我国卡林型金矿研究现状

刘 源，侯中健，李定武

（1.成都理工大学地球科学学院，成都 610059；2.青海省有色地质矿产勘查院，西宁 81007）

卡林型金矿（Carlin-Type Gold Deposit)由1962年在美国西部内华达州卡林镇被发现而命名的，它的发现使美国探明的金资源量超过2000t[1]，使我国探明的金的资源量超过1000t[2]。但是长期以来人们对这一类型金矿床定义存在较大的争议。

美国著名的卡林型金矿专家拉德克A S.于1974年将卡林型金矿定义为受高角度正断层控制，产出于不纯的碳酸盐岩中，金的粒度为次显微-显微级，金与黄铁矿化硅化有密切关系，具有明显的砷、锑、汞的地球化学异常。上世纪70年代卡林型金矿找矿理论传入我国以后，相继发现了一大批卡林—类卡林型金矿，如贵州黔西南册亨县板其金矿、贞丰县水银洞金矿等。涂光炽（1992）认为卡林型金矿是与大面积发育巨厚碳酸盐岩-细碎屑岩建造有重要内在联系的一类矿床；张复兴等人（2004）认为卡林型金矿是以沉积岩为容矿矿石，大多产于洋—陆及陆—陆俯冲—碰撞带两侧的局限拉张裂陷盆地中，矿床成群分布，受区域性逆冲推覆构造控制，具有Au-As-Sb-Hg-Tl 的元素组合，原生矿石中金呈显微-次显微等特点[4]；喻光明（2010）根据阳山金矿赋矿岩性为砂岩、板岩、千枚岩提出卡林型金矿的容矿岩石不仅仅是沉积岩，还应当包括浅变质岩[1]；秦运忠等（2008）通过对右江盆地边缘的凭祥市、龙州县和宁明县一带的卡林型金矿研究发现，其赋矿岩石为中酸性岩浆岩和火山凝灰岩。对于卡林型金矿成矿物质来源的问题，近年来周余国、刘继顺等人（2009）通过对比滇黔桂地区水系沉积物地球化学参数认为滇黔桂地区卡林型金矿的物源与裂谷、特提斯、区域性深大断裂和峨眉地幔柱长期活动相伴的基性火成岩及火山碎屑浊流沉积有关[5]；王成辉、王登红、刘建中等人（2010）通过分析贵州水银洞超大型金矿的同位素组成认为卡林型金矿成矿物质来源具有多源性，不仅仅来源于地层，更多的是来自深部岩体及流体[6]；刘显凡、刘家铎等人（2004）研究滇黔桂地区卡林型金矿赋矿地层、岩浆岩、构造演化史及微量元素地球化学认为卡林型金矿成矿物质应为地幔流体带来。

1 大地构造环境

我国卡林型金矿主要分布于滇黔桂及川陕甘三省交界的三角区域，另外在滇西南上芒地区、长江中下游也有卡林型金矿的分布。国内外学者认为卡林型金矿应具有以下大地构造特征：①处于不同大地构造单元的交接带或衔接带上，所在地的深部一般存在基底深大断裂[1]；②具有凹陷史，发育巨厚的大面积分布的古生代—中生代碳酸盐岩—碎屑岩建造和浅的变质岩系；③卡林型金矿集中区内同期的岩浆热液活动强烈，对矿物质的迁移、富集、活化起到了关键作用；④成矿区域内构造发育，与强烈的地壳拉张有关[7]。

我国卡林型金矿集中区的大地构造环境，大致与以上四条特征相似。我国卡林型金矿发育的滇黔桂“金三角”位于扬子板块西南缘与华南褶皱带结合的右江褶皱带[8]，该区自早泥盆世晚期在陆壳拉张下形成滇黔桂盆地，沉积了巨厚、大面积的碳酸盐岩及碎屑岩，至中三叠纪末期印支运动造成强烈的抬升，形成“川—滇前陆盆地”的一部分[9]，期间主要的岩浆活动为中二叠世晚期的峨眉山玄武岩的喷发。2001年在扬子陆块西北缘川甘交界的文县发现的黄金储量达308 t 的阳山金矿，其在大地构造位置上处于松潘—故孜地槽褶皱系和西秦岭地槽褶皱系两大构造单元的接壤部位[10]，根据玛曲—略阳地球物理资料显示区内有一条切过莫霍面的超壳断裂。其区域裂陷作用始于南华纪-震旦纪，以中三叠世以来最为强烈，由此形成巴颜喀拉特提斯裂陷海槽，广泛发育中-上三叠统浊积相沉积复理石建造，晚三叠世晚期，随着印度板块与欧亚板块的强烈相互作用，导致该区强烈褶皱抬升，形成巴颜喀拉印支造山带褶皱带[11]。在燕山早期，地壳由印支期的挤压环境转换为拉张环境，形成了大量的中酸性岩体的侵位，同时为该区带了了大量的成矿物质，为阳山金矿奠定了物质基础[12]。

图1 卡林型金矿化集中区分布图（据罗镇宽，1995.简化）

2 矿床地质特征

2.1 地层与围岩

我国卡林型金矿的赋矿地层主要为沉积岩地层，另外有少量的浅变质岩地层和火山岩地层。地层时代主要为二叠纪至三叠纪，震旦纪和寒武纪也有少量分布，但是在不同的矿区，其赋矿岩性及时代上有明显的差异。滇黔桂地区的卡林型金矿赋矿层位主要为二叠系和三叠系，如灰家堡矿田中部的水银洞大型金矿，赋矿地层主要为上二叠统龙潭组二段中下部至第一段的顶部，岩性主要为大空隙度的不纯的碳酸盐岩[6]；灰家堡短轴背斜的西段的紫木凼大型金矿的赋矿地层主要为二叠系龙潭组（P2l）和三叠系夜郎组（T1y），岩性主要为褐黄色薄层状黏土质粉砂岩，碳质页岩及灰褐色薄层状粉砂岩夹石英砂岩和硅质岩[13]。秦岭地区以泥盆系为主（双玉、二台子、八卦庙、金龙山等），寒武系中也偶有产出（拉尔玛）。川西北地区的东北寨金矿、丘洛金矿主赋矿层位为三叠系。滇西上芒岗金矿赋存于上侏罗统勐戛组[14]。

2.2 构造

表1 我国部分卡林型金矿赋矿地层及岩性对比表

美国卡林型专家拉德克A S.在定义卡林型金矿时特别注明“是受高角度断层控制的”一类金矿。就我国的情况来看，构造对卡林型金矿的影响主要为：①提供了深部热液向上运移的通道，为卡林型金矿成矿提供了物质基础；②使沉积岩地层破碎，有利于深部物质与围岩和大气降水发生化学反应使成矿物质沉淀；③控制矿体的展布形态和空间分布。如在阳山金矿矿区发现了一条深部的断层，将地壳深部至地幔的大量成矿物质带至地表；滇黔桂地区灰家堡矿田中的水银洞特大型金矿和紫木凼特大型金矿的矿体位于大型背斜核部，主要沿上、下二叠统平行不整合面之间的区域性滑脱面顺层分布，部分受背斜核部发育的逆冲断层及其断裂带内的大型膝折带或共扼膝折带控制；贵州烂泥沟金矿矿体主要分布在构造穹隆(或短轴背斜)周缘，受同生断层（或称为滑脱带）以及逆冲断层控制，矿化明显受断层破碎带控制，矿体呈高角度陡立状产于断层破碎带中，或赋存于不同方向断裂的交汇处，呈大透镜状或脉状产出。

2.3 围岩蚀变

根据我国现有卡林型金矿的资料显示，主要的围岩蚀变类型有硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化、去碳酸盐化、褐铁矿化及高岭土化，在某些矿床中蚀变具有分带性和多期次，这说明卡林型金矿的成矿物质的运移、成矿是多次的，反映了卡林型金矿成矿的多样性和复杂性。

2.4 矿石特征

我国重要的卡林型金矿，主要矿石类型为一套中低温热液硫化物和碳酸盐岩及粘土矿物，常见的矿石矿物包括自然金、黄铁矿、褐铁矿、辉锑矿、毒砂、雄黄、雌黄，脉石矿物主要为石英、方解石、白云石，次要为重晶石、伊利石、高岭土和绢云母明矾石等粘土矿物。氧化带矿石多受淋滤作用，矿石呈现土状、半土状，较松软。矿石以胶状结构、交代残余结构为主，矿物成分以粘土矿物和褐铁矿为主，金主要呈微粒状，薄膜状及丝线状，较好选冶。原生矿石中矿石矿物主要为黄铁矿、毒砂、辉锑矿、方铅矿等，脉石矿物主要有方解石、白云石、石英等。矿石以环带状结构、重结晶结构为主，载金矿物主要为含砷黄铁矿和毒砂，金主要赋存在含砷黄铁矿环带中[15]，以包裹金的形式存在，多数介于1～5um间，较难选冶。

2.5 岩浆岩

岩浆岩与卡林型金矿的关系，目前各个学者间存在一些分歧。刘东升、Kuehn C A等认为卡林型金矿的形成与周围酸性岩无直接关系，而H.西里托（1990），A.潘捷列夫（1986），认为矿源与热液均为岩浆岩，赋矿地层仅是有利赋矿层位，卡林型金矿是岩浆热液体系的远源产物。喻光明等人（2010）通过对比美国特征卡林型金矿矿床及研究我国的阳山金矿认为卡林型金矿与大规模岩浆活动关系一般，但和局部岩浆活动密切关联，岩浆活动不但提供热源，而且部分岩浆直接金矿化形成矿体，应汉龙（2001）认为卡林型金矿床成矿域内同成矿期的岩浆活动强烈，有利于形成各种地热体系，因此岩浆活动和卡林型金矿具有密切的关系。

在我国卡林型金矿区都发现了大小不一，规模迥异的各类岩浆岩，而且在时代上与各卡林型金矿的成矿时间相当，最新地球物理资料证明滇黔桂金三角地区有大面积隐伏的超基性一基性一酸性岩浆岩，据测定和分析确认滇黔桂卡林型金矿的成矿年龄基本限定在燕山晚期至喜山早期，与金矿床成矿时代基本一致[16]。另据滇东南老湾寨金矿出露的辉绿岩的化学成分分析，其含金0.30～13.5g/t，并在辉绿岩体的北西和南东两端富集成矿，可能为原始成矿物质来源[17]，以上证据说明我国卡林型金矿的形成与岩浆岩特别是基性岩浆岩关系密切。

图2 广西隆林金矿碳酸盐岩层中高角度断层控矿示意图 （据罗寿文，2010）

图3 卡林型金矿矿物共生形成顺序（据应汉龙，2001）

3 地球化学特征

3.1 元素组合

已有的研究表明，卡林型金矿具有特征的元素组合，即：As-Sb-Hg-Tl-Ba-Au 元素组合[18]。以我国最大的卡林型金矿阳山金矿为例，据袁士松、齐金忠研究，该金矿带元素地球化学特征为∶①As、Sb、Au、W、Bi、Hg 浓集克拉克值较大，分异富集程度高；②Au 与As、Sb、Bi、Hg 正相关，其中Au和Sb、As、Hg 的相关性最好。因此认为Au-As-Sb-Hg 共生元素组合可作为化探找矿的重要指示元素组合。

也有学者提出在研究卡林型金矿时不宜将Au 与As、Sb、Hg、Tl、Ba 的关系绝对化。欧阳玉飞等人（2011）研究认为滇黔桂“金三角”Au 的来源主要是深源的，而As、Sb、Hg等元素只是区域性的高背景值，其既可以与金矿伴生，也可以与其他矿种伴生，因此其间既有必然性又有偶然性。

但是从我国卡林型金矿的发现来看，As-Sb-Hg-Tl-Ba-Au 元素组合来寻找未知的卡林型金矿是必须的技术手段。

3.2 流体包裹体

流体包裹体研究对于解决地球化学作用过程中物理化学条件、矿床及岩石形成机制、元素迁移形式及富集条件等有重要指导意义，也是目前国际公认能较为准确判断成矿时流体物理化学条件的方法之一。

卡林型金矿中流体包裹体细小，一般有三种类型∶①液-气相，以液相为主；②液-气相，以气相为主，均一化温度变化大；③三相包裹体[7]。刘东升等人（1994）根据矿物包裹体测定资料计算我国卡林型金矿成矿温度一般在165℃～ 290℃，属于中低温热液矿床；王泽鹏等人（2009）对黔西南卡林型金矿流体包裹体的研究发现其成矿流体具有低温低盐度和较高压力和富挥发份的特点，均一温度在220 ℃左右，盐度6% NaCl 左右，压力为160±40MPa[19]；喻光明（2010）对阳山金矿中的脉石英和方解石进行流体包裹体研究得出包裹体均一温度范围为105℃～310℃，主要集中在150℃～250℃之间，包裹体盐度ω（NaCl）集中在1.6%～6.5%，显示出成矿流体为低温低盐度流体；张静等（2002）对陕西金龙山卡林型金矿进行流体包裹体研究，发现在金矿化阶段成矿流体温度主要在180℃～220℃间，也显示了中低温热液矿床的特点。

以上研究说明我国卡林型金矿的成矿流体温度较低，均一温度约150℃～300℃之间；流体盐度约为1%～7%，属于低盐度流体。对比美国著名的内华达州卡林型金矿的流体包裹体数据，均一温度160℃～280℃；盐度6%左右[20]。表明我国卡林型金矿与美国卡林型金矿高度相似。

3.3 同位素组成

对于卡林型金矿的同位素组成研究，前人已经做了很多工作，特别是对一些大型超大型金矿做了深入的研究。齐金忠（2003，2005）测得阳山矿区金矿石（含金的石英-黄铁矿细脉）石英Ar-Ar等时线年龄为190.71±2.37Ma；喻光明（2010）测得大水金矿氢和氧同位素变化范围较大，δD 水为-61.1‰～-101‰，δ18O 水介于-4.32‰～-8.33‰之间，表明该矿床流体来自于岩浆水，晚期为改造的大气降水，成矿流体具有混合成因的特征；张莉（2009）在研究阳山锶铅同位素组成后认为其成矿流体主要来源于碧口群组变质岩的脱水作用[21]；陈懋弘（2007）对贵州烂泥沟金矿含砷黄铁矿样品分析，获得其形成年龄为193±13Ma（早侏罗世），发现具有较高的等时线初始n(187Os)/ n(188Os)值(11127 ±01043)，指示其成矿物质来源于地壳而不是地幔；陈懋弘等，（2006）通过流体包裹体Rb-Sr 法得到贵州烂泥沟金矿成矿年龄为276～259Ma[22]；王成辉（2010）研究贵州水银洞超大型金矿中黄铁矿δS34分析值为1.6‰-21‰，围岩中黄铁矿的δS34分析值为3.7‰-6.8‰，矿体中黄铁矿的硫同位素分布范围大于围岩，说明矿床中的硫不可能仅仅来源于地层，而是多源硫混合的结果，据此他认为矿床的成矿物质是多源的，并且在深部可能有大的隐伏矿体有待寻找[6]。

目前我国学者应用的同位素测得的成矿年龄和流体来源有较大的差异，说明了在卡林型金矿研究方面人们的认识有待提高。但是我们同时也看到了，卡林型金矿的矿源可能不是单一来源的，而是多来源多成因的，各个矿区有各自的特点，应当区别对待。

表2 我国卡林型金矿成矿物理化学参数对比（据张复新，2004.修改）

4 结论

通过前人对我国主要卡林型金矿的研究资料的对比可以发现我国卡林型金矿有如下特点：

1）在大地构造背景上位于不同大地构造单元的结合带上，深部发育有大的断裂，在地史演化上一般具有裂陷、拉张—接受沉积—板块碰撞造山的发展历史，与成矿有关的运动主要是燕山运动。

我国卡林型金矿的赋矿岩层从寒武系到二叠系均有产出，岩性不仅仅只有沉积的巨厚的碳酸盐岩，近年的研究和实践表明，其赋矿岩层还应当包括陆源碎屑岩、火山（碎屑）岩及浅变质岩，载金矿物主要为含砷的黄铁矿和毒砂，金呈显微-次显微状，主要以固溶体形式存在。

2）我国卡林型金矿一般可以分为氧化带金矿和原生带金矿，氧化带金矿又被称为红土型金矿，主要矿石矿物为各种粘土矿物、黄铁矿和褐铁矿，呈土状，金主要呈微粒状，薄膜状及丝线状存在，较好选冶；原生带金矿的主要矿石矿物为黄铁矿、含砷黄铁矿、毒砂、辉锑矿等，矿石结构为环带状结构、重结晶结构、交代结构、包含结构、压碎结构，构造为星散浸染状构造、脉状网脉状构造，角砾状构造、碎斑—碎裂状构造，金主要以包裹金形式产出，较难选冶。

3）我国卡林型金矿具有明显的As-Sb-As-Hg-Au 元素组合，但绝大多数矿床中不含或仅含少量的Tl；成矿温度主要集中在160℃～300℃为中低温热液矿床，受构造控制明显，主要体现在矿体主要赋存于断层破碎带、大型背斜核部，成矿深度约1.2～4km，这为我国开展深部卡林型金矿找矿提供了理论依据。

4）卡林型金矿成矿物质的来源单一来源，更不可能仅仅是来自于赋矿地层，就目前的研究来看，我国卡林型金矿的矿源是多来源的，多成因的，主要有地层中的矿物质被热液活化富集和地壳深部乃至上地幔物质沿深大断裂上升至地表成矿。

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