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金矿床主要类型介绍

时间:2020-03-17 15:26:45  点击数:527

  • 金矿床主要类型介绍
  • 一、砂岩型金矿床

    定义:

    发育在砂岩层中的金矿床,有蚀变砂岩型和构造破碎蚀变岩型两种。

    特征:

    据齐金忠等(2000)大兴安岭北部砂宝斯蚀变砂岩型金矿地质特征总结

    1)矿化体主要为强烈硅化的构造破碎蚀变砂岩、粉砂岩和碳质砂岩、泥质岩等。矿体呈脉状。

    2)矿石主要有两种矿化类型 即蚀变砂岩型和构造破碎蚀变岩型。

    3)矿石中金属矿物含量很少,占矿石总量的 1. 44%~ 1. 95%,主要金属矿物有黄铁矿、毒砂、闪锌矿、黄铜矿、 方铅矿等。主要的脉石矿物包括石英、长石,其次为方解石、 绿泥石等。

    4)原生矿石可划分为以下构造类型:浸染状或细脉浸染状构造、角砾状构造、团斑状构造、()脉状构造、束状或发状构造、霉球状构造。氧化矿石中还可见有峰窝状及晶洞构造,风化严重者可见土状构造等。主要结构类型:自形半自形晶结构、他形结构、包含结构、共结结构、填隙结构、交代结构、碎裂结构等。

    5)所有金矿物均以微细粒为主(<0.03mm),占92.02%,中、粗粒金罕见。在原生矿石中,金矿物的形态一般不规则,呈麦粒状、长角粒状为主,浑圆状次之,而氧化矿石则以角粒状和尖角粒状等为主。金在氧化矿石中嵌布形态以粒间金为主,多嵌布在脉石矿物的粒间;而在原生矿石中,则以包裹金为主,包裹矿物主要有石英、黄铁矿、毒砂等,粒间金次之,一般包裹金粒度相对较细,而粒间金较粗大。

    6)矿区围岩蚀变极其发育且各矿带蚀变特征相似,最主要的有硅化、黄铁矿化、粘土矿化。

    二、斑岩型铜-金矿床

    定义:

    指在时间上、空间上、成因上与斑岩密切相关的细脉浸染型铜-金矿床。

    特征:

    1)成矿与斑岩体密切相关。斑岩为浅成-超浅成产物,代表花岗质岩浆深成-火山建造的浅成-超浅成阶段。典型斑岩结构,说明花岗质岩浆在侵位前曾经在中间岩浆房停留过一次或多次,每次停留期间都会析出斑晶,随后继续上侵,凝结为基质。

    2)围岩不具明显选择性。据我国斑岩铜矿资料统计,火山岩占37.5%,碎屑岩占17.5%,碳酸盐岩占17.5%,板岩、千枚岩、片岩、片麻岩和混合岩等变质岩占27.5%。其中硅铝质岩石(包括火山岩、碎屑岩和变质岩)占82.5%,碳酸盐岩占17.5%

    3)铜低品位大吨位。

    4)全岩矿化。细脉浸染状,矿化均匀。岩体与围岩中都可发生矿化。

    5)埋藏浅易开发。

    6)具明显蚀变分带。矿化分带由内向外:低品位核矿壳黄铁矿壳低黄铁矿壳。

    7)时空分布集中。时间上:斑岩铜矿形成的时代主要集中在中、新生代,其次是古生代,前寒武纪斑岩铜矿床目前发现较少。空间上:主要集中于三个大的成矿带,即环太平洋成矿带、特提斯-喜马拉雅成矿带和中亚成矿带(古亚洲)。

    成矿模式:

    成矿模式有如下几种:岩浆热液说(正岩浆模式);板块构造成矿模式(洋壳重熔成矿);活动转移说变质岩浆成矿说等。
    岩浆热液说(正岩浆模式)认为斑岩铜矿的矿质、成矿热液及其相伴生的中酸性岩体都是来自上地幔(或下地壳)。矿质和成矿热液是由中酸性岩浆在上侵过程及侵位后的结晶过程中,由于温度、压力等物理化学条件的改变而析出,并在有利的部位富集成矿。

    板块构造成矿模式(洋壳重熔成矿)认为斑岩铜矿是含铜的大洋壳沿消亡带俯冲到地幔中发生局部熔融,在熔化过程中析出金属,并同钙碱性岩浆一起上升,然后在岩体的顶部富含氯化物的液相中富集成矿。

    活动转移说认为高侵位的中酸性斑岩体含水量甚小,在温度下降、岩浆结晶过程中不会析出流体,矿质与成矿热液主要来自围岩,岩浆岩主要起热动力源的作用。即由于岩浆的活动,使原赋存于地层中的地下水或层间隙裂隙水活化(怀特认为是卤水),并携取围岩中的有用组分成为含矿热液,在岩浆热动力源的带动下,沿着一定的构造系统循环,并在有利部位富集成矿。

    变质岩浆成矿说认为金属富集成矿是含金属的沉积物转变为花岗岩的伴生现象。

                    三、黑色页岩型金矿床

    定义:

    Pasava1989)将与黑色页岩有关的金矿分为两种不同类型;

    1、黑色页岩中的浸染状和条纹浸染状含金硫化物建造;

    2、黑色粉砂岩中脉状条纹状含金低硫化物建造。

    特征:

    第一种类型的金矿即含金硫化物细粒黑色页岩的典型特征是:二氧化硅含量中等,K元素及同生硫化物(包括氧化铁和硫化物)有机炭含量高,硫化物

    见为毒砂和黄铁矿。这种类型的矿床主要形成于由蒙脱石-水云母组成的泥质岩中,含有Mg-Fe碳酸盐结核。该岩石元素组成上MgOFeOCO2含量较高也证实了这一点,相反,低硫化物型金矿形成于黑色粉砂岩中,SiO2Na含量高而同生硫化物及Mg-Fe碳酸盐,CO2FeOMgO含量低。该类矿床大多与黑色粉砂质沉积物有关。它们富含硅质,形成于水动力条件较强的环境(Pasava1989)。

    与第一种类型金矿相比,低硫化物型石英脉中金矿颗粒更大,化学成分更纯。根据苏联科学家的研究,它是在条纹浸染状含金硫化物形成之后,在变质作用晚期由含金硫化物中金的再次迁移富集而形成的。


    成矿模式(未找到图):

    黑色页岩中金矿是多成因的,是由同生热液一一火山作用起重要作用的变质成因的。变质作用造成硫化物重结晶,再沉积和再生,同时使得金在适当的构造环境部位发生具有工业价值的富集(Pasava1989)。 

                   四、沉积喷流金矿床(SEDEX)

    定义:

    因矿化流体在地下与围岩发生淋滤作用,使成矿物质活化转移以及其自身所带的成矿物质上涌进入海底沉积环境引起的沉积成矿过程。由这一过程形成的金矿床。

    特征:

    1)同镁铁质超镁铁质火山岩呈互层产出,含金的建造通常为硫化物相和碳酸盐相,多呈层状,金同毒砂和黄铁矿关系密切。

    2)以硅质岩(燧石)和富Ba的岩石含金量高(140×10-9)为特征,但贱金属含量较低。

    3)喷气作用伴随化学沉淀,导致形成整合的层状金矿床。脉、网脉、充填脉是通过变质作用使金活化后从矿源层带出而形成的。

    4)存在各种喷流岩层,包括硫化物层、重晶石层、硅质岩层、钠长角砾岩层等(总结自汪东坡等,1999)。



    成矿模式:

    花牛山矿田赋矿火山一沉积岩系是晚蓟县世塔里木板块北缘被动陆缘裂陷拉张盆地之产物;矿床主要产于远离古火山喷口之裂陷盆地细碎屑岩与碳酸岩盐互层中,部分产于古火山喷口或其附近厚层状中基性火山岩喷发间歇之碎屑岩碳酸盐岩互层中;矿床受同生断裂裂隙系统、古沉积盆地和地层层位的多重控制;矿床是对流循环的海水与火山热液沿同生断裂喷出于海底的成矿热卤水,是水岩同生沉积或交代作用的产物;成矿作用发生于古沉积盆地强烈沉陷期、裂隙式火山喷发活动期间及喷发间歇期;矿体主要定位于深水洼地热卤水池中;深部岩浆房为矿床形成提供了热驱动力,成矿物质主要来源于盆地基地岩系(敦煌群)及晚蓟县世火山-沉积岩(翟裕生等,2011)。


    根据对矿床的地质及同位素组成研究,提出霍姆斯塔克矿床的成因模式是:金、砷、硫、碳和二氧化硅是由热泉带到沉积环境中,并在原始沉积层堆积时与铁、镁、碳一起沉积下来;后来同生的金、砷、硫、碳和二氧化硅在霍姆斯塔克组发生变质和褶皱作用过程中运移到这些作用所形成的扩容带中,与哈钦森RW等提出的加拿大一些与金矿化有关的太古宙碳酸盐相含铁的喷气沉积模式一致(汪东坡,1994)。

    还有研究者认为,在高温条件下大量H2S的产生,硫酸盐热化学还原增加了溶液的PH值,这就提高了金作为二硫化物混合物形式的溶解度。这种液体可迁移大量的金。如果通过喷口进人海水,将形成富金矿床(张立新等,2008)。

                                                       五、富金火山成因块状硫化物(VMS)金矿床

    定义:

    指赋存于海相火山岩系中的,通过海底热液喷流作用(黑烟囱活动)形成的,含有Au、黄铁矿等金属的一类矿床。

    特征:

    据加拿大附近火山成因块状硫化物矿床(商木元等,1997),总结如下特征:

    (1)相对金而言,矿床中有色金属含量低(这是指对每百万分之一的金,有色金属总量小于百分之一)

    (2)金局限在浸染状、脉状矿石里,帮份层状的块状硫化物能达到金矿品位。

    (3)硫化物矿石常含有较复杂的次要及微量矿物组合,如硫碲铋矿、毒砂、碲化物及其它高硫矿物,有的具有AgAsSbHg等热液元素组合。

    (4)矿体通常伴随有绢云母化及硅化蚀变带,有时被含铝矿物及酸蚀变带所包国。高镁及富锰铁蚀变矿物可能是海底热液蚀变的标志,丰富的碳酸盐可能是沸腾的标志。

    (5)矿床通常与有色金属矿床一起产出,并具有相似地质特征,它们在矿区或矿床范围内为层控。通常产于长英质火山岩与铁镁质或碎屑沉积岩之间的接触带上或附近。

    成矿模式:

    伊比利亚黄铁矿带中两种块状硫化物类型的示意图(按其金的地球化学

    )

    图解概括了两种金的共生组合的相对就位时序(张立生,1999

    伊比利亚黄铁矿带西班牙部分火山成因硫化物矿床金矿化可分两种类型:

     (1)早期的块状硫化物丘底网脉型(称塔尔西斯一索铁尔一米戈拉斯型)。分布在南部的沉积岩发育区。金赋存在古金很高(Au>75)的银金矿中。与CO±Bi一起富集在块状硫化物丘底及其下的网脉中。认为金是在高温(300)条件下,以氯化物络旨物形式搬运的;

    (2)晚期的多金属(Zn±Ag±As±T1±Hg)(称里奥廷托一阿斯纳科利亚尔一萨尔萨型)。分布在北部的火山岩发育区。金含在富AgHg(Ag61%,Hg达到39.5%)的银金矿和/或含金毒砂(平均含Au28O×10-5)中。金是在低温(<280)条件下,以二硫化物络合物[Au(HS) 2-]形式搬运的(张立生,1999)。

           六、造山带型金矿

    定义:

    造山型金矿是指产于挤压环境中的不同时代的脉型金矿床系列,包括以前所说的脉型金矿、中温或中深金矿、前寒武纪金矿、浊积岩中的脉型金矿、板岩带中的脉型金矿、绿岩带中的金矿和剪切带中的金矿等。该类金矿也被称之为脉型金矿,包括网脉、矿化围岩和剪切带中的矿脉。

    特征:

    1)造山型金矿床形成于汇聚板块边缘以挤压和转换为主的增生地体中,伴随着俯冲和碰撞造山运动。

    2)造山型金矿床在空间上严格受构造系统的控制,且金矿的分布格局和矿体的定位及矿体的空间组合样式与造山作用有关。还有不同级序构造对矿带、矿田和矿床的多级控制。

    3)矿石金属矿物为低硫型,其硫(砷)化物含量在3~5%之间,毒砂是变质沉积围岩中的最主要硫化物;黄铁矿和雌黄铁矿是变质火山岩中最主要的硫化物。

    4)造山型金矿床一般产在变质程度较低的低绿片岩相地体中,典型围岩蚀变类型为碳酸盐化、绢云母化、硫化类、矽卡岩组合。

    5)造山型金矿床银含量较高,Au/Ag比值平均值为1~10,并伴有WMoTe等的富集。CuPbZnHg等弱富集或不富集,在此类矿床地壳连续模式的低温区域,AsSbHg的富集程度增强。

    6)成矿流体为低盐度的、近中性的富CO2流体。其δ13C的值为-4.47~-6.62,δ18O的值为8.32~8.70,成矿流体具有明显的不混容特征。

    7)成矿流体以变质流体为主,金元素和矿化剂硫最有可能来自沉积地层内.

    8)金发生高效沉淀的关键因素是流体压力骤降,而不是流体温度降低.

    9)造山型金矿床的时空分布规律与超大陆拼合过程有关(1-6据课件,7-9据邱正杰等,2015)。


    成矿模式:

    地壳连续成矿模式及地壳连续成矿模式和变质脱流体模式温度-时间曲线图

    (据a,Groves, 1993; Groves e ta l., 1998;b,Phillipsetal.2009; 邱正杰等,2015

    地壳连续成矿模式Groves(1993)总结并完善的地壳连续成矿模式是描述造山型金矿床在地壳内垂向分布规律的重要理论,该模式认为从次绿片岩相到麻粒岩相不同层次地壳深度,都可以发生金的成矿作用,它打破了太古代脉状金矿床都是中温热液矿床的认识,脉状金矿床的成矿温度可以从180提高到700,成矿压力(1?5)X108Pa,浅部释放的流体与来自更深部的流体都可以形成相类似的金矿床。从地壳连续成矿模式中,可以得到这样一个推论:如果在麻粒岩相变质条件下可发生金的成矿作用,那么必然有来自更深的流体参与了成矿,若该推论正确,则绿片岩相向角闪岩相转变过程释放的流体,对麻粒岩相金矿的形成没有任何贡献。

    地壳连续成矿模式的提出很大程度上是基于对产在麻粒岩相变质地体内的Griffins Find脉状金矿床的研究成果,他们认为金成矿作用是与麻粒岩相峰期变质作用同时进行,依据是:矿化的石英脉体未发生形变,说明成矿作用不可能在峰期变质作用前形成,可能与峰期变质作用为同构造事件;观察到斜方砷铁矿-毒砂-磁黄铁矿复合颗粒结构,矿石矿物中出现斜方砷铁矿被毒砂环带包围,磁黄铁矿与毒砂接触而不与斜方砷铁矿接触的结构,指示毒砂正在交代斜方砷铁矿,而非毒砂在进变质作用过程中发生脱硫分解作用形成与之共生的磁黄铁矿和斜方砷铁矿。因此该结构的出现表明不可能是高级变质作用叠加在金的矿化作用之上,更有可能是在峰期变质作用时,与磁黄铁矿接触的斜方砷铁矿发生硫化作用,逐渐被毒砂所交代)(邱正杰等,2015

                                                                七、铁氧化物型铜-金矿床

    定义:

    Sillitoe(2003)将铁氧化物--(IOCG)型矿床定义为含有大量磁铁矿和(/)赤铁矿的矿床,并伴有黄铜矿±斑铜矿,矿产组合变化范围大,与一定的构造-岩浆环境有关。

    特征:

    (1)IOCG型矿床是一种后生矿床,其矿体形态可分为脉状、筒状、板状、层状(manto矿体)和不规则状。与其他类型矿床相比,IOCG型矿床的最大特点是广泛发育角砾岩筒矿体。例如,奥林匹克坝矿床的主矿体位于一个巨大的角砾岩筒中(Hitzmanetal.,1992)

    (2)IOCG型矿床一般出现在大陆边缘伸展带(包括弧后裂谷和造山带中的局部伸展带)及大陆裂谷带;

    (3)以发育大量氧化铁(包括磁铁矿和(/)赤铁矿)为特征,大多数矿床含有铜铁硫化物和金矿化,像基鲁纳矿床那样的端员组分可以不含铜和金;

    4)岩浆岩是成矿的一个重要条件,与成矿有关的岩体通常具有橄榄安粗岩性质,主要岩性为闪长岩、辉石闪长岩和花岗闪长岩,也有花岗岩;

    5)以破碎的火山岩或火山碎屑岩为成矿围岩时,由于其高渗透性,有利于形成大型复合性质的IOCG型矿床,当具有深穿透断裂存在时,其效果更佳,高角度或低缓角度的断层,或者剪切带,能起到构造渗透作用;

    6)围岩蚀变发育,其最基本的特点是钠化和钾化。钠化以钠长石-磷灰石-阳起石-方柱石(或钠柱石)-绿泥石-磁铁矿为特征,钾化则以钾长石-绢云母-黑云母-碳酸盐矿物为特征。在大多数矿床中,或以钠化为主,或以钾化为主,在个别矿床中这2种蚀变同时发育,而且有下部为钠化、上部为钾化的空间分布规律;

    7)在辉长闪长岩体或闪长岩体接触带,强烈发育接触热变质角岩带和接触交代岩(-钙质或钾质蚀变)带;

    8)成矿区的磁场和重力效应明显,以重力高、中等到高幅度磁异常为标志(2-8据毛景文等,2008)。

    成矿模式: 

    典型矿床(奥林匹克坝)成矿模式图


    澳大利亚奥林匹克坝矿床流体混合成矿模式图(据方维萱;2009)

    总体成矿模式图


    不同类型IOCG矿床的总体模型图(Pollard,2006;毛景文等,2008)

    总体而言,从目前的研究来看,绝大多数IOCG型矿床都与岩浆活动关系密切,非岩浆模型是岩浆成矿模型的补充,可能适用于少数矿床或某一矿床的局部现象。从岩浆分异出来的流体在运移过程中或多或少与其他来源的流体(包括盆地流体、大气降水、古建造水、变质流体或地幔流体)发生混合作用。由于许多盆地中存在蒸发岩层,上侵岩浆一旦吞噬这些膏盐层,或岩浆流体与之发生反应,则有助于形成大型高品位的贫硫富钠的IOCG型矿床。到目前为止,尚未见到变质流体形成IOCG型矿床的报道,仅限于理论推测(毛景文等,2008)。

                                                                         八、卡林型金矿

    定义:

    卡林型金矿床指产于未经区域性变质的细碎屑岩、碳酸盐岩和硅质岩中的微细浸染型中低温热液金矿床,又称为微细浸染型金矿床、渗透热()水型金矿床、沉积岩型金矿床以及化学上有利于成矿的沉积岩层中的浸染状矿床(博伊尔,1984)。该类型金矿床的贱金属含量低,具有一套中低温热液硫化物和蚀变矿物组合,形成环境以中温为主,不是典型的浅成低温热液矿床和热泉型金矿床。

    特征:

    1)围岩和构造

    卡林型金矿床的含矿围岩时代广泛,北美大盆地中卡林型金矿床含矿围岩的时代从寒武纪到早石炭世,少数矿床位于更年轻的沉积岩中,在某些矿床中,少量金矿化的围岩为火成岩。围岩一般为含有机质、碳、黄铁矿等还原物质。我国卡林型金矿床的围岩主要是含钙的砂岩、粉砂岩、泥岩和碳酸盐岩。北美西部卡林型金矿床的矿化分布受构造的强烈控制,矿化一般由受高角度正()断层控制的强烈蚀变(通道)带和其上部的层状矿化组成。在脆性岩石中,矿体可能赋存于高角度断层或其次级断裂中。在化学活动性强的岩石中,形成较大和似层状矿体。一般情况下,矿床中既有层状矿体也有受断层控制的矿体。在某些矿带中,矿化还受到褶皱构造控制。Mucur金矿床位于背斜的边缘,矿化受背斜伴生断裂的控制。褶皱顶部可以阻挡成矿流体的运动,或者成为超压成矿流体的释放点,成为矿石沉淀的地点(应汉龙,2001)。

    2)矿化

    卡林型金矿床具有呈区域分布的现象,形成成矿域,同时许多矿床大致沿着一个方向分布,形成成矿带,如卡林金矿带。金矿床规模大小不等,从不到小型矿床规模到超大型金矿床。矿化受构造控制的程度大于地层控制。许多卡林型金矿床成矿区的范围很大,但是,已有的研究没有发现具有区域规模的蚀变、金属含量比值或流体包裹体温度分带现象。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,形成三种不同的矿化类型:一种是罗伯茨山组粉砂质碳酸盐岩层中的层控交代矿体,矿体一般是层状整合的;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,矿石具浸染状构造(应汉龙,2001)。

    3)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、硫化物化和重晶石化等。蚀变的空间分布及其与金矿体的关系在不同矿床是不同的,在同一矿床内也有变化。

    去碳酸盐化是分布广泛的热液蚀变,以围岩中的方解石和白云石部分或完全淋滤为特征。去碳酸盐化相对在深部发育,而方解石脉在浅部发育。去碳酸盐化使碳酸盐岩石的孔隙度增加,对成矿起重要的作用,说明成矿前的热液是酸性的,与矿化热液在成分上是不同的。去碳酸盐化的金矿化带的边部,存在大量方解石脉。

    硅化常形成()碧玉岩,硅化可以从网、脉状交代到石英完全交代原岩(石英>95%),硅化的范围一般小于去碳酸盐化的范围,硅化形成的()碧玉岩以及与矿化的成因关系不大清楚的、与金矿化有关的碧玉岩可能分布于远离金矿体的地方。

    泥化为绢云母、蒙脱石、伊利石(一般继承原岩中泥质物)和高岭石(可能继承或由伊利石蚀变而来)。在距矿体较远的地段,泥化表现为长石绢云母化,在非热液活动中心,蒙脱石和高岭石较为发育,蚀变作用与金矿化的关系难以确定;在热液系统中心,绢云母化的强度增加,绢云母被以高岭石为主的层状硅酸盐矿物组合所代替。在某些情况下,高岭石化蚀变岩呈扁豆状分布在似碧玉岩中。

    硫化物化形成砷黄铁矿、毒砂、雄黄、雌黄和辉锑矿。高温矽卡岩化只存在于接近侵入岩的矿床中,岩浆活动早于卡林型金矿化。最常见的硫酸盐矿物为晚阶段的重晶石脉;明矾石和黄钾铁矾普遍存在,可能由风化作用形成(应汉龙,2001)。

    (4)矿石成分

    成矿前的热液作用主要使成矿作用已经存在的矿物如石英、方解石、黄铁矿和重晶石等发生重结晶和溶解。金与成矿热液期形成的砷黄铁矿、黄铁矿及毒砂紧密相关,以次显微金的形式存在。雄黄、雌黄等砷硫化物形成于成矿期较晚阶段,重晶石、辉锑矿和晚期的方解石形成于成矿期最晚阶段,形成于张开的裂隙中。在成矿期还形成含铊矿物等。在矿体氧化带中出现明矾石、黄钾铁矾以及其他氧化物,北美卡林型金矿床的氧化带深部局部超过700m。卡林型金矿床矿石中缺少碱金属硫化物,矿石的矿物分带相对不明显。在某些较大矿床中,从矿床中心向外,砷硫化物具有分带现象,从毒砂到自然砷再到雄黄(应汉龙,2001)。

    (5)元素、流体及同位素特征

    卡林型金矿床中金在矿石中的含量是未蚀变岩石的1001000倍。伴生砷、锑,常见汞、铊或银等伴生元素组合。矿石中这一元素组合的含量一般是为蚀变岩石的110倍或更高。相反,铜、铅、锌、钨、铋和碲很少超过背景值的110倍。卡林型金矿床中流体包裹体细小,一般有三种包裹体类型:(1)-气相包裹体,以液相为主;(2)-气相包裹体(以气相为主),均一化温度变化大;(3)三相包裹体。成矿前流体的盐度可以达到20wt% NaCl,成矿流体的盐度为06wt% NaCl。流体包裹体中气体主要为CO2,含微量的N2+CH4+H2S±SO2±短链烃类±Ar。矿化的似碧玉岩中流体包裹体的H2S/CO2值和O2含量比未矿化似碧玉岩高,N2/Ar值接近于38,近似于空气饱和水的比值。一些矿床的流体包裹体资料表明,卡林型金矿床矿化期间存在两种盐度和气体含量不同的流体,均一温度一般为175225,估算的压力为1×108Pa。成矿流体中水为大气降水,碳、硫主要来源于矿床围岩和以下岩石,少量可能来源于深部。矿床形成于浅-中等深度(应汉龙,2001)。

    成矿模式:

    卡林型金矿成矿模式有许多种,与岩浆有关(由于岩浆活动而产生的岩浆流体或驱动外部流体循环)、变质成因(区域变质时释放的流体成矿)和非岩浆成因(区域拉张时非岩浆流体的循环)、盆地流体成因以及综合成因等。

    根据对卡林金矿床包裹体和同位素地球化学的研究,认为卡林金矿床由深部超压流体和浅部局部大气降水流体在地壳中等深度混合形成(Kuehn等,1995),也被称为综合地质和地球化学模式(Arehart,1996)。

    该模式认为,北美西部部分卡林型金矿床形成于白垩纪。在白垩纪,西部大盆地处于挤压构造环境,沉积岩因为挤压作用而发生逆冲,可以形成区域性的低地热梯度,可以保持较低的温度和较高的压力,由于岩浆的侵入作用和区域性水压差或者二者的结合,大气降水在矿床围岩及其以下岩石中循环,从中汲取金和硫。由于岩石中有较多的有机碳,所以能使流体具有较强的还原性,使围岩中的重晶石溶解,成矿流体具有从硫酸盐中继承下来的高δ34S值,流体中较多的还原硫使金溶解和以二硫化物配合物的形式搬运金。

    一般以氯化物配合物为主要搬运形式的金属(如贱金属)没有活化。这种流体在高温下与岩石发生氧同位素交换,使流体的δ18O值升高。流体中的CO2可能由深部变质作用或矽卡岩化产生。引起这种流体向上运动的原因可能是与成矿同期的岩浆活动或构造活动以及两种作用的结合。

    流体沿背斜顶部等构造向上流动,冲破压力圈闭带,与未蚀变的含碳酸盐岩石局部所含大气降水混合,金沉淀下来。在两种流体混合前锋区,混合作用和硫化作用可能引起金的沉淀;在前锋区后面,混合和气体逸出造成的扩散氧化作用可能使金二硫化物配合物和砷不稳定,并使溶于亚稳定砷黄铁矿中的金沉淀下来。热液系统的进一步演化,使脉体-构造中发生更广泛的氧化作用,沉淀热液重晶石和石英,BaSO42-可能分别来自深部流体和大气降水。