高级矿床学设计

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1、中国地质大学研究生课程论文封面课程名称：高级矿床学教师姓名：XXX研究生姓名：XXX研究生学号：XXX研究生专业：矿产普查与勘探所在院系：资源学院类别：A.博士 日期： 2014 年 4 月 30 日评语平时成绩：课程论文成绩：总成绩：评阅人签名：注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成造山型金矿研究进展【摘要】造山型金矿床是当前矿床学和大地构造学的研究热点之一。该概念的提出 为找矿工作提供了重要的指导作用。但是随着研究的深入，关于造山型金矿床最初的一 些认识不断受到挑战质疑，如成矿的构造背景从原有的俯冲增

2、生环境扩展到碰撞造山环 境、流体物质的来源从原来的变质流体扩展到多种流体的流体混合、成矿模式也进行了 进一步的修正等。此外，随着亚洲金矿研究的深入，一些以前不为国际上注意的金矿床 （如胶东金矿）进入研究者的视野，但是关于这些新矿床的成因类型归属问题一直争议 不断。本文主要是对近几十年造山型金矿的一些新情况进行了初步总结。【关键词】造山型金矿床；时空分布；构造演化；地球化学；成矿模式0 引言Lindgren （1933）将变质地体内产出的金矿床分为中温热液和高温热液两类，前者指 成矿深度介于1.2km3.6km，温度介于200C300C，后者则以形成于更高的温度和 深度条件下的矿床为代表，这一分

3、类一直持续到上世纪 80 年代。随着越来越多的矿床 的发现人们意识到原来的分类存在歧义，原始定义中限定的温度、压力条件下同时可以 形成卡林型及富金斑岩-夕卡岩型矿床，因此Groves等建议将产于变质地体内的这类脉 状金矿床定义为造山型金矿，并根据其可能形成的温度、压力将其分为深成（12km）、 中成（612km ）和浅成（v6km ）造山型金矿三个亚类。造山型金矿床是变质带中金矿的主要类型，它包含了数个巨型金矿（250t Au）和 许多的世界级金矿（100t Au）,其中巨型金矿如加拿大蒂明斯地区的Hollinger-McIntyre 西澳卡尔古利地区的Golden Mile、印度的Kolar

4、、加纳的Ashanti、美国南达科他的 Homestake、澳大利亚维多利亚的Bendigo and Ballarat、俄罗斯的Berezovsky吉尔吉斯 斯坦的Kumtor、美国加利福尼亚的Mother lode、乌兹别克斯坦的Muruntau、哈萨克斯 坦的Vas订kov等。产于显生宙的造山型金矿床金产量加上储量超过31103吨，约为 前寒武纪岩金的 2倍多，造山型金矿具有重要的经济价值。造山型金矿床概念的提出极大的促进了大批金矿床或成矿省的发现。基于该类型矿 床成矿的复杂性以及该类型矿床的巨大经济价值，该类型矿床是近几十年来矿床学研究 的热点问题之一，但是关于该类型矿床的成矿年龄、成矿

5、背景、成矿流体物质来源、热 液系统与不同级次构造的关系、金的沉淀机制等还存在较大的争议2，厘清造山型金矿 床的成因，还需要大量的后续工作。本文主要是总结了当前关于造山型金矿床的一些主 要认识。1 造山型金矿的分布造山型金矿床在空间上和时间上都呈现特定的分布特征，深度挖掘该类型矿床的分 布特征，掌握该类型矿床的时空分布规律，对于找矿勘查具有较大促进作用。1.1 造山型金矿床的空间分布近几十年来，尤其是近10-20年来中国、俄罗斯和中亚地区的找矿工作的进展加深 了人们对变质地体中造山型金矿床空间分布的认识。早在100 多年前人们就认识到金矿 与前寒武纪地盾密切相关。产于晚太古代和古元古代的造山型金

6、矿床的金产量和储量已 经达2300025000t，其中的大部分赋存于晚太古代绿岩带中，另外大约25%产于古元 古代盖层岩系中3（图1）。前寒武造山型金矿中的50%集中于伊尔冈（Yilgar n ）克拉通东部的太古代绿岩带和 加拿大地盾南方超级成矿省（Southern Superior Province）中。其它具有前寒武地盾的地 区基本上都赋存有类似的矿床3 （图1 ）。考虑到澳大利亚和北美太古代岩石的分布面积分别占全球的太古代岩石分布面积 的 7%和 27%，在这些太古代岩石中赋存有大量的金资源，而非洲大陆太古代岩石分布 面积占比达32%，且以绿岩带岩性为主，将两者对比，认为非洲大陆具有较大

7、的造山型 矿床的找矿潜力。中国的三个主要的克拉通也都含有太古代岩系，但是这些岩石的变质 程度较高，这导致在该区缺乏造山型金矿。南极洲由于自然条件限制，目前并没有发现 造山型金矿床。古元古代褶皱带目前已知的造山型金矿资源达45006000吨，与太古代金矿相比， 这些金矿基本只产在绿岩带中，赋金的的绿片岩相包括绿片岩、硅质岩、碳酸盐岩和 BIF， 以及泥质岩，这指示了这些地台为斜坡相3。新元古代和显生宙同样有重要的产于绿岩带中的金矿床，其总量达37000T，其中的 40%发现于环太平洋地区（沙金为主）、贝加尔湖褶皱带、乌拉尔山、阿拉伯努比亚地盾 和伊比利亚地区。目前金资源最大的几个地区分别是中亚、

8、俄罗斯东部、阿拉斯加和中 国东部3（图1）。7fl33-7 3940 f ; LegendUihQkxwEJeipftaii ftgeCenoaiM PJftC&ski Archaan百 CwidMic Q 7Rto29Bt Al 师+和neozoic M FnbarazDK： Ptianwowlc氏ilupmcPtiane耐代白 FrolEnozac O Mesoasik:0 专临 BoSOdu QD Comruveraiai图 1 世界范围内造山型金矿床的分布31.2 造山型金矿的时间分布造山型金矿床的形成历史可以追溯到 30 亿年前，从中太古代至早前寒武，一直持 续到显生宙。过去的 20

9、 年中获得了大量的年龄数据，这为研究造山型金矿的时间分布 提供了便利条件4。纵观地球历史，金矿的形成呈现幕式特点，它们主要集中于三个时期，即2800Ma、 2550或2100Ma、1800Ma （图2）。最古老的金矿产于Barberton绿岩带（3.1Ga）和北Pilbara克拉通（3.4 3.0Ga）。大部分的金矿床形成于地球形成历史的前30亿年，这一 阶段形成的金矿储量约占总金储量的 20%，紧接着出现了 12 亿年的空白期，这一阶段 目前还没有发现重要的矿床。Ore type3Ga 2Ga IGaPCyprus-type1.1Abitibi-type-JLL.diKurokoOrogen

10、ic goldLiPaleoplacer and placer goldJd1PorphyryPorphyry Cu JPorphyry Mo图 2 造山汇聚板块边缘矿床的时间分布5 经济价值最重要的金矿床形成于 600-50Ma 之间。紧随罗吉尼亚大陆的裂解，劳亚 大陆和冈瓦纳大陆的活动边缘在这一阶段的初期（600-50Ma）发生频繁的碰撞事件。其 中在冈瓦纳超大陆聚合的过程中在阿拉伯-努比亚地盾、阿尔及利亚地盾、西冈瓦纳巴 西利亚褶皱带存在大规模的金成矿事件。与此同时，劳亚大陆中的西伯利亚板块以碰撞 边缘为主，碰撞褶皱带中产出大量的同构造金矿。古生代时期两个超大陆边缘以俯冲增生作用为主（图

11、3），从奥陶纪至石炭纪金矿带 主要分布于冈瓦纳大陆前太平洋板块边缘，重要的金成矿省主要分布于东澳 Lachlan、 Thomson、Hodgkinson-Broken River褶皱带和新西兰Westland以及秘鲁北至阿根廷北部 安第斯科迪拉瓦山系的东部（古特提斯洋边缘）。中生代-早第三纪金成矿系统主要集中于环太平洋区域，其中大部分的金矿以次生 金（沙金）产出。在太平洋盆地的东部造山型金矿集中于北美，在太平洋盆地西部金矿 形成于克拉通靠海一侧的边缘3。金矿的时间分布受到成矿时间的控制同时也受到矿床 保存条件的控制。PZAK-STANIX14BURAM ERICA5CA.USTRA.LIIND

12、IA.AFRICA.ANTA.RCT7CSOUTH, CHINPALEOTETHYSOCEANocean厂、 f ISOUTH_-AMERICA &GONDWNASIBERIA. 22 5P2=_-NORTH CHH-IA.Paleozoic Gold1. Thornsun fold belt2. Lachlan fold belt3. Westland, South Island, rZ.4. Paterson Orogen5. Arabian - Nubian Shield6. Hog gar Shied7. Sierra Parnp0a.nas8. Brasilia fold belt9

13、. Eastern Cc-rdillera.10. Southern Appafe.chians11. Bohemian Massif12. Ibere.n Massif13. Fylegurry, terrane /Avabnia14. Galdonides15. Central Ural Mtns.16. Western Tian Shan17. Eastern Tian Shan18. Altaids19. Northern Kazakhstan20. E. Eayan21. Mongo I-Okhotsk belt22. Baikal23. Nort hern Part of Nort

14、hlina C-raton图 3 古生代冈瓦纳和劳亚超大陆边缘造山带内金成矿省的分布3, 62 造山型金矿床的构造演化背景“中温”金矿床占据一个时空耦合的位臵，即它们形成于会聚板块边缘（造山带）的 变形过程中（图 4），不管其围岩是太古宙或元古宙的绿岩带还是元古宙和显生宙的沉积 岩系。在20 世纪 70年代早期，随着板块构造理论的发展，认为这些矿床产于板块构造 环境在逻辑上是必然的。Guild （1971）最早讨论了中生代和三叠纪科迪勒拉型（洋/陆 壳）碰撞带中与造山作用有关的内生矿床。随后不久， Sawkins（ 1972）认为环太平洋 金矿床及与其有空间关系的长英质岩浆可能是与俯冲有关的构

15、造作用的产物，有意义的 是，Sawkins还观察到加拿大Superior省太古宙脉状金矿床可能与往南逐渐变年轻的火 成岩有某种联系，可能反映了海沟的海向迁移，这在 16 年后才为人们所接受，并认为 太古宙金矿床是大陆边缘变形事件的产物1。20世纪 80年代中期，增生造山带（洋唱陆板块相互作用）中与俯冲有关的热液作 用和金矿床之间存在空间关系已被普遍接受。同时， Fyfe 和 Kerrich（ 1985）提出靠近 大陆边缘切壳冲断层中形成密集含Au石英脉所需的大量流体来源的模式，他们假设俯 冲板块的含水岩石含有足够的水，俯冲作用停止后在热平衡过程中水被释放。随后北美 最西端中 新生代金矿田的模型使人们更加相信金矿脉的就位与俯冲作用的关系。 Landefeld（ 1988 ）在Fyfe和Kerrich（ 1985 ）提出模式的基础上，对伴随块体增生的海 向俯冲作用决定了 Sierrafoothills 金矿区（包括主脉带）的形成进行详细分析。随着北美 西部地质年代学数据的丰富，增生型造山带中金矿