MD(2024):E. Garayp-改进沉积型金矿床模型

文摘   2024-09-18 00:01   福建  
沉积型金矿床是指通过沉积作用形成的金矿床。这类矿床中的黄金通常伴随着其他沉积物被沉积下来,常见于河流、湖泊、海洋等沉积环境中。
古河道型(砾岩型)沉积金矿床:金颗粒伴随着砾石、沙子等沉积物一同沉积在古老的河道或湖泊底部,形成含金砾岩矿床。雅各比纳的金矿床属于这一类型。古河道型(砾岩型)沉积金矿床是一类通过河流或水系的搬运、沉积作用形成的金矿床。其特点是在古老的河道或水系中,含金物质与其他沉积物(如砾石、砂子)一起被沉积下来,形成砾岩中的金矿。
形成过程:风化与搬运:含金矿物的母岩经历风化和侵蚀,金颗粒被释放出来,并通过河流或其他水系的搬运作用进入下游。沉积:当水流减缓,金由于其高密度,与砾石、砂粒等较重的沉积物一起沉积下来,形成富含金颗粒的沉积层。这一过程常发生在河道的弯曲处、河床底部等水流缓慢的地方。成矿:经过长期的沉积作用,金与其他沉积物共同形成了砾岩层。随着地质演变,河道消失,砾岩层被埋藏、压实,形成了古河道型的沉积金矿床。特征:含金砾岩:金矿常出现在富含砾石的沉积岩中,特别是砾岩。金颗粒分散在砾石和砂粒之间。金颗粒分布:金一般以游离态存在,呈现为细小颗粒到较大块体的形式,散布在砾岩或砂岩中。古河道遗迹:这些金矿床常与古代河道或河床的位置对应,因此也被称为古河道型金矿床。
典型代表:巴西雅各比纳(Jacobina)金矿床:这是古河道型沉积金矿床的典型代表,矿体主要位于含金砾岩中。南非的维特沃特斯兰德金矿床:这是世界上最著名、规模最大的古河道型金矿床,出产了全球大量的黄金。

经济价值:古河道型沉积金矿床因其成矿规模大、品位高,具有重要的经济价值,是世界上一些主要金矿的来源。

沉积再造型金矿床是指通过沉积作用形成的含金矿床,随后经过再造或变质作用进一步富集金矿物质。这类矿床是原始沉积的金矿床在后期的地质作用下,经过热液活动、变质作用或其他地质过程的改造,形成新的、更富集的金矿体。金可能在沉积过程中被风化、搬运并再度富集。这种矿床形成的时间通常较早,经过地质历史的长期演变,可以形成大规模的金矿。
形成过程:初始沉积阶段:含金母岩在风化和侵蚀作用下,金以游离态或与其他矿物结合,被搬运到低洼地区(如河流、湖泊、海洋等)并与沉积物一起沉积下来。初步形成原始的沉积金矿床。再造或改造阶段:随着时间的推移,沉积物和其中的金矿层可能受到地壳运动、变质作用或热液活动的影响。这些地质过程能够重新分布和富集沉积物中的金矿物质。例如,热液流体可以通过化学反应将沉积层中的金重新溶解,并在不同的地质结构中再次沉淀,从而形成新的富金矿体。成矿环境的演变:这些矿床通常出现在构造活动活跃的区域,变质作用或火山活动等地质过程会对沉积物进行深度改造,使原始的沉积金矿床发生变质并富集更多金元素。特征:变质或再造作用:沉积再造型金矿床经历了明显的变质或热液作用,原本的沉积层结构往往被破坏,但金的富集度更高。矿体分布较复杂:由于再造作用,金矿的分布可能不如初始沉积型矿床那样规整,可能会沿着断裂带、褶皱等构造带富集。多期次成矿:再造作用往往伴随着多个成矿阶段,不同阶段的矿物可能具有不同的特征和矿化方式。
典型代表:维特沃特斯兰德金矿床:虽然该矿床最初形成于沉积环境,但随后经历了多次的变质和再造作用,形成了巨大的富金矿体,是沉积再造型金矿床的典型代表。阿尔及利亚的泰尔梅森金矿床:也是一个经典的沉积再造型金矿床,通过多阶段的沉积和再造作用形成。

经济价值:沉积再造型金矿床通常具有较高的金品位,因为后期的地质作用往往能够显著富集金元素。这使得这种类型的金矿床成为重要的经济金矿资源,开采价值较高。

以下内容主要来自于:巴西雅各比纳地区砾岩质金矿床的改进古沉积模型

主体内容
证据表明,巴西雅各比纳地区的砾岩质金矿床代表了古沉积矿床,这些矿床在后期变质作用过程中部分被重新活化,类似于其他地方的维特沃特斯兰德型矿床,特别是在南非。证据包括对金矿的强烈岩相学和沉积学控制,含金包裹体的碎屑矿物的存在,以及碎屑金颗粒。可以区分碎屑黄铁矿、同沉积黄铁矿和沉积后黄铁矿类型,其中前两种与金的富集有关,而沉积后黄铁矿与金的分散相关。同沉积黄铁矿具有最高的金含量,从中可以推断出太古宙河流中金含量较高。沉积后蚀变的性质和程度,主要发生在古元古代造山作用过程中,使雅各比纳矿床与其他维特沃特斯兰德型金矿床有所区别。相平衡和锆-金红石温度计表明峰期变质温度约为600°C。在逆变质过程中,约280–340°C时,形成了不平衡的镁绿泥石和铁绿泥石。一些电气石的化学成分显示出岩浆的特征,并且与侵入岩邻近的铁氧化物相关的金重新活化表明后沉积期矿化阶段可能受到了局部岩浆的影响。是否在该阶段岩浆热液流体向系统中添加了金仍需确定。区域变质过程中金的重新活化不足以形成大量矿体,但使最初的碎屑金颗粒得以净化,如今这些颗粒的银和铜含量相对较低,且不含汞。
主体结论

在雅各比纳地区有大量证据表明主要是砂矿型金矿的富集,即在不同尺度上对金品位有强烈的岩相学和沉积学控制,重矿物层中存在含金包裹体的碎屑矿物和碎屑金颗粒。

识别出了三种成因类型的黄铁矿:碎屑黄铁矿、同沉积黄铁矿和沉积后黄铁矿。这些类型可以与维特沃特斯兰德盆地及其他砾岩质金矿床中识别出的黄铁矿类型相对应。广泛的黄铁矿外生长层掩盖了原生黄铁矿,这可能导致次生黄铁矿比例被高估。每种黄铁矿类型在金矿化过程中都发挥了特定作用:碎屑和同沉积黄铁矿伴随着金在砂矿中的富集,而沉积后黄铁矿则是由于流体引发的重新活化事件,导致了原生黄铁矿中的金被消耗。

同沉积黄铁矿中金含量显著高于其他类型黄铁矿,这支持了Frimmel(2014年)、Frimmel和Hennigh(2015年)、Heinrich(2015年)提出的观点,即当时地表水中可能含有较高浓度的金,金以硫化物络合物的形式溶解。雅各比纳矿床中同沉积黄铁矿的比例和结构多样性相对较低,这可能是由于沉积物搬运过程中机械磨损,选择性地破坏了较脆弱的矿物结构所导致的。

与其他维特沃特斯兰德型金矿床相比,雅各比纳矿床的显著区别在于其沉积后蚀变的性质和程度,主要发生在古元古代造山作用过程中。相平衡和锆-金红石温度计的应用表明峰期变质温度约为600°C。变质作用和岩浆活动导致了包括黄铁矿和金在内的多种矿物的部分溶解和再沉淀。这种黄铁矿和金的重新活化改变了它们的微量元素含量,从而使金的纯度提高。与其他维特沃特斯兰德型金矿床相比,雅各比纳金矿的组成特点是银含量相对较低、铜含量较低且不含汞,这些特征都可以归因于在高温下由流体引发的重新活化作用。尽管沉积后蚀变具有净化作用,但一些金颗粒仍保留了主要地层单元之间的成分差异,这可能反映了与来源地相关的特征。
证据表明,巴西雅各比纳地区的砾岩质金矿床代表了古沉积矿床,这些矿床在后期变质作用过程中部分被重新活化,类似于其他地方的维特沃特斯兰德型矿床,特别是在南非。证据包括对金矿的强烈岩相学和沉积学控制,含金包裹体的碎屑矿物的存在,以及碎屑金颗粒。可以区分碎屑黄铁矿、同沉积黄铁矿和沉积后黄铁矿类型,其中前两种与金的富集有关,而沉积后黄铁矿与金的分散相关。同沉积黄铁矿具有最高的金含量,从中可以推断出太古宙河流中金含量较高。沉积后蚀变的性质和程度,主要发生在古元古代造山作用过程中,使雅各比纳矿床与其他维特沃特斯兰德型金矿床有所区别。相平衡和锆-金红石温度计表明峰期变质温度约为600°C。在逆变质过程中,约280–340°C时,形成了不平衡的镁绿泥石和铁绿泥石。一些电气石的化学成分显示出岩浆的特征,并且与侵入岩邻近的铁氧化物相关的金重新活化表明后沉积期矿化阶段可能受到了局部岩浆的影响。是否在该阶段岩浆热液流体向系统中添加了金仍需确定。区域变质过程中金的重新活化不足以形成大量矿体,但使最初的碎屑金颗粒得以净化,如今这些颗粒的银和铜含量相对较低,且不含汞。
A—巴西圣弗朗西斯科省雅各比纳金矿床的位置。  B—雅各比纳矿区地质图。地质年代学信息来自Milesi等人、Teles等人、Zincone等人。

基于地表和地下钻探的Morro do Vento区域地质剖面

手样中矿石颜色的变化受矿物丰度的控制。A 明亮的绿色来自于富铬云母。B 红褐色的基质由于存在赤铁矿。C 由铁氧化物渗透到灰色基质和烟晶卵石中形成的红褐色。D 由电气石产生的绿灰色调。黄铁矿在A、C和D中以细小的亮黄色斑点出现。


平面偏振光下主要硅酸盐矿物的显微照片。  A 白云母(Mus,浅绿色富铬云母品种)和绿泥石(Chl,浅棕色,绿泥石1)被石英(无色)包围,样品JCBN36。B 与A相同视角下的交叉偏振光下照片。  C 绿泥石(橄榄绿色,绿泥石2)、针铁矿(Goe)在石英质基质中,样品JCBN31。  D 孤立的电气石晶体(绿色)被石英(无色)包围,样品JCBN2。  E 电气石针状矿物簇集在图像中心,被石英(无色)和针铁矿(红褐色和黑色)包围,样品JCBN17。  F 电气石簇(黑色)在显微探针截图右下角详细显示,位于石英质基质中,样品JCBN38。  G 圆形碎屑锆石(粉绿色—高干涉色,在交叉偏振光下)被石英质基质包围,样品JCBN17。  H 棕色的膨润土(pyro)与富铬云母(fuch)接触,接触点处有黄铁矿(py),在石英质基质中,样品JCBN46。

手样中的硫化物(A–C)和反射光下的显微照片(D–K)。  A 床层平行的黄铁矿层(浅色)在深绿色砾石状石英岩中,样品JCBN21。  B A图的细节,显示黄铁矿颗粒在石英卵石周围层状沉积。  C LVLPC礁的砾石支撑型砾岩中的黄铁矿(浅黄色斑点),样品JCBN33。D 多孔圆形黄铁矿颗粒(白色),右侧碎裂,位于石英质基质(深灰色)中,样品JCBN50。  E 紧凑的圆形黄铁矿颗粒(黄色白色),中央包含金和黄铜矿,位于石英质基质(深灰色)中,样品JCBN45。  F LVLPC礁的重矿物层中的黄铁矿颗粒,显示出包括圆形和角形颗粒在内的多种纹理,具有多孔和紧凑的内部纹理,样品JCBN45。  G 黄铁矿(黄色白色)在石英质基质(深灰色)中,手样A和B的显微视图,样品JCBN21。  H 黄铁矿(黄色白色),图像中心显示出一个大颗粒,具有圆形多孔核心和立方体终止的紧凑边缘,位于石英质基质(深灰色)中,样品JCBN21。  I 石英质基质(深灰色)中的双晶黄铁矿立方体(黄色白色),样品JCBN45。  J 赤铁矿(Hem)和黄铁矿(Py)被齐根矿(Sie)包围,在石英质基质(较暗灰色)中,样品JCBN41。  K 黄铜矿和斑铜矿(分别为黄色和蓝灰色)覆盖在黄铁矿(白色)颗粒上,位于石英质基质(深灰色)中,样品JCBN49。

在透射光下的氧化物及相关矿物(A、D和G)、反射光下(B、C、E、F、H、I和L)、以及背散射图像中的矿物(J和K)。  A 随机定向的赤铁矿叶片(黑色)叠加在石英(无色)和绿泥石(橄榄绿色)上,样品JCBN41。  B 赤铁矿叶片(蓝灰色)、石英(深灰色)、绿泥石(高反差的深灰色)、黄铁矿(白色)和齐根矿(黄铁矿周围的浅紫灰色);白色矩形表示图7J和8L中的放大图位置,样品JCBN41。  C 紧凑的微晶针铁矿(分别为蓝灰色和较深灰色),胶状含镍黄铁矿(浅色区域标注为镍黄铁矿)在石英质基质中(灰色);注意紧凑的针铁矿形成大致矩形/立方形,可能来自黄铁矿,样品JCBN20。  D 金红石晶体(红褐色),黄铁矿(黑色)在石英质基质中(无色),样品JCBN44。  E 金红石晶体(灰色)、黄铁矿(淡黄色)、铬铁矿(深灰色)在石英质基质中(较深灰色),样品JCBN44。  F 含有铬铁矿包裹体(深灰色)和黄铁矿(淡黄色)的圆形金红石颗粒在石英质基质中(最深灰色),样品JCBN44。  G 钛铁金红石颗粒(黑色,图像中心)具有金红石边缘(红棕色),位于含黄铁矿(黑色)、石英(白色)和锆石(高反差,三至四级干涉色)的重矿物层中,样品JCBN5。  H 与G相同的视角,注意多孔钛铁金红石颗粒被紧凑的金红石包围,样品JCBN5。  I 含有多个包裹体的圆形铀矿颗粒(灰色),被一层薄薄的黄铁矿(浅灰色)包围,两侧为紧凑的黄铁矿颗粒,位于石英质基质中(深灰色),样品JCBN45。  J 圆形的铀矿-黄铁矿颗粒,样品JCBN44。  K 圆形铀矿颗粒,样品JCBN6。L 不规则的钾钍钛矿-黄铁矿颗粒(中心),样品JCBN45。

在反射光下(A、E、G–L)的金的各种形式和组合,背散射图像(B、C 和 D)以及宏观照片(F)。  A 石英质基质(深灰色)中的不规则金颗粒(黄色),样品JCBN38。B、C 和 D 石英质基质(黑色)中的圆形金粒(白色),样品JCBN6,注意D图中央的金粒大致呈矩形轮廓,带有圆角。  E 石英卵石(深灰色)中填充脉状的金(黄色),注意卵石内部标记流体包裹体痕迹的较暗线性区域,样品JCBN17。  F 手样中剪切面上的金,样品JCBN17。  G 和 H 石英质基质(黑色)中,黄铁矿(白色)内含有金(黄色)、磁黄铁矿(棕色)和方铅矿(蓝灰色),样品JCBN32。  I 填充在石英-黄铁矿(分别为深灰色和淡黄色)脉中的金(黄色),样品JCBN16。J 石英质基质(深灰色)中,金(黄色)、金红石(蓝灰色)和绿泥石(高反差的深灰色),样品JCBN41。  K 石英质基质(深棕灰色,低反差)中,金(黄色)与微晶针铁矿(棕灰色,较高反差)接触,样品JCBN26。  L 石英质基质(黑色)中的赤铁矿(蓝灰色)和金(黄色),样品JCBN41。注意赤铁矿中的微小金包裹体。

显微照片展示了圆形多孔黄铁矿(A 和 B)和圆形致密黄铁矿(C 和 D),其周围被致密的外生生长包围,具有非自形到自形的终止面。直径约40微米的暗点标记了来自ICPMS分析的激光烧蚀坑,用于Au、Cu和Ag的结果分析。请注意,由于薄片抛光表面的自然氧化产生的不同颜色,这些颜色反映了不同代次的黄铁矿生成。

基底层石英卵石中的金包裹体和脉体。  A 薄片图像,显示显微照片的位置。B 沿流体包裹体轨迹的圆形金包裹体。  C 沿流体包裹体轨迹的长条状金包裹体。  D 填充在微裂缝中的金。E 金脉横切流体包裹体轨迹(图9E中的放大细节)。数字表示通过EMPA测得的银(Ag)含量,BDL=低于检测限。数字代表对每个金颗粒进行2次点分析的平均值。由于包裹体尺寸较小,对B(顶部)和C的分析结果总量较低(<98%),未纳入统计,但在此展示以说明两代金矿之间银含量的差异。

示意图修改自Teixeira等人(2001),展示了João Belo矿中钻孔JB-12沿线的金分布。金的分散模式显示出砾岩单元与金品位之间的强相关性。
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地球资源与地质活动
介绍和宣传地质资源、地球活动和行星研究,以及与地球科学密切相关的人类活动、环境与自然等发展和演化历程。
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