西澳大利亚利奥诺拉东南部金矿成矿地质特征

朱利辉（1.甘肃省地质调查院，甘肃兰州730000；2.中国地质大学（北京），北京100083）



西澳大利亚利奥诺拉东南部金矿成矿地质特征

朱利辉1,2
（1.甘肃省地质调查院，甘肃兰州730000；2.中国地质大学（北京），北京100083）

摘要：金矿的勘探是地质勘探永恒的主题，本文以西澳大利亚洲利奥诺拉东南部伊尔岗地块中所发现的金矿为支撑点，通过对其中三条主要的绿岩带的研究，来阐述伊尔岗地块金矿的矿化特征、成矿类型、和控矿因素。

关键词：利奥诺拉；金矿;伊尔岗地块；地质特征

澳大利亚各州都发现有金矿。澳大利亚已探明有经济意义的金矿资源中，西澳大利亚州占六成，而利奥诺拉东南部伊尔岗克拉通中的三条绿岩带作为西澳大利亚重要的金成矿带，近些年来吸引了国内外的众多投资者和勘探公司。本文旨在介绍西澳大利亚利奥诺拉东南部伊尔岗地块金矿的成矿地质背景、矿化特征、成矿类型、和金矿的控矿因素。

1　区域地质概况

1．1地层

研究区域位于前寒武纪克拉通，伊尔冈地块是典型的太古宙花岗-绿岩带，区域上出露地层主要为太古代基底以及不整合于太古代基底之上的古生代、新生代地层。按照有老到新的顺序，叙述如下：

1）太古宙岩石地层。超镁铁质岩：可分为五个组，完整的超镁铁质岩，科马提岩，橄榄岩，透闪石片岩，和辉岩），在区域上主要出露完整的超镁铁质岩，橄榄岩和辉岩三个岩石序列。

细粒镁铁质岩及角闪岩：镁铁质火成岩构成了一个大绿岩层序。岩基主要是拉斑玄武岩。角闪岩分布在变质程度较高的区域。玄武岩主要分层特征是细粒碎屑岩夹层，长英片岩，角砾岩和玻质碎屑岩层。钙质胶结角砾岩和玻质碎屑岩在镁铁质岩内部形成一条抗压、多瘤状线性构造。

中粗粒镁铁质岩：具次辉绿、辉绿结构，可能形成侵入或粗粒基性喷出熔岩。玄武岩和辉长岩通常在超镁铁质，铁质和沉积序列中形成基岩，透镜体和岩层。

长英质火山岩和火山碎屑岩：广泛分布在Malcolmand Murrin绿岩带，但很少出露地表。岩性包括流纹岩、英安岩熔岩和火山碎屑岩及碎屑岩。

沉积岩：根据岩石特征分为两组，即碎屑沉积岩（范围从砾岩到页岩）和化学沉积岩（主要是燧石和BIF）。

2）古生代地层。二叠系沉积岩石：主要由粗粒石英砂岩、含砾砂岩、沙泥岩构成。根据沉积特征，判断为二叠纪河湖相沉积。

3）新生代地质。在短暂的河道和平原中的第四系冲积层是由粘土、淤泥、沙、砾石组成。

1.2构造特征

伊尔岗地块位于西澳大利亚地盾的南部,是地盾的两个太古代古陆核(伊尔岗和皮里巴拉)之一。这两个古陆核间被不同程度变质和形变了的元古代盆地隔开,周围被宽阔的元古代变质岩和深成岩的线形岩带或称活动带包围着，伊尔岗地块的东南部边缘以变质作用年龄为13亿年的阿尔巴尼弗雷塞省为界。卡斯科尼省似乎是这种活动带的残留天窗。

伊尔岗地块的大部地区是由火山成因的岩带（统称为“绿岩带”）构成，并在多处被花岗岩体侵入。这些岩带的主要成分是超镁铁岩、镁铁岩和长英质火山岩，以及侵入岩、火山碎屑岩、燧石、石墨片岩、条带状含铁建造、砂质和砾状的碎屑岩。

伊尔岗地块的构造明显是延伸状的,而且许多单个的岩体联合成一个大的岩基。因此，伊尔岗地块的构造体制明显地受线状构造控制。

伊尔岗地块可划分为三个主要构造省（西澳地质协会），即西南省、穆奇森省和东戈尔德菲德省。划分省的主要根据是相同的构造体系分带。

东戈尔德菲德省的变形主要分四个阶段。第一阶段(D1),其特点是南北挤压产生的等倾和平卧褶皱；第二阶段(D2)是区域上东-东北-西-西南挤压事件产生的北-北西缩短的趋势和陡峭倾斜的直立褶皱，轴向曲面弯曲。第三阶段(D3)是一个压力变换事件，表现为在韧性剪切带和沿界线清楚的脆性断层,以及与之相关的隐梯队,陡峭倒转的褶皱发生的左旋走滑运动。继续挤压在第四阶段(D4)产生一个小褶皱节理，压扭性褶曲、逆断层。东戈尔德菲德省的太古代地质情况,由于出露不好,很难进行解释,但有一个倾向是简化区域构造。例如经过详细研究的金英里区证明该区的构造类型复杂，走向滑动断层普遍存在。而横冲断层在区域构造走向与断层相平行的地方，就表现的不够清楚。有一些区域背斜常常被断裂全部破坏，个别断块可能迁移十余公里。

1.3绿岩带

太古代伊尔冈克拉通东部金成矿带中心，可划分为theMalcolm，MurrinandLaverton三个绿岩带。

1）马尔科姆（Malcolm）绿岩带位于Keith-Kilkenny断层带南西部。它包括Gindalbie和Kurnalpi部分地层。东边部分被超基性、基性、中性岩石占据，中部及西部则包含一个2种不同统计方式的基性-酸性火山岩序列。东部位于Yerilla和Glenorn断层之间，岩石组成为：玄武岩、辉长岩、超基性岩、安山岩、沉积岩和酸性火山碎屑岩。岩石沿着Yerilla断层，产于花岗岩-绿岩体接触带，强烈的变形与局部变质形成角闪岩相岩石。Yerilla断层的几何学特征显示其为左旋断层。马尔科姆（Malcolm）绿岩带中部位于Yerilla和Emu断层之间，岩石组成为：玄武岩、铁镁质片岩、酸性火山碎屑岩及大片的花岗岩侵入岩体。Kurrajong附近为Emu断层的东部边缘，宽2英里，断层带强烈变形，由高变质的酸性火山岩、火山碎屑岩及小面积的玄武岩及角闪岩组成。

2）马瑞（Murrin）绿岩带位于Keith-Kilkenny断裂带和Claypan断裂之间。岩性以大面积的超铁镁岩石、高镁玄武岩、铁镁质侵入岩，大量的安山岩和酸性火山岩为特征。Mount Kilkenny和Eucalyptus区域内有北北东至正北向延伸的大规模褶皱、逆断层，斑岩及Yarri区域内倾向向西的单斜构造，浅变质岩。在Mount Kilkenny和Eucalyptu之间区域，铁镁质岩石、超铁镁质岩石是其典型代表，在当地被定名为层状火山岩。它们经过变形，带着含拉斑玄武岩和高镁玄武岩夹层进入大规模的开放式褶皱，长度3～4km。在Porphyry和Yarri区域,Murrin绿岩带在东部由铁镁质岩石和侵入岩组成，在西部由中至酸性火山岩组成，形成了一个倾向于盆地的南西西向斜。绿岩带西部边界附近的酸性火山岩，靠近基尔肯尼地层，经过强烈挤压，形成长英质片岩。The Keith-Kilkenny断层带同期的沉积盆地，岩性则以多杂质砾岩、硬砂岩为主。

3）拉弗顿绿岩体位于Claypan断层东部，以丰富的含铁建造为特征。在含铁建造单元中有燧石条带侵入。含铁建造和燧石强烈变形为紧密等斜褶皱。含铁建造西部边缘的平卧褶皱表明受向东的挤压力的重复剥蚀。

2　金矿化特征

伊尔岗地块中重要的矿床都产在镁铁质火山岩当中。卡尔古利和诺斯曼的岩序对类似的地质条件具有典型意义。岩序是由枕状拉斑玄武岩、粒玄岩、辉长岩侵入体及少量凝灰岩，燧石或石墨片岩等岩有构成。例如卡尔古利的金英里矿床，是西澳大利亚最大的矿床。位于向南平缓倾没的紧密向斜中，矿体以褶皱后的走向断层为界，断层可能与构成金矿脉的断裂和剪切体系有关。矿床中约有80%的金来源于容矿的拉斑玄武岩。复杂的侵入岩体从下冷凝接触带附近的辉石岩到含有约60%的石英和上冷凝接触带以下的含大量钠长石和石英的花岗斑岩的10个岩石单元构成。大量的矿石采自“珀林加”玄武岩中的矿脉(网脉状)。

卡尔古利金矿床产在北北西向构造破碎带附近，类似的断层也通过列奥诺拉和维鲁那附近,这些断层无疑地影响了火山活动及其中所含的金矿的分布。

硫化物可能是矿石主要成分，但是含量很低,一般说来沉积岩或是凝灰岩层中的层状矿床含的硫化物要比不整合穿插在火成岩中的石英矿脉的硫化物多。黄铁矿和磁黄铁矿通常是主要的硫化矿物。但是砷黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、黝铜矿和辉锑矿也经常存在。金与方铅矿和砷黄铁矿相伴生。多数的金呈0.5～20μm的小圆球赋存于砷黄铁矿中。有些矿区里金以10μm的微粒赋存于砷黄铁矿中。

侵入的纳长斑岩与许多金矿相伴生。钠长斑岩在矿床中可作为含金的矿石存在,也可作为含金石英脉的容矿岩石存在。它们与围岩受到同样程度的蚀变而且年龄也与成矿溶液相一致,由此看来钠长斑岩与金矿的成因是密切相关的。

3　矿床类型

研究区的金矿床可以划分为四种类型：与近垂直的脆性—韧性剪切带有关的蚀变晕矿床；在断层或剪切带中的石英脉型；位于断层或剪切带中附近的脆性石英脉集合和围岩交代性；在浅部倾斜断层或剪切带附近的角砾岩型金矿。需要说明的是往往在一个地区或矿床上可能存在多个类型。

4　控制金矿成矿环境的因素

用构造的观点来看，绿岩带（诺斯曼—威鲁那构造带）可看作属于低应力，低级到中级的变质范畴[1]，具有被横穿地壳的高应力韧性到脆性一韧性的剪切带所切割的大规模脆性构造，而极少有脆性一韧性构造。而这些剪切带特别是同构造期花岗岩周围的那些则属于中高级变质范畴。从绿岩区的范围内看，一级构造应当是热液流最大，液／岩比值最高的区域，然而大部分没有矿化、相反二级构造都是和成矿相关的构造，它含有量金矿。与成矿有关的这种关系的存在可能有两种可能性：1）一级二级构造之间存在着物理学梯度，这种梯度使得热液迁移到（没有过滤地）二级构造中去或者把热液中的金选择性地搬运到（渗滤性地）二级构造中去或两种作用同时存在。2）金的来源主要是绿岩带，由二级构造从一级构造中引出，一级构造则从地幔和地壳深处引出。沿着这些构造同时存在来自地幔的碳酸盐，斑岩和煌斑岩的事实证明了这一观点。这两种可能都具有研究金矿成因和指导勘探方面的意义。

从热动力学的观点看，金从热液中沉淀出来的作用主要决定于成分合适的主岩和温度。因为一级构造是一个温度较高的带，具有和金相当的一切其他条件，因此金在这些带中比在次级构造中更容易溶解。进而，如果金在较凉的带中才开始沉淀，那么就会形成一个富集梯度（化学上的趋势）而于热液流动无关，如果有一种连续的液态介质，金就会沿这个梯度渗透。从上述讨论中可得出结论：金矿化的热液由两种成份组成：1）通过一级剪切带引入的地幔和地壳底部的成分。2）从绿岩带和花岗岩基底中的强烈变质区域中引入的变质成分。用这个结论有可能来解释金矿的明显的区域性的同位素特征。参考文献：

[1]沈保丰，彭晓亮．中国太古宙绿岩带[J]．地质学报，1993，67（2）：208-210．

中图分类号：P631