金矿床在全球分布虽然广泛,但空间上具有显著丛集性分布特征,并以太古宙克拉通绿岩带和环太平洋带为代表(许德如等,2019)。其中南非威特沃特斯兰德(Witwatersrand)盆地具有世界上最大的黄金储量。世界上的金矿大致可划分为砂金型、角砾岩型、浅成低温热液型(epithermal)、沉积浸染型(卡林型)、侵入岩相关型(intrusion-related)和造山型(orogenic)等。此外,Au 还以伴生矿种出现在与镁铁质和超镁铁质岩有关的Ni-Cu 硫化物矿床、火山块状硫化物(VHMS)矿床和斑岩型(porphyry)铜矿床中。

其中,造山型金矿是目前全球发现数目最多,也是最重要的金矿床类型,其产量占全球一半以上,其次是与斑岩型、浅成低温热液型、卡林型、VHMS 型、夕卡岩型、热液铁氧化物-Cu-Au-U-REE(IOCG)型和侵入岩相关的金矿。浅成低温热液型金矿几乎均产于环太平洋火山岩带,特别是在美国西部、印度尼西亚、巴布亚新几内亚、日本等地;卡林型金矿最集中分布于美国西部内华达州、中国西南云贵川等地区,东南亚等国和秘鲁也是重要的卡林型金矿产地;造山型金矿广泛发育于加拿大、印度、澳大利亚和津巴布韦等国的太古宙(尤其是在2. 7Ga 的)克拉通绿岩带内,但大多数古生代脉型金矿则产于北美洲、澳大利亚和乌兹别克斯坦等地大陆边缘浊积岩环境;有意义的脉型金矿也产于如美国和加拿大等国的中生代—新生代增生造山环境(Misra,1999)。

▲ 洋陆碰撞环境造山型金矿及相关矿床形成的板块构造模式(据Groves et al.,1998)

世界上金矿床可产于增生-碰撞造山带、岛弧-弧后体系、克拉通边缘、大陆内部等不同构造环境,因而形成各具成矿特点的不同矿床类型;同时,由于全球不同大陆在地壳组成与演化上的差异、地壳/ 地幔化学组成的不均一性、成矿构造环境的差异、重大地质构造事件对金成矿的影响,以及构造转换或转折和叠加、矿床形成与保存能力等,金成矿作用在时空分布上表现出极不均匀性(许德如等,2019)。

中国大陆发育典型的碰撞造山带,如喜马拉雅-特提斯、东秦岭,如今我们已知东秦岭发育大规模的金矿床。通过对东秦岭金矿床如康山金矿(王海华等,2001)、上宫金矿(Chen et al.,2006,2008)等深入研究,在中国确立了大批的造山型金矿

▲ 陆陆碰撞环境造山型金矿及相关矿床形成的板块构造模式(据陈衍景,2006)。MVT 型即密西西比河谷型;SEDEX 型即富Au 的沉积-喷流型

▋ 我国金矿床类型多种多样

其中又以:①与火山岩有关的浅成热液型金矿(如新疆阿希和阿舍勒、福建紫金山、甘肃白银厂);②与侵入岩有关的金矿(斑岩型、夕卡岩型、斑岩-夕卡岩型)(如云南金厂、新疆托里萨尔托海);③产于沉积岩中的卡林型金矿(如西南云贵川地区、甘肃阳山);④产于变质地体内、与韧性剪切带有关的石英脉型和破碎-蚀变岩型金矿(如山东玲珑和焦家、吉林夹皮沟、广东河台、海南戈枕)为主。

其中,与火山岩有关的浅成热液型金矿又划分为产于陆相火山岩中的金矿床(浅成低温-斑岩型金-银、铜-金矿床)和产于海相火山岩中的金矿床;产于变质地体内的金矿又可分为产于太古宙(古元古代)中深变质岩或其衍生的后期花岗岩(通称的绿岩带)中的金矿床和产于浅变质碎屑岩中的金矿床。

我国金矿床的特点

  • 中小型矿床多,大型矿床少。目前我国金矿床(点)共计近6000 个,但真正具有一定规模的只有1000 多处,仅占全国金矿床(点)总数的19%左右,且大、中、小型金矿床的比例为6. 2 ∶ 11. 7 ∶ 82. 1。由此可见我国金矿床中,小型占绝大多数,大型矿床数量不多。

  • 矿石品位一般中等。中小型矿床品位变化大,常伴生多种有益组分。大型金矿品位一般不高,以中、低品位为主;蚀变岩型大型金矿品位中等偏低,但较稳定;石英脉型大型金矿一般品位较高,但变化大;斑岩型金矿品位低。我国单一成分金矿很少,岩金矿床常伴生(共生)铜、铅、锌、银、钼、钨、锑、镍等有益组分,几乎所有的岩金矿床都伴生有银、硫。砂金矿常伴生有锆石、独居石、石榴子石、金红石等有用矿物。

  • 伴生金资源在我国金矿资源中占有重要地位。在我国金矿保有储量中,伴生金占有比例高达44%,远大于世界伴生金占有的平均比例。伴生金主要作为铜矿、铅锌矿、硫铁矿、铁矿及镍矿等的副产品综合回收。新中国成立以来,伴生金年平均产量占我国黄金总产量的25%左右。

▲ 产于不同构造环境的造山型金矿模式图(Deng and Wang, 2016)

我国金矿床无论是在矿床成因类型,还是金矿资源量,均具有明显的时间和空间分布规律,可能与中国大陆所经历的独特的大地构造和地球动力学演化事件有关。

空间分布上,已知成矿区带按已查明资源储量从多到少依次为(张文钊等,2014):胶东、小秦岭—熊耳山、滇黔桂、松潘—摩天岭、西秦岭、东秦岭、巴颜喀拉、华北陆块北缘东段(燕辽)、长江中下游、桐柏—大别—苏鲁、黑龙江三江沿岸、吉南—辽东、海南、江南隆起东段(包括武功山—杭州湾)、哀牢山(墨江—绿春)、五台—太行、盐源—丽江—金平、云开(粤西—桂东南)、康滇隆起、南岭、华北陆块北缘西段(乌拉山—大青山)、天山—北山、江南隆起西段、东昆仑、延边—东宁、白乃庙—锡林浩特、阿尔泰、柴北缘、准噶尔(东、西准噶尔)、浙闽粤(东南)沿海、祁连山、鲁西—皖北、上黑龙江盆地、冈底斯—拉萨、班公湖—怒江成矿区带。

中国金矿床的成矿时代可分为太古宙、元古宙、早古生代、晚古生代、早中生代(三叠纪)、晚中生代(侏罗—白垩纪)和新生代7 个成矿时期。

  • 太古宙成矿期(>2500Ma)。尽管太古宙是世界金矿床的主要成矿期(蒋志,1995),主要于太古宙变质绿岩带中形成造山型金矿(Kerrich et al.,2000),但在我国发现的仅有产于中深变质岩中的硅质岩型金矿(五台山金矿和东风山金矿)和产于辽北太古宙变质岩系中分布的富金VHMS 矿床。

  • 元古宙成矿期(2500 ~540Ma)。该时期金矿床大多分布于古陆边缘、陆间裂陷带或裂谷带,主要产于元古宙浅变质碎屑岩-碳酸盐岩- (夹)基性火山岩中的金矿床。

  • 早古生代成矿期(540 ~409Ma)。该时期金矿成矿作用微弱,主要产于古亚洲构造域加里东造山带中,部分形成于江南古陆内,主要金矿类型为产于海相火山岩中VMS 型伴生金矿床。

  • 晚古生代成矿期(409 ~250Ma)。这是中国金矿一个较重要的成矿期,和塔里木-华北板块与西伯利亚板块聚合有关,主要产于陆相火山岩中,其次是产于海相火山岩中的金矿及伴生金矿、产于花岗岩类侵入体内外接触带中的金矿床。

  • 三叠纪成矿期(250 ~208Ma)。与古特提斯洋演化晚阶段及塔里木-华北板块、华南板块碰撞聚合形成统一欧亚大陆的作用有关,也是重要的成矿期之一。主要矿床类型为产于沉积岩中的金矿,其次为产于元古宙浅变质含碳碎屑岩、泥质岩中的金矿床。

  • 侏罗—白垩纪成矿期(208 ~65Ma)。这是中国最为重要的金矿成矿期,形成的矿床规模较大、类型齐全,与该时期中国区域大地构造演化密切相关,主要包括产于太古宙中深变质岩中的金矿床、产于陆相火山-次火山岩中的金矿床、产于花岗岩类侵入体内外接触带中的金矿床。

  • 新生代成矿期(65Ma 以来)。这是世界上第二个重要的金成矿期,也是中国金矿主要成矿期之一。最主要是外生成矿作用,形成数量众多的砂金矿床。该成矿期岩金矿床分布在印度板块与亚洲板块的碰撞带特提斯-喜马拉雅成矿域以及我国台湾地区的太平洋板块俯冲带,其主要类型为产于陆相火山岩中的金矿床,其次是产于风化壳中的铁帽型和红土型金矿床,主要分布于长江中下游地区。

▲ 中国大陆东部晚中生代伸展构造及相关成矿带展布空间示意图。穹隆的位置和构造特点修改自Lin 和Wei (2018);各相关数据的参考文献见正文

中国金矿床在成矿特征和成因类型上的变化规律以及在时间和空间上的分布规律,是由中国大陆不同地区的地质结构和大地构造演化的差异所决定的。

中国大陆地处欧亚板块、印度板块和太平洋板块的交汇部位,是由数个大小不同的陆块在地质历史时期经多次碰撞拼合而成。中国大陆地壳组成和结构的最基本特征是由一系列不同时期的弧-盆系统经多期多阶段碰撞、拼贴而形成的造山带所组成的构造域将华北、扬子和塔里木三大陆块统一为整体;中生代以来,中国大陆特别是其东部地区又经历了陆内造山与岩石圈伸展和减薄的多期次交替,不仅强烈改造破坏了古老大陆岩石圈或克拉通,同时导致大规模的岩浆作用(大火成岩省出现)、显著的陆内变形(北东—北北东向深大断裂、断块隆升和剥蚀、挤压逆冲推覆与褶皱、盆-岭构造省和变质核杂岩等)和大规模的W、Sn、Bi、Mo、Cu、Pb、Zn、Au、Sb 等有色金属、稀有金属、贵金属与放射性金属(U)的爆发式成矿(Mao et al.,2013a)。中国大陆这一复杂而特殊的地壳演化和地质构造特征,决定了其成矿作用具有十分鲜明的特色,由此也决定了它在成矿作用的时空分布上所具有的与全球大陆的显著差异。

▲ 华北、华南克拉通位于三大构造域中心(据Li et al.,2013)

湘东北地区位于江南古陆中段的幕阜山—九岭一带,是华南极为重要的金-铅-锌-钴-铜多金属矿集区。

区内目前已发现黄金洞和大万等大型-超大型金矿床、桃林和栗山大型铅锌矿床、七宝山大型铜铅锌金多金属矿床,以及横洞钴铜矿床和井冲铜钴多金属矿床等(罗献林,1988;柳德荣和吴延之,1994;毛景文和李红艳,1997;刘亮明等,1999;符巩固等,2002;贺转利等,2004;董国军等,2008;黄诚等,2012;文志林等,2016;许德如等,2017;郭飞等,2018;Mao et al.,2002b;Deng et al.,2017;Wang et al.,2017;Xu et al.,2017a;Zhang et al.,2018;Zou et al.,2018)。

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板(陆)内成矿作用已成为当前国际矿床学研究的前沿领域和新热点。(许德如等著. 北京:科学出版社,2023. 8)一书系统阐述了湘东北地区金(多金属)成矿作用特征及其与陆内构造-岩浆演化事件的关系,正式提出了陆内活化型(intracontinental re-activation type)矿床这一新的矿床类型,并总结了该类型矿床的成矿作用基本特征;同时将湘东北地区金(多金属)矿床划分为五类成矿系统,重点研究了陆内活化型金(锑钨)矿床成矿系统和钴铜多金属矿床成矿系统的成因机理,构建了其区域成矿模式和“三位一体” 找矿预测地质模型,并运用地球物理深部探测技术和三维可视化建模技术等,开展了金(多金属)矿产预测,为实现深部找矿突破提供了关键理论与核心技术支撑。

▲ 湘东北地区区域地质、岩浆岩、构造和矿床分布略图。Ⅰ. 汨罗断陷盆地;Ⅱ. 幕阜山-望湘断隆;Ⅲ. 长沙-平江断陷盆地;Ⅳ. 浏阳-衡东断隆;Ⅴ. 醴陵-攸县断陷盆地

本文摘编自《湘东北陆内金(多金属)矿床成矿系统与深部资源预测》(许德如等著. 北京:科学出版社,2023. 8)一书“第1章 国内外研究现状与关键科学技术问题”,有删减修改,标题为编者所加。

审图号:GS(2022)1548 号

ISBN 978-7-03-073192-0

责任编辑:王 运 柴良木

本书可供产、学、研等部门的广大地质矿产工作者和高等院校师生阅读参考。

(本文编辑:刘四旦)

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