C1 · 出版卷 11

Orogenic、Intrusion-related 与其他 Gold Systems

构造、流体、来源和沉淀

学习目标

完成本课后,你应能够用时间、构造、流体、蚀变、来源和沉淀证据比较 orogenic、还原侵入有关与其他受构造控制的金系统,并理解“石英脉中的金”只是一项描述,不是矿床模型。

你还应管理粒金效应和复杂生成顺序,区分构造准备与实际成矿流动,并说明哪些观测能够反驳首选金系统分类。

Orogenic 系统假设

Orogenic 金系统常与增生或碰撞带中的变形、变质和大尺度流体流动相联系。矿化可位于断层、剪切带、褶皱转折端、能力差异与脉阵列中;相对于变质峰期、变形增量和地体拼贴的时代关系是模型核心。

流体常被解释为含水—含碳且盐度相对较低,但自然变化和后期改造都会发生。蚀变可以含碳酸盐、绢云母、绿泥石、钠长石、硫化物和石英,并由围岩组成与流体—岩石比控制,不存在一种普适蚀变颜色。

具体区域中的来源仍可能有争议,可提出变质脱挥发、岩浆贡献或混合储库。缺少本地储库、时代与质量平衡时,笼统同位素范围不能做出唯一选择。

Intrusion-related 与替代金系统

还原侵入有关金系统把含金脉、浸染、角砾或 skarn 与相对还原的长英质侵入体联系起来。空间分带、侵入时代、金属组合和流体特征可支持假设,但附近存在花岗岩远远不够,许多构造可以早于、晚于或仅仅穿过侵入体。

其他可能包括 porphyry 与 epithermal 系统、碳酸盐岩交代、铁氧化物有关系统、古砂矿、风化或表生富集,以及老金矿化的再活动。不同家族产物重叠且可彼此叠加。

分类深度不得超过证据。“受构造控制的热液金矿化”在早期可能比狭窄成因名更准确;保持竞争模型可以让采样继续对意外证据开放。

构造格架与流体聚焦

区域构造、侵入边缘、反应性围岩和风化剖面中的竞争金系统路径
区域构造、侵入边缘、反应性围岩和风化剖面中的竞争金系统路径

区域构造提供长寿格架,矿化却常进入某一应力状态下形成或再活化的较小构造。弯曲、分支、交汇、褶皱转折端和能力差异可以聚焦流体,但有利性取决于时代与运动学,而非仅几何。

脉阵列记录反复开启、封闭和滑移。纹层脉、裂开—封闭结构、角砾与围岩交代约束每个增量。后期变形可以旋转、褶皱或香肠化脉体,并机械再活动金或硫化物。

必须恢复构造时间:变形事件、脉体世代、蚀变阶段、矿物沉淀和后期叠加。表面连续的“矿脉”可能组合多个世代,忽略这一点的剖面会虚构品位连续性。

金的搬运与沉淀

适当温压、氧化还原和化学条件下,金可由含硫等络合物在热液中搬运;围岩硫化、压力变化、相分离、冷却、混合、氧化还原变化或吸附均可沉淀金。提出的机制应预测矿物组合和空间反应前缘。

可见金可位于颗粒边界、裂隙或硫化物旁,“不可见金”则可位于硫化物晶格或纳米颗粒中。载体控制分析代表性和处理响应,所以矿物赋存既是地质证据,也是实际物料证据。

不能从沉淀机制直接反推流体来源。围岩硫化能沉淀来自不同可能来源的含金流体;可信来源也不保证搬运与圈闭真的发生。

采样、粒金效应与时代

粗大且不均匀的金会造成严重采样方差,样品质量、粒度、缩分方法和分析称样量必须匹配非均质性。一个高值可以真实代表送检份样,却不能代表整个样段;不同阶段重复样诊断不同方差分量。

需要在三维中绘制矿化构造并记录真厚度不确定性。只能在地质域内组合样品,不能在没有声明规则时把窄高值涂抹到贫矿物料中。若有筛上、筛下或残渣信息,应予保留。

定年必须针对结构上确实与金阶段有关的矿物。侵入结晶、蚀变、脉矿物和冷却年龄可能不同;若没有生成顺序,误差范围重叠不能证明因果。

合成算例

一个合成区域的变质岩中出现含金石英—碳酸盐脉,距长英质岩株 2 km。脉切穿主面理,又被后期劈理褶皱;毒砂生长与可见金同期。岩株切穿主面理,年龄 248\pm2 Ma;热液矿物年龄 247\pm3 Ma。脉中出现低盐包裹体,钨向岩株方向增加。

侵入有关模型预测岩株成因连接、热或金属分带和相容流体时代;orogenic 模型预测区域变形控制的流动,而年龄近似可能来自构造与岩浆作用时间重合。两者都能解释现有观测。

有判别力的方案应追踪多个岩株周围分带,检验脉早于还是切穿所有侵入相,对比流体与同位素储库,并查看远离侵入体的等价构造是否矿化。空间接近和年龄重合只是支持,不是证明,因此该合成案例仍不分类。

解释流程

  1. 绘制脉、蚀变和变形世代。
  2. 确定金的载体矿物与微观位置。
  3. 评价采样方差和样段支持。
  4. 识别区域与局地聚焦构造。
  5. 定义合理搬运与沉淀反应。
  6. 把日期连接到结构受约束的事件。
  7. 比较 orogenic、intrusion-related 和其他可行模型。
  8. 在矿点之外寻找能够检验区域预测的观测。
  9. 报告分类信心和未解决替代。

练习与复核

  1. 解释石英脉与邻近侵入体为什么不能证明 intrusion-related 系统。
  2. 设计三种用于诊断金采样方差的重复样。
  3. 绘制一个金在没有新外部来源时再活动的生成顺序。
  4. 列出 orogenic 与 intrusion-related 模型共享预测,再找两项区分预测。
  5. 写一段不声称矿床类型的中立早期描述。

来源与延伸阅读