现代矿床学新进展课件

胡明安，男，1946年出生湖北，1970年毕业于北京地质学院勘探系，毕业后留校工作。

1983年获法国奥尔良大学硕士学位。

1994年获法国奥尔良大学理学博士学位。

现任中国地质大学（武汉）教授，博士生导师。

专业方向：

资源地质学及其专家系统（矿床学，生物成矿学，矿床有机地球化学）；

国土资源学（矿产资源经济评价与管理，可持续发展，资源学）；

地质环境与生态环境评价；胡明安，男，1946年出生湖北，1970年毕业于北京地质学院1现代矿床学新进展

第一部分启发与思考

——二十世纪八十年代6个世界级百吨金矿床的发现

第二部分矿床学研究的几点问题

——重点、难点、热点

第三部分卡林型金矿的成矿与找矿

第四部分西部大开发的矿山地质环境与生态环境现代矿床学新进展

第一部分启发2

第一部分启发与思考

——二十世纪八十年代6个世界级百吨金矿床的发现

世界金矿资源的主要成因类型

1、变质砾岩型金矿

2、变质热液型金矿

3、沉积变质型金矿

4、火山热液型金矿

5、热水溶滤型金矿

6、砂金矿

7、伴生金矿第一部分启发与思考

3

（1）赫姆洛金矿

加拿大安大略省，1981年发现，产于晚元古代（26-28亿年）沉积变质岩和火山沉积变质岩（绿岩带）中的层控型浸染状金矿床。金的品位为4-16x10-6,金的储量590吨。

该绿岩带中原有含金石英脉型和条带状含铁层金矿。赫姆洛层控型浸染状金矿是绿岩带中一种新的金矿类型。

在二十世纪五十年代初期，加拿大在该区修建高速公路时，就已经切出一条很好的金矿剖面，这条剖面正好切过金矿区。但人们当时只注意在绿岩带中寻找含金石英脉型和条带状含铁层金矿，而忽略了新的金矿类型的发现。

（1）赫姆洛金矿

加拿大安大略省，1981年发现，产4（2）菱刈金矿

日本九州鹿儿岛市北西约45公里，1980年发现，矿床产于白垩纪—老第三纪黑色页岩和砂岩，以及其上的中新世—上新世火山岩中。

金的品位为80x10-6,金的储量120吨，是日本采金史上最大的金矿床。

矿床类型为火山岩中的石英脉型。

（2）菱刈金矿

日本九州鹿儿岛市北西约45公里，1980年5（3）波格拉Porgera金矿

波格拉Porgera金矿位于巴布亚-新几内亚西部的恩加省，产于中新世（7-14百万年）火山杂岩体中的、与火山作用有关的低温热液型金-银矿床。1982年发现。金的品位为3.56-35x10-6,银的品位为9-55x10-6。金的储量335吨。矿床类型为中—新生代火山岩—次火山有关的金矿床。

（4）利海尔岛Lihir金矿

利海尔岛Lihir金矿位于巴布亚-新几内亚的新西兰省，产于第三纪—全新世火山岩体中的、与火山作用有关的低温热液型金-银矿床。1982年发现。金的品位为3.92x10-6,。金的储量360吨。矿床类型为中—新生代火山岩—次火山有关的金矿床。

巴布亚-新几内亚是太平洋上的一个小岛国，国土面积为46万平方公里，人口308万。（3）波格拉Porgera金矿

波格拉Porge6（5）麦克劳林金矿

位于美国加利福尼亚州的麦克劳林，1980年2月发现，金矿床产于火山岩和沉积岩中的低温热液型金矿床。金的品位为5x10-6。金的储量110吨，为微细浸染型金-汞矿床（即“卡林型金-（汞）矿床），或为“热水溶滤型金矿床”。

（5）麦克劳林金矿

位于美国加利福尼亚州的麦克劳林，1987（6）金坑金矿

位于美国内华达州的金坑，1980年12月发现，金矿床产于火山岩和沉积岩中的低温热液型金矿床。金的品位为4.35x10-6。金的储量127吨，为微细浸染型金矿床（即“卡林型金-（汞）矿床），或为“热水溶滤型金矿床”。（6）金坑金矿

位于美国内华达州的金坑，1980年12月发8启发与思考：

1、矿床学理论研究的指导意义与重要性：

成矿机理、成矿作用、成矿过程、成矿物质、成矿模式、成矿 预测

2、野外地质工作的重要性：

天上的卫星、飞机，地下的电脑、探针——地质锤、罗盘、放 大镜

第一手资料

3、地、物、化、遥的联合；

4、地质工作基础好的地区，新的发现：

新的类型、新的矿床、新的矿体、新的矿种

5、矿物材料的纳米现象与纳米技术；

6、界面与成矿作用。启发与思考：

1、矿床学理论研究的指导意义与重要性：

成9第二部分矿床学研究的几点问题

一、重点问题

（一）成矿作用

1、物理地质作用：物理成矿作用，物理成矿学（应用），成矿物理学（理论）

板块与成矿，成矿动力学，区域成矿学，区域地球物理场与成矿学，导矿构造与控矿构造，剪切构造与成矿

2、化学地质作用：化学成矿作用，化学成矿学（应用），成矿化学学（理论）

成矿物质，成矿流体，矿床地球化学，区域地球化学，成矿地球化学，化学探矿

3、生物地质作用：生物成矿作用，生物成矿学（应用），成矿生物学（理论）

生物成矿，生物找矿，矿床有机地球化学

第二部分矿床学研究的几点问题

一、重点问题

（10

（二）矿床学发展的国际概况：

1、深钻和超深钻所揭示的若干与成矿作用有关的重要成果：原苏联在其北缘科拉半岛打了一口世界已知最深的井，深12km，论证了此区太古宇在变质时，古地温梯度为现在的5-7倍，即为150-210℃/km，这无疑对当时的成矿作用有影响；

2、洋底现代成矿作用观察：70年代后，通过深海潜水器在红海、太平洋中脊、大西洋中脊、印度洋中脊和冲绳海槽直接观察到了洋底现代进行的成矿作用—烟囱—热水沉积矿床；

3、成矿理论对发现超大型矿床所起的作用：奥林匹克坝

4、新矿床类型的发现：南澳奥林匹克坝铜金矿床新类型；

5、对若干矿床类型进行了系统深入的地球化学研究： （二）矿床学发展的国际概况：

1、深钻和超深钻所揭示的若11（三）矿床学近期开展的的若干重大科研课题：

1、贵金属成矿作用的地球化学研究：金、银、铂；

2、超大型矿床形成的地球化学机制（以1987年国家规定的大型矿床的5倍储量为超大型矿床）：超大型矿床最令人困惑不解的现象是大量的、多种的元素都堆集在体积十分狭窄的空间内，如内蒙白云鄂博（REE-Fe-Nb），湖南柿竹园（W-Be-Mo-Sn），广西大厂（Sn-Sb-Pb-Zn），云南金顶（Pb-Zn-S-Sr-Cd），南澳奥林匹克坝（Cu-Au-U-Ag-REE-Co），在几到十几（km）2范围内集中了数百万吨、数千万吨、上亿吨金属？

3、水-岩作用与成矿：水-岩作用不仅与成矿有关，而且也与水文学、地热学、地球化学、环境科学有关。（三）矿床学近期开展的的若干重大科研课题：

1、贵金属成矿12二、难点问题

之一——成矿物质

（一）概述：

成矿物质包括成矿元素及搬运它的介质--成矿流体。在进行矿床学研究的时候，成矿物质的来源是一个基本的问题。200多年来地学界的水--火之争反映在矿床学上，实际上就是矿质来源之争。

50年代以前，主要依据与成矿有关的构造运动、岩浆运动、沉积作用、变质作用及矿床所处的大地构造环境，对矿质的来源作出某些判断。这是矿质来源的宏观地质理论探讨时期。当时流行的几种有关矿床分类方案：内生-外生矿床、同生--后生矿床、岩浆-沉积-变质矿床，反映了成矿物质的相应来源。这一时期的特点是比较强调矿质的单一来源，研究对象也多局限于地球本身（浅部、表部或陆地），研究手段也十分落后。二、难点问题

之一——成矿物质

（一）概述：

成矿物质13 60年代以来，成岩成矿实验、稳定同位素和同位素时研究、气液包裹体成分和温度、盐度测定、微量元素含量、比值、组合和稀土元素配份研究、热力学计算、物、化、遥等新技术、新方法在矿床学上的应用，研究领域的扩大（向全球、深部、海洋、宇宙），现代内海底考察，板块学说，层控理论，重要矿床超大型矿床成矿模式的建立，等等，把矿质来源的研究推动一个新的现代化水平，已摆脱了以地质推断为主的时期，进入了以矿床地球化学判别为特征的新时期。

成矿物质来源的分类：1，谢家荣（1963）：地面来源；地壳表层来源；硅铝层再熔化混合岩浆来源；硅镁层玄武岩浆来源。2，张秋生（1982）：宇宙源；上地幔源；地壳深部源；地壳表部源。 60年代以来，成岩成矿实验、稳定同位素和同位素时研究、气液14 3，斯米尔诺夫（1981）：内生矿床的三种来源①与玄武岩类岩浆有关的壳下原生源；②与花岗岩类岩浆有关的地壳同化源；③非岩浆的渗滤源。 4，BrianJSkinner(inGeochemistryofHydrothermalOreDeposits,Barnes主编1997年第三版)

①Surfacewater：rainwater,lakeandriverwater,seawater,shallowgroundwater;地表水：雨水、湖水、河水、海水、浅部地下水；②Deeplypenetratinggroundwater;深部渗透的地下水；

③Metamorphicwater;变质水；④Magmaticwater.岩浆水。 另外，在乌尔夫Wolf主编的层控矿床地质学中对于成矿物来源也作了分类。成矿物质来源的分类：意义重大，问题复杂，难度很大，争议较多。

3，斯米尔诺夫（1981）：内生矿床的三种来源①与玄武岩15

板块运动与矿质：

地球是由金属、陨硫铁和硅酸盐的冷凝体所组成的，其总体成分接近于球粒陨石，因而可以用后者的成分代表地球的原始成分。地球的形成年龄约为46亿年，在地球数亿年的过程中，地球具有由地壳、地幔和地核组成的层圈构造。地球的形成和演化大致经历了四个阶段：第一阶段：地球的初始阶段到广泛的熔化（岩浆海洋）；第二阶段（46-40亿年）：发生第一次分异，形成全球性地壳，分异出安山岩、钙质斜长岩，玄武岩；40亿年前后发生大规模陨石冲击，故使原始地壳2/3以上受破坏，导致地幔上升，不断形成基性岩，并发生海底快速扩张；第三阶段（40-25亿年）：发生第二次分异，玄武岩浆多次喷溢，出现板块运动，形成众多小板块；第四阶段（25亿年至今）：地壳分异并逐渐稳定，现代板块运动发展，大陆壳经多次分异形成垂直分带——花岗岩在上，麻粒岩在下。 板块运动与矿质：16地球的圈层结构与矿质的来源： 从上分析可知：在地球形成的初始阶段，地球是一个均匀体，还未发生明显的分异作用，因而也不能提供矿质来源形成矿床。只有在第二阶段以后地球才开始分异，提供了元素迁移、聚集的可能性。

地核距地表近3000公里，其物质不具备到达地表的任何条件，故不可能是地球表部矿床的成矿物质来源； 大于948公里深处的下地幔与地核一样；

上地幔上部有一个软流圈，是影响全球构造的一个重要因素。在特定条件下，上地幔表部的物质可以到达地壳并形成矿床，理论上讲它可以是成矿物质的一个重要来源；

地壳的任何组成部分都可以提供成矿物质来源。 因此，总的说来，地球的地壳和上地幔的顶层才可以是成矿物质的来源。 地球的圈层结构与矿质的来源： 从上分析可知：在地球形成的初始17（二）成矿物质的来源： 因此，从理论上讲，成矿物质的可能来源有：

1、硅镁质岩浆源：上地幔顶部的某些物质在地壳最薄地段（洋壳）沿大洋中脊涌至洋壳表面形成大洋玄武岩及有关矿床，构成矿源。尤其在现代板块形成之前的早前寒武纪，地壳很厚，或地壳还未大面积形成，上地幔物质曾大面积侵入地表，例如产于18亿年以上古地盾中的大型镁铁质、超镁铁质岩体及其中的铬镍矿床（占全球储量的70%--80%）；其次是超壳断裂中的上地幔物质在地壳浅部形成的大规模的安山岩--玄武岩火山链和金伯利岩。地幔物质是一系列的超镁铁质岩石，在地壳浅处主要形成： （1）岩浆结晶分异和熔离分异形成的铂、镍矿床及铜、镍（铂）矿床； （2）金伯利岩中的金刚石矿床； （3）碳酸岩中的稀有元素矿床 （4）安山—玄武岩中的磁铁矿矿床； （5）水下火山喷发形成的块状硫化物矿床。（二）成矿物质的来源： 因此，从理论上讲，成矿物质的可能来源18

2、硅铝质重熔混浆源： 现在，人们普遍认为，大量的花岗岩不是由硅镁质岩浆演化而成的（即原先有原始岩浆演化成一份玄武岩浆和三份花岗岩浆之说），酸性岩浆与硅铝壳有关，即地壳型岩浆主要是深埋的早期沉积物在一定温度（600--700℃）、压力（大于200MPa）和挥发份参与下，经过重熔而产生的花岗岩浆。其中的成矿元素主要是亲氧元素如W、Sn、Nb、Ta、Be等。 花岗岩及其有关的矿床多集中于寒武纪以后的较年轻的地槽中，尤其在地槽发育的晚期。老的花岗岩多含有金矿，新者则多为钨、锡、铌、钽等。硅铝壳的含矿性极为不均，因而花岗岩的含矿性在不同地区差别极大，形成了成矿区域，矿床的种类，性质和丰常因地而异。2、硅铝质重熔混浆源： 现在，人们普遍认为，大19

3、地壳表层源：

与岩浆或混浆作用无关的古地壳上层的不同部位中，由地下水或上升热液（非岩浆的）溶取的矿质。当它随热液运移到适当的构造或其它物化环境中时，会重新的沉淀，形成矿床。这些矿质可能是广大围岩中的分散元素，也可能是从耄仫某种初步聚集的矿源层，或已形成的矿床中得来的。

4、地面来源：

指出露于地表的岩石或矿床提供的成矿物质，经外生作用形成风化矿床和同生沉积矿床（包括地台区和地槽区的海相和陆相沉积矿床）。3、地壳表层源：与岩浆或20

5、宇宙来源：指在地球发生了壳状分异后，从宇宙空间直接降落到地球表面的陨石，宇宙尘埃等物质。地球每年要接受500块陨石，从地球形成到现在地球表面已经接受至少4600块陨石/km2表面。每日约有3000块陨石雨和宇宙尘落到地面，由它们再分异或堆积形成“宇宙源矿床”。如加拿大肖德贝里Cu-N；硫化物矿床。

6、多来源：

60年代一元成矿论走向衰落，多源成矿说代而兴起。即多来源、多成因、多阶段成矿论点。5、宇宙来源：指在地球发21难点之二——成矿流体：

（一）概述：众所周知，许多矿床的形成是与流体的作用分不开的，原来成分的单一的流体与岩石相互作用获取了矿质和能量，迁移到一定的部位。由于地质和物化条件的改变，导致矿质沉淀而形成矿床。流体可以提供成矿物质，也可以溶解、搬运成矿物质。同时，成矿作用也是在有流体存在的情况下发生的。可以说，没有流体，就没有矿床。下面将形成矿床的流体成为“成矿流体”。难点之二——成矿流体：22（二）流体：

流体能带来能量，也能带来成矿物质。在地壳甚至整个地球中存在着种类繁多的大量流体分布在各种地质环境中。那么，什么叫流体？流体即是：在应力或外力作用下发生流动或发生形变、并与周围介质处于相对平衡条件下的物质（Fyfe,1978）。从这个定义出发，地壳中的水、岩浆、各种状态的热液、高密度的气体、甚至处在塑性状态的岩石等均可看作流体。在成矿作用过程中，地热水、海底洋中脊或构造缝喷出的超临界流体和热液、卤水、岩浆、海水、雨水和地下水等流体是最为重要的。（二）流体： 流体能带来能量，也能带来成矿物质。在地壳甚至23（三）萃取: 并非所有的流体都可形成矿床，除非它们能形成流体。由普通流体形成成矿流体，最重要的过程是流体与岩石的相互作用。这种相互作用使流体和岩石的成分（原始和同位素成分）发生很大变化，导致流体中富含某种或某一类成矿元素而形成成矿流体。流体与岩石相互作用的程度、成矿元素在特定温度压力条件下活动的流体中的溶解度、流体中的挥发分如Cl、F、B、S、C等以及碱金属、碱土金属和可溶性硅与可溶性有机质的含量、存在形式和所起的作用等，是最重要的研究内容。

（三）萃取: 并非所有的流体都可形成矿床，除非它们能形成流体24（四）迁移： 成矿流体形成之后，大多数情况下要迁移到合适的沉淀场所。流体迁移需要“力”的作用。因此在研究成矿流体的迁移时不仅要讨论导致流体迁移的因素、迁移形式、迁移过程的时间和空间、迁移的通道等，也必须研究成矿流体迁移的能量、质量、动量守恒以及不同流体的混合作用等。由于构造作用通常是导致流体迁移的一个重要因素，迁移的通道也常与构造作用、岩石的性质及环境有关。因此，建立和恢复构造—热液体系也是成矿流体迁移中的一个重要方面。（四）迁移： 成矿流体形成之后，大多数情况下要迁移到合适的沉25（五）沉淀: 要使成矿流体形成矿床，除了来源和迁移这两大因素外，合适的成矿条件和环境是必须重视的第三个问题，其内容包括影响矿质沉淀的物理、化学条件（温度、压力、组分变化、Ph值等）、空间和时间因素与构造因素。要强调成矿时间的概念及在成矿部位流体量的问题。例如，对于一条宽1m、长100m的石英脉而言，由于硅在热液中的溶解度是很有限的，因而沉淀出这条石英脉所需流体量的体积累计起来是该石英脉的几万倍到几十万倍。根据现有资料并考虑到地壳岩石（包括岩层、构造裂隙等）中流体的平均迁移速率，累积这么多的流体量将需要几万年乃至几百万年的时间。 在成矿流体研究中，主要应用化学热力学和动力学、量子化学、物理化学、流体力学的基本原理，应用流体包裹体、成矿成岩实验、构造地球化学、微量元素地球化学、稳定同位素地球化学和矿床学的研究方法、计算机模拟、建立流体地球化学成矿模式，解决矿床地球化学问题。

（五）沉淀: 要使成矿流体形成矿床，除了来源和迁移这两大因素26（六）地球中的流体： 根据上述成矿流体的定义，当应力作用到物体上去时，若这个物体的大小、形状和组成发生了改变，则该物体就是流体，最近，在德国打了一个超深钻，已证实在9000m深度岩石处于流变状态。当我们研究流体时，流体的黏度、压力、温度、密度、比溶、体积弹性模量、表面张力和成分，都是十分重要的性质。 在考虑地质过程时，时间空间因素对于流体性质的影响也是很重要的。其中由于地壳中的许多岩石是经历了漫长的地质作用而发生形变的产物，因此对于这些岩石来说，时间因素对它们的形变起了决定性的作用。 如果把统计力学的理论应用到地质上特别是应用到晶体中原子的位移（即从它们的晶格发生位移、并迁移到晶体内低应力或低能量区）研究时，可以建立数学方程式来阐述结晶物质的流动。因此，从这点出发，地球上所有结晶的物质都可以看成是流体。

（六）地球中的流体： 根据上述成矿流体的定义，当应力作用到物271、根据上述定义及流体的物理性质，地球中的流体的存在方式可以分为以下几种类型：

（1）呈气体状态的流体：包括大气圈及存在于矿物、岩石中以及生物圈中的各类气体； （2）呈液体状态的流体：水圈中的流体（海水、湖水、河水、地下水、雨水、原生水、地层卤水等）、岩浆水、存在于流体包裹体中的古流体等。 （3）超临界流体：上述两类流体在超临界的温度、压力下产生的一种有着特殊性质和地球化学行为的流体。地球内部存在着许多超临界的温度—压力场，其中的气、液态形式存在的各类流体，均转变为超临界流体。 （4）处于塑变状态的各类岩石和地质体：如岩石圈下部的软流圈和目前仍处于蠕变状态的各种地质体等， 这些流体存在于地球的各个圈层中，只是随着地球不同圈层的物理、化学条件的不同，其中流体的化学组成、存在形式和存在的量有着很大的不同（如在地壳的上部、下部、上下地幔、内外地核）。1、根据上述定义及流体的物理性质，地球中的流体的存在方式可以28

2，地壳中的流体（大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）

现代海洋的质量为1.4×1024g，地壳的质量是23×1024g，地壳中的含水量亦为1.4×1024g，约占地壳总质量的6%（或占3%～6%，即0.69×1024g～1.4×1024g）；地幔中的流体为1.2×1024g，占地幔总质量的0.03%。因此，海水、地壳流体、地幔流体三者的质量是十分相近的。

存在于地壳中的流体，与地壳的四大圈层关系十分密切，它们大致可分为以下5类： 2，地壳中的流体（大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）29

①岩浆：指源于地壳的各种成分的岩浆，它们是一种硅酸盐熔融体，平均含水量＜5%。

②以水为主的流体：包括岩浆水、变质水、原生水、海水、卤水、地表水、地热水等

③以碳氢化合物为主的流体：如石油、天然气等。

④存在于矿物和岩石中的挥发份：包括H2O、CO2、S、O2、H2、N2和惰性气体等。

⑤处于形变和塑变状态的各种岩石和地质体：如岩石圈下部的软流圈和目前仍处于蠕变状态的各种地质体等（包括从晶格变形到大规模的岩石形变和位移等）。 ①岩浆：指源于地壳的各种成分的岩浆，它们是一种硅酸盐熔融体30（七）流体的形成： 地壳主要由三大类岩石组成，其中沉积岩由含水的沉积物经过埋藏、压实、脱水和成岩作用形成的，其中释放出以水为主体的大量流体。 在火成岩的形成过程中，尤其在岩浆后期释放出以岩浆水为主的岩浆热液流体。 在变质过程中，在大规模的区域变质和接触变质作用发生时，也会释放出流体。因此在地壳三大类岩石形成过程中均存在“去流体”或“去水”作用。这种作用是流体的一个很重要的来源。（七）流体的形成：311，沉积物的“去流体”作用： 这是一种在地表发生的地质作用。在沉积物发生脱水作用时：①沉积岩的脱水作用在盆地的任何一部分均可发生；②脱水过程中，如果存在一系列的沉积岩（从粗的砂岩到细的泥岩、页岩），则水的移动方式是从泥岩页岩到砂岩；③从盆地本身考虑，脱水作用发生时水的移动方向是从盆地的中心向边缘，或从较深的部位向较浅的部位；④迁出的水量与沉积物的量成一点的比例，并且常与地质事件相关联；⑤脱水作用与压力有关，即与上覆的负荷压力和流体静压力有关，当负荷压力大于静压力时，脱水作用才能有效发生；⑥与构造作用有关，当有裂隙存在时，水很快沿着裂隙排出。1，沉积物的“去流体”作用： 这是一种在地表发生的地质作用322，

变质作用所放出的流体：在变质作用中，原先固定在岩石中的挥发份因变质作用而释放出来，如：Mg（OH）2=MgO+H2O；

KAl2（AlSi3O10）（OH）2=KAlSi3O8+Al2O3+H2O；CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,在这些变质反映中均可放出H2O,CO2等流体。2，变质作用所放出的流体：333，

岩浆作用中放出的热液：

岩浆中最多含有5－6%的H2O,CO2和其它挥发份。当岩浆上升时，P和T也随之下降，这时它们含的流体也会释放出来，形成“岩浆热液”。它们可以在岩浆的顶部，或进入附近的构造裂隙中，形成各种各样的脉。

4，

天水和地下水： 即水圈中的水是地壳流体的重要来源，地壳中的水还与大气圈，水圈及生物圈处于相对平衡状态中。构造作用对流体的影响十分重要，如大洋深处的热泉，热点，黑烟囱和矿床除板块构造外，断裂和裂隙层间裂隙，水流均为流体迁移的通道。3，岩浆作用中放出的热液：

岩浆中最多含有5－6%的H234（八）地壳中流体的分类：1、

按化学成分分类 ①岩浆－硅酸盐流体； ②H2O； ③H2O-NaCe； ④H2O-NaCe-CO2； ⑤有机流体。

（八）地壳中流体的分类：352，按产状与成因分类：

①岩浆热液；

②变质流体；

③海水；

④热卤水（原生水和同生水）；

⑤地下水（包括大气降水）；

⑥石油和天然气；

⑦硅酸盐岩浆。2，按产状与成因分类：

①岩浆热液；

②变质流体；

363、几种与成矿有关的流体： ①大洋水； ②大气降水； ③原生水和同升水； ④地层水； ⑤变质水； ⑥初始水（地球形成时的水或来自地幔、地核的水）； ⑦热液水； ⑧外来水（所存体系或环境之外的任何水）3、几种与成矿有关的流体：37（九）流体和岩石的相互作用－水岩反应 这种相互作用是形成成矿流体的一个重要条件，这种反应是在一定的温度、压力条件下流体与岩石中的矿物起反应，使原来的矿物组合转变为在新的条件下更加稳定的矿物组合。在这个过程中，流体的成分也随之发生了变化，成为与这组新矿物相平衡的流体。 对于流体与矿物、岩石的相互作用的研究是最近10到20年间才开展起来的，并召开过5次国际性学术会议。 变化过程： 水溶液→热水溶液→热卤水→含矿热卤水（九）流体和岩石的相互作用－水岩反应38（十）水岩反应实例： 1、太古宙绿岩带成矿流体与岩石的相互作用： 在加拿大的Abitibi太古宙绿岩带产出许多金矿形成金矿的成矿流体沿着剪切带上升，与其两侧的岩石发生了反应，形成了典型的蚀变带，其类型有铁白云石化、钠长石化、绿云母化（含Cr或V）或黄铁矿化。如果剪切带的围岩为铁镁质火山岩和侵入岩，流体（H2O—NaCl—CO2）与之反应会使其中的斜长石、辉石和钠长石分解。蚀变开始时形成铁白云石、方解石和绿泥石。继续反应会形成铁白云石、绿泥石和绢云母，最后只形成绿云母。（十）水岩反应实例：392、海水与玄武岩的作用： 从海底喷出的玄武岩或其熔岩，从一开始喷出就与海水接触，发生反应。这是与形成成矿流体关系最为密切的相互作用。现代海底沉积物的硫化物矿床、黑矿以及塞浦路斯型黄铁矿矿床均与次有关。在海水—玄武岩的反应过程中，岩石失去Si、Ca、Ba、Li、Fe、Mn、Cu、Ni、Zn，得到Mg、K、B、Rb、H2O、Cs和U。这种反应的时空范围很广，反应温度范围大，从冷海水（远离热源的海底）～400℃（海底扩张中心），但在100-400℃最重要，整个反应过程可能要持续若干百万年才能达到平衡。 反应的结果，玄武岩蚀变为角闪岩相、绿片岩相、葡萄石—绿纤狮相、沸石相。同时海水和玄武岩的成分也发生了相应的变化。2、海水与玄武岩的作用：403、花岗岩与地下水的相互作用： 在花岗岩浆或花岗岩化过程中，围岩中被加热的地下水及其本身所携带的热液就会与围岩及与花岗岩发生广泛的水-岩反应。与花岗岩有关的许多矿床的成矿流体就是在这类水-岩反应过程中形成的，但比玄武岩复杂。3、花岗岩与地下水的相互作用：41难点之三：成矿物质来源的判别标志及其 研究方法：

1、成矿的地质背景 —大地构造、岩浆岩、沉积岩及变质建造： 是控制矿质来源的根本因而是首要宏观判别标志。根据板块学说：整个岩石圈（即地壳）可分为几大板块，板块又可以分为板块内部和板块交界处。板块内部比较稳定，岩浆活动不发育，但其中也分布着许多与岩浆有关的矿床，可能与大陆裂谷或缓冲板块边界缝有关。板块边缘地带为明显的活动带，与许多矿床的形成有关。板块构造活动带指两大板块的接触带，由于它具有不同性质，故不同类型活动带控制了不同类型的矿床及物质来源。例如在板块的消亡带和扩张带，来源各不相同。难点之三：成矿物质来源的判别标志及其 研究方法：422、岩浆岩成矿专属性专属性： 镁铁质、超镁铁质和酸性岩的成矿专属性均表现比较明显，即一定的岩浆岩与一定的矿床类型及成矿物质来源有关。S型花岗岩（相当于壳源）为Sn、Nb、Ta、W矿床，I型花岗岩（为壳幔源）为斑岩Cu、Mo矿床及矽卡岩Fe、Cu矿床的来源。3、地层岩性： 在特定情况下，一定岩性地层的成矿元素高的本底是层控矿床的重要矿质来源，即所谓矿源层。2、岩浆岩成矿专属性专属性：43 4、蚀变； 5、导矿构造； 6、标型矿物； 7、矿物包裹体； 8，成矿元素丰度； 9，微量元素； 10，稀土元素； 11，同位素组成； 12，数学地质研究。

4、蚀变；44三、热点问题

（一）成矿物质

成矿物质的来源

成矿物质的运移

成矿物质的富集

矿石的组分研究

地球演化中成矿作用的长期变化

地质历史各阶段重要成矿作用（太古宙、元古宙、显生宙、现代）

成矿的“时间——空间——物质”三位一体

三、热点问题

（一）成矿物质

成矿物质的来源

成矿物质45（二）板块与成矿

1、板块构造理论：运用地球动力学及水平运动的观点，研究现代地球表层洋壳及陆壳的构造及其相互关系；

2、裂谷与成矿作用：裂谷是因热地幔软流圈物质的上涌导致陆壳伸展变薄而形成一个强烈下陷区。因此裂谷带的显著特点---沉积物很厚（>1万m）；

3、沟.弧.盆系与成矿作用：是大洋板块与大陆板块汇聚而产生的海沟.火山弧.（或称岩浆弧）和弧后盆地（或弧后裂谷）系统的总称。

4、碰撞带与成矿作用：板块的发展演变使部分地壳不断缩短，最终形成大陆与岛弧、或大陆与大陆之间的碰撞。

（二）板块与成矿

1、板块构造理论：运用地球动力学及水平运46（三）成矿作用动力学

内生成矿作用动力学体系包括：

1、水岩相互作用的化学动力学；

2、多孔介质中的流体动力学；

3、断裂、裂隙中的流体动力学；

4、物理化学转变和流体运动之间耦合过程的动力学；

5、构造物理和流体动力学过程之间的动力学。

（三）成矿作用动力学

内生成矿作用动力学体系包括：

47（四）岩浆活动与成矿

与岩浆的成因有关：上地幔直接来源；下低壳的重熔来源；

1、花岗质岩浆本身的成矿作用：

主要由岩浆或岩浆岩提供成矿物质的矿床有：

（1）岩浆矿床：早期岩浆矿床，晚期岩浆矿床，岩浆熔离矿床；

（2）岩浆-热液过渡型矿床：伟晶岩型

（3）岩浆热液矿床：脉型，玢岩型，斑岩型，矽卡岩型，云英岩型；

（4）火山岩型矿床

（5）风化壳型矿床：稀土矿床

2、花岗质岩浆作用于周围地质体而产生的成矿作用： （1）改造热液矿床

（2）叠加成矿

（3）混合岩化矿床；

（四）岩浆活动与成矿

与岩浆的成因有关：上地幔直接来源；下低48（五）热水沉积成矿作用

1、定义：指循环流动在地球内部的热水体系到达地表或地表附近时所发生的沉积、交代、充填和热动力作用，由此形成的矿床称为热水沉积矿床。

2、热水的介定：温度是主要参数，将温度明显高出当地背景温度的水称为热水。但是，世界各国对于热水温度的下限取值，各有不同的标准，如原苏联为20度，日本为25度，美国和加拿大则高于当地年平价温度5度以上，中国北方为20度，中国南方为25。

3、热水沉积矿床的分类：

（1）火山岩中的热水沉积矿床：

VMS，即火山岩块状硫化物矿床；

BIF，即阿尔戈玛型条带状铁矿床。

（2）沉积岩中的热水沉积矿床：

铁，如苏必利尔型条带状铁矿床；锰，如广西下雷锰矿；磷，如贵州开阳磷矿；铅锌，如密西西比河谷型铅锌矿床；锡，如广西大厂锡多金属矿床；汞锑，如湘黔汞锑矿带；金，如卡林型金矿---

（五）热水沉积成矿作用

1、定义：指循环流动在地球内部的热49（六）缺氧环境与成矿

1、定义：

黑色沉积岩岩系所代表的沉积环境为缺氧沉积环境。而黑色沉积岩岩系即指含硫化物（黄铁矿为主）和有机质较多（有机碳含量大于百分之一）的暗色硅质岩、碳酸盐岩、泥质岩组合。岩石多为黑色、灰黑色及暗灰色，其形成原因与生物、尤其与微生物有密切关系。

2、缺氧环境与成矿：

㈠硫化物及多元素矿床，如湖北陨县杨家堡石煤中的钒矿；

㈡锰矿，如湖南湘潭锰矿；

㈢碳酸钡、硫酸钡矿床（重晶石）。

（六）缺氧环境与成矿

1、定义：

黑色沉积岩岩系所代50（七）生物有机质与成矿

1、生物成矿：指生物在其生命活动过程中形成的矿床，如石油、煤、磷、硅藻···。

2、有机质成矿：指生物死亡以后所形成的有机衍生物的物理化学作用所形成的矿床，如黑色岩系中的金、钒矿床，元古代砾岩型金矿，层控型铜、铅、锌等金属矿床···。

（七）生物有机质与成矿

1、生物成矿：指生物在其生命活动过51第三部分

卡林型金矿

的

成矿与找矿第三部分

卡林型金矿

的

成矿与找矿52第一章

卡林金矿与卡林型金矿第一章

卡林金矿与卡林型金矿53一、关于卡林型金矿

关于“卡林型”金矿，目前国内外地质学家都存在各种不同的看法。这类矿床源于最早于1962年在美国内华达州卡林(Carlin)地区发现的卡林金矿。后来由卡林金矿推广为“卡林型金矿”(CarlinType)。一、关于卡林型金矿

关于“卡林型”金矿，目前国内外地质学54 对于这类矿床的称谓，这类矿床应为“微细浸染型金矿床”、“超微粒金矿”，也有的认为是“浅成低温热液型金矿床”，或“渗流型金矿床”，或“浊积岩型金矿床”，或“热泉型金矿床”等等、在美国，根据成矿方式，卡林型金矿又被称为“热液细粒浸染交代型金矿”。 对于这类矿床的称谓，这类矿床应为“微细浸染型金矿床”、“超55 对于这类矿床的成因，也有多种说法，主要有：①地层改造成矿；②层控成矿；③岩浆热液成矿；④热泉成矿；⑤混合成矿；⑥浅成低温热液卤水成矿。 对于这类矿床的成因，也有多种说法，主要有：①地层改造成矿；56定义：

卡林型金矿是指，产于碎屑岩及碳酸盐岩类、沉积岩及浅变质岩中，显示中低温的矿物共生组合和围岩蚀变特点，金的粒度主要为次显微-显微级的浅成中低温热液金矿床。定义：

卡林型金矿是指，产于碎屑岩及碳酸盐岩类、沉积岩及浅57上述定义包括了三个方面的涵义：

①金矿床的容矿围岩为未经变质或变质程度极浅的沉积岩，主要为细碎屑岩和碳酸盐类岩石；

②金矿中矿石矿物的共生组合和围岩的热液蚀变，均具有中低温热液成矿作用的特点；

③金矿物及载金矿物都显示了微细粒结构的特点，矿石同以浸染状构造为主。

以上三个特点不仅是卡林型金矿的本质特征，而且是鉴别某个矿床能否归入卡林型金矿的主要标志。上述定义包括了三个方面的涵义：

①金矿床的容矿围岩为未经58人们曾提出过多种观点解释卡林型矿床的成因，这些观点概括起来有以下四种：

1．浅成低温热泉成矿说：

认为卡林型金矿与火山热泉型金矿床有相似的特征，都属于浅成低温热液矿床，只是一个产于火山岩中，一个产于沉积岩中，是两个重要的分支。这种观点强调金矿的形成与中新生代热泉活动有关。人们曾提出过多种观点解释卡林型矿床的成因，这些观点概括起来有592．地层改造成矿说：

这是目前国内外许多研究者比较能认同的观点、如刘东升（1985，1994）、龙伯格（1986）、拉德克（1987）等人，这种成因观点的中心思想是：地层是金的矿源层，含矿热液从地层中萃取了金、砷、汞、锑、钡等元素，再在断裂构造的有利部位使矿质沉淀形成矿床。对于这种观点的人们来说，他们在成矿作用过程中的热性质与来源、热事件的性质以及矿源层等重大问题上又都存在不同的看法2．地层改造成矿说：

这是目前国内外许多研究者比较能认同的603．岩浆热液成矿说：

A.潘捷列夫（1986）、H.西里托（1990）等人认为，卡林型金矿的矿源和热源均来自岩浆活动，而赋矿的沉积岩系地层仅仅是有利于成矿的容矿层位，卡林型金矿是岩浆热液体系的远源低温产物。3．岩浆热液成矿说：

A.潘捷列夫（1986）、H.西里托614．多源成矿说：

这种观点认为卡林型金矿的成矿流体以大气降水（即天水）为主，但成矿物质是多源的（张贻侠等人，1996），其中主要有岩浆来源、地层来源、深部来源以及地壳表层来源，在成矿过程中都可能提供了部分成矿物质，而不可能具单一的来源。赋矿地层也可能提供了一定量的成矿物质，也有可能是成矿的有利声场所。4．多源成矿说：

这种观点认为卡林型金矿的成矿流体以大气降62二、美国内华达州卡林金矿床

1962年人们在美国内华达州（Nevada）的卡林地区（Carlin）首次发现了产于沉积岩系地层中的微细浸染型金矿床以来，根据矿床的形成特点及成矿理论，在美国华达州及其他地区相继又找到了类似的金矿床四十余个，尤其是1980年先后在加利福利亚州和内华达州找到了两个世界级的超大型金矿床，即麦克劳林金矿和金坑金矿。这两个矿床金的储量分别为110吨（金品位为5g/T）和127吨（金品位为4.35g/T）二、美国内华达州卡林金矿床

1962年人们在美国内华达州（631、发现矿体：

卡林型金矿山位于美国内华达州北中部地区，在尤里卡郡埃尔秘西以北65千米、卡林镇以北32千米的林恩矿区内的塔斯卡洛拉山，金矿床的露天采矿场拔高程约为2100米，金矿体赋存于罗伯茨断层林恩构造窗东部边缘的志留系罗伯茨山组地层内。1、发现矿体：

卡林型金矿山位于美国内华达州北中部地区，在642、控矿构造

卡林矿区位于罗伯茨山逆掩断层的林恩构造窗的东部边缘附近。罗伯茨山逆掩断层的形成与前石炭纪安特勒造山运动有关，是一种形成时间比较早的区域性低角度逆冲断层。2、控矿构造

卡林矿区位于罗伯茨山逆掩断层的林恩构造窗的东653、矿区地层

矿区范围内主要出露地层有中奥陶统维尼尼组（O2v）、志留系罗伯茨山组（Sr）和泥盆系波波维奇组（Dp），其中志留系罗伯茨山组是主要的含矿地层。3、矿区地层

矿区范围内主要出露地层有中奥陶统维尼尼组（O664、罗伯茨山组地层

在卡林地区，罗伯茨山组地层主要出露于罗伯茨山逆掩断层的下盘，是卡林金矿的主要赋矿地层。原岩大部分由泥质粉砂岩、泥质粉砂质白云岩、灰央、钙质泥岩组成。地层中含有大量有机质。4、罗伯茨山组地层

在卡林地区，罗伯茨山组地层主要出露于罗674、矿区火成岩

①石英斑岩岩脉：在卡林矿区切穿波波维奇组灰央和罗伯茨组碎屑岩，产状陡倾，主要沿一组北西向断层及其伴生的裂隙发育，并显示出与卡林矿区的金矿化和重晶石脉及稀疏的贱金属硫化物矿化作用有密切关系。

②石英闪长岩：为一个较小的岩体，出露在卡林矿山北面约5千米的地区。这种侵入体的侵入年龄为121百万年。这也与内华达州埃尔科郡北部的科特兹矿区的侵入体年龄（124～150百万年）相一致，为白垩纪时代的火成活动产物。它们经过林恩构造窗发生侵位。4、矿区火成岩

①石英斑岩岩脉：在卡林矿区切穿波波维奇组685、矿体

卡林矿床的主矿体呈一不规则的倾斜状矿层，位于志留系罗茨山组的顶部白云质泥质粉砂岩中，距泥盆系波波维奇组与志留系罗茨山组接触带之下几米至十几米。矿体厚度约几米至三十余米，边界模糊不清，与罗茨山组地层呈渐变过渡关系，矿体下部渐变为浅灰色多孔状硅化带，局部矿段被暗灰色层状玉髓质岩石穿插。5、矿体

卡林矿床的主矿体呈一不规则的倾斜状矿层，位于志留696、围岩及蚀变

卡林矿区志留系罗茨山组泥质白云质粉砂岩是矿体的直接围岩。赋矿地层其次还有富有机质的粉砂质白云质灰岩、钙质页岩、泥质砂质白云岩。

蚀变作用主要有以下4种类型：

——去碳酸盐化作用；

——泥化作用；

——硅化作用；

——钙化作用；6、围岩及蚀变

卡林矿区志留系罗茨山组泥质白云质粉砂岩是矿708、矿物共生组合

卡林矿区主要有黄铁矿、辰砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、方铅矿、闪锌矿、砷黝铜矿、重晶石、锑硫砷铅矿以及石英、方解石、白云石、伊利石、高岭石和有机质。其中黄铁矿分布最广，含量最高，一般为0.7～3％，个别样品达10％。

金粒与石英、白云石、重晶石、伊利石粘土矿物、黄铁矿和有机质接触，但与辰砂、自然砷、雄黄、雌黄、辉锑矿等未见有与金有接触共生关系。

8、矿物共生组合

卡林矿区主要有黄铁矿、辰砂、雄黄、雌黄、71 卡林矿区的金均呈显微粒级的自然金，其中大约有90％以上的自然金为粒径小于0.2微米；次显微粒级的只有10％一到的自然金为显微级。次显微粒级的金多富集于泥质岩石中，其中一半又与伊利石粘土伴生。而显微粒的金则主要集中于含一定数量的碳酸盐的各种泥质岩石中，它们常常分布于石英碎屑颗粒周围，或在石英碎屑的裂隙内，也可浸染于基质粘土中。 卡林矿区的金均呈显微粒级的自然金，其中大约有90％以上的自7210、卡林金矿的成因

卡林金矿的成矿条件为200～2250C，压力为25～30巴，为浅成低温成矿作用，其形成过程可以概括为以下几个阶段：

①奥陶纪维尼组、志留纪罗伯茨山组以及泥盆纪波波维奇组的沉积作用；

②以罗伯茨山逆掩断层为代表的逆掩断层作用；

③白垩纪火山岩的侵入及其伴生的形变作用，高角度断层的形成；

④重晶石脉及贱金属矿物闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等的交代充填作用；形成重晶石贱金属硫化物脉；

⑤热液蚀变和金的沉淀成矿作用，是金矿化富集的主期；

⑥浅成热液硅化作用，形成各种石英脉；

⑦表生风化氧化作用。10、卡林金矿的成因

卡林金矿的成矿条件为200～225073 含矿溶液接近于中性-弱碱性，金呈硫化物络合物的形式在热液中被迁移，成矿组分部分来源于岩浆岩，但大部分可能来自下伏岩系的淋滤作用。 含矿溶液接近于中性-弱碱性，金呈硫化物络合物的形式在热液中74 含有Si、Al、K、Ba、Fe、As、Hg、Sb、W、Te、Se、Au和还原形式硫的含矿热液，沿着与火山有关的构造作用所产生的高角度断层上升到浅表环境，把成矿物质沉淀在碳酸盐岩和岩层内具有渗透性的层位中，矿石的沉淀是在降温、降压条件下与围岩发生蚀变交换反应，而且是在矿液沸腾时上升到浅表条件下形成的。 含有Si、Al、K、Ba、Fe、As、Hg、Sb、W、Te75 在矿液沸腾过程中产生的H2O-H2S蒸气转换成富H2SO2的水，随后它以在沸腾的水-气界面上从地层中淋滤出方解石和白云石。晚期的重晶石脉、方解石脉和稀散细小的石英脉就是在这个阶段中形成 在矿液沸腾过程中产生的H2O-H2S蒸气转换成富H2SO276 在卡林矿区，岩性对矿石的影响作用表现得比较明显。罗伯茨山组的粉砂质、白云质灰岩中的渗透层，为矿化溶液提供了一个有利的容矿环境。这些渗透性较强的岩石对矿液的运移起了通道的作用。矿体的矿化部分，常常是在受交代蚀变的泥质-白云质粉砂岩内，有些地方还含有有机质、钙质或硅化。 在卡林矿区，岩性对矿石的影响作用表现得比较明显。罗伯茨山组77 伊利石矿物大致与层理平行排列，显示出蚀变岩石中粘土矿物的定向排列特点。具定向构造的粘土薄层，被认为是一种热液蚀变的通道。当碳酸盐从岩石中被淋滤出来时，金就沿着通道被带入，因此在这种粘土薄层中碳酸盐矿物已大部分不存在。金的沉淀作用主要发生在这种泥质粉砂岩的毛细孔中。 伊利石矿物大致与层理平行排列，显示出蚀变岩石中粘土矿物的定78 人们早就注意到卡林矿区金与伊利石以及高岭石等粘土矿物的共生现象，认为细粒金从溶液中沉淀后，岩石中粘土矿物边缘的正电荷可以吸引带负电荷的胶体粒级的金粒子、粘土矿物晶体边缘的正电偶层要吸收金，而平坦晶面的负电偶层则排斥金。因此，在伊利石、高岭石晶体的平坦表面上没有金，金主要围绕粘土矿物的边缘富集。

在有机质中，金也大量集中，有机质对金是一种有效的沉淀剂。 人们早就注意到卡林矿区金与伊利石以及高岭石等粘土矿物的共生79 罗伯茨山逆掩断层本身并未见有金的矿化，矿石的分布并未受到这种区域性大断层的控制。很显然，罗伯茨山逆掩断层曾作为含矿溶液运移的通道，但作为矿石沉淀的场所并不重要。同样的道理，在卡林矿区发育的两条近于直立的北西和北东向高角度断层，也没有发现明显的金富集现象。矿石富集只是集中于这两条高角度断层附近的岩石中，并且，局部高角度断层被石英斑岩岩脉和重晶石脉充填贯入。

在上述运矿构造附近的渗透性较差的岩层中的细小间隙和微细裂隙、和较细的毛细孔，则是金的主要沉淀场所。 罗伯茨山逆掩断层本身并未见有金的矿化，矿石的分布并未受到这80卡林金矿的成因模式可以归纳为： 卡林金矿是构造作用、火成作用和受岩浆源加热的大气水联合作用的产物。

在内华达州，矿床可能形成于中新世或更新世，与地壳的拉伸、扩张、块状断裂、火成作用和地热活动的高热流等有关的地质作用相对应而生成。 首先，高角度正断层的形成，产生了角砾岩化。这种构造活动可能由初期的火成活动引起的，这不仅在构造上准备好了有利的成矿空间，而且也是有利矿液运移通道。卡林金矿的成因模式可以归纳为： 卡林金矿是构造作用、火成作用81 矿化最有利的岩石是薄层粉砂质白云质灰岩或灰质页岩。早期热液通常从这些岩石中溶解了方解石和白云石，同时沿着断层通道和角砾岩化带沉淀了硅质、高岭石、黄铁矿和绢云母。而这一阶段及下一阶段的热水溶液在成因上大部分或全部为大气水，由于火成活动使其受热升温，并发生迁移。在最初的蚀变作用之后，发生主期矿化，金的沉淀并伴生As、Sb、Hg组合（还有Se、Te、W）。许多矿床中的似碧玉岩可能即在这个阶段沿着矿化带的边缘形成。 矿化最有利的岩石是薄层粉砂质白云质灰岩或灰质页岩。早期热液82 以后可能有一次不太重要的贱金属硫化物。当热水矿液接近浅地表环境时会发生沸腾作用，产生H2O-H2S蒸气，形成富含H2SO2的溶液。这又下降从沉积岩中淋滤出碳酸盐，再把它们重新沉淀为晚期的碳酸盐细脉，淋滤溶液中的硫酸盐也和钡结合形成重晶石脉。 以后可能有一次不太重要的贱金属硫化物。当热水矿液接近浅地表83 对于卡林型金矿的成因，Roberts等人（1971）强调指出成矿的三个先决条件：

①有含金溶液的来源；

②有破裂的可渗透的岩石，以便溶液进入；

③有诸如碳酸盐和（或）有机质类沉淀剂。 对于卡林型金矿的成因，Roberts等人（1971）强调指84三、我国的卡林型金矿床

自从70～80年代卡林型金矿的成矿理论和找矿经验传入中国后，我国地质工作者在祖国大地的广阔疆土上相继找到一大批卡林型金矿床，这些现已发现的金矿床，构成了几个重要的卡林型金矿床成矿区（带）。三、我国的卡林型金矿床

自从70～80年代卡林型金矿的成矿851、滇黔桂金三角成矿区：

位于滇黔桂三省交界地区（黔西南、桂西北和滇东南），典型矿床贵州的兴仁紫木凼（特大型）、贞丰烂泥沟（大型）、安龙戈塘（大型）、册亨板其（中型）、册亨丫他（中型）、三都苗龙（中型）；

云南丹寨革当（中型）、堂口；

广西金牙（大型）、高龙（大型）、明山，龙川，浪金，砂子岭、大海子、三岔口、大厂等。1、滇黔桂金三角成矿区：

位于滇黔桂三省交界地区（黔西南、862、陕甘川金三角成矿区：

位于四川省、甘肃省和陕西省三省交会处，典型矿床有马脑壳（大型）、嘎拉（大型）、东北寨（大型）、桥桥上（大型）、丘洛、大水、忠曲等；李坝（大型）、拉日玛（中型）、邛莫，坪定；

2、陕甘川金三角成矿区：

位于四川省、甘肃省和陕西省三省交873、秦岭成矿带：

位于陕西省至甘肃省秦岭地区的山阳-镇安-周至-太白-凤县-礼县，呈东西向分布。典型矿床有八卦庙、李坝、庞家河、金龙山、马鞍桥、安家岔和双王等。

另外，在湘中和粤西等地也有此类金矿床产出，如湖南石峡（小型）、湖北张海（小型）。3、秦岭成矿带：

位于陕西省至甘肃省秦岭地区的山阳-镇安-88贵州册亨县板其金矿床

矿区位于黔南台陷之东西向构造带上，

控制矿田的构造为纳板穹窿，控矿构造为高角度纵向断层，

含矿岩石主要为三叠系下统逻楼组细粒岩屑杂砂岩及粘土质岩屑粉砂岩，其次还有粘土岩（夹层）和构造角砾岩（为上述岩石之压碎产物）。矿体赋存于断层破碎带与特定岩性-粘土岩、粉砂岩复合地段。

贵州册亨县板其金矿床

矿区位于黔南台陷之东西向构造带上，

89 贵州兴仁紫木凼金矿床

紫木凼金矿位处灰家堡背斜西段，受背斜近轴部的呈东西走向的逆冲断层控制。容矿岩石为三叠系下统夜郎组和上二叠统龙潭组细碎屑岩和不纯碳酸盐岩。可以看出，塑性岩石如粘土岩等系不渗透或渗透性较差的岩石，易变形，岩石的孔隙度较小，是一种不渗透屏障；碳酸盐岩，尤其是不纯碳酸盐岩，常含有方解石、白云石、粘土矿物等，为脆性岩石，易断裂破碎，节理、裂隙发育，岩石孔隙度大，渗透性强，有利于含矿流体作用形成金矿体，因此在矿田内控矿断裂构造两侧有薄层至中厚层灰岩及粉砂岩时，易形成厚大富矿体。 贵州兴仁紫木凼金矿床

紫木凼金矿位处灰家堡背斜西段，受背90 广西凤山县金牙金矿床

中三叠统百逢组是矿区出露的主要地层，也是矿区主要赋矿层位，尤其是百逢组第二段粉砂质泥岩、白云质泥岩及泥质粉砂岩，主要的工业矿体均产于其中。其次，百逢组第一段，也是重要的赋矿层位。

金牙矿区受燕山期近东西向挤压方向应力作用，致使中三叠统地层形成轴向近南北的褶皱。其中规模较大者为那阮-拉地-内郎沟背斜，核部地层为T2b2，两翼则为T2b3和T2h1构成，两翼地层产状复杂，节理、劈理及裂隙十分发育。而核部层间虚脱部位及附近翼部裂隙发育地段则是矿化的有利空间。

岩浆活动可能与金矿床形成有关，或提供部分矿源，或至少提供热源。 广西凤山县金牙金矿床

中三叠统百逢组是矿区出露的主要地层91 四川松潘东北寨金矿

东北寨矿区金矿体产于垮石崖断裂（F1）下盘岩石中，即产于中-上三叠统新都桥组（T2-3X）黑色岩系的构造带中，该岩系为碳质千枚岩、板岩、夹石英细砂岩、岩屑石英岩。矿床受碳酸盐岩与砂板岩接触界面间的断裂带控制。 四川松潘东北寨金矿

东北寨矿区金矿体产于垮石崖断裂（F192甘肃碌曲拉尔玛金矿床

拉尔玛金矿为产于硅泥质岩系中的卡林型金矿床，人们又称其为“碳硅泥岩型金矿”。金矿构造位置处于秦岭褶皱系西部秦岭印支褶皱带（南亚带）的白龙江复背斜的一个次级背斜。： 寒武-奥陶系太阳顶群为本区金矿主要赋矿层位，以硅质、泥质沉积为主，岩石包括硅质岩、硅质板岩、绢云母板岩、炭质板岩、千枚状板岩夹透镜状白云岩等。 金矿体主要分布于背斜轴部或轴部的侧旁及其向西倾伏地带。由于走向断层及层间断层控制，因此矿体的延伸展布主要与断裂产状一致。甘肃碌曲拉尔玛金矿床93 陕西凤县八卦庙金矿

矿床类型属于产于泥盆系细碎屑岩-泥质岩组合中的微细浸染型超大型金矿床。

岩石中明显有铋含量，表明了沉积作用过程中有喷流热液的混入。

燕山期形成的北西-北西西向构造和燕山晚期形成的北东向构造为金矿床形成的构造控矿条件，两期构造交汇部位即为金矿的容矿构造，北东向线性节理密集带为金矿化的主要富集构造。 陕西凤县八卦庙金矿

矿床类型属于产于泥盆系细碎屑岩-泥质94第二章

卡林型金矿形成的大地构造背景第二章

卡林型金矿形成的大地构造背景95 我国的卡林型金矿床主要产于扬子地台周边的古生代和中生代褶皱带内，这些矿床往往集中分布，成群成带出现。在一个集中区内，常常有一个甚至多个大、中型金矿床 我国的卡林型金矿床主要产于扬子地台周边的古生代和中生代褶皱96 我国比较重要的卡林型金矿成矿区主要分布于扬子地块周边，其中主要有滇黔桂金三角和陕甘川金三角，其次还有湘鄂赣成矿区等。因而，扬子地块的成因、发展与演化，以及周边环境的大地构造背景，控制了我国卡林型金矿床的主要成矿区。 我国比较重要的卡林型金矿成矿区主要分布于扬子地块周边，其中97

从成矿作用来看，不同大地构造单元的边缘或活动边缘，不仅有利于金元素初始富集，同时更有利于成矿阶段的热液改造（韦永福等，1994）。而扬子地块周边的构造环境，为国中重要的卡林型金矿床的形成与产出，提供了极为有利的大地构造条件。 从成矿作用来看，不同大地构造单元的边缘或活动边缘，不仅有利98 根据国内外卡林型金矿床的研究对比，这类矿床成矿区所处的大地构造背景，都处于不同大地构造单元的交接带或衔接带上，矿区所在地的深部一般存在基底深大断裂。 根据国内外卡林型金矿床的研究对比，这类矿床成矿区所处的大地99 卡林型金矿床的成矿作用是发生在中新生代特定的地质环境中，由构造运动、岩浆作用、地热活动、地壳深部乃至上地幔变动等等多种地质作用共同作用的产物。 卡林型金矿床的成矿作用是发生在中新生代特定的地质环境中，由100 在我国的陕甘川地区、四川松潘东北寨金矿即产于松潘-甘孜褶皱系巴颜喀拉褶皱带东缘与秦岭褶皱系南秦岭褶皱带交接的复合部位，其东南缘为扬子地台，区内发育有岷江、荷叶、虎牙、雪山等深大断裂。 在我国的陕甘川地区、四川松潘东北寨金矿即产于松潘-甘孜褶皱101 从板块构造理论来看，我国卡林型金矿床与美国内华达州-犹他州卡林型金矿形成时期的构造环境有许多相似的特点，但却更为复杂。二者的相同之处主要表现在：在中-新生代时期，都处于受古太平洋-太平洋板块俯冲影响的活动大陆边缘弧后扩张后部，与克拉通相邻的地带，其构造环境为弧后拉张环境下的“盆-岭”地区。 从板块构造理论来看，我国卡林型金矿床与美国内华达州-犹他州102 卡林型金矿床成矿时代主要为中-新生代，由此可以看出，其成矿时代也正是全球地壳的在大变化时期。在这个时期，地壳强烈活动、岩浆侵入、火山喷发、沉积作用发育，尤其是在不同大地构造单元的接合部位，稳定大陆边缘裂谷带，正是地壳活动最强烈的部位，这些地区也是脆性断裂构造活动最明显的地区，而且也往往是卡林型金矿最发育的部位。 卡林型金矿床成矿时代主要为中-新生代，由此可以看出，其成矿103 成矿作用是地壳演化的一个重要组成部分，地壳演化以及地壳运动从根本上控制了成矿作用、构造活动、岩浆侵位以及变质作用乃至沉积作用的发生、发展和演变过程。因此各种矿床的形成、空间分布以及产出规律都与大地构造的发展演变关系极为密切。 成矿作用是地壳演化的一个重要组成部分，地壳演化以及地壳运动104 成矿作用的过程是地球物质的一种独特形式，而地球物质运动的基本形式则是构造运动。大型及巨型构造不仅是地壳或者岩石圈受力变形的产物，而且它的成生过程和演变周期控制着在地壳中以及在地壳表层发生的种种地质作用。因此，区域性大地构造的内涵不仅涉及到地质体的形变和改造，也包括新地质体的形成。 成矿作用的过程是地球物质的一种独特形式，而地球物质运动的105 常见的构造动力学体制，可按其所反映的地壳变形场分为七种基本类型：①伸展（拉张）、②收缩（挤压）和③走滑，主要表现为裂谷、大型生长断层和和同生断层、盆岭构造、变质核杂岩构造、板块俯冲带、大型推覆构造、大型逆冲构造，以及转换断层、走滑断层系等，这些动力学体制反映了地壳的水平运动；

④隆升和⑤沉降，主要表现为地幔柱上升、地壳热隆、底辟构造以及沉积盆地、坳陷带等，反映地壳在垂向上的调整运动；

⑥大型韧性剪切和⑦大型撞击构造，主要表现为结晶基底的逆冲、正滑和走滑韧性剪切带以及古陨石坑和相伴的侵入杂岩。

这七种大地构造运动类型，也具有相应的七种成矿系统类型。 常见的构造动力学体制，可按其所反映的地壳变形场分为七种基本106 当前，在矿床学理论研究领域和在矿产勘查实际应用领域有两个备受关注的焦点：其一是矿床模型的建立、改进和逐步完善；其二就是成矿地质构造背景系统研究。

前者以解决找什么矿的问题，后者则主要针对到何处去找矿的问题，也即是要阐明各种矿床类型和矿床模型形成和分布的地质背景及环境，研究成矿作用的区域性特点。 当前，在矿床学理论研究领域和在矿产勘查实际应用领域有两个备107 从力学角度来分析，板块运动可以被看作是地壳运动开、合、剪的产物。离散的板块边缘，构造作用以张应力为主，一般形成盆地、裂谷、拗拉槽和大洋等，这些地质环境有利于金等成矿物质的初始堆积与聚集。 从力学角度来分析，板块运动可以被看作是地壳运动开、合、剪的108 从全国范围来讲，我国地处三大板块的交接部位：即北部的欧亚板块、东部的太平洋板块和南部的印度板块。中国大陆地区的金矿成矿作用，与这三大板块的成生、演变和消亡过程密切关联。 从全国范围来讲，我国地处三大板块的交接部位：即北部的欧亚板109 总而言之，中国陆区地壳经历了前寒武纪原始地壳的形成和发展阶段，古生代欧亚板块活动阶段和中、新生代接受太平洋板块及印度板块俯冲挤压产生叠加的构造阶段，因此形成中国陆区各部分各具特色的金的成矿构造环境，从而导致金成矿的控矿因素复杂、金矿类型繁多、金的成矿作用具有多期、多阶段和多类型的特点，并且还兼有叠加、改造等有别于国外金矿床的特征。

这正是中国陆区地壳所处特殊的大地构造部位，特殊的成矿地质环境与多期成矿作用的综合产物。因此，在中国陆区几十亿年期间发生陆壳演变过程中形成的滇黔桂、陕甘川、秦岭地区以及湘中粤西等地的卡林型金矿床，既有它们之间进行可比的相同性质，也有各自区别于其他同类矿床的特殊性质。 总而言之，中国陆区地壳经历了前寒武纪原始地壳的形成和发展阶110第三章

大地构造边缘成矿第三章

大地构造边缘成矿111 大地构造运动是岩石圈深部，尤其是软流圈热动力显著变化所导致的地球物质的大规模运动。大地构造运动引起地球内部上部层圈的物质运移、能量动量传递，影响岩石圈的演化。从区域性大范围来看，大地构造运动往往能诱发并促使沉积、岩浆、变质和流体作用，改变区域性地球物理场的特征。 大地构造运动是岩石圈深部，尤其是软流圈热动力显著变化所导致112 大地构造变形带通常是地球能量集中、聚集、传递、转化和释放的有利地带，也是地球物质变化、萃取、运移、沉淀和富集的有利部位。

在这种构造物质活动中，即构造地球化学过程中，金元素表现出非常强烈的活动性，并发生迁移和富集成矿。这个作用被人们称之为“金的构造成矿作用”。 大地构造变形带通常是地球能量集中、聚集、传递、转化和释放的113 中国东部大地构造复杂，地质演化历史曲折，在中-新生代中国东部广大地区属于太平洋板块与欧亚板块强烈作用形成的活动大陆边缘，也是环太平洋成矿带一个富有特色的重要组成部分。 中国东部大地构造复杂，地质演化历史曲折，在中-新生代中国东114 我国地质工作者通常将贺兰山-六盘山-龙门山-横断山-哀牢山一带作为中国大陆区东西两大部分地质构造的分界线（有的资料亦称东经1030为其分界线，见胡受奚等，1998）。

中国地壳东西两部分在大地构造特点及地史演化方面都存在很大差异。 我国地质工作者通常将贺兰山-六盘山-龙门山-横断山-哀牢山115 由于大地构造单元的演化控制着区域构造、沉积、岩浆、地热、流体、变质等成矿因素，因而从宏观上制约着矿床的形成和分布。

例如，滇黔桂卡林型金矿区地跨扬子及华南两大成矿域，处于华南成矿域与扬子成矿域的接交边缘地区。

陕甘川卡林型金矿区，属于喜马拉雅-三江成矿域，亦位于秦-祁-昆成矿域、扬子成矿域与喜马拉雅-三江成矿域交会区内。 由于大地构造单元的演化控制着区域构造、沉积、岩浆、地热、流116 从环太平洋巨型成矿带理论来看，滇黔桂金三角成矿区与美国西部内华达州-犹他州的卡林型金矿一样，均分布于环太平洋巨型成矿带外带的后部，即与稳定地块相邻的边缘过渡带。前者是中元古代造山带与西南克拉通相邻的边缘地带，以及中元古代造山带与加里东造山带相邻的边缘地带；后者是北美洲科迪勒拉造山带与北美洲克拉通相邻的边缘地带。在这种两种大地构造单元相连接的边缘地带，其地质构造演化十分复杂。 从环太平洋巨型成矿带理论来看，滇黔桂金三角成矿区与美国西部117 如前所述，滇黔桂金三角成矿区位于板块运动的边缘地带，多个大地构造域的结合部位与过渡地区。并且，区内有深大断裂等大型构造存在。这些大型构造不仅是地壳或岩石圈受力变形的产物，而且它们的形成和演化控制了相关的沉积、岩浆、变质、流体等地质作用。因此它们的内涵不仅包括地质体的形变，也包括了新的地质体的形变。 如前所述，滇黔桂金三角成矿区位于板块运动的边缘地带，多个大118 陈国达等人（1997）从地质构造的角度，将金的构造成矿作用划分为九种类型：微构造成矿作用、裂隙构造成矿作用、褶皱构造成矿作用、断裂构造成矿作用、环形构造成矿作用、深部构造成矿作用、地震构造成矿作用、大地构造成矿作用和宇宙构造成矿作用。 陈国达等人（1997）从地质构造的角度，将金的构造成矿作用119 翟裕生等人（1999）对全球金、银、铜、铅、锌、钨、锡、钼、镍、锑、汞、铬、铀、金刚石、稀土等十五个矿种近千个大型、超大型矿床的编图与分析，发现有95％的大型与超大型矿床呈线性或面状分布在板块构造的边界地区以及前寒武纪地壳省中，反映了“大陆边缘成矿作用”的特点。 翟裕生等人（1999）对全球金、银、铜、铅、锌、钨、锡、钼120 离散型大陆边缘是在伸展构造作用改造下大陆发生破裂解离的产物。

在这种作用过程中，由于地壳拉张减薄裂解，导致软流圈物质上涌，朝向岩石圈浅部和地壳运移、聚集。同时，长时期的陆源风化产物也向大幅度沉降的槽谷内堆积，这就构成深源和表生物质大规模汇集的构造环境。这些环境就包括了大陆边缘裂谷、裂陷槽和坳拉谷等大地构造单元。在这些构造单元中，汇集了丰富的成矿物质，大量的并具有一定温度的地热流并促成成矿物质的溶解和迁移，有多种来源多种性质的流体。

正是由于这些构造单元中具备了上述成矿条件，因此在这类型裂谷等拉张构造环境中，构成有利的综合性成矿系统，因而能产生出相当多的矿床类型。 离散型大陆边缘是在伸展构造作用改造下大陆发生破裂解离的产物121 当古大陆边缘处于挤压状态时，会形成完全与离散型陆缘成矿作用不同的会聚型陆缘构造成矿系统。从大地构造学的理论来看，会聚型陆缘有两种：一种是大陆板块与大洋板块会聚，即洋壳削减俯冲；一种是两个陆块碰撞焊接。在地质历史时期，这两种作用常常表现为一个大运动过程的两个阶段，即先期发生的洋壳俯冲削减以及其后的陆块的碰撞造山。 当古大陆边缘处于挤压状态时，会形成完全与离散型陆缘成矿作用122 转换型大陆边缘（也称走滑型大陆边缘），即指大陆与大洋板块之间发生相对的水平运动，并以走滑构造带相连接，常形成宽而复杂的构造变形带（翟裕生等，1999）。

在板块边界系统中，走滑边界在总的板块边界长度中占有很大的比例，即相当长的板块边界是由大型走滑断层系构成的。这些规模巨的走滑断层深切地壳，直达地幔，产生明显的热动力异常，并伴随有广泛的流体运动，可诱发岩石圈不同壳层物质的熔融，造成花岗岩类、煌斑岩类岩浆的上侵，导致金、铜的成矿作用。 转换型大陆边缘（也称走滑型大陆边缘），即指大陆与大洋板块之123 如前所述，中国大陆地处古亚洲构造域、滨太平洋构造域和特提斯-喜马拉雅构造域的交接地带。地质历史漫长，地质构造复杂。在各种地质、地球物理和地球化学的运动过程中，形成了许多重要的成矿区带和成矿系统，充分地表现出了地质成矿作用的复杂性和多样性，并显示了依据大地构造动力背景及其演变的特殊性所决定的区域成矿的若干特点。 如前所述，中国大陆地处古亚洲构造域、滨太平洋构造域和特提斯124 总体说来，构造-成矿作用的成生、发起和形成的机理是一个极为复杂的过程。它往往涉及到物理的化学的以及生物化学的地质作用，其核心问题是构造与含矿流体之间的形成、演化和运动，以及与成矿作用的联系。从构造学理论上讲，构造对成矿作用的控制因素主要包括三个方面：

（1）应力因素；

（2）应变因素；

（3）元素本身的物理-化学性质。 总体说来，构造-成矿作用的成生、发起和形成的机理是一个极为125第四章

中国陆区地球物理场—地球化学场与卡林型金矿床的形成第四章

中国陆区地球物理场—地球化学场与卡林型金矿床的形成126 如前所述，陕甘川三省交界地区和滇黔桂三省交界地区的