卡林型金礦床的特征和成因綜述

1、卡林型金礦床的特征和成因綜述卡林型金礦床指產(chǎn)于未經(jīng)區(qū)域性變質(zhì)的細碎屑巖、碳酸鹽巖和硅質(zhì)巖中的微細浸染型中低溫?zé)嵋航鸬V床，又稱為微細浸染型金礦床、滲透熱(鹵) 水型金礦床、沉積巖型金礦床以及“化學(xué)上有利于成礦的沉積巖層中的浸染狀礦床”。該類型金礦床的賤金屬含量低，具有一套中低溫?zé)嵋毫蚧锖臀g變礦物組合，形成環(huán)境以中溫為主，不是典型的淺成低溫?zé)嵋旱V床和熱泉型金礦床?？中徒鸬V床主要分布于美國和中國，在東南亞以及南美洲的秘魯可能也有分布。自60年代在美國西部內(nèi)華達州首先發(fā)現(xiàn)卡林金礦床以來，在該地區(qū)又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了30多個金礦床，內(nèi)華達卡林金礦帶的探明儲量超過2000噸。美國卡林型金礦床的總儲量達到307

2、5噸，隨著勘探工作的進行，儲量還在增加?？中徒鸬V床的規(guī)模大，形成許多大型和超大型金礦床，卡林金礦帶中4個礦床的金儲量超過100噸，其中，goldstike金礦床的儲量達到627噸。該類型金礦床在我國發(fā)現(xiàn)于80年代，已發(fā)現(xiàn)的礦床主要分布于滇黔桂和川陜甘“金三角”區(qū)。在滇黔桂地區(qū)已發(fā)現(xiàn)200多處礦化點、礦點和礦床，探明了一批大型和中小型礦床，少數(shù)礦床的儲量接近超大型礦床的規(guī)模。一、宏觀地質(zhì)背景1. 空間和時間分布卡林型金礦床具有分布局限和集中的特點，如在美國西部內(nèi)華達州和猶他州形成getchell等9個金礦集中區(qū)；在中國貴州形成黔西南金礦集中區(qū)、西秦嶺地區(qū)形成川西北的松潘-平武成礦區(qū)。在大地構(gòu)造

3、位置上，卡林型金礦床主要分布在北美大盆地地區(qū)科迪勒拉造山帶，少數(shù)分布于科羅拉多地臺上；我國礦床主要分布于揚子地塊西南緣的板內(nèi)古生代-中生代沉降帶和西北緣古生代-中生代冒地槽。美國西部卡林型金礦床的成礦定年從侏羅紀到第三紀，礦床主要形成于中、晚第三紀。部分礦床形成作用持續(xù)較長，如getchell 和twincreeks 金礦床早期含金矽卡巖型礦化的年齡為95ma 和92ma；第三期為典型卡林型礦化，形成年齡為83ma；第四期低品位金礦化的形成年齡為75ma；第五期為典型卡林型金礦化，可以分為3 個階段，形成年齡42ma?？中徒鸬V床由第五期金礦化疊加的第三期金礦化形成，分別發(fā)生于白堊紀和第三紀，

4、間隔達40 ma 以上。中國卡林型金礦床主要形成于中生代晚燕山期，測定的成礦年齡為64 172ma（表1），可能早于美國西部卡林型金礦床的形成。表1中國卡林型金礦的賦礦地層和成礦時代礦床賦礦層位儲礦層巖性成礦時代/ma資料來源滇黔桂百地三疊系87.6±6.1爛泥溝三疊系灰黑色含碳質(zhì)粉砂巖106丫他三疊系碳質(zhì)粉砂巖100金牙三疊系粉砂質(zhì)及黏土質(zhì)巖石82130戈塘二疊系細碎屑巖172±36世加石炭系碳質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖140丹寨寒武系碳酸鹽巖114板其三疊系泥土巖紫木三疊系粉屑泥晶灰?guī)r水銀洞二疊系生物碎屑灰?guī)r陜甘川李壩泥盆-石炭細碎屑巖夾少量碳酸鹽巖172金龍山泥盆系細碎屑

5、巖60夏家店寒武系碳-泥-硅板巖李家溝震旦系硅質(zhì)白云巖、碳質(zhì)板巖、千枚巖八卦廟泥盆系粉砂巖、石英細砂巖210拉爾瑪寒武系碳硅質(zhì)巖、碳質(zhì)泥巖49陽山泥盆系蝕變砂巖、千枚巖、灰?guī)r2. 地質(zhì)背景卡林型金礦床分布區(qū)以發(fā)育一套巨厚的大面積分布的古-中生代細碎屑巖、碳酸鹽巖和硅質(zhì)巖建造為特征。在美國西部大盆地地區(qū)為科迪勒拉冒地槽的古生代沉積巖；在我國揚子地塊西南和西北緣，這一建造從元古代開始發(fā)育，經(jīng)過古生代而在中三疊世末結(jié)束?？频侠绽暗夭凼窃诒泵牢骶壨碚鸬┦婪蛛x后再聚合起來的基礎(chǔ)上發(fā)育起來的，基底由5 8km 厚的拉張期或拉張期后形成的變沉積碎屑巖組成，巖石一般具還原性質(zhì)(含碳、硫化物) ，主要由變質(zhì)泥

6、巖和石英巖組成。在寒武紀至晚泥盆世為拉張的板內(nèi)凹陷，東部為冒地槽大陸架碳酸鹽巖，西部變?yōu)閮?yōu)地槽細粒硅質(zhì)碎屑巖和燧石。東側(cè)局部出露的最老地層為下寒武統(tǒng)的白云巖，不整合分布其上的為奧陶系粉砂質(zhì)灰?guī)r、石英巖和白云巖；志留系和下泥盆統(tǒng)的薄層粉砂質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖整合分布在上，是主要的金礦床賦礦圍巖；再上部為泥盆系的灰?guī)r或礫巖。西部僅為巨厚( > 2500m) 的rodeo creek 組深水相燧石巖，形成時代可能為奧陶-泥盆紀。晚泥盆世-早石炭世的antler 造山運動期間，沖斷層把西側(cè)的rodeo creek 沉積巖向東推覆100 200km，使東側(cè)志留系和下泥盆統(tǒng)地層埋于深處，局部埋深超過

7、5km。此外，北美西部盆嶺地區(qū)還有二個重要地質(zhì)特征：( 1) 該地區(qū)晚中生代和中第三紀巖漿作用廣泛，形成花崗閃長巖、花崗巖和二長巖等巖株和巖墻，形成與巖漿活動有關(guān)的斑巖、矽卡巖和交代礦化，其中部分礦化體富含金；（2）中第三紀拉張作用強烈，拉張幅度局部達400%，平均為50% 至100%，以中地殼中韌性剪切帶、上地殼中正斷層發(fā)育為標志，在變質(zhì)核雜巖周圍拉張作用最為強烈。伴隨巖漿活動或巖漿熱液作用，能加快熱液循環(huán)。揚子地塊西南緣的黔西南地區(qū)為地臺邊緣凹陷沉積。沒有出露前寒武紀基底巖石，寒武系巖石在周邊地區(qū)零星出露，巖性為白云巖、灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾少量泥巖、粉砂巖、硅質(zhì)巖及鮞狀灰?guī)r，在早古生代晚期

8、加里東運動中發(fā)生褶皺變形。晚古生代開始，早泥盆世至早三疊世，該地區(qū)為伸展階段大陸邊緣裂谷盆地，沉積物主要由暗色薄層灰?guī)r、硅質(zhì)巖、紋層狀暗色泥巖和凝灰?guī)r組成，除中晚石炭世以外，均發(fā)育基性火山活動。早二疊世以前的沉積物在早二疊世末的海西期東吳運動形成平緩開闊的褶皺，并且隆起為陸地，遭到風(fēng)化剝蝕，形成古喀斯特地貌，同時形成大規(guī)模的峨嵋山玄武巖。上二疊統(tǒng)形成玄武巖、濱海瀉湖相、淺海臺地碳酸鹽建造以及深水相沉積，形成含煤建造、泥巖、泥灰?guī)r夾硅質(zhì)巖和生物灰?guī)r；在泥盆系-上二疊統(tǒng)地層中發(fā)育金、汞、銻、砷、黃鐵礦和螢石等礦床和礦化；下三疊統(tǒng)形成薄層泥巖、泥灰?guī)r夾硅質(zhì)巖和粉砂巖；晚三疊世末至中三疊世，該地區(qū)為周

9、緣前陸盆地沉積，形成具有復(fù)理石特征的巨厚濁積巖建造，由砂巖、粉砂巖、泥巖和泥灰?guī)r互層組成，主要金礦床分布于這一沉積建造中；晚三疊世后，該地區(qū)為陸相沉積建造。金礦床主要形成于斜坡相沉積和熱水沉積高碳質(zhì)碎屑濁積巖、扁豆?fàn)詈徒堑[狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、熱水沉積角礫狀泥巖中。黔西南地區(qū)從元古代到新生代末期，各個時代都有構(gòu)造和巖漿活動。古生代以來，規(guī)模最大的主要有二疊紀的峨嵋山玄武質(zhì)巖漿活動和中生代燕山期至喜山期的花崗質(zhì)和堿性、基性和超基性巖漿侵入活動。燕山晚期至喜山期形成斷裂構(gòu)造和表層褶皺，深部以高角度斷層為主，淺部以低角度斷層為主，中、新生代花崗質(zhì)巖漿巖主要出露在黔西南地區(qū)的周邊地區(qū)，但許多礦區(qū)可能存在隱伏

10、的巖體。堿性巖漿巖在局部地區(qū)出露。燕山期-喜山期的巖漿活動和構(gòu)造活動在時間上與區(qū)內(nèi)卡林型金礦床形成一致。綜上所述，卡林型金礦床發(fā)育區(qū)地質(zhì)背景具有以下特征：(1) 具有凹陷史，發(fā)育一套巨厚的大面積分布的古-中生代細碎屑巖、碳酸鹽巖和硅質(zhì)巖建造，這套沉積巖是卡林型金礦床的圍巖。(2) 卡林型金礦床成礦域內(nèi)同成礦期的巖漿活動強烈，有利于形成各種地?zé)狍w系。(3) 成礦域內(nèi)具有強烈構(gòu)造活動，金礦床形成時以強烈的地殼拉張為特征；北美西部部分金礦床可能形成于大盆地中不同時代存在的擠壓環(huán)境，沉積巖因為擠壓構(gòu)造發(fā)生仰沖和堆垛，導(dǎo)致區(qū)域型地?zé)崽荻冉档?，熱液可能因為侵入事件和區(qū)域性水文壓力差或者因為兩者的結(jié)合而發(fā)生

11、循環(huán)。黔西南地區(qū)發(fā)育大規(guī)模的逆沖斷層，川西北地區(qū)發(fā)育一系列逆沖斷層和平移走滑斷層。表2卡林型金礦與類卡林型金礦對比礦床類型與特征卡林型金礦類卡林型金礦空間分布規(guī)律沉積巖系容礦的汞銻礦帶延伸的礦化減弱方向熱水沉積鉛鋅礦帶上部及鉛鋅礦化減弱處礦床地質(zhì)特征微細浸染狀礦石類型、蝕變強度較小微細脈浸染狀、細-中石英脈疊加、蝕變強度大成礦元素組合au-as-hg-sb-ba-tiau-pb-zn-cu-te-bi載金礦物含砷黃鐵礦、毒砂、砷黝銅礦、有機碳黃鐵礦、黃銅礦、鉛-鋅硫化物、碲鉍礦、石英自然金顆粒粒度次顯微狀（不可見）顯微狀及肉眼可見礦床共生系列與汞銻礦床組成共生系列與熱水鉛鋅礦床組成共生系列選礦

12、難易原生礦難選冶原生礦易選冶二、礦床地質(zhì)特征國內(nèi)外卡林型金礦具有：(1)類似的成礦地質(zhì)構(gòu)造背景，層控(巖控)、構(gòu)造控制顯著，與巖漿巖無必然的演化關(guān)系；(2)礦床成群成帶分布，礦體呈似層狀、透鏡狀和脈狀等產(chǎn)出；(3)具有以硅化、碳酸鹽化為主的中低溫?zé)嵋何g變類型；(4)具有以黃鐵礦、雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、重晶石和石英等與成礦有關(guān)的中低溫礦物組合；(5)礦石具浸染狀、網(wǎng)脈狀及角礫狀等構(gòu)造，金呈顯微一次顯微狀賦存于礦化有關(guān)的礦物中或為粘土礦物、有機質(zhì)等吸附，幾乎不見明金；(6)與金伴生的元素組合為：au、as、hg、sb(ag)、ba 和t1 等；(7)與銻、砷礦、重晶石礦、鈾礦和油氣等低溫?zé)嵋旱V

13、床和外生礦床伴生或共生；(8)賦礦地層時代老，成礦時代新；(9)成礦物理化學(xué)環(huán)境為淺成、中低溫、高硫低氧中偏酸性的還原環(huán)境?？中徒鸬V床的一般地質(zhì)特征列于表3。金礦床一般與汞、砷、銻礦床分布于同一礦帶。表3 卡林型金礦床的地質(zhì)特征特征中國美國成礦元素組合au、hg、sb、as、t l( u)元素組合中as、sb、ba±hg±ag±tl值約是背景值的100倍；pb、zn、cu值小于背景值的10倍礦床規(guī)模從小型礦床到大型礦床礦石量從小于1 百萬噸至大于100百萬噸，金含量0. 5×10- 6至15×10- 6成礦圍巖寒武系-三疊系粉砂質(zhì)碳酸鹽巖、含

14、碳鈣質(zhì)、硅質(zhì)粘土巖、粉砂巖一般為寒武紀至早石炭世粉，砂質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r和白云質(zhì)泥灰?guī)r和鈣質(zhì)粉砂巖等，古生代超基性巖流，角頁巖，局部有長英質(zhì)巖墻礦區(qū)火成巖和變質(zhì)巖一般不出露，可能存在隱伏侵入體一般沒有。出現(xiàn)時為侏羅紀至第三紀，中性至長英質(zhì)；在一些侵入巖旁出現(xiàn)矽卡巖控礦構(gòu)造受層位和斷層構(gòu)造控制礦體一般位于斷層與有利地層交切部位蝕變礦物硅化、伊利石化、碳酸鹽化、高嶺石化、碳化碳酸鹽溶解或石英沉淀；形成順層和斷層控制的硅化巖帶或去碳酸鹽化帶；周圍方解石脈和方解石或白云石重結(jié)晶礦石組成礦物自然金、黃鐵礦、毒砂、(白鐵礦)、(閃鋅礦) 、雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、(自然汞)、(高嶺石)、(滑石) 、伊利石、石

15、英、重晶石、(鐵) 白云石、方解石、(螢石) 、玉髓、絹云母等石英、伊利石、高嶺石、砷黃鐵礦(2 wt% 6wt%as) 、毒砂、輝銻礦、雄黃、金、重晶石+明礬石、黃鉀鐵礬等成礦條件成礦溫度：早期階段為248 311 ，主要成礦階段為182 250，晚期成礦階段為132 185；成礦壓力為52 ×105pa 244 ×105pa成礦溫度：金礦石形成階段160 250，大多數(shù)階段位于190 225；成礦壓力：300×105 pa 800 ×105 pa成礦流體特征鹽度集中于0 6wt% nacl；流體包裹體含co2、h2 和ch4；成礦流體d= - 32.

16、 30 - 104. 30；18o= - 3.3 - 9. 6成礦前流體的鹽度為20wt% nacl；成礦流體鹽度0 6wt%nacl，co2 含量較大，含h2s；成礦流體的d= -130 - 155；18o= - 16 + 81. 圍巖和構(gòu)造卡林型金礦床的含礦圍巖時代廣泛，北美大盆地中卡林型金礦床含礦圍巖的時代從寒武紀到早石炭世，少數(shù)礦床位于更年輕的沉積巖中，在某些礦床中，少量金礦化的圍巖為火成巖。圍巖一般為含有機質(zhì)、碳、黃鐵礦等還原物質(zhì)。我國卡林型金礦床的圍巖主要是含鈣的砂巖、粉砂巖、泥巖和碳酸鹽巖。北美西部卡林型金礦床的礦化分布受構(gòu)造的強烈控制，礦化一般由受高角度正(逆) 斷層控制的強烈

17、蝕變(通道) 帶和其上部的層狀礦化組成。在脆性巖石中，礦體可能賦存于高角度斷層或其次級斷裂中。在化學(xué)活動性強的巖石中，形成較大和似層狀礦體。一般情況下，礦床中既有層狀礦體也有受斷層控制的礦體。在某些礦帶中，礦化還受到褶皺構(gòu)造控制。mucur金礦床位于背斜的邊緣，礦化受背斜伴生斷裂的控制。褶皺頂部可以阻擋成礦流體的運動，或者成為超壓成礦流體的釋放點，成為礦石沉淀的地點。黔西南卡林型金礦床主要形成于壓性或壓扭性擠壓帶、區(qū)域不整合面和假整合面、兩套差別較大的巖性接觸面，層間虛脫和張裂部位是金礦體賦存重要部位。近年來在北美卡林金礦帶的一系列找礦新進展說明，地層對于成礦的控制作用，不如構(gòu)造和深源的成礦流

18、體對成礦的控制作用明顯。2. 礦化卡林型金礦床具有呈“區(qū)域”分布的現(xiàn)象，形成成礦域，同時許多礦床大致沿著一個方向分布，形成成礦帶，如卡林金礦帶。金礦床規(guī)模大小不等，從不到小型礦床規(guī)模到超大型金礦床。礦化受構(gòu)造控制的程度大于地層控制。許多卡林型金礦床成礦區(qū)的范圍很大，但是，已有的研究沒有發(fā)現(xiàn)具有區(qū)域規(guī)模的蝕變、金屬含量比值或流體包裹體溫度分帶現(xiàn)象。在整個卡林金礦帶，大多數(shù)礦體賦存在具有相似特征的地質(zhì)環(huán)境中，形成三種不同的礦化類型：一種是羅伯茨山組粉砂質(zhì)碳酸鹽巖層中的層控交代礦體，礦體一般是層狀整合的；另一種是脈狀礦體，礦石品位較高，金礦化和相關(guān)的蝕變局限于斷裂構(gòu)造中；還有一種礦化為網(wǎng)脈狀，礦化形

19、成于構(gòu)造交叉部位，含礦巖石強烈變形和破碎，礦石具浸染狀構(gòu)造。黔西南卡林型金礦床同樣受有利巖性和斷層控制，很大部分礦體受層間斷層的控制。3圍巖蝕變卡林型金礦床的圍巖蝕變有去碳酸鹽化、硅化、泥化、硫化物化和重晶石化等。蝕變的空間分布及其與金礦體的關(guān)系在不同礦床是不同的，在同一礦床內(nèi)也有變化。在卡林和alligator ridge金礦床，去碳酸鹽化和硅化與金礦化時間接近，礦化在晚期去碳酸鹽化和中等硅化的巖石中最強烈。相反，在jerrit canyon 金礦床，硅化主要形成于金礦化之前。北美西部卡林型金礦床中與金礦化有關(guān)的熱液蝕變在空間上從遠到近，時間上從早到晚發(fā)育的順序為：去碳酸鹽化硅化泥化(圖1)

20、 。圖1卡林型金礦床圍巖蝕變和礦化分帶圖去碳酸鹽化是分布廣泛的熱液蝕變，以圍巖中的方解石或白云石部分或完全淋濾為特征。去碳酸鹽化相對在深部發(fā)育，而方解石脈在淺部發(fā)育。去碳酸鹽化使碳酸鹽巖石的孔隙度增加，對成礦起重要的作用，說明成礦前的熱液是酸性的，與礦化熱液在成分上是不同的。去碳酸鹽化的金礦化帶邊部，存在大量方解石脈。硅化常形成(似) 碧玉巖，硅化可以從網(wǎng)、脈狀交代到石英完全交代原巖(石英> 95%) ，硅化的范圍一般小于去碳酸鹽化的范圍，硅化形成的(似) 碧玉巖以及與礦化的成因關(guān)系不大清楚的、與金礦化有關(guān)的碧玉巖可能分布于遠離金礦體的地方。泥化為絹云母、蒙脫石、伊利石(一般繼承原巖中泥

21、質(zhì)物) 和高嶺石(可能繼承或由伊利石蝕變而來) 。在距礦體較遠的地段，泥化表現(xiàn)為長石絹云母化，在非熱液活動中心，蒙脫石和高嶺石較為發(fā)育，蝕變作用與金礦化的關(guān)系難以確定；在熱液系統(tǒng)中心，絹云母化的強度增加，絹云母被以高嶺石為主的層狀硅酸鹽礦物組合所代替。在某些情況下，高嶺石化蝕變巖呈扁豆?fàn)罘植荚谒票逃駧r中。硫化物化形成砷黃鐵礦、毒砂、雄黃、雌黃和輝銻礦。高溫矽卡巖化只存在于接近侵入巖的礦床中，巖漿活動早于卡林型金礦化。最常見的硫酸鹽礦物為晚階段的重晶石脈；明礬石和黃鉀鐵礬普遍存在，可能由風(fēng)化作用形成。4礦石成分卡林型金礦床的礦石成分列于表3。金礦床的礦物的共生見圖2。成礦前的熱液作用主要使成礦作

22、用已經(jīng)存在的礦物如石英、方解石、黃鐵礦和重晶石等發(fā)生重結(jié)晶和溶解。金與成礦熱液期形成的砷黃鐵礦、黃鐵礦及毒砂緊密相關(guān)，以次顯微金的形式存在。雄黃、雌黃等砷硫化物形成于成礦期較晚階段，重晶石、輝銻礦和晚期的方解石形成于成礦期最晚階段，形成于張開的裂隙中。在成礦期還形成含鉈礦物等。在礦體氧化帶中出現(xiàn)明礬石、黃鉀鐵礬以及其他氧化物，北美卡林型金礦床的氧化帶深部局部超過700m。卡林型金礦床礦石中缺少堿金屬硫化物，礦石的礦物分帶相對不明顯。在某些較大礦床中，從礦床中心向外，砷硫化物具有分帶現(xiàn)象，從毒砂到自然砷再到雄黃/雌黃。圖2 卡林型金礦床礦物共生形成順序(微量礦物沒有標出，據(jù)參考文獻4 )以陜西鎮(zhèn)

23、安金龍山卡林型金礦為例，金龍山金礦帶賦存于秦嶺微板塊東部鎮(zhèn)旬盆地旬陽沉積盆地上泥盆統(tǒng)南羊山組和下石炭統(tǒng)袁家溝組地層中。賦礦有利巖性為泥質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)頁巖。金屬礦物的共生組合包括毒砂、黃鐵礦、含砷黃鐵礦、砷黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、雄黃、雌黃等；非金屬礦物組合包括石英、方解石、絹云母、迪開石、重晶石等。其中毒砂和含砷黃鐵礦是主要的載金礦物。與礦化作用伴隨的蝕變以硅化、脫碳酸鹽化和泥化比較典型。流體包裹體研究表明，從主成礦期到成礦晚期，均一溫度逐漸降低，成礦流體具有中低溫、中低鹽度的特征，符合微細浸染型金礦床的一般特征。氫、氧同位素研究，金龍山成礦帶成礦流體主要來自封存于圍

24、巖建造中的建造水和大氣降水，早期以建造水為主，晚期以大氣降水為主。總體上，礦床形成演化至少經(jīng)歷了伴隨火山熱液活動的同生沉積和后生韌-脆性剪切構(gòu)造疊加與地下循環(huán)熱液改造的兩次成礦作用過程。礦床具有沉積-改造的層控成礦特點，構(gòu)成秦嶺中微細粒浸染狀卡林型金礦床的特色。三、地球化學(xué)特征1. 元素組合卡林型金礦床中金在礦石中的含量是未蝕變巖石的100 至1000 倍。伴生砷、銻，常見汞、鉈或銀等伴生元素組合。礦石中這一元素組合的含量一般是為蝕變巖石的1到10倍或更高。相反，像銅、鉛、鋅、鎢、鉍和碲很少超過背景值的1到10倍(表3) 。2. 流體包裹體卡林型金礦床中流體包裹體細小，一般有三種包裹體類型：(

25、1) 液-氣相包裹體，以液相為主；(2) 液-氣相包裹體(以氣相為主)，均一化溫度變化大；(3) 三相包裹體。成礦前流體的鹽度可以達到20wt%nacl，成礦流體的鹽度為06wt%nacl(表3) 。流體包裹體中氣體主要為co2，含微量的n2+ ch4+ h2s±so2±短鏈烴類±ar。礦化的似碧玉巖中流體包裹體的h2s/co2值和o2含量比未礦化似碧玉巖高，n2/ar 值接近于38，近似于空氣飽和水的比值。一些礦床的流體包裹體資料表明，卡林型金礦床礦化期間存在兩種鹽度和氣體含量不同的流體，均一溫度一般為175225，估算的壓力為1×108pa。3. 同

26、位素組成美國西部卡林型金礦床硫化物的硫同位素34s 值為-30 +20，熱液重晶石的34s 值為+15 +25，18o 值接近0。含金黃鐵礦的34s 值接近+ 20；成礦前黃鐵礦的34s 值為-5 + 7；成礦后不含金的砷黃鐵礦和白鐵礦的34s 值為-12 +30。成礦階段硫化物的34s 值一般為+ 10 + 20，巖漿巖中硫化物的34s 值為0 +8，圍巖沉積巖硫化物34s 值為-15 +5，硫酸鹽的34s 值超過+25。成礦流體中硫的最可能的來源是圍巖中硫酸鹽還原作用。中國黔西南卡林型金礦床黃鐵礦34s 值的變化范圍較大，板其金礦床地層中黃鐵礦34s 變化范圍為+ 9. 5 + 17. 7

27、，熱液成因黃鐵礦34s 值的范圍為+ 6. 72 + 14. 7；戈塘金礦床地層中黃鐵礦34s 范圍為- 33. 29 -13. 29，礦石中熱液成因黃鐵礦的34s 為-29. 2 + 8. 91，成礦熱液中的硫可能為幔源硫與地層硫的混合。成礦流體的d 為< - 140 - 170；成礦流體的氧同位素組成重于大氣降水( - 10至+4)，說明大氣降水在金沉淀以前，與沉積巖發(fā)生了相互作用?？中徒鸬V床是從與早于金沉淀的沉積巖發(fā)生同位素交換的、d 值比現(xiàn)代大氣降水小得多的大氣降水中形成的。黔西南卡林型金礦床成礦流體的d 為-32. 30 - 104. 30，大于北美卡林型金礦床成礦流體的d；

28、18o 為- 3. 3 - 9. 6，成礦流體可能為混入深部水的大氣降水?？中徒鸬V床中未蝕變碳酸鹽巖石的18o和13c一般為+ 18 24和- 2 + 1。隨著熱液蝕變的加強，碳酸鹽巖石的18o值下降明顯，13c值略有減少；在靠近礦脈的部位，13c值明顯增高，18o值降低。這種同位素組成特征是較高溫下巖石與流體同位素交換的結(jié)果還是熱液帶co2造成的尚未確定。礦脈碳酸鹽礦物的13c值從早到晚隨18o 值降低而升高。表生碳酸鹽礦物具有較低的13c 值，與大氣co2 和水來源是一致的。黔西南卡林型金礦床熱液方解石的13cpdb為- 8. 55 + 2. 49，地層中方解石的13cpdb為+ 1.

29、01 + 4. 65，成礦流體中碳可能為深源碳與地層碳的混合。4. 成礦深度美國卡林型金礦床流體包裹體的形成壓力為400×105pa 1000×105pa，由壓力換算出的礦床形成深度在靜巖壓力條件下為2.53km，在靜水壓力條件下為68km。通過對礦床上覆巖層厚度的恢復(fù)，北美卡林型金礦床的形成深度為1.5 4.5km，為淺-中等深度形成的熱液礦床?？中徒鸬V床礦石礦物在礦床范圍內(nèi)無分帶性，礦化垂直延伸最大的post/ betze 金礦床，在超過750m的垂直延伸范圍內(nèi)，礦物組合和礦石結(jié)構(gòu)幾乎不變。表明卡林型金礦床是在礦化帶上地?zé)崽荻容^小的區(qū)段內(nèi)形成的。四、礦床成因探討1.

30、流體與成礦流體在卡林型金礦的形成中起到了很重要的作用：1）碳酸鹽的溶解作用；2）硅酸鹽礦物的泥化作用；3）硅化作用。目前關(guān)于卡林型金礦的成礦流體主要有三種：大氣降水、淺源的侵入體、深源流體（圖3）。氫氧同位素研究表明，滇黔桂卡林型金礦區(qū)成礦流體具有初始深部巖漿水和淺部、近地表大氣降水相混合的特點，尤其是近地表大氣降水的大量混入，導(dǎo)致主成礦流體表現(xiàn)出大氣降水為主的混合多來源特征。學(xué)者們認為成礦流體非直接由巖漿結(jié)晶分異而成的巖漿期后熱液，而更可能是從地幔柱中直接分離出來的，或者是地幔柱加熱的各種地下水。另據(jù)研究，卡林型金礦成礦流體中確實含有機質(zhì)，是一種低鹽度有機成礦流體，構(gòu)不成“油田鹵水”（一般鹵

31、水的鹽度較高），而有機質(zhì)可能在卡林型金礦的成礦過程中起到很大的作用。圖3卡林型金礦成礦流體來源示意圖事實上，現(xiàn)在仍然不可能證明單獨一種流體就能產(chǎn)生一種獨立的礦床。某一具體礦床熱液中以某種類型的水為主，但并不排除有其他類型的水加入，由不同來源的水形成的混合熱液應(yīng)是許多卡林型金礦成礦熱液的基本特征之一。以陜西省石泉縣羊坪灣金礦床為例，將氫、氧同位素值平均值投人圖4 中。由圖4可見，流體的來源比較復(fù)雜，在成礦作用的早期，一般以變質(zhì)分泌水和大氣降水為主，隨著成礦作用的進行，水向大氣降水線漂移。熱液活動晚期階段，水的來源向巖漿水靠近，根據(jù)流體包裹體氫、氧同位素的特征，熱液中的水介質(zhì)是以大氣降水和變質(zhì)分泌

32、水為主的混和水。圖4 羊坪灣金礦氫、氧同位素組成目前普遍得到的一種認識是，卡林型金礦的成礦流體為中低溫、低鹽度和低密度的流體，并且處于一種還原環(huán)境之下。對于成礦物質(zhì)金的沉淀可能是由于熱液環(huán)境的改變或者構(gòu)造活動的變化所致。2. 成因探討任何可靠的成礦模式必須符合礦床尺度上的特征、礦床與區(qū)域地質(zhì)和構(gòu)造作用的廣泛關(guān)系。對卡林型金礦床的成因，提出了不同的認識：與巖漿有關(guān)(由于巖漿活動而產(chǎn)生的巖漿流體或驅(qū)動外部流體循環(huán)) 、變質(zhì)成因(區(qū)域變質(zhì)時釋放的流體成礦) 和非巖漿成因(區(qū)域拉張時非巖漿流體的循環(huán)) 、盆地流體成因以及綜合成因等，對成礦流體中不同成分的來源、驅(qū)動流體運動的動力、流體中金的搬運形式和礦

33、石沉淀的原因具有不同的認識。不同模式對礦床成因的認識也不是絕對不同的。不同成礦模式的提出與不同研究者對礦床背景地質(zhì)和成礦地質(zhì)地球化學(xué)資料的掌握多少以及觀察的角度不同有關(guān)。另外，卡林型金礦床不同礦床的成礦作用可能具有一定差別。1）大氣降水成因大氣降水成因模式認為成礦流體為深部熱源加熱和驅(qū)動的循環(huán)大氣降水，金是循環(huán)大氣降水從圍巖中汲取的，金的搬運形式主要為二硫化物配合物。對是否有其他來源的成礦物質(zhì)、驅(qū)動熱源、礦石沉淀機制及成礦的區(qū)域應(yīng)力性質(zhì)有不同的認識。大氣降水成因模式能較好解釋卡林型金礦床的地質(zhì)地球化學(xué)特征。（1）非巖漿成因模式( amagmat icorigin) 卡林型金礦床的熱液體系是盆嶺

34、省中第三紀拉張期間產(chǎn)生的熱和滲透異常形成的。拉張過程中體系越來越熱，巖石埋深較大，提高了地?zé)崽荻?。地殼上?0km 的脆性斷裂增加了次生的滲透性。由于溫度梯度升高、滲透性增加和地形的調(diào)整，提高了流體循環(huán)的可能性。大量的同位素資料表明，大氣降水在拉張期間滲透到東內(nèi)華達的變質(zhì)核雜巖的脆-韌性轉(zhuǎn)換帶。大氣降水的深循環(huán)與冒地槽中各種還原程度不同的沉積巖反應(yīng)，產(chǎn)生含硅和硫化物的稀溶液，能汲取金，但不能汲取賤金屬。當(dāng)流體上升時，新的和重新活動的構(gòu)造匯聚稀流體。隨著流體上升，各種機制如在合適的條件下冷卻、減壓、混合和水-巖相互作用而產(chǎn)生卡林型金礦化。（2）“綜合”成因模式 根據(jù)對卡林金礦床包裹體和同位素地球

35、化學(xué)的研究，認為卡林金礦床由深部超壓流體和淺部局部大氣降水流體在地殼中等深度混合形成，也被稱為“綜合”地質(zhì)和地球化學(xué)模式（圖5）。該模式認為，北美西部部分卡林型金礦床形成于白堊紀。在白堊紀，西部大盆地處于擠壓構(gòu)造環(huán)境，沉積巖因為擠壓作用而發(fā)生逆沖，可以形成區(qū)域性的低地?zé)崽荻?，可以保持較低的溫度和較高的壓力，由于巖漿的侵入作用和區(qū)域性水壓差或者二者的結(jié)合，大氣降水在礦床圍巖及其以下巖石中循環(huán)，從中汲取金和硫。由于巖石中有較多的有機碳，所以能使流體具有較強的還原性，使圍巖中的重晶石溶解，成礦流體具有從硫酸鹽中繼承下來的高34s 值，流體中較多的還圖5卡林金礦床“綜合”成因模式(卡林金礦床的礦石在超

36、高壓帶和正常靜水壓力帶的瓶頸段沉淀)原硫使金溶解和以二硫化物配合物的形式搬運金。一般以氯化物配合物為主要搬運形式的金屬(如賤金屬) 沒有活化。這種流體在高溫下與巖石發(fā)生氧同位素交換，使流體的18o 值升高。流體中的co2可能由深部變質(zhì)作用或矽卡巖化產(chǎn)生。引起這種流體向上運動的原因可能是與成礦同期的巖漿活動或構(gòu)造活動以及兩種作用的結(jié)合。流體沿背斜頂部等構(gòu)造向上流動，沖破壓力圈閉帶，與未蝕變的含碳酸鹽巖石局部所含大氣降水混合，金沉淀下來。在兩種流體混合前鋒區(qū)，混合作用和硫化作用可能引起金的沉淀；在前鋒區(qū)后面，混合和氣體逸出造成的擴散氧化作用可能使金二硫化物配合物和砷不穩(wěn)定，并使溶于亞穩(wěn)定砷黃鐵礦中的金沉淀下來。熱液系統(tǒng)的進一步演化，使脈體-構(gòu)造中發(fā)生更廣泛的氧化作用，沉淀熱液重晶石和石英，ba和so42-可能分別來自深部流體和大氣降水。2）巖漿熱液模式部分卡林型金礦床與中生代侵入巖的空間關(guān)系密切(部分卡林型金礦石與侵入事件具有成因聯(lián)系)，使人們認為卡林型金礦床是巖漿熱液系統(tǒng)遠源部分。這個模式認為卡林型金礦床與巖漿活動有直接關(guān)系，巖漿活動既提供了驅(qū)動熱液循環(huán)的能量，也提供了流體以及金等微量元素。把斑巖銅礦(鉬、金) 礦床、矽卡巖型多金屬礦床以及淺成低溫?zé)嵋盒偷V床歸為一個成礦體系，認為卡林型金礦床是巖漿熱液體系的遠源產(chǎn)