朱利輝（1.甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅蘭州730000；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京100083）

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西澳大利亞利奧諾拉東南部金礦成礦地質(zhì)特征

朱利輝1,2
（1.甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅蘭州730000；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京100083）

摘要：金礦的勘探是地質(zhì)勘探永恒的主題，本文以西澳大利亞洲利奧諾拉東南部伊爾崗地塊中所發(fā)現(xiàn)的金礦為支撐點(diǎn)，通過(guò)對(duì)其中三條主要的綠巖帶的研究，來(lái)闡述伊爾崗地塊金礦的礦化特征、成礦類型、和控礦因素。

關(guān)鍵詞：利奧諾拉；金礦;伊爾崗地塊；地質(zhì)特征

澳大利亞各州都發(fā)現(xiàn)有金礦。澳大利亞已探明有經(jīng)濟(jì)意義的金礦資源中，西澳大利亞州占六成，而利奧諾拉東南部伊爾崗克拉通中的三條綠巖帶作為西澳大利亞重要的金成礦帶，近些年來(lái)吸引了國(guó)內(nèi)外的眾多投資者和勘探公司。本文旨在介紹西澳大利亞利奧諾拉東南部伊爾崗地塊金礦的成礦地質(zhì)背景、礦化特征、成礦類型、和金礦的控礦因素。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

1．1地層

研究區(qū)域位于前寒武紀(jì)克拉通，伊爾岡地塊是典型的太古宙花崗-綠巖帶，區(qū)域上出露地層主要為太古代基底以及不整合于太古代基底之上的古生代、新生代地層。按照有老到新的順序，敘述如下：

1）太古宙巖石地層。超鎂鐵質(zhì)巖：可分為五個(gè)組，完整的超鎂鐵質(zhì)巖，科馬提巖，橄欖巖，透閃石片巖，和輝巖），在區(qū)域上主要出露完整的超鎂鐵質(zhì)巖，橄欖巖和輝巖三個(gè)巖石序列。

細(xì)粒鎂鐵質(zhì)巖及角閃巖：鎂鐵質(zhì)火成巖構(gòu)成了一個(gè)大綠巖層序。巖基主要是拉斑玄武巖。角閃巖分布在變質(zhì)程度較高的區(qū)域。玄武巖主要分層特征是細(xì)粒碎屑巖夾層，長(zhǎng)英片巖，角礫巖和玻質(zhì)碎屑巖層。鈣質(zhì)膠結(jié)角礫巖和玻質(zhì)碎屑巖在鎂鐵質(zhì)巖內(nèi)部形成一條抗壓、多瘤狀線性構(gòu)造。

中粗粒鎂鐵質(zhì)巖：具次輝綠、輝綠結(jié)構(gòu)，可能形成侵入或粗?；試姵鋈蹘r。玄武巖和輝長(zhǎng)巖通常在超鎂鐵質(zhì)，鐵質(zhì)和沉積序列中形成基巖，透鏡體和巖層。

長(zhǎng)英質(zhì)火山巖和火山碎屑巖：廣泛分布在Malcolmand Murrin綠巖帶，但很少出露地表。巖性包括流紋巖、英安巖熔巖和火山碎屑巖及碎屑巖。

沉積巖：根據(jù)巖石特征分為兩組，即碎屑沉積巖（范圍從礫巖到頁(yè)巖）和化學(xué)沉積巖（主要是燧石和BIF）。

2）古生代地層。二疊系沉積巖石：主要由粗粒石英砂巖、含礫砂巖、沙泥巖構(gòu)成。根據(jù)沉積特征，判斷為二疊紀(jì)河湖相沉積。

3）新生代地質(zhì)。在短暫的河道和平原中的第四系沖積層是由粘土、淤泥、沙、礫石組成。

1.2構(gòu)造特征

伊爾崗地塊位于西澳大利亞地盾的南部,是地盾的兩個(gè)太古代古陸核(伊爾崗和皮里巴拉)之一。這兩個(gè)古陸核間被不同程度變質(zhì)和形變了的元古代盆地隔開(kāi),周圍被寬闊的元古代變質(zhì)巖和深成巖的線形巖帶或稱活動(dòng)帶包圍著，伊爾崗地塊的東南部邊緣以變質(zhì)作用年齡為13億年的阿爾巴尼弗雷塞省為界?？ㄋ箍颇崾∷坪跏沁@種活動(dòng)帶的殘留天窗。

伊爾崗地塊的大部地區(qū)是由火山成因的巖帶（統(tǒng)稱為“綠巖帶”）構(gòu)成，并在多處被花崗巖體侵入。這些巖帶的主要成分是超鎂鐵巖、鎂鐵巖和長(zhǎng)英質(zhì)火山巖，以及侵入巖、火山碎屑巖、燧石、石墨片巖、條帶狀含鐵建造、砂質(zhì)和礫狀的碎屑巖。

伊爾崗地塊的構(gòu)造明顯是延伸狀的,而且許多單個(gè)的巖體聯(lián)合成一個(gè)大的巖基。因此，伊爾崗地塊的構(gòu)造體制明顯地受線狀構(gòu)造控制。

伊爾崗地塊可劃分為三個(gè)主要構(gòu)造省（西澳地質(zhì)協(xié)會(huì)），即西南省、穆奇森省和東戈?duì)柕路频率?。劃分省的主要根?jù)是相同的構(gòu)造體系分帶。

東戈?duì)柕路频率〉淖冃沃饕炙膫€(gè)階段。第一階段(D1),其特點(diǎn)是南北擠壓產(chǎn)生的等傾和平臥褶皺；第二階段(D2)是區(qū)域上東-東北-西-西南擠壓事件產(chǎn)生的北-北西縮短的趨勢(shì)和陡峭傾斜的直立褶皺，軸向曲面彎曲。第三階段(D3)是一個(gè)壓力變換事件，表現(xiàn)為在韌性剪切帶和沿界線清楚的脆性斷層,以及與之相關(guān)的隱梯隊(duì),陡峭倒轉(zhuǎn)的褶皺發(fā)生的左旋走滑運(yùn)動(dòng)。繼續(xù)擠壓在第四階段(D4)產(chǎn)生一個(gè)小褶皺節(jié)理，壓扭性褶曲、逆斷層。東戈?duì)柕路频率〉奶糯刭|(zhì)情況,由于出露不好,很難進(jìn)行解釋,但有一個(gè)傾向是簡(jiǎn)化區(qū)域構(gòu)造。例如經(jīng)過(guò)詳細(xì)研究的金英里區(qū)證明該區(qū)的構(gòu)造類型復(fù)雜，走向滑動(dòng)斷層普遍存在。而橫沖斷層在區(qū)域構(gòu)造走向與斷層相平行的地方，就表現(xiàn)的不夠清楚。有一些區(qū)域背斜常常被斷裂全部破壞，個(gè)別斷塊可能遷移十余公里。

1.3綠巖帶

太古代伊爾岡克拉通東部金成礦帶中心，可劃分為theMalcolm，MurrinandLaverton三個(gè)綠巖帶。

1）馬爾科姆（Malcolm）綠巖帶位于Keith-Kilkenny斷層帶南西部。它包括Gindalbie和Kurnalpi部分地層。東邊部分被超基性、基性、中性巖石占據(jù)，中部及西部則包含一個(gè)2種不同統(tǒng)計(jì)方式的基性-酸性火山巖序列。東部位于Yerilla和Glenorn斷層之間，巖石組成為：玄武巖、輝長(zhǎng)巖、超基性巖、安山巖、沉積巖和酸性火山碎屑巖。巖石沿著Yerilla斷層，產(chǎn)于花崗巖-綠巖體接觸帶，強(qiáng)烈的變形與局部變質(zhì)形成角閃巖相巖石。Yerilla斷層的幾何學(xué)特征顯示其為左旋斷層。馬爾科姆（Malcolm）綠巖帶中部位于Yerilla和Emu斷層之間，巖石組成為：玄武巖、鐵鎂質(zhì)片巖、酸性火山碎屑巖及大片的花崗巖侵入巖體。Kurrajong附近為Emu斷層的東部邊緣，寬2英里，斷層帶強(qiáng)烈變形，由高變質(zhì)的酸性火山巖、火山碎屑巖及小面積的玄武巖及角閃巖組成。

2）馬瑞（Murrin）綠巖帶位于Keith-Kilkenny斷裂帶和Claypan斷裂之間。巖性以大面積的超鐵鎂巖石、高鎂玄武巖、鐵鎂質(zhì)侵入巖，大量的安山巖和酸性火山巖為特征。Mount Kilkenny和Eucalyptus區(qū)域內(nèi)有北北東至正北向延伸的大規(guī)模褶皺、逆斷層，斑巖及Yarri區(qū)域內(nèi)傾向向西的單斜構(gòu)造，淺變質(zhì)巖。在Mount Kilkenny和Eucalyptu之間區(qū)域，鐵鎂質(zhì)巖石、超鐵鎂質(zhì)巖石是其典型代表，在當(dāng)?shù)乇欢麨閷訝罨鹕綆r。它們經(jīng)過(guò)變形，帶著含拉斑玄武巖和高鎂玄武巖夾層進(jìn)入大規(guī)模的開(kāi)放式褶皺，長(zhǎng)度3～4km。在Porphyry和Yarri區(qū)域,Murrin綠巖帶在東部由鐵鎂質(zhì)巖石和侵入巖組成，在西部由中至酸性火山巖組成，形成了一個(gè)傾向于盆地的南西西向斜。綠巖帶西部邊界附近的酸性火山巖，靠近基爾肯尼地層，經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈擠壓，形成長(zhǎng)英質(zhì)片巖。The Keith-Kilkenny斷層帶同期的沉積盆地，巖性則以多雜質(zhì)礫巖、硬砂巖為主。

3）拉弗頓綠巖體位于Claypan斷層?xùn)|部，以豐富的含鐵建造為特征。在含鐵建造單元中有燧石條帶侵入。含鐵建造和燧石強(qiáng)烈變形為緊密等斜褶皺。含鐵建造西部邊緣的平臥褶皺表明受向東的擠壓力的重復(fù)剝蝕。

2　金礦化特征

伊爾崗地塊中重要的礦床都產(chǎn)在鎂鐵質(zhì)火山巖當(dāng)中?？柟爬椭Z斯曼的巖序?qū)︻愃频牡刭|(zhì)條件具有典型意義。巖序是由枕狀拉斑玄武巖、粒玄巖、輝長(zhǎng)巖侵入體及少量凝灰?guī)r，燧石或石墨片巖等巖有構(gòu)成。例如卡爾古利的金英里礦床，是西澳大利亞最大的礦床。位于向南平緩傾沒(méi)的緊密向斜中，礦體以褶皺后的走向斷層為界，斷層可能與構(gòu)成金礦脈的斷裂和剪切體系有關(guān)。礦床中約有80%的金來(lái)源于容礦的拉斑玄武巖。復(fù)雜的侵入巖體從下冷凝接觸帶附近的輝石巖到含有約60%的石英和上冷凝接觸帶以下的含大量鈉長(zhǎng)石和石英的花崗斑巖的10個(gè)巖石單元構(gòu)成。大量的礦石采自“珀林加”玄武巖中的礦脈(網(wǎng)脈狀)。

卡爾古利金礦床產(chǎn)在北北西向構(gòu)造破碎帶附近，類似的斷層也通過(guò)列奧諾拉和維魯那附近,這些斷層無(wú)疑地影響了火山活動(dòng)及其中所含的金礦的分布。

硫化物可能是礦石主要成分，但是含量很低,一般說(shuō)來(lái)沉積巖或是凝灰?guī)r層中的層狀礦床含的硫化物要比不整合穿插在火成巖中的石英礦脈的硫化物多。黃鐵礦和磁黃鐵礦通常是主要的硫化礦物。但是砷黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、黝銅礦和輝銻礦也經(jīng)常存在。金與方鉛礦和砷黃鐵礦相伴生。多數(shù)的金呈0.5～20μm的小圓球賦存于砷黃鐵礦中。有些礦區(qū)里金以10μm的微粒賦存于砷黃鐵礦中。

侵入的納長(zhǎng)斑巖與許多金礦相伴生。鈉長(zhǎng)斑巖在礦床中可作為含金的礦石存在,也可作為含金石英脈的容礦巖石存在。它們與圍巖受到同樣程度的蝕變而且年齡也與成礦溶液相一致,由此看來(lái)鈉長(zhǎng)斑巖與金礦的成因是密切相關(guān)的。

3　礦床類型

研究區(qū)的金礦床可以劃分為四種類型：與近垂直的脆性—韌性剪切帶有關(guān)的蝕變暈礦床；在斷層或剪切帶中的石英脈型；位于斷層或剪切帶中附近的脆性石英脈集合和圍巖交代性；在淺部?jī)A斜斷層或剪切帶附近的角礫巖型金礦。需要說(shuō)明的是往往在一個(gè)地區(qū)或礦床上可能存在多個(gè)類型。

4　控制金礦成礦環(huán)境的因素

用構(gòu)造的觀點(diǎn)來(lái)看，綠巖帶（諾斯曼—威魯那構(gòu)造帶）可看作屬于低應(yīng)力，低級(jí)到中級(jí)的變質(zhì)范疇[1]，具有被橫穿地殼的高應(yīng)力韌性到脆性一韌性的剪切帶所切割的大規(guī)模脆性構(gòu)造，而極少有脆性一韌性構(gòu)造。而這些剪切帶特別是同構(gòu)造期花崗巖周圍的那些則屬于中高級(jí)變質(zhì)范疇。從綠巖區(qū)的范圍內(nèi)看，一級(jí)構(gòu)造應(yīng)當(dāng)是熱液流最大，液／巖比值最高的區(qū)域，然而大部分沒(méi)有礦化、相反二級(jí)構(gòu)造都是和成礦相關(guān)的構(gòu)造，它含有量金礦。與成礦有關(guān)的這種關(guān)系的存在可能有兩種可能性：1）一級(jí)二級(jí)構(gòu)造之間存在著物理學(xué)梯度，這種梯度使得熱液遷移到（沒(méi)有過(guò)濾地）二級(jí)構(gòu)造中去或者把熱液中的金選擇性地搬運(yùn)到（滲濾性地）二級(jí)構(gòu)造中去或兩種作用同時(shí)存在。2）金的來(lái)源主要是綠巖帶，由二級(jí)構(gòu)造從一級(jí)構(gòu)造中引出，一級(jí)構(gòu)造則從地幔和地殼深處引出。沿著這些構(gòu)造同時(shí)存在來(lái)自地幔的碳酸鹽，斑巖和煌斑巖的事實(shí)證明了這一觀點(diǎn)。這兩種可能都具有研究金礦成因和指導(dǎo)勘探方面的意義。

從熱動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)看，金從熱液中沉淀出來(lái)的作用主要決定于成分合適的主巖和溫度。因?yàn)橐患?jí)構(gòu)造是一個(gè)溫度較高的帶，具有和金相當(dāng)?shù)囊磺衅渌麠l件，因此金在這些帶中比在次級(jí)構(gòu)造中更容易溶解。進(jìn)而，如果金在較涼的帶中才開(kāi)始沉淀，那么就會(huì)形成一個(gè)富集梯度（化學(xué)上的趨勢(shì)）而于熱液流動(dòng)無(wú)關(guān)，如果有一種連續(xù)的液態(tài)介質(zhì)，金就會(huì)沿這個(gè)梯度滲透。從上述討論中可得出結(jié)論：金礦化的熱液由兩種成份組成：1）通過(guò)一級(jí)剪切帶引入的地幔和地殼底部的成分。2）從綠巖帶和花崗巖基底中的強(qiáng)烈變質(zhì)區(qū)域中引入的變質(zhì)成分。用這個(gè)結(jié)論有可能來(lái)解釋金礦的明顯的區(qū)域性的同位素特征。參考文獻(xiàn)：

[1]沈保豐，彭曉亮．中國(guó)太古宙綠巖帶[J]．地質(zhì)學(xué)報(bào)，1993，67（2）：208-210．

中圖分類號(hào)：P631