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  • 卡林型金矿

    卡林型金矿是20世纪60年代初期在美国西部内华达州的卡林镇发现而得名的,是一种主要产于碳酸盐岩建造中的微细浸染型金矿床。

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    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 卡林型金矿 英文名: Carlin-Type Gold Deposit
    定义: 微细浸染型金矿床 分布: 川陕甘两个金三角

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    释义/卡林型金矿 编辑

    卡林型金矿(Carlin-type gold deposit),是20世纪60年代初期在美国西部内华达州的卡林镇发现而得名的,是一种主要产于碳酸盐岩建造中的微细浸染型金矿床。近年勘查工作表明,该类型金矿容矿岩石不仅局限于碳酸盐岩,在硅质岩、粉砂岩和凝灰岩中也较发育。因此,将卡林型金矿床概括为:主要产于沉积岩中的微细浸染型金矿床,又简称“微细浸染型金矿”。该类型金矿床具有品位低、规模大、矿体与围岩界线不明显,金主要呈显微-次显微形式分散产出,普遍发育中低温热液矿物组合以及Au、As、Hg等微量元素组合。世界上已知卡林型金矿主要分布于美国内华达州、犹他州和中国的滇黔桂、川陕甘两个金三角内,在东南亚以及南美洲的秘鲁也有分布。

    成矿原因/卡林型金矿 编辑

    1. 大地构造环境:卡林型金矿主要形成于陆内裂谷带和弧后盆地内。一些学者认为,从更大的大地构造背景来看,美国与我国的卡林型金矿主要构成基本相似,为地幔柱构造活动区。

    2. 岩浆岩条件:在几乎所有的卡林型金矿区内或者其附近都存在以岩墙和岩脉产出的长英质侵入体,成分从花岗闪长质到花岗质变化。这些浅成的侵入体有可能为卡林型金矿成矿作用的热源,也有可能是提供热液流体。卡林金矿集中区的岩浆作用可以分为三期:①43-34Ma,大量的中性到富硅高钾钙碱性熔岩及凝灰岩喷发;②34-18Ma,中性到长英质的岩浆作用;③18-6Ma,典型的双峰式火山作用。第一期的岩浆作用、与地壳扩张有关的变形作用、变质核杂岩的侵入作用与主要卡林型金矿的成矿作用基本同时。喜马拉雅期是美国卡林型金矿的主成矿期。

    3. 容矿围岩条件:卡林型金矿床的含矿围岩时代广泛,岩性主要为海相沉积岩,岩性主要为不纯的碳酸盐岩和细碎屑岩等,富含炭质。在某些矿床中,少量的金矿化的围岩主要是火成岩。卡林Trend中的金矿的容矿围岩可以分为三种情况:①原地的大陆架碳酸盐岩及碎屑岩层序(即东部组合);②外来的主要是硅质碎屑岩层序(即西部组合);③密西西比纪晚期的超覆层序(在Rain地区也容矿)。

    4. 构造控矿:构造是主要的因素,构造对于金矿化的控制作用甚至强于地层,但构造的影响在不同的地区的矿区有着不同的表现,可以概括为:⑴高角度、NW走向断层系主要的导矿构造,通常被煌斑岩和二长岩岩墙充填。如,在卡林Trend北部,南北走向的Bootstrap断层是Boot-strap-Capstone金矿的主要控矿构造,北西向的Castle Reef断层是North Lantern和West Carlin矿床的主要控矿构造,等等。⑵高角度、北东走向的断层是次要的导矿构造,尤其是在与北西向断层交汇的部位,如Gold Quarry矿床和Meikle矿床。1993年Moore发现了Newmont的Hardie Footwall矿床,他认为北东走向地垒的直接底板对于构造流体的捕获具有重大的意义。根据他的模式,1994年在北北东走向West Bouding断层下盘发现了Newmont的West Leeville矿床;⑶ 原地碳酸盐岩中宽缓带中等的背斜。一般的说,北西走向的宽缓背斜无论是对于单个矿床还是区域性流体的捕获都具有重要的意义;⑷高角度和控层的成矿前的坍塌角砾岩体。在Meikle、Rain地下矿床等地都可以找到角砾岩化作用的实例,角砾岩化对于增强后期的成矿流体的渗透性是非常必要的。在粗粒的沉积岩中,矿化比较好,也正是由于渗透性好的缘故。在卡林Trend北部,矿化集中于碳酸盐岩相由块状含化石灰岩向微晶灰岩和粉砂质灰岩过渡的部位。如Lower Betze和Doop Post矿床的高品位矿化出现在下Popovich组的碎屑流相的沉积岩中;在Gold-bug-Rodeo矿床,高品位矿化出现在碎屑支撑的垮塌角砾岩带;在Baeerl矿床也有类似的情况。

    地质特征/卡林型金矿 编辑

    矿床一般特征

    1.矿体特点:矿体一般呈现不规则的似层状、透镜,这类矿体与围岩界线不清楚,矿体亦有脉状、条带状。在整个卡林金矿带,大多数矿体赋存在具有相似特征的地质环境中,形成3种不同的矿化类型:一种是罗伯茨山组砂质碳酸盐岩层中的层控交代矿体,矿体一般是层控整合的;另一种是脉状矿体,矿石品位较高,金矿化和相关的蚀变局限于断裂构造中;还有一种矿化为网脉状,矿化形成于构造交叉部位,含矿岩石强烈变形和破碎矿石具有浸染状构造。我国的黔西南卡林型金矿同样受到有利岩性和断层的控制,很大一部分矿体受层间断层的控制。

    2.围岩蚀变:卡林型金矿床的围岩蚀变有去碳酸盐化、硅化、泥化和重晶石化等。一般去碳酸盐化和硅化与金矿化时间接近,矿化在晚期去碳酸盐化和硅化的岩石中最强烈。

    3.矿石特征:常见矿石矿物包括黄铁矿、毒砂、辉锑矿、雄黄、雌黄及辰砂等并以缺少其他贱金属硫化物为特点。脉石矿物以石英、方解石为主。次为重晶石、伊利石、高岭石、蒙脱石、绢云母、明矾石等粘土矿物。

    矿床地球化学特征

    1.矿石中具有典型的Au-As-Hg-Sb(-Tl)元素组合。

    2.成矿物理化学条件:流体包裹体研究表明,金是以羟基二硫络合物的形式搬运。含金流体是高度演化的大气降水与岩浆水的混合流体。流体盐度低(1~7wt% NaCl),富HS和CO。HS 的富集度有助于硫化作用和含金黄铁矿的沉淀,CO的富集意味着卡林型金矿形成于4.4±2.0km范围的深度,成矿温度为180~245℃。

    成因模型及争论

    对矿床成因,成矿的热源,热液和水源等,尚没有确切定论。尽管这些矿床拥有巨大的产量和超过四十年的开采和探究,但是还没有出现一个普遍被接受的成因模型。由于这些矿床还缺乏一致的成矿年龄,建立一个全面的成因模型已经被大量相互矛盾的数据所束缚。野外关系和常规地质年代学研究表明这些矿床形成于中-晚始新世一个狭窄的时间间隔中,约在42~36Ma。建立这个时间关系可使矿床形成时的构造状况被纳入矿床成因模型,因此非常重要。在中始新世的某一时候,北内华达开始经历一次上地壳从挤压向伸展的变形,同时伴随钙碱性岩浆作用。这次构造转变被认为有助于对矿床的形成。

    提出的成矿模型包括(1)大气降水循环(2)浅成深层岩体提供了热和可能的流体及金属,和(3)深部变质流体和岩浆流体。由于一些地区和成矿带及内华达州内的一些地方赋存在沉积岩中的浸染型金矿与卡林型矿床有些属性一致,有的特征又不同,所以关于卡林型金矿的起源有很多争论。

    选矿技术/卡林型金矿 编辑

    因为矿石中含有较高的As和Hg,如果不在选矿流程中进行控制,其排放物将会对周边环境和居民身体健康产生严重影响。该矿床中通常含有较多的雌黄、雄黄,尽管按照中医理论可以作为重要成分,但实际上暴露在空气中的此类砷硫化物会被氧化为砒霜,而Hg元素无论是在开采过程中和选矿的气、液、固排放物中,都会导致重金属富集,破坏人的神经系统。

    该类型金矿的选矿技术难点,在于如何将包裹在黄铁矿和毒砂中的微细粒金(大多小于1μm)释放出来。较为规范的处理流程中,除了氧化矿石之外,原生矿石需要经历粗破碎(颚式破碎机)、细破碎(球磨、半自磨,至200目粒度)、浮选(获得精矿粉),然后使用生物氧化或者高温焙烧,使黄铁矿和毒砂的晶体结构被破坏,微细粒金方可在后续浸出流程中被获取。而无论何种氧化技术,只要设备配置得当、技术到位,都可以有效控制污染物的排放。

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