滇黔桂地区卡林型金矿多层次...滑脱成矿系统构建和找矿实践_刘建中.pdf

第 6 9 卷第 2 期2 0 2 3 年 3 月地质论评GEOLOGICAL EVIEWVol 69No 2March，2 0 2 3注:本文为国家自然科学基金资助项目“我国西南(贵州)喀斯特地区特色矿产成矿理论及综合利用”(编号:U1812402)，贵州省科技计划项目“贵州省卡林型金矿成矿与找矿科技创新人才团队建设”(编号:黔科合平台人才-CXTD 2021007)，贵州省地质勘查资金资助项目“黔西南金矿多层次构造滑脱成矿系统研究与找矿预测(编号:520000214TLCOG7DGTNG)”的成果。收稿日期:2022-03-03;改回日期:2022-08-16;网络首发:2022-08-20;责任编辑:章雨旭。Doi:1016509/jgeoreview202208065作者简介:刘建中，男，1966 年生，研究员，博士生导师，长期从事金矿和磷矿成矿与找矿研究工作;Email:2585364825 qqcom。滇黔桂地区卡林型金矿多层次构造滑脱成矿系统构建和找矿实践刘建中1，3)，王泽鹏2，3)，宋威方4)，王大福2)，杨成富2，3)，李俊海2，3)，郑禄林4)，李松涛2，3)，谭亲平5)，谢卓君5)，陈发恩2)，覃永军1，3)，杨毓红3，6)，谭礼金2)，徐良易2)，刘婧珂2)，汪小勇2)1)贵州省地质矿产勘查开发局，贵阳，550004;2)贵州省地质矿产勘查开发局一五地质大队，贵阳，550018;3)自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新中心，贵阳，550081;4)贵州大学，贵阳，550025;5)中国科学院地球化学研究所，贵阳，550081;6)贵州省土地矿产资源储备局，贵阳，550081内容提要:南盘江右江成矿区作为中国南方集中产出卡林型金矿的地区，是我国最重要的金资源产地之一。笔者等通过沉积系统、地层系统、岩石系统、构造系统、年代系统、物质系统、就位系统、动力学系统的研究，拓展了构造蚀变体的内涵，建立其判别指标，明确其既可产出于不整合面之间，亦可在能干性差异大的岩层之间，构建了中国南方卡林型金矿多层次构造滑脱成矿系统，建立了贵州卡林型金矿区域找矿预测综合模型。笔者等基于构建的成矿系统和预测模型，开展了区域成矿预测，圈定找矿靶区，进行了理论指导下的找矿实践，实现了贵州卡林型金矿的历史性突破。关键词:构造蚀变体;成矿系统;卡林型金矿;中国南方中国是除美国以外最重要的卡林型金矿分布区(Hu uizhong et al，2002;Cline et al，2013)。中国南方卡林型金矿集中产出于南盘江右江地区，形成著名的滇黔桂“金三角”。其东以凭祥邕宁和武宣永福断裂为界，西以红河弥勒盘县断裂为界，北以水城紫云南丹宜州永福断裂为界，南以国界为界，总面积约 185104km2(刘增铁等，2015)(图 1)。2000 年以前，滇黔桂地区累计查明金资源量大约 420 t，其中大型矿床 8 个，无超大型矿床。研究工作则仅针对单矿床开展，基于单矿床研究成果，提出了多种成因模式(刘建中等，2006，2017;陈懋弘等，2007;Su Wenchao et al，2009;夏勇等，2009;Peng Yiwei et al，2014;Hou Lin et al，2016;XieZhuojun et al，2018)。自 2002 年提出构造蚀变体(structural alteration body，SBT)以来(刘建中等，2006，2010)，逐步开始将区内部分金矿床作为同一成矿体系的产物进行研究并开展应用示范，黔西南地区找矿取得重大突破，新增金资源量 500 t。水银洞金矿床累计查明金资源量 295 t，跃居世界同类型金矿床金资源量排名第十位。新发现的以峨眉山玄武岩为容矿岩石的架底金矿(64 t)及大麦地金矿(6t)突破了传统的卡林型金矿赋矿围岩为沉积岩的认识，备受业界关注。截止 2020 年，滇黔桂地区探明水银洞、烂泥沟、泥堡、紫木凼、架底、戈塘、大麦地、雄武、老万场、砂锅厂、板其、丫他、央友、隆或、高龙、马雄、金牙、巴平、浪全、金龙山、岩旦、明山、鸡公崖、林旺、龙塘、革档、堂上、老寨湾、下格乍、桥头和那能等数十个卡林型金矿床，累计获得金资源 920 t，成为我国最重要图 1 中国南方卡林型金矿区大地构造图(转引自刘增铁等，2015)Fig1 Geotectonic map of the Carlin-type gold deposits area in South China(from Liu Zengtie et al，2015)的金资源产地之一(刘建中等，2020)。南盘江右江成矿区作为中国南方卡林型金矿集中产出区，是我国最重要的金资源产地之一。早期研究多集中于单矿床地质特征、成矿作用、物质来源、成因探讨，较少研究矿床之间的相关关系，成矿系统研究薄弱，成矿与找矿往往各自开展，理论与实践未能融合。本次研究从成矿系统论出发，在细致系统地阐述了构造蚀变体的定义、类型和判别指标的基础上，对南盘江右江成矿区与卡林型金矿成矿相关的沉积系统及其沉积岩序列、岩石系统、构造系统、年代系统、物质系统、就位系统和动力学系统进行总结和论述。基于上述研究构建南盘江右江卡林型金矿成矿模式和综合找矿预测模型，指导找矿预测和靶区圈定，并展示了在该理论指导下在黔西南地区的找矿勘查成果，结果说明该成矿系统和成矿模式的构建对于黔西南地区甚至整个南盘江右江成矿区成矿理论研究和找矿预测具有重大意义。1构造蚀变体研究11构造蚀变体的定义构造蚀变体(SBT):含矿热液沿D、OD、P2P3、P3T2不整合面和 DC、C2p1nP1、T1T2能干性差异大的岩层面之间的区域滑脱构造面运移，交代周缘岩石系统而形成的构造蚀变岩石(原始定义为产于 P2m 和 P3l 或 P3 之间)，是沉积作用、构造作用和热液蚀变作用的综合产物，是与金矿成矿相关的蚀变岩石单元，是成矿作用的产物。其为一跨时的地质体，包含了滑脱构造面上下的岩石，向下依蚀变强度由强硅化角砾状岩强硅化碳酸415地质论评2023 年盐弱硅化碳酸盐岩正常的碳酸盐岩呈渐变关系，向上由硅化角砾状黏土岩(角砾状凝灰岩、角砾状凝灰质玄武岩)硅化碎裂化黏土岩(玄武岩)向正常黏土岩(玄武岩)过渡。弱硅化碳酸盐岩强硅化碳酸盐岩强硅化角砾状碳酸盐岩硅化角砾状黏土岩(角砾状凝灰岩、角砾状凝灰质玄武岩)硅化碎裂化黏土岩(玄武岩)即划入构造蚀变体(SBT)。岩石中常见斑块状及细脉状白色、绿色石英、辉锑矿及片状石膏，普遍具硅化、黄铁矿化、萤石化、雄(雌)黄化、锑矿化、金矿化等(刘建中等，2010，2014，2017，2020)。图 2 构造蚀变体(SBT)类型示意图Fig2 Schematic diagram type of the structuralalteration body(SBT)12构造蚀变体的类型最新研究表明，根据滑脱构造形成特征，构造蚀变体进一步划分为平行不整合型、角度不整合型和岩层界面型(图 2)。13构造蚀变体的判别指标南盘江右江成矿区广泛发育构造蚀变体(SBT)，直接产出于构造蚀变体中的金矿资源量大约占总资源量的 45%，准确识别和判别构造蚀变体，对成矿研究和找矿勘查至关重要(表 1)。2成矿系统研究21沉积系统众多学者研究认为，南盘江右江地区晚古生代早三叠世处于台盆分野，以盆地深水碎屑岩为主，间夹海盆孤立碳酸盐台地(刘宝珺等，1994;杜远生等，2014)。近期研究显示，板其烂泥沟卡务大片地区，石炭系为碳酸盐岩沉积，二叠系为碳酸盐岩沉积，隆林高龙大片地区，泥盆系为碳酸盐岩沉积，石炭系为碳酸盐岩沉积，二叠系为碳酸盐岩沉积。仅仅将这两个区域投影至早期绘制的南盘江右江沉积古地理图上，清楚地表现为区域晚古生代早三叠纪的沉积格局为以台地为主的台槽沟系统，区内金矿床主要分布于台地区块，而非早期所言之孤立碳酸盐台地边缘。区域盆地系统主要表现为中三叠世的深水盆地沉积物几乎广布于南盘江右江地区一半的区域，呈现出台盆各半的展布特征，形成传统表述的“盆地相区金矿”和“台地相区金矿”。22地层系统区域金矿就位的地层有:泥盆系郁江组、坡脚组、融县组，石炭系英塘组，石炭系二叠系南丹组，二叠系龙吟组、四大寨组、栖霞组、茅口组、合山组、吴家坪组、领薅组、龙潭组、长兴组、峨眉山玄武岩组，三叠系安顺组、夜郎组、百逢组、许满组、新苑组、边阳组。含矿地层丰富，表现为区内所有地层几乎均可以成为容矿地层，显示了容矿地层的多样性(刘建中等，2021)。23岩石系统卡林型金矿被定义为主要产于沉积碳酸盐岩中的金以不可见形式赋存在含砷黄铁矿中，具有 As、Sb、Hg、Tl 等元素组合的特殊金矿类型。近年系列研究成果显示，区内金矿床容矿岩石多样性特征明显，容矿岩石有:灰岩、白云岩、粉砂岩、黏土岩、硅质岩、辉绿岩、玄武岩、凝灰岩。几乎所有的岩石均可以成为卡林型金矿的容矿岩石，展现了卡林型金矿容矿岩石的多样性。24构造系统褶皱断裂系统成为区域金矿床的成矿构造。褶皱系统主体为背斜和穹窿，断裂系统包含滑脱构造和与背斜配套的逆断层。背斜或穹窿与滑脱构造相互依存，区域(D、OD、P2P3、P3T2不整合面和 DC、C2p1nP1、T1T2能干性差异大的岩层面)滑脱构造往往形成背斜或穹窿，逆断层的形成则往往与褶皱紧闭程度密切相关。滑脱构造为区域成矿最关键因素，背斜或穹窿与 SBT 密不可分(实为一体)。水银洞金矿以背斜为主，逆断层次之;烂泥沟金矿为逆断层;紫木凼金矿为背斜和逆断层;泥堡金矿以逆断层为主，背斜次之;架底金矿为515第 2 期刘建中等:滇黔桂地区卡林型金矿多层次构造滑脱成矿系统构建和找矿实践表 1 构造蚀变体(SBT)判别指标Table 1 Discriminant indicators of the structural alteration body(SBT)判别指标主要特征典型矿床产出背景南盘江右江成矿区产出形态层状，与地层产状一致构造部位背斜水银洞、泥堡、戈塘、卡务、沙子井、大麦地、架底、大观、高龙、紫木凼、老寨湾、革档穹窿高龙、板其、马雄、隆或、大厂构造面不整合面(平行不整合、角度不整合)革档、马雄、巴平、老寨湾、隆或、水银洞、紫木凼、戈塘、泥堡、架底、大麦地、卡务、堂上、板其、大观、高龙能干性差异大的岩层面风堡、浪全、平桥、隆或构造特征滑脱构造变形特征角砾+碎裂+滑动+揉褶岩石特征角砾岩+碎裂岩蚀变特征硅化+黄铁矿化+毒砂化+萤石化+雄(雌)黄化+辉锑矿化元素组合AuAsSbHgTl层序组合泥质钙质碎屑岩系(上)+碳酸盐岩(下)水银洞、泥堡、戈塘、板其、卡务、高龙、马雄、老寨湾、平桥、大观峨眉山玄武岩(上)+碳酸盐岩(下)架底、大麦地、大厂、堂上界线交代作用形成的蚀变有由强到弱直至趋于正常的变化，其界线为元素增减而体现，故界线是起伏的，难以宏观直接圈定，图面往往表达为虚线层次区域上在 D、DO、CD、T2P3、P3P2不整合面和 P1C2p1n、T2T1能干性差异大的岩层面形成多层次构造蚀变体(SBT)，但区域上存在多层次的构造蚀变体，不等于在矿区尺度上能够形成多层 SBT 的叠加，往往一个矿区仅仅形成一层构造蚀变体D不整合面(革档、马雄、巴平)，D1O1不整合面(老寨湾)，P3P2不整合面(水银洞、紫木凼、戈塘、泥堡、架底、大麦地、卡务、堂上)，T2P3不整合面(板其、大观、高龙)，CD 能干性差异大的岩层面(隆或)，T2T1能干性差异大的岩层面(风堡、浪全)，P1Cpn 能干性差异大的岩层面(平桥)控制因素构造蚀变体的产出，不受时代和地层制约，而主要受控于岩石，一般往往产出于超百米厚的厚层灰岩或者白云岩或者礁灰岩与厚度超过 50 m 的泥质钙质碎屑岩系或峨眉山玄武岩(凝灰岩)之间。多层薄层碎屑岩与灰岩组合的岩石沉积系统(比如二叠系合山组)，内部或者与其上覆或下伏地层之间往往难以形成构造蚀变体背斜;戈塘金矿为穹窿;板其金矿为穹窿;丫他金矿为背斜+逆断层;高龙金矿为穹窿;隆或金矿为穹窿;马雄金矿为背斜;堂上金矿为背斜+逆断层;大观金矿为背斜+逆