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1、对金矿成矿作用的重新认识惠德峰 1 周乃武2（1.陕西省黄龙金矿，2.东北大学） 在我国矿产资源开发业已进入一个重要的新的历史时期的时候，有必要就金矿成矿学有关的问题作以重新的思考，并以此提供给正在从事金矿找矿的同行们一些参考。1 概要回顾与问题的提出1.1 基本认识的概要回顾浦志伟（1992）1在黄金开发史和金矿床成因（R W Boyle，1981）一书的译著序言中写到摘 要 鉴于沉积型金矿床（含砂金矿床）是 世界上时、空分布最广的，同时也是储量最大的金矿床，特别是根据金的地球化学性状的二重性，以及统计分析表明几乎全部的已知金矿床都与富含碳、铁和硫的沉积沉积岩系或者是火山沉积岩系有关。因此，
2、可以认为岩金矿床是同生建造水型热液矿床。关键词 金 二重性 金矿床 含金建造 成矿作用 ：“目前流行的一些有关金矿成因的观点，实际上先辈们在文艺复兴时期、中世纪，甚至更早的时候就以较为原始的形式提出过；而各种学派又周期性地交替处于主导地位。这充分显示出创造性思维在探索中的能动作用，以及人类对自然认识沿螺旋式轨道不断深化的趋势”。现今依然是水火不容，壳源与幔源各持己见的状态。加之层控理论处于岌岌可危的态势，无力面对含矿岩系中金的丰度作为判别标准的提法和无法回答“大洋中脊”的成矿作用的实际，而出现了在幔源论的强大攻势下的软弱状态。特别是由于金的向心性和亲铁亲硫性，以及金矿床产于各种各样的地质环境中
3、和条件下，似乎各种学派都具有立论的前提和依据。因此，展现出从古至今对金矿成因的反反复复、莫衷一是的认识历史与现状。1.2 问题的提出笔者认为，几乎涵盖了全部矿床类型的金矿床是导致不同金矿床成因观的表观依据；由于金矿床广布于各种各样成矿“环境”和不同地质地球化学条件，则是造成金矿床成矿物质多源性提出的“证据”。然而人们在观察和思考金矿成矿学时却忽略了一个最最重要的事实，为什么迄今为止所发现的规模最大、储量最丰富的金矿床是南非的含铀砾岩型金矿床或者说是改造型“砂金”矿床，以及在所谓的内生或者称为岩金矿床中，储量最大，分布最广泛的金矿床同样是与沉积作用有关的含碳、铁、硫沉积岩型金矿，如穆龙套金矿、霍
4、姆斯塔克金矿和所谓的典型的“卡林”型金矿呢？！甚至所谓的与“花岗岩”有关金矿床为什么主要产于接触带呢？！再如，人们曾经提出过为什么巴比顿地盾绿岩带型金矿少且小，而“兰德”砾岩型金矿成为了世界金矿之最？！因此发出十分令人深思的惊叹“不是所有的绿岩带都有金矿！”；尽管像世界级绿岩带型金矿西澳卡尔古里金矿田(储量达3000t)，矿床的直接围岩虽然是赋存有Cu-Ni硫化物矿床的粗玄岩，但在查定成矿物质来源时，却是提出了很多假设，笔者认为其中的有关层流沉积物是金的主要物源精选文档2的证据是令人信服的！加拿大最大的赫姆洛金矿更是最最典型的与火山-沉积岩系有关的金矿；日本菱刈金矿虽然是典型的火山热泉型金矿床
5、，但是它的成矿物质却源于基底含矿沉积岩系，如此等等。因此，以往有关金矿的多样性成矿学观点和认识是值得人们重新审视和深思的。在我国也存在着类似的例证。如始终认为是，与花岗岩具有成因关联的胶西北金矿矿集区中的金矿床，却是存在着一个令人发省的客观事实，为什么其中的大型、特大型金矿（三山岛、焦家-新城、大尹格庄，以及东风地区诸金矿等）都分布在岩体的接触带，特别是容矿断裂带的产状倾向于而且逐渐缓倾于“变质岩系”呢？小秦岭金矿矿集区几乎全部产于“变质岩系”中，特别是含石墨、含铁的碎屑沉积岩为主组成的“太古代”地层中。面对这一主要地质事实，人们却是仍然认为金矿的成矿主导因素是燕山期花岗岩！这又是为什么？对于
6、展布在“滇桂黔”和“陕甘川”金三角区内的金矿床成矿的环境和条件大体相近，由于矿化类型的差异，以及是否存在着“岩体”等等的不同，也给出了不同的成因观点。如因太白金矿具角砾岩型矿化和钠长石化，提出了碳酸盐岩浆成矿观点3、4；然而近在咫尺的同一含矿岩系中的的八卦庙石英脉型金矿，因为矿区内没有岩浆岩出现，故认为是沉积-变质热液金矿5；再如李坝金矿田，因为花岗岩岩体位于矿田中部，即使强调了地层的成矿作用，也不得不提出多来源，多成因的认识6。在华北陆台区同样存在着极为相似的实例，例如对赤峰-朝阳矿集区的二道沟-金厂沟梁金矿田，因为存在着近在咫尺的三个矿床（斑岩中的、火山岩中的和变质岩中的），或者分别认为是
7、斑岩型、火山岩型和变质岩型看出，或者认为是斑岩型热液成矿系统等等的不同成矿观点7、8。综上可知，对于金矿床的成因认识始终没有摆脱表观认识作为立论的依据，以及被束缚在以往认识的桎梏中。在大多数的相关认识中，追逐“流行”和“时尚”异常突出，几乎成为了某一时期的“主导”思潮，曾几何时“花岗岩成矿热”、“火山热”、“层控”热和“绿岩带”热席卷我国大地，就是最好的历史见证。众所周知，对于内生金矿床（Only Gold Deposits）成矿作用方面业已取得了基本共识，即金矿床是典型的热液矿床，显示出明显的后生性。但是在成岩成矿物质来源的认识上，诸如成矿物质是如何进入到热液流体中的却是存在着“无限的遐思”
8、，特别是受“侧分泌”说的影响格外深刻。因此，多数认为成矿物质是通过热液流体从含矿岩石中“活化-萃取”的，据此提出了“渗滤”与“循环”的假设和铁镁质岩石的碳酸盐化交代观点；高级变质区很少或者不可能存在金矿床的“绿片岩相”成矿观点；。然而不争的事实却是低级区有矿，高级区依然不乏大型金矿床；至于“侧分泌”说更难以令人信服，除了有限的近矿蚀变之外，任何人也没能提供矿床深部及其周边矿源岩的数公里范围的蚀变岩存在的令人信服的证据。更何况热液的流动只能沿着有限且有效的孔隙裂隙流动，据此可以想像其“活化-萃取”的范围不可能局限于“矿源岩”的赋存空间，同时也不可能全部“矿源岩”赋存空间都能够为沿着裂隙系统运移的
9、流体所“活化-萃取”；此外，即使是从“矿源岩”获取的成矿物质并形成了成矿流体，其中金的溶解度和溶解的总量怎么能够满足形成高品级矿床的需要呢？成矿流体源于哪里？又如何能够形成满足不同品级和储量的矿床形成的需求？这是金矿成矿学必须回答的关键和根本问题。只有解决成矿流体的“来龙”才能够真正解决成矿流体的“去脉”，才能够实现真正意义上的以理论认识为指导的成功的地质找矿实践。2 金成矿地球化学性状的二重性精选文档2.1 金的地球化学性状二重性有关论述金的地球化学性状的文献很多，但是强调与成矿的因果关联方面的论述显现得有些不足。为此，笔者9曾就此提出金的亲铁性、亲硫性和亲铁亲硫性的基本条件及其与成矿的关系
10、的讨论。认为在高温高压条件下的亲铁性是金相对富集并且是呈分散赋存状态的原因；金能够被溶解和以热液形式迁移是由于金的亲硫性所致；金的沉淀富集的主因是成矿流体体系性质的变化。与此同时，特别强调了碳在稳定金的溶解度以及成矿过程中的作用。因此，金的亲铁性是其幔源观的依据，金的亲硫性是其进入地壳并且作为壳源的依据；金在自然界中主要呈原子态；在岩浆中和高温热液中主要为一价金和在表生强氧化条件下以三价金进入溶液中。还原环境是金表生迁移和富集的重要条件，同时也是形成含金沉积建造的充要条件。因此，缺氧的早前寒武纪是砾岩型金矿的重要形成时期，也是内生金矿床的重要时期；缺硫和碳的硅铁质建造很少能够形成金矿；金的热液
11、成矿属性是其富集形成岩金矿床的本质，而其沉淀的机理是一价金的歧化反应等等。总之，金原子态和亲铁性是金的惰性、向心性、幔源性及不能够形成独立矿床的属性，而金的多价态（含胶体）以及亲硫性是金的活泼性、离心性、壳源性和能够形成独立矿床的属性。2.2 金的成矿作用的二重性很显然，金的地球化学二重性决定了金的成矿作用二重性。实际矿床的对比分析表明金-铜共生矿床主要是与幔源有关的伴生金矿床，例如与铁质超基性岩有关的铜-镍硫化物矿床、块状硫化物矿床、矽卡岩型和斑岩型矿床等等。笔者注意到当金矿床与上述矿床在空间上分离赋存时，通常是赋存在“围岩”中的事实。如加拿大诺兰达地区的金矿就是块状硫化物矿床和金矿床独立赋
12、存的实例；菲律宾碧瑶地区的块状硫化物矿床、脉状金矿床和角砾岩筒型-斑岩矿床则是在空间上相伴产出的分离赋存的最佳实例。如上所述，几乎所有的独立金矿无一例外的均与含碳质的相对富铁富硫的碎屑岩系或者火山-沉积岩系有关，因此可以认为独立金矿形成的“矿源层”实际上是“矿源层”中的富含铁、硫和碳（特别是有机碳）特定岩系，对此本文赞同含矿建造10的提法是适益的，并以此修订传统的“层控”论。据此认为，独立金矿是经过沉积成矿（砂金矿床/含金建造）成岩成矿（超微细粒浸染型金矿）热液成矿（脉状金矿）表生成矿（砂金及风化壳型金矿床）的过程。从成矿物质来源及其演化角度考查其成矿过程应该是幔源直接转换为壳源（喷气沉积矿源
13、）的成矿过程。因此，可以认为沉积作用形成的含金建造（含古砂金）是金矿床的主要矿源，与之相关的金矿床也是分布最广泛、储量最大的。3 金矿床的类型划分3.1 含金建造及其类型3.1.1 含金建造的特征是以富含铁、硫、碳为其地球化学标型的碎屑沉积岩系。根据沉积建造的物质组成及来源表明，其成岩的地球化学环境是相对封闭的还原条件；其成岩的构造环境主要是弧后盆地或者裂谷沉积。因此，金矿床通常分布在地体的边缘、大陆增生板块、裂陷槽以及古陆核的拚贴带。3.1.2 含金建造类型。Simon J H (1989)11在讨论以碎屑岩为围岩的金矿时，划分了两种类型：以铁建造为围岩的和以板岩/杂砂岩为围岩的。同时，他还
14、指出这一划分是出于对沉积环境的势能的强调。铁建造代表低能条件，矿床具明显的层控性；而板岩/杂砂岩代表高能浊积沉积环境。矿床虽与单一岩层的地层不具严格的层控关系，但岩系控矿特征十分明确。此外，他还着重指出此划分尚不包括与火山岩和火山碎屑岩夹层中的杂砂岩中的金矿，也不包括沉积岩中后成的交代矿床。他强调了沉积盆地虽属于广海型，但这些沉积盆地或者是在构造拉开期形成的，或者是在岩石圈板块俯冲过程中使海沟发育而形成的。他的主要依据是沉积物巨厚可达数千米，基底性质不清但可能是火山岩。盆地的下部是浊积岩向上为板岩(常为显微浊积岩的)和化学沉积，最终为浅海碎屑沉积。然而，需指出的，在他的岩性描述中并没有强调含碳
15、质组分这一共性。精选文档如果按本文的观点，Simon的划分应为四种类型：铁建造型(硫化物相和碳酸盐相)、火山岩建造中的火山喷气沉积-浊积岩型、无火山物质的浊积岩型和不纯碳酸盐型。刘东升12的划分是以碳酸盐岩建造为主体，夹有大量的碎屑岩及硅质岩、基性火山岩和火山凝灰岩。含矿建造具有富含有机质，一般在0.5%左右；具浊积岩特征(完整的鲍马系列、明显的浊积岩底模构造-槽模及重荷模)；夹有硅质岩；含有火山凝灰物质；有较高含量的含铁碳酸盐矿物(含铁白云石-菱铁矿)。强调了含矿建造是形成于广海台盆边缘，局限半局限台地浅海相以及滨海潮坪相带的环境。马启波等的划分是以冒地槽相深海沉积为主的含碳浊积岩系以及类复理石沉积，多数形成于裂谷环境，部分发育于深海盆地；另一类是以浅海台地相为主的含碳粉屑岩不纯薄层碳酸盐岩粘土岩，其形成于较稳定的盆地环境，特别是台地斜坡带。综上可以得出，从含矿建造的岩石化学组成基本特征上看，以富Fe-S-C为其突出的地球化学标型，而从沉积学角度考查，含矿建造又以复理石建造(含浊流沉积建造)为共同属性；含金沉积物的来源主要是古陆补给，次之是海底火山物质喷流沉积。据此，可从如下几个方面来划分含碳质碎屑岩型金矿床的含金建造类型：含矿建造沉
