卡林地區卡林型金礦近20年深部找礦新進展及啟示
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摘要：卡林型金礦是最重要的礦產類型之一。美國Carlin gold deposit的發現揭開了卡林型金礦的勘探史。本文簡要論述了卡林地區卡林型金礦的地質特征，對該區近20年來的深部找礦進展進行了概述，這對我國卡林型、類卡林型金礦的進一步找礦具有很好的借鑒意義，即：深部找礦應重視已有地質資料的分析，避開豐富的地質資料中蘊涵的陷阱；加強礦床學的理論研究與總結并運用理論指導找礦；成礦地質背景分析的基礎上綜合勘查技術的合理選擇與應用；充分認識深部的巨大找礦潛力對應巨大的勘查困難等。
關鍵詞：卡林金礦；找礦進展；啟示
傳統的“卡林型金礦”是指，產于碎屑巖及碳酸鹽巖類、沉積巖及淺變質巖中，顯示中低溫的礦物共生組合和圍巖蝕變特點，金的粒度主要為次顯微-顯微級的淺成中低溫熱液金礦床。
1962年人們在美國內華達州（Nevada）的卡林地區（Carlin）首次發現了產于沉積巖系地層中的微細浸染型金礦床，從此拉開了卡林型金礦的找礦與理論研究的序幕，根據礦床的形成特點及成礦理論，在美國華達州及其他地區相繼又找到了類似的金礦床四十余個，并已經生產了50 多百萬盎司(約合1550 多噸) 的金,成為當今世界上第三大金礦產地。
在卡林礦山,1965 年就開始露天開采,但隨著深部礦床或礦體的發現,1993 年起也開始坑采。自1986年實行深鉆計劃以來，在卡林地區發現了許多深部礦床, 如Storm ( Rossi ) 、Meikle 、Goldbug-Rodeo 、Screamer、Deep Star、Turf 、West Leeville 、Hardie Foot-wall 、Mike 、Rain Underground 等礦床。這些深部礦床的規模往往很大,如新發現的派普萊恩礦床和特闊伊斯里齊礦床的金儲量分別為251t 和155t ,因而引起了普遍關注[1 ,2 ]。
1卡林地區卡林型金礦地質特征
1.1礦區地層
礦區范圍內主要出露地層有中奧陶統維尼尼組（O2v）、志留系羅伯茨山組（Sr）和泥盆系波波維奇組（Dp）；其中志留系羅伯茨山組是主要的含礦地層，主要出露于羅伯茨山逆掩斷層的下盤，是卡林金礦的主要賦礦地層。原巖大部分由泥質粉砂巖、泥質粉砂質白云巖、灰央、鈣質泥巖組成。地層中含有大量有機質。
1.2控礦構造
卡林礦區位于羅伯茨山逆掩斷層的林恩構造窗的東部邊緣附近。羅伯茨山逆掩斷層的形成與前石炭紀安特勒造山運動有關，是一種形成時間比較早的區域性低角度逆沖斷層。
1.3 礦區火成巖
①石英斑巖巖脈：在卡林礦區切穿波波維奇組灰央和羅伯茨組碎屑巖，產狀陡傾，主要沿一組北西向斷層及其伴生的裂隙發育，并顯示出與卡林礦區的金礦化和重晶石脈及稀疏的賤金屬硫化物礦化作用有密切關系。
②石英閃長巖：為一個較小的巖體，出露在卡林礦山北面約5千米的地區。這種侵入體的侵入年齡為121百萬年。這也與內華達州埃爾科郡北部的科特茲礦區的侵入體年齡（124～150百萬年）相一致，為白堊紀時代的火成活動產物。它們經過林恩構造窗發生侵位。
1.4 礦體
卡林礦床的主礦體呈一不規則的傾斜狀礦層，位于志留系羅茨山組的頂部白云質泥質粉砂巖中，距泥盆系波波維奇組與志留系羅茨山組接觸帶之下幾米至十幾米。礦體厚度約幾米至三十余米，邊界模糊不清，與羅茨山組地層呈漸變過渡關系，礦體下部漸變為淺灰色多孔狀硅化帶，局部礦段被暗灰色層狀玉髓質巖石穿插。
1.5 圍巖及蝕變
卡林礦區志留系羅茨山組泥質白云質粉砂巖是礦體的直接圍巖。賦礦地層其次還有富有機質的粉砂質白云質灰巖、鈣質頁巖、泥質砂質白云巖。
蝕變作用主要有以下4種類型：
――去碳酸鹽化作用；
――泥化作用；
――硅化作用；
――鈣化作用；
2卡林地區卡林型金礦深部找礦的新進展概述
Storm (Rossi) 礦床是卡林成礦帶中最北部的一個卡林型礦床。1990 年,Meridian 金礦公司通過鉆探發現了深部(200～600m) 高品位金礦化。最初12 個鉆孔中有2 個分別打到了厚6m、品位9.48g/ t 和厚8.5m、品位達8.80g/ t 的金礦體。到1992 年底,30 個深孔中有14 個打到了品位> 6.17g/ t 的金礦體。目前,73 個鉆孔圈定了2. 5Mt 礦石,平均品位13.59g/ t (邊界品位6.21g/ t)。
Meikle 礦床是1989 年9 月在檢查一個微弱的土壤As 異常時發現的。編號EX - 89 - 4 的鉆孔在428～605m 的深度打到厚177m、品位12.9g/ t的金礦體。到1996 年9 月,地下開采日處理礦石達2000t ,其1997 年的金產量估計達12.2t ,成為美國最大的地下金礦。到1996 年底已證實該金礦床的儲量有8.5Mt 礦石,品位22.1g/ t ,含金超過186t 。
Goldbug-Rodeo 礦床的上礦層位于275～400m的深處,下礦層位于400～520m 的深處,部分金礦化出現在140～370m 的深部。1987 年起開始進行構造投影、土壤地球化學、航空磁法和IP 電阻率測量,1988 年發現該礦床。到1997 年3 月,探明的地下資源已達到品位為10.57g/ t 的5690000t的金礦石。
Screamer 礦床是通過對臨近的West Bazza 進行深部鉆探時于1987 年發現的。鉆探的目的是針對N20°W走向的Buzzard 斷層的深部投影和IP電阻率異常。已知可采儲量超過112t 金。
Deep Star 金礦床的金礦石儲量目前估計達1505000t (平均品位29.5g/ t) ,它是1988 年由Bar-rick Goldstrike 礦山公司首先發現的,次年Newmont公司打到了厚70m、品位64.0g/ t 的金礦體。1996年Newmont 公司開始地下采礦, 目前每天開采500t 礦石。
Turf 礦床是Newmont 公司的地質工程師發現的,目前鉆孔控制礦石儲量為2531000t (品位13.4g/ t) ,含34t 金(邊界品位6.21g/ t) 。該礦床還沒有完全控制。絕大部分金礦化出現在NS 走向、向西60°傾向的Turf 斷層中,位于地下540～715m深處。
West Leeville 礦床是1992～1993 年期間由勘探發現的,目前鉆孔控制礦石儲量為7288000t ,平均品位12.25g/ t ,含金89.6t (邊界品位6.21g/ t) 。Hardie Footwall 礦床位于卡林采坑西北150m處,是Newmont 公司1993 年通過對卡林東坑的詳細填圖和對采坑北部鉆孔巖芯的重新編錄而發現的。鉆孔探明的礦石儲量為1633459t (平均品位14.78g/ t) ,含金24.1t 。1996 年后期開始開采[1 ,2 ]。
3啟示
3.1深部找礦應重視已有地質資料的分析，避開豐富的地質資料中蘊涵的陷阱
卡林地區從上世紀60年代開始開采，到現在已經將近五十年的歷史，其間積累了豐富的地質資料，包括各種物、化探、巖石地球化學及成礦規律等內容。Meikle礦床是在檢查以前的地球化學異常得過程中發現的，West Leeville是在對卡林東坑的詳細填圖和對采坑北部鉆孔巖芯的重新編錄而發現的。由此可見對已有地質資料的二次開發利用在一定程度上滿足了科研和生產的要求。
但豐富的資料中有不少的陷阱[3], 誤入這些陷阱就有可能導致新一輪的找礦受挫。主要的陷阱有地質資料中的以訛傳訛和礦床模式的先入為主。(1) 地質資料中的以訛傳訛: 在已有的豐富資料中, 有一些原勘探者或研究者的主觀意識, 是片面的、甚至錯誤的。這種錯誤的資料(其實只是一種地質認識) 的反復引用, 并被用作為推斷的依據, 就會導致錯誤的結論, 從而阻礙進一步的找礦發現。只有在誤傳的地質認識被糾正以后, 才有可能取得突破性找礦發現。(2) 礦床模式的先入為主: 建立在“典型礦床”基礎上的礦床模式只是對已發現事實的解釋, 雖然它便于后來者能迅速地認識該區的成礦特點, 卻也無形地束縛了后人的思路, 阻礙了后來者去發現新的礦床, 事實上, 模式是一把雙刃劍, 一方面它是把資料組織成便于理解和預測形式的有利手段; 另一方面, 由于它排除了不符合模式的感性資料, 會起到安眠作用, 從而盲目地應用模式[4]。
3.2重視礦床學的理論研究與總結并運用理論指導找礦
卡林型金礦傳統定義中著重強調礦床產出的圍巖條件、礦物的共生組合、蝕變組合及金的賦存狀態，而對在這類礦床中與金伴生的典型的元素組合沒有做出強調。Meikle 礦床便是在檢查一個微弱的土壤As 異常時發現的。美國的卡林型金礦具有特征的元素伴生產出： As、Hg、Sb（Ag）、Ba、Tl。在內華達州卡林地區利用這一規則勘查成功1000余米，包含20多例金礦床。但是我國通過幾十年的總結后發現：國內的卡林型-類卡林型與美國典型的卡林型金礦相比較礦床的元素伴生組合存在一定的差異：從區域上來看As、Hg、Sb（Ag）、Tl 都有出現，但具體到一個礦床來說，絕大部分金礦床中不含Tl 或甚微，且很少見Ba元素的出現[5]。所以，在總結規律的時候我們要根據礦穿的具體實際，切不可生搬硬套。
3.3 綜合勘查技術的選擇與應用
Goldbug-Rodeo 礦床1987 年起開始進行構造投影、土壤地球化學、航空磁法和IP 電阻率測量,1988 年發現該礦床。這說明綜合勘查技術的應用在這一礦床的發現過程中功不可沒。越來越多的新技術被應用于找礦勘查領域，特別是地球物理勘查技術在找礦勘查中起著越來越重要的作用，但不可否認：沒有哪一種技術單獨握有礦床發現的鑰匙，每一種技術在信息的準確性和多解性方面都存在難以克服的困難。所以，正確地使用勘查技術方法及其組合能促進找礦的發現，而盲目地套用某些技術或迷信高新技術的結果則同樣有可能將找礦勘查項目引向失敗的歧途。在century礦床發現歷史中就有過這種教訓，差點因盲信技術深測的結果而葬送一個世界級的大發現[6]。
3.4充分認識深部的巨大找礦潛力對應巨大的勘查困難
成熟勘探的礦集區內, 主要的找礦潛力在深部, 美國的卡林(Carlin)地區、俄羅斯的烏拉爾地區和加拿大的肖德貝里(Sudbury)地區都證明了這一點。要預測并發現深部的隱伏礦床存在相當大的困難, 表現在三個方面：①淺部礦床的知識可能并不完全適合于深部的礦床；②深部地質條件的了解主要靠地球物理，目前這種地球物理資料并不豐富，而且在推測的準確性和精度方面還存在相當多的問題；③深部礦化在地表引起的地球物理和地球化學信息都很弱，很容易被強烈而復雜的背景干擾所掩蓋及扭曲[3]。
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