:home . xf@163.

com

[12-16]

资源环境与工程2007年

液运动及矿体就位方面起重要作用。笔者这里

要指出的是:大多数情况下, 浅成低温热液型金矿在时间和空间上都与陆相火山岩伴生, 并与次火山侵入体有关。此外, 浅成低温热液型金矿及其分类体系是国外学者(主要是H ・F ・Bonha m 、P ・Heald 、B ・R ・Berger 等) 对主要处于环太平洋等地新生代岛弧环境下一系列金(银) 矿床的总结, 其本身带有地区性。因此, 笔者认为:一般意义上的浅成低温热液型金矿应当指与火山(次火山) 作用相关的成矿体系, 有成因上的特征意义, 的碳酸盐岩中所形成的卡林型金矿包含在内。而后者也是一个带有地区性且具特征意义的金矿床类型, 这一

[17]

金矿类型主要集中分布于中国西南诸省。世界上的三大浅成低温热液型金矿成矿域均通过中国境内。中

[18, 19]

国东部台湾(金瓜石金矿等) 位于环太平洋成矿域

[20][21]

西部带内带; 东北地区、大陆东南沿海

[22, 23]

; 西南(青藏高原、

]

—喜马拉雅成矿域的东

[25, 26]

; (新疆阿希金矿等) 则位于古(图1, 据参考文献[22]修改)

。

图1　中国浅成低温热液金矿时空分布简图(据毛景文等, 2003)

Fig 11　The te mporal 2s patial distributi on of ep ither mal gold deposits in China (afterMao et al, 2003)

1. 太古代基底; 2. 元古代基底; 3. 加黑东造山带; 4. 海西造山带; 5. 印支造山带; 6. 燕山造山带; 7. 喜马拉雅造山带; 8. >100t; 9. >20t; 10. >5t; 11.

　　浅成低温热液型金矿床的分类一直是国内外学者关注的焦点, 有关该型金矿的分类中国学者也发表过一些论著

[27-29]

在此分类基础上补充增加了富碲化物型据介绍

[35]

[34]

、热泉型等。

, 近年来国外关于浅成低温热液型金矿床的

。目前在国内比较流行的分类源于、Heald (1987)

[31]

[36]

分类又有新的发展。Hedenquist 等(2000) 提出了矿

Bonha m (1986)

[30]

等人依据矿物组合

和蚀变特征划分的。即:冰长石—绢云母型和酸性硫

[32]

酸盐型。Hedenquist (1987) 又根据矿化流体中S 的氧化还原价态提出用低硫(LS, Low Sul phidati on ) 和高硫化作用(HS, H igh Sul phidati on ) 以区分前者在具体的矿床中特征矿物不明显的弊端。Berger (1989)

[33]

床特征介于高硫化型(HS ) 与低硫化型(LS ) 之间的中硫化型(I nter mediate sul phidati on, I S ) 矿床; Corbett (2002) [37]提出了岩浆弧背景下浅成低温热液型金矿的

[38]

构造环境分类; 以及Cooke 等(2003) 提出的针对新发

现的浅成低温热液型金矿床的特征描述性分类等。

等人

对Heald (1987) 等人的分类做了改进, 即用石英—明矾石型代替酸性硫酸盐型以与冰长石—绢云母型相对应。这一分类已得到人们的公认和接受并被广泛引用, 中国学者根据国内新发现此类矿床的具体特点又

3　矿床主要地质特征及研究现状

受成矿大地构造背景的制约, 中国浅成低温热液

型金矿主要分布于晚中生代地台活化区(东北及东部沿海) 和古生代裂谷带(西北新疆地区) 以及新生代

第1期鄢云飞等:

中国浅成低温热液型金矿床地质特征及研究现状9

(台湾地区) 。据一些学者对中国各地该型金矿的研

究, 中国浅成低温热液型金矿的形成大都与火山断陷盆地或隆起区断裂发育的火山岩带有关, 火山机构控矿是他们的共同特征, 其主要地质特征如下:3. 1　成矿时代

在世界范围内, 浅成低温热液型金矿的成矿时代比较新, 绝大多数形成于中—新生代。环太平洋东部的矿床成矿时代比西部的新。中国东部地区除台湾的金瓜石金矿形成于更新世外, J 2K 时期(如:144、矿年龄约124(银) 矿床的成矿年龄在94～111) , 其成矿年龄均在145～67。西部的中亚—蒙古成矿域, 该型金矿的形

成时代从晚古生代的泥盆纪(阔尔真阔腊金矿床) 一直延续到石炭、二叠纪(西天山阿希金矿床、东天山石英滩金矿床等) 。20世纪90年代以来, 在中国西北地区发现大批形成于晚古生代的浅成低温热液型金矿床, 表明这Ma 之间

[40]

[20, 22, 39]

山岩(次火山岩) 。这些赋矿岩石具有偏酸性或碱性的特点。低硫化的冰长石—绢云母型金矿床的围岩是典型的钙碱安山岩、英安岩、流纹英安岩或流纹岩; 高硫化的石英—明矾石型金矿床围岩主要是流纹英安岩, [13, 31, 42]

。

。综、黄铁矿化、绢云母化、绿; 其次为高岭土化、冰长石化、明矾石化。另外, 在中国东北地区还有发育普遍而强烈的萤石化。金矿化常与硅化有关而且十分普遍, 似乎硅化成了该类型金矿成矿的一个必要条件。围岩蚀变一般还具有明显的分带性。Bonha m 等关于浅成低温热液型金矿床的分类就是基于其蚀变矿物组合的不同而划分的。冰长石—绢云母型矿床在靠近网脉、裂隙附近主要发育钾长石化(特征矿物即是冰长石) 、硅化(石英、玉髓) 和绿泥石化; 向外依次为绢云母化带、青盘岩化带。这一围岩蚀变作用是由近中性的热水或天水促发的, 含矿流体呈中—弱酸性, 具低的盐度和低硫的特征。石英—明矾石型矿床在靠近网脉、裂隙附近主要发育硅化和高级泥化(主要是明矾石和高岭石, 其次为叶腊石、地开石等) ; 向外依次为泥化带、青盘岩化带。3. 4　成因及成矿模式分析

一时期可能是该型金矿的又一重要成矿期。

3. 2　矿体及矿化特征

中国浅成低温热液型金矿的矿化深度普遍较浅, 反映该型金矿的浅成特点。如不考虑长期剥蚀作用的因素, 矿体多赋存于近地表或地表下100～1000m 范围内, 国外少数矿床矿化深度可达2km 。矿体主要以脉状为主, 包括复杂的树枝状脉、板状脉、细脉和网状脉, 其次为浸染状矿层和产在爆发角砾岩状的细脉浸染状矿筒、囊状透镜体。矿石一般为贫硫化物型, 含金品位变化较大。主要矿石矿物为自然金、自然银、银金矿和(载金) 硫化物(矿物) 等, 如:黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等; 脉石矿物为石英、玉髓、绢云母、方解石、明矾石、冰长石等。而以玉髓、明矾石、冰长石等为较具特

[41]

征的标志性矿物。

浅成低温热液型金矿的矿化常常发生在具有良好分异的火山岩区、陆上火山碎屑岩和许多小型的次火山侵入体内。矿化方式为脉状、网脉状和浸染状, 不同的矿化方式多共存于一个矿床中, 而以一种方式为主。有些矿床的矿化具有分带性, 地表为热泉沉淀, 向下为浸染状及网脉状矿化, 最下部为脉状矿化。网脉状矿化多发育于构造拐弯、交汇和构造切割脆性岩层的部位; 浸染状矿床的矿化产于蚀变围岩中, 矿体与围岩渐渐过渡。冰长石—绢云母型矿床只有少数是浸染型矿床, 而石英—明矾石型矿床则以浸染型矿床居多。3. 3　围岩及其蚀变特征

浅成低温热液型金矿床的围岩主要是一些陆相火

有关浅成低温热液型金矿床的成因, 多年来已经

提出了多种成因模式及假说, 有代表性的包括:岩浆热液成因说、同源说、沉积改造成因说、大气降水成矿模式及热泉沉积模式说等等。虽然我们已经知道区域构造背景是该型金矿形成的一个重要控制因素, 但是不同类型的浅成低温热液金矿热液流体是如何在这一背景下最终定位形成的, 仍然是一个关于成矿流体来源、运移、沉淀的问题。但是, 目前为止人们还不太清楚流体混合是如何导致矿石和脉石的沉淀, 或者使成矿物质在地下热水中富集的。

从已有的发现及研究来看, 浅成低温热液型金矿的成矿系统被认为主要是与岩浆弧区的火山—次火山活动及晚古生代后的碰撞造山期的岩浆活动有关。总之, 该类型金矿的成因与各类岩浆岩的关系十分密切, 当前的研究主要集中在与斑岩及碱性岩的研究上。Sillit oe (1997) [43]在对环太平洋区的大型浅成低温热液型金矿研究时指出, 大约20%的该类型金矿与碱性岩有关, 而这类岩石在整个太平洋地区分布不超过3%。与斑岩型矿床关系的探究来自这样的事实:浅成低温热液型矿床深部发现大量的斑岩型矿化, 或者在斑岩型矿床附近发

资源环境与工程2007年

现大量的浅成低温热液型矿床。如中国著名的福建紫

[44]

金山Au 2Cu 矿区及吉林延边的小西南岔Au 2Cu 矿[45][43, 46]床等。对此, Sillit oe (1990, 1997) 认为浅成低温热液金矿床与斑岩型矿床属于同一成矿体系, 前者的深部为斑岩体及有关矿化, 后者为前者的形成提供热能及部分成矿流体, 从而建立了两者的关系模式; Eat on (1993) [47]更是指出:浅成热液系统与斑岩矿化之间具有成因联系, 并指出酸性硫酸盐型矿化系统是斑岩铜矿热液系统在浅部的表现。Corbett (2002) 展现了岩浆弧背景下浅成低温热液型型Cu 2Au , , 并提出火山2次火山2侵入2热液(热泉) 与斑岩成矿作用的关系需要运用程裕淇的成矿系列思想来分析, 才能得出较为合理的解释。另外, 近年来还有学者就浅成低温热液型金矿床与卡林型金矿的关系进行了研究, 并认为卡林型金矿与浅成低温热液型金矿的主要区别是它们的主岩不同。3. 5　研究现状

20世纪80年代以来, 浅成低温热液型金矿无论

4　结语

综合近年来的研究成果, 形成浅成低温热液型金矿床必须具备如下条件:

(1) 成矿体系深部存在侵入体, 这个深部的侵入;

2) ; 。, 火山岩虽已不再是浅成低温热, 但是, 笔者在这里要强调的是:浅成低温热液型金矿与岩浆热液、火山岩有着千丝万缕的联系, 大多数该型金矿仍产于火山断陷盆地或火山岩发育地区。

中国虽处于浅成低温热液型金矿床有利的成矿区域内, 但在单一矿床规模和资源总量上, 一直以来少有重大的突破, 应该继续加强该型金矿的研究及找矿工作。结合国外一些大型浅成低温热液金矿的发现经验, 我们认为, 中国火山岩区的详细地质填图和地质调查应该得到加强, 应当把地球物理和地球化学方法与详细填图结合起来, 在寻找浅成低温热液型金矿床的同时也应当对与之关系密切的斑岩型矿床的存在与否给予足够的关注。参考文献:

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Geolog i ca l Character isti cs of Ep itherma l Gold D eposits and

St a tus Quo of Researches i n Ch i n a

Y AN Yun 2fei , T AN Jun , L I Yan 2hua , RUAN Shi 2kun

(1. The Faculty of Earth Resources, China U niversity of Geosciences . W uhan, Hubei 　430074; 2. Z ijinshan Gold M ine, Z i J in M ining Group Co . , L td . Shanghang, Fujian 　364200)

Abstract:Since large quantities of ep ither mal gold deposits were discovered in Circum -Pacific regi on in 1970’s, it has already become the hot s pot of the gold deposits research these days .

It is als o one of the most i m portant gold deposit

types in the world . The metall ogenic peri od of ep ither mal gold deposit is p redo m inantly contr olled by the tect onic evolu 2ti on . Ep ither mal gold deposit is generally hosted by inter mediate -acid volcanic r ock series and adjacent (下转46页)

资源环境与工程2007年

南岸为8. 68～4. 0m, 而其它干、支堤为7. 07～3. 5m, 这

种现象正好说明管涌的产生除主要受水动力条件控制外, 还与各堤段的堤基土体结构、堤基土的性质有关。从历史的过程看, 在一些堤段, 当外江水位突破临界水位后, 即产生渗透变形破坏, 在历次整险加固中, 特别是20世纪80年代末和90年代初的整险加固, 对渗透变形重点险段采用了表层吹填压盖等措施, 加大覆盖层厚度, 增加其渗透途迳, 减弱水头压力, 以达到防止管涌的发生, 在同样洪水位条件下, 到控制。“98洪水”险情表明, 大管涌险情, 防标准。“98, 经—观音寺典型剖面为计算模型, 并根据长期观测的资料验证, 其临界水力坡降在1. 13左右。有关研究表明, 即使三峡工程建成以后, 在上述提到的观音寺、木沉渊等地段, 在百年一遇的大洪水条件下, 影响荆江洪水位上升的条件, 即江汉—洞庭湖平原区构造沉降、大堤约束的单一性河道、泥沙淤积等并没有得到根本改善, 荆江洪水位还将不断上升。在外江洪水位达到某一水位时, 又可能突破这一临界水力坡降产生新的渗透变形, 到那时, 又需对堤防进行新一轮的加固, 而后又突破又加固, 如此反复和恶性循环, 会产生迫使堤防不断加高的发展趋势。在这种条件下, 除了每一次加固所需的资金和技术都

可能数倍或数十倍于上一次外, 作为特殊的挡水建筑物, 大堤自身强度、堤基的容许承载力(一般为80～120kPa ) 也不允许再无限制地加高(现堤高12～17m ) , 因此, 防洪只能另寻出路。如变单向的洞庭湖调蓄为双向的江汉(北) —洞庭湖南) 调蓄洪, 分洪放淤等, 控制洪水位上升, 益, 随着国家经济实力的增强和技术水平的提高, 在一定条件下可以对堤防进行有效整险加固, 以防止产生渗透变形, 提高堤防安全度。但是随着洪水位的不断上升, 堤防加高加固会受到一定限制, 因此, 防治管涌还要注意控制洪水位上升的问题。参考文献:

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Ana lysis of Env i ronm en t a l Geolog i ca l Cond iti on s for D i ke

P i p i n g and the Re i n forcem en t

S UN J ian

(1. Hubei Institute of Hydrological and Engineering Geological Investigation, J ingzhou, Hubei 　434020)

Abstract:The J ingjiang river bank is the life or death belt f or the north J ingjiang p lain . Thus it ’s very i m portant that the analysis of envir on mental geol ogical conditi ons for dike p i p ing and method research in the reinf orce ment of dike . The f or 2mati on of p i p ing is contr olled by the structure, physical and mechanical p r operties of the s oil f or the base of dike and fl ood level . It is feasible for p reventi on of p i p ing by p ressure -relief well for hydraulic p ressure . But when fl ood level is rising gradually, contr olling the fl ood level ’s rising is als o very i m portant t o p revent dike p i p ing . Key words:bank of J ingjiang river; p i p ing; reinforce ment; p ressure -relief well; fl ood level rising (上接11页)

r ocks in island arc or continental margin . The ep ither mal g old deposit can be divided int o t w o types according t o the fea 2tures of m ineral asse mblage and alterati on:high sulfur type &l o w sulfur type . The high -sulfer ep ither mal gold deposits show generally paragenetic relati onshi p with por phyry copper -gold deposits and they may be p r oducts of the sa me m iner 2alizati on syste m. Theoretically, the conditi ons for ep ither mal gold deposits m ineralizati on are quite good in China . Thus it is surely a bright future f or p r os pecting of such deposits . Key words:ep ither mal; gold deposit; geol ogical characteristics

第21卷第1期2007年2月资源环境与工程

Res ources Envir on ment &Engineering Vol 121, No . 1Feb . , 2007

中国浅成低温热液型金矿床地质特征及研究现状

鄢云飞, 谭　俊, 李闫华, 阮诗昆

(1. 中国地质大学资源学院, 湖北武汉　430074; 2. 紫金矿业集团股份有限公司, 福建上杭)

中图分类号:P618. 51　　　　文献标识码:A 　　　　文章编号:1671-1211(2007) 01-0007-05

0　引言

浅成低温热液型矿床是金(银) 矿床的一种重要类型。在20世纪80年代发现的10个超大型金矿中,

[7-10]

1　概念的沿革

[1-6]

注重成矿地质环境的低温、浅成等特点。但是, 后来人们发现许多热液矿床的形成温度并不总是与其深

收稿日期:2006-09-13; 改回日期:2006-11-08

2　成矿的大地构造背景、分布及类型划分

从世界范围以及中国浅成低温热液型金矿床的地域分布及目前的研究成果来看:该型金矿主要集中产在3个巨型的成矿域, 即:环太平洋成矿域; 地中海—

[11]

作者简介:鄢云飞(1979-) , 男, 在读硕士研究生, 研究方向:矿物学、岩石学、矿床学。E -mail:home . xf@163.

com

[12-16]

资源环境与工程2007年

液运动及矿体就位方面起重要作用。笔者这里

[17]

金矿类型主要集中分布于中国西南诸省。世界上的三大浅成低温热液型金矿成矿域均通过中国境内。中

[18, 19]

国东部台湾(金瓜石金矿等) 位于环太平洋成矿域

[20][21]

西部带内带; 东北地区、大陆东南沿海

[22, 23]

; 西南(青藏高原、

]

—喜马拉雅成矿域的东

[25, 26]

; (新疆阿希金矿等) 则位于古(图1, 据参考文献[22]修改)

。

图1　中国浅成低温热液金矿时空分布简图(据毛景文等, 2003)

Fig 11　The te mporal 2s patial distributi on of ep ither mal gold deposits in China (afterMao et al, 2003)

1. 太古代基底; 2. 元古代基底; 3. 加黑东造山带; 4. 海西造山带; 5. 印支造山带; 6. 燕山造山带; 7. 喜马拉雅造山带; 8. >100t; 9. >20t; 10. >5t; 11.

　　浅成低温热液型金矿床的分类一直是国内外学者关注的焦点, 有关该型金矿的分类中国学者也发表过一些论著

[27-29]

在此分类基础上补充增加了富碲化物型据介绍

[35]

[34]

、热泉型等。

, 近年来国外关于浅成低温热液型金矿床的

。目前在国内比较流行的分类源于、Heald (1987)

[31]

[36]

分类又有新的发展。Hedenquist 等(2000) 提出了矿

Bonha m (1986)

[30]

等人依据矿物组合

和蚀变特征划分的。即:冰长石—绢云母型和酸性硫

[32]

[33]

床特征介于高硫化型(HS ) 与低硫化型(LS ) 之间的中硫化型(I nter mediate sul phidati on, I S ) 矿床; Corbett (2002) [37]提出了岩浆弧背景下浅成低温热液型金矿的

[38]

构造环境分类; 以及Cooke 等(2003) 提出的针对新发

现的浅成低温热液型金矿床的特征描述性分类等。

等人

3　矿床主要地质特征及研究现状

受成矿大地构造背景的制约, 中国浅成低温热液

型金矿主要分布于晚中生代地台活化区(东北及东部沿海) 和古生代裂谷带(西北新疆地区) 以及新生代

第1期鄢云飞等:

中国浅成低温热液型金矿床地质特征及研究现状9

(台湾地区) 。据一些学者对中国各地该型金矿的研

[40]

[20, 22, 39]

。

一时期可能是该型金矿的又一重要成矿期。

3. 2　矿体及矿化特征

[41]

征的标志性矿物。

浅成低温热液型金矿床的围岩主要是一些陆相火

有关浅成低温热液型金矿床的成因, 多年来已经

资源环境与工程2007年

现大量的浅成低温热液型矿床。如中国著名的福建紫

[44]

20世纪80年代以来, 浅成低温热液型金矿无论

4　结语

综合近年来的研究成果, 形成浅成低温热液型金矿床必须具备如下条件:

(1) 成矿体系深部存在侵入体, 这个深部的侵入;

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Geolog i ca l Character isti cs of Ep itherma l Gold D eposits and

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Y AN Yun 2fei , T AN Jun , L I Yan 2hua , RUAN Shi 2kun

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