论金矿化集中区

“金矿化集中区”的概念是吴等人在20世纪80年代研究中国金矿化规律时提出的,全国共划分出23个金矿化集中区和8个潜在金矿化集中区,统一表示在1∶4万中国金矿化规律图上。应该说,金矿化集中区的概念是研究金矿成矿规律的另一种思路。早在19年底,法国地质学家路易·德莱尼首次使用“成矿规律”一词时,就强调成矿理论的研究必须着眼于区域含矿性的分析。20世纪中期,法国地质学家P Routhier提出了同源、继承和地球化学区三位一体的理论。1974年,J . A . Noble提出了“金属省”的概念,即地壳上某些金属或金属组合聚集的区域。D R Drey还认为,一个地区有一个或一组特定的金属矿床,虽然不是同一成因,但可以称为金属省,即矿化集中区。1982,张秋生教授在《矿源与成矿》中正式使用了矿化集中区这个术语。诚然,上述学者一方面提出了金属矿物在地壳中的不均匀分布受特定区域限制的客观现实,从而揭示了金属矿床的形成是地壳中成矿物质场、成矿能量场、成矿空间作为地球化学区域的综合表现,但另一方面,他们并没有深入研究某一特定矿物如金矿床的成矿规律,当然也没有讨论过金矿床能否形成集中区,其内容应该是什么。

当时把“金富集区”的概念表述为地壳中金矿化的基本单位和金元素的地球化学区域,客观反映了金在地壳中分布的不均匀性。在集中区,随着地质历史发展中不同地质事件的发生,不同时期不同类型的金矿床聚集在同一地区,同一矿床因不同原因多次叠加,从而反映出某些地区某些金矿床形成的同源性和继承性特征。因此,许多地区相对最古老的含金体成为局部集中区的重要矿产基础,这是由两个原因造成的:一是地壳形成过程中物质分布的差异,即地壳结构类型的不同。二是地壳发展演化过程的差异,即不同地区成矿作用和地质事件的差异,导致成矿元素浓度不同。前者决定了金的成矿物质来源,后者决定了金矿床的成矿模式。金在地壳中的不均匀分布是反映矿床形成过程中一定程度的同源性和继承性的基础,或者说讨论金在地壳中的不均匀分布,即讨论金矿床形成的区域成矿背景和过程。

研究金矿化集中区的一个重要问题是研究金矿化背景。除了金元素形成的地球化学区外,重要的是研究具体的地质体,即成矿前已形成的、与金矿化有内在联系的各种地质体。这就是含金建造,可分为两类,一类是原生含金建造,一类是变金建造。原生含金建造的基础是地球化学行为成岩阶段金的亲铁性。在这一阶段,金只能以分子形式扩散在镁铁质或超镁铁质火山岩中,或以离子形式进入镁铁质岛状和链状硅酸盐矿物的晶体骨架中。这些镁铁质和超镁铁质岩石均来自上地幔,具有原生含金建造的意义,为后期热液金矿床的形成奠定了物质基础。变质含金建造是原生含金建造(包括以前形成的矿体)。在相当长的时期内,地质环境发生了根本性的变化,含金建造经过各种地质作用重新形成。从目前的研究成果来看,大部分变质含金建造是特定的沉积岩系,最主要的成分特征是普遍碳。研究金矿集中区的另一个重要问题是研究成矿的构造环境。

金矿集中区概念在研究金矿成矿规律和找矿方向中的意义在于:

(1)金矿集中区是由多维(时间很重要)因素形成的,即包含了成矿物质场、成矿构造环境、成矿热场和最终成矿定位空间。其中,物质场和成矿构造环境具有基础性意义,物质场体现在含金建造中。“绿岩带”应被视为许多密集区的主要含金建造。世界上看到的大多是“绿岩带”形成后,经过不同的变质作用,形成了浸染状、脉状金矿和后期变质砾岩型(Rand)金矿。在中国,“绿岩带”形成后,这意味着某些金矿集中区的成矿作用是表生的、同源的、继承的,具有统一的成矿背景。

(2)金矿集中区的金矿类型往往是多样的,成矿时代往往是多期的,这取决于该区的地质演化历史。但由于不同地区地质演化的一定差异,每个金矿集中区总是以某一种类型为主。如在华北地块,元古界-新太古代(即绿岩带范围)原生含金建造广泛发育,成矿地质事件主要是前寒武纪区域动力变质和中生代岩浆(包括火山岩)活动,因此金矿类型主要是“绿岩带型”的浸染状和脉状金矿。再如,在黔西北-桂西南金矿集中区,古生代变质含金建造广泛发育,但在某些地热系统的影响下仅形成微细浸染型金矿。这说明在部署金矿找矿工作时,建立矿化集中区比矿化类型更重要。

(3)寻找大型和超大型金矿床的重要手段之一是研究其成矿背景和成矿事件。金矿集中区是否有发育良好的含矿建造是其重要内涵。以矿床地理名称命名的大型超大型金矿床遍及世界各地,包括中国,如兰德型、卡林型、木龙涛型、山东赵晔型和绿岩带型,发现了广泛的含金建造,或单一或重叠,但也有一些金矿床,如与火山活动有关的浅成低温热液金矿床。它们产于新生代岛弧区的金矿床中,成矿物质来源可能与地幔作用有关。

(4)由于金富集区是金的地球化学区,已知的金矿化分布趋势当然反映了该区金元素的富集状态。鉴于缺乏全面的金地球化学资料,在中国划分金富集区有一定难度。即使在某些地区积累了这些资料,边界线的划定也是模糊的,但毕竟要划定其范围,还是要依靠地质资料,也就是根据含金建造的分布范围来考虑控制含金建造分布的构造单元边界。显然,大断裂构造格局影响着金矿集中区的分布。自古生代以来,中国分为三个巨大的深大断裂构造体系,即中亚-东亚(古洋岛)体系、太平洋体系和特提斯-喜马拉雅体系。第一个系统控制了北部含金建造的分布范围和方向,使部分金矿集中区大致呈东西走向;第二个系统往往贯通前者,控制中生代构造岩浆作用,使一些金集中区的轮廓呈东北走向,而另一些则在东西向的基础上明显保留了东北复合,集中区的金矿床也形成东西向带状和东北串状的分布格局;第三个系统倾向于使金矿集中在南北方向。

(5)金集中区的含矿建造不同程度地提供了矿物,但含矿围岩绝不仅限于此。菲利普斯在研究了太古宙含金热液的性质后指出,含金硫杂岩主要形成于含矿溶液中。从C N Phillips绘制的金溶解度等值线图可以看出,无论改变氧逸度还是pH值,金的溶解度都是可以降低的,也就是说不是只有一次沉淀就可以引起金沉淀,换句话说,可以引起金沉淀的选项有很多,所以在各种岩石中都可以出现金矿。基于这种认识和已发现的地质事实,在讨论集中区的找矿范围时,可以推广到其他岩系。