澳大利亚本迪戈（Bendigo）矿集区金矿地质特征及找矿方向

张毅卢天骄马林霄董少波

（1.中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中资环钻探有限公司，北京 100012）

0 引言

澳大利亚有“坐在矿车上的国家”之称，其矿产资源是国家财富极其重要的组成部分（朱建东，2008）。本迪戈矿集区位于东澳大利亚含金区的南部拉克兰造山带西缘（维多利亚州），距墨尔本北西120 km，该区域至今已生产黄金超过684 t，是澳大利亚第二大金矿富集区（苗昌德，1993），也是世界上12 个主要金矿省之一（Phillips and Powell，1993）。矿集区内及周边分布规模不等的矿山（表1），各矿山均分布于的本迪戈－巴拉腊特褶皱带内，金矿平均品位较高（9.6～27.0g/t）（Phillips and Mar⁃tin，1996）。因诸多原因导致该区域内多处矿山处于半停产状态，2017—2019 年间本迪戈临近矿区勘探过程中在深边部发现了高品位的含金矿带（佚名，2005）。本文对以往资料综合整理的基础上简要叙述本迪戈矿集区内金矿分布规律及地质特征，对该区深边部找矿工作提供一些思路。

1 区域地质

本迪戈矿集区位于澳大利亚东部古生代拉克兰造山带，拉克兰造山带分为3 个各具特色的亚带（图1），即：拉克兰西带（WL）拉克兰中带（CL）和拉克兰东带（EL），各亚带之间皆为深大边界断裂。每个亚带还可以细分为若干个不同的构造区或构造带（张定源，2014）。本迪戈矿集区位于拉克兰西带南段的本迪戈－巴拉腊特褶皱带内。

1.1 地层

矿集区地层由奥陶系一套富含石英的浊积岩系组成，海洋沉积物和交代物是该区古生代基岩的主要组成部分，这些沉积物属于浊积砂岩、粉砂岩和泥岩的均匀序列，被称为Castlemaine 超群（Cas and Vandenberg，1988）。

Castlemaine 超群以泥岩、页岩、砂岩和薄层灰岩的互层单元。沉积物的粒度范围从最细的泥岩到最大粒径约为8 mm 的粗砂或细砾岩，其中砂岩是Castlemaine 超群的主要岩性，显示了浊积岩序列并常见有平行层理、交错层理等沉积构造，局部地区部分泥岩与砂岩互层形成厚包裹体。

1.2 构造

拉克兰西带的浊积岩系被一系列平行走向、向西陡倾的中地壳的走滑断层截断（图2），并共同构成逐渐向东增生的褶冲带。岩性为砂岩和泥岩，浊积岩层构成区域性的背斜和向斜，板劈理发育，被陡倾的逆断层和石英脉穿切。西带的西界为宽20 km、向东陡倾的断裂带（F1），本迪戈—巴拉腊特地区主要变形作用有两期，分别为455～440 Ma 和430～410 Ma；西带与中带的分界线为宽2 km 多期变形的惠灵顿山断裂带（F4），该断裂带在410～385 Ma 活动，到360～340 Ma 再次活动。正是这些强烈的变形作用和断裂活动，使得各带发生大规模的成矿作用，形成大量的造山型金矿（张定源，2014）。

图2 本迪戈矿集区区域简图（修改自张定源，2014）

图3 拉克兰造山带岩浆分布图

1.3 岩浆岩

拉克兰造山带基岩露头的1/3 为花岗岩，西带分布范围最小，在中带和东带分布范围较广（图3）。西带地表出露的主要是主构造变形期以后形成的侵位相对较浅的花岗岩类，侵入时期405～390 Ma。花岗岩进一步划分为含堇青石的花岗岩（S 型）和偏铝质的角闪石—黑云母花岗岩（I 型）。

岩浆活动是金及多金属矿床最重要的控矿因素之一，并为该区域提供了丰富的成矿物质来源和充足的成矿热液。纵观整个拉克兰造山带，岩浆作用与成矿关系极为密切，尤其对中带和西带最为明显。中带及西带的金及多金属矿床的形成主要还是受岩浆作用的控制（Frank et al.，2002）。

2 矿区地质特征

2.1 地层

本迪戈矿集区为地势平缓的开阔平原，地表大部分为第四系、第三系粘土、砂砾石层，奥陶系砂岩、粉砂岩大多被掩盖，仅小范围出露（图4）。奥陶系即是矿集区赋矿层位，是一套非常均匀的浊积砂岩、粉砂岩和泥岩序列组成，并与小范围的“叠－锥”石灰岩互层，沉积构造仅局部受变形影响。砂岩岩石具有明显的平行层理和波状层理（图5），层底的粒级层理、交错层理和构造为沉积层的新老关系（面）提供了依据。

砂岩主要为不易风化的石英、长石颗粒，含少量磁铁矿、褐铁矿，高岭土等；粉砂岩由石英、白云母、绢云母、绿泥石、斜长石和副电气石组成。受区域变质作用影响，泥岩与砂岩局部转化为变质程度较低的板岩，个别区域变质达到了绿片岩相。

2.2 岩浆岩

在矿区北部的正地形地带为泥盆纪侵入岩体，岩性为花岗闪长岩，晚于石英脉的形成，截断并部分消耗了较早形成的石英脉，被当地作为建筑材料开采利用（Mcinerny，1929）。另外奥陶系砂岩、板岩被大量的亚垂向煌斑岩脉侵入，在背斜的线带内或附近最常见的。厚度从几厘米到2 m 不等，平均约0.5 m。局部破坏了矿体。

图4 本迪戈矿区地质剖面示意图

图5 砂岩层理及花岗闪长岩球形风化

2.3 构造

矿集区构造发育，主要构造线方向为NNWSSE 向平行排列的褶皱和断层（图2），构造波长达几十千米至上百千米。其中褶皱构造的背斜、向斜成为了主要的赋矿层位和控矿构造，为区域内的热液流体沉积金元素提供了储藏空间。

褶皱主要形成于晚奥陶世（Bierlein et al.，2004），在走向上长短不一，有的经过一段距离后与相邻褶皱合并。褶皱轴面倾角范围为80°E－75°W，在较大褶皱的枢纽上常发育小的寄生褶皱。金矿体呈鞍状、网脉状、微细脉状沿层理、高角度断层和褶皱构造的虚脱部位分布（Christopher et al.，2013）。在后期构造作用下，部分含金石英脉也发生褶皱弯曲。

以本迪戈矿山为界，褶皱向南塌陷50°～10°，向北塌陷50°～15°，在金矿中心形成了东－西穹隆背斜带。褶皱俯冲的局部变化导致了沿单个背斜走向形成较小的穹隆和盆地构造。

本迪戈矿集内的Castlemaine 超群中出现了各种大小不一的断层，断层走向与褶皱方向大致平行。规模最大且对矿集区影响最深的两条断层分别是默克福德（Muckleford）和白法令（Whitelaw）断层，许多较小的断层也被认为是平行和横切区域构造。

Muckleford 断层（Harris and Thomas，1934）位于本迪戈矿山西南部，长约20 km，断层在地表形成了至少100 m 宽、几千米长的角砾岩带。Muckleford断层向西偏移，它的向北延伸被称为莱斯哈特（Lei⁃chardt）断层。该断层与莱斯哈特断层相交于岩体的结合处，莱斯哈特断层开始于岩基的北部边界，以硅化角砾岩为特征。

塞巴斯蒂安断层位于本迪戈矿区的中西部，延伸在哈考特和塞巴斯蒂安之间。塞巴斯蒂安与其他主要断层不同的是该断层向西向下延伸。因此，塞巴斯蒂安断层和白法令断层形成了一个地垒，本迪戈金矿的主要部分位于隆起的地块中。

白法令断层自南向北贯穿奥陶系，该断层是该区延长最长的断层，断层带长约15 km，宽1.5～3 km。断层向西倾斜，为矿体的富集提供了空间。断层位于页岩与页岩夹砂岩中，有大量的热液成因的石英脉呈网脉状或平行层理的细脉，金元素富集于石英脉中，矿脉严格受地层的几何形态控制。大多数石英脉呈硬脆性，缺少裂隙构造。

位于本迪戈东部边缘的福斯特威尔（Foster⁃ville）断层已知走向长度至少为8 km，其特征是一个宽达20 m 的角砾岩带。这些断层包括反向倾滑断层和走向滑断层，平行于层理。

2.4 矿体特征

本迪戈矿集区各矿体均分布于长16 km 宽4 km 的构造变形区域内，矿集区内有多条NNW－SSE向展布的金矿带，金矿体走向与矿集区的构造线方向一致。

规模较大矿带分别为花园沟（Garden Gully Line）矿带、新民线（New Chum Line）和骗子（Hus⁃tlers Line）矿带。

花园沟矿带位于矿集区的中西部，呈近南北向展布，长度近7 km，已知开采黄金达148 t；金平均品位14.0 g/t，局部矿体品位＞15.75 g/t。该矿带内的吉尔（Gill Reef）矿脉的鞍状矿体在长250 m 宽10 m高30 m 的范围内生产过黄金1.84 t，由此可见金品位在局部矿体中品位极高。

新民线矿带（New Chum Line）位于花园沟矿带西部并与之平行，矿体形态与之相似，开采黄金达81 t。矿带延伸约5 km，矿石平均品位12.6 g/t。

骗子矿带（Hustlers Line）位于矿集区最东部，长度约2 km，该矿带已生产黄金30 t。矿集区内金矿均赋存于热液石英脉内，在剖面上呈鞍状、马刺状、网脉状、断层/颈状以及不协调层理状。其中鞍状金矿体的品位最高，断层内矿体及颈形矿体次之，马刺状矿体品位与以上相比最低。鞍状矿脉局限于背斜枢纽处，在一些向斜中在相应的槽部而形成槽状矿脉，所谓的鞍状矿脉包括背斜枢纽和向斜槽部的槽状矿脉。鞍状矿脉冠状部位的石英矿脉厚度最大达到20 m，向两侧翼部变薄，向褶皱的四肢延伸并常与下倾的层状脉汇合；层状脉由层压石英脉（通常包括板状薄片）组成，厚度大约0.2 m，矿脉沿层理面持续存在，虽然很薄但经常被开采利用；受断层控制的“颈矿脉”往往出现在鞍状矿脉之上，断层在背斜上方穿过。在某些情况下，断层通过重新激活这些早期的石英脉增加了层状脉和鞍状矿脉的数量。马刺状矿脉通常与颈部矿脉有连，有时也会单独出现在背斜的两翼（图6）。矿体围岩为砂岩、粉砂岩、泥岩和板岩等，石英脉节理发育的金品位普遍较高，而缺少裂隙的致密块状石英脉品位普遍较低。

2.5 矿石的矿物成分、结构及构造

本迪戈金矿的金属矿物包括毒砂、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等，局部偶见辉锑矿，硫化物含量一般小于2.5%（David et al.1998）。在高品位的矿体内（通常在30 g/t 以上），以块金和（或）自然金粒的形式存在于鞍状石英脉和马刺形矿脉中；品位较低的矿段金在硫化物中以包裹体的形式出现。自然金粒通常是粗粒度的，相对纯净，只有3%～5%的银作为唯一的杂质（Wilkinson，1988）。

脉石矿物主要是石英，少量绢云母、白云石、方解石、钠长石等。含金矿脉两侧围岩的热液蚀变晕范围超过150 m，蚀变矿物主要有绿泥石、方解石、菱铁矿、黄铁矿、毒砂等。热液蚀变的黄铁矿一般呈自形粒状，与围岩原有的“草莓状”含砷黄铁矿明显不同。

图6 金矿体形态示意图

含金石英脉结构主要以自形粒状结构、半自形－他形粒状结构、碎裂结构、充填交代结构等最为常见，矿石常见构造有块状构造、浸染状构造、细脉－网脉状构造（图7）。

3 矿床类型及成因

3.1 矿床类型

赋矿的浊积岩地层为奥陶系砂岩、粉砂岩且具特有的韵律性层理，此外多数遭受浅变质作用（绿片岩相）；浊积岩型金矿中不乏有许多大型甚至超大型者，而且矿化点成群成带地分布（卢焕章等，2013）；构造作用与金的成矿有密切的关系。发生在造山运动期间的褶皱构造、剪切带、断裂 破碎带是成矿必要的条件之一；金的矿化多沿背斜轴部、断裂带、浊积岩层理面、不整合面、韧性剪切带、拖曳褶皱中发育。岩浆作用也是成矿的重要因素。金主要以自然金的形式（明金或显微金）出现，因此根据以上特点可确定本迪戈矿集区内金矿应为造山带的浊积岩型金矿（关康和李永明，2002）。

图7 石英脉－致密块状（左）、裂隙发育（右）（据Wilkinson，1988）

3.2 矿床成因

根据现有资料分析，矿集区内沉积作用发生时伴有含矿热液的进入，并使各岩层的富含氧化硅和成矿元素在埋藏环境下发生成岩作用，促使间隙水被排挤，塑性和脆性夹层的沉积物发生石化作用，夹层后来对含矿裂隙来说有的起了储集层作用，有的起了覆盖层作用；多阶段褶皱以及伴随的动力变质和变质分结作用，使有用矿物发生重组和重新沉积成矿（Goldfarb et al.，2001；Frank et al.，2002）。

4 成矿规律及找矿标志

4.1 成矿规律

（1）矿脉主要发育于褶皱轴部蚀变的页岩或砂岩/页岩接触部位，页岩形成很好的隔挡层，矿液在有利的面理虚脱部位或构造张裂隙中成矿（罗镇宽，1990）。

（2）矿脉主要赋存于背斜轴部，部分向斜核部也有矿体存在。

（3）在背斜和向斜的转折端常常发育马刺状石英细脉矿体。

（4）矿脉同时受褶皱核部张性断层裂控制。

（5）矿脉以硬脆性层状石英脉为主，极少为晶族状/薄脉状石英脉。

（6）矿脉主要发育在北北东向褶皱弯曲部位，显示矿脉的形成还与南北向挤压褶皱有关，特别是北北东倾伏端更有利；矿脉在走向上非常稳定但局部品位变化系数较大。

4.2 找矿标志

（1）拉克兰造山带西带本迪戈－巴拉腊特地区是有利的找金矿区域。

（2）Castlemaine 超群砂岩、页岩内的构造带是有利的赋矿部位，尤其是背斜轴部及向斜核部。

（3）含金石英脉石直接的找矿标志。

5 找矿方向

2017 年，位于本迪戈金矿南东40 km 的福斯特威尔（Fosterville）金矿在的深部褶皱带内发现富含明金高品位的“天鹅”矿带，矿体是以明金为主的高品位石英－碳酸盐脉型金矿化，金平均品位38.6 g/t。该矿带的发现为其它区域找矿提供了方向。

（1）矿集区内金矿体沿NNW 向构造线稳定分布，主采区在16 km 长4 km 范围内中心地带，在南北两端延伸发现同类型金矿体的潜力很大，尤其是北部双鹰区（图8）是非常有利的找矿地段。

（2）以往开采的矿体主要为花园沟、新民线及骗子矿体，在矿集区的其它南北向背斜鞍状部位也是赋矿的有利地段。

（3）本迪戈矿区主矿井已开采至地下1000 m，矿体在垂向上并不是简单的单层矿体，而是呈多层状垂直向下分布（Lisitsin et al.，2010），所以部分已开采的背斜鞍状矿体下部仍有找矿空间。

（4）构造带内的背斜鞍部和向斜的槽部是最佳找矿地段，背斜、向斜的转折端是次要的找矿区域。

6 结论

本迪戈矿集区位于拉克兰造山带西带，已有百年开采历史。矿床类型为“造山型”金矿，矿体赋存于奥陶系Castlemaine 超群浊积砂岩、粉砂岩内，各矿体沿构造线方向稳定分布且金品位较高是其主要特征。

图8 矿集区以往矿体的产量及分布示意图

矿集区东部福斯特威尔矿区内新矿体的发现对本迪戈矿区有着重要的意义，通过区内构造线走向及深部进行更深入的地质工作，有望取得更大的成就。

致谢本文编写过程中得到了中色地科矿产勘查股份有限公司朱思才博士的指导，在此表示感谢。