溪沟里一条白色石英脉斜切灰黑色片岩,脉宽约 30 厘米,两侧各镶一圈浅灰绿色的细边。多数人认定石英脉就是矿,敲一块背回去。石英本身并不稀罕,要看的恰恰是那圈细边、脉里那几点钢灰色硫化物,以及脉的产状,三者叠在一起才算凑齐一套判据。
先看产状:脉要长在剪切带里才算数
热液脉型金矿的脉受构造控制,集中在韧性剪切带、断裂交汇处与褶皱转折端。围岩多为变质砂岩、片岩、千枚岩,矿脉顺片理或斜切片理充填,常成组出现,单条脉不大,一群脉共同构成矿体,脉与围岩界线清楚,边缘常见细粒石英边。
随机长在节理里、孤立出现、两侧围岩毫无变化的石英脉,含矿概率很低。本文判断:一条脉要看它是否与剪切带同向、是否有雁行排列的分支、是否在走向上突然尖灭又再现,这三点决定它是不是含矿构造;只占一点,先记下位置即可。
脉体形态也有讲究。含矿脉常呈透镜状、豆荚状,膨大处可达数米宽,收缩处只剩几厘米;这种膨胀收缩的节律与剪切带的局部张性空间对应,沿走向追索时,膨大部位就是取样重点,往往也对应品位最高的那一段。
再看脉壁:一圈厘米级的绢云母与碳酸盐晕
含矿脉的两侧有窄而清晰的蚀变边。紧贴脉壁的是绢云母与细粒石英组成的浅色边,往外是铁白云石或方解石形成的碳酸盐晕,再外是绿泥石化带。整个蚀变晕常只有数厘米至数米宽,界线呈港湾状伸入围岩,靠颜色就能圈出边界。
蚀变晕的宽度与矿化强度正相关。晕宽不足 1 厘米的脉,多半只是石英充填,没有足量热液通过;晕宽超过 1 米、碳酸盐化又明显,说明流体通量大,脉体含矿的可能性随之升高,这条经验用钢卷尺在露头上量几处就能验证。
最硬的一条在载金矿物:毒砂与黄铁矿,金藏在晶格里
这类矿石的硫化物总量很低,常只占脉体的 1%–5%,却携带了绝大部分金。金以晶格金或亚显微包裹体形式藏在黄铁矿、毒砂内部,肉眼看不到明金,只有化验才有品位,这也是它最容易被漏判的原因,取样必须切穿脉体全厚。
毒砂是最可靠的路标。它呈银白色,硬度 5.5–6,密度 5.9–6.2 克/立方厘米,锤击时散出蒜臭味,那是砷挥发的味道。脉里见到毒砂与细粒黄铁矿共生、黄铁矿又呈他形且粒度不足两毫米,就该按含金脉处理,单看黄铁矿则难以区分。
混进来的是浅成低温热液型:它长在火山岩里
浅成低温热液金矿同样由石英脉与硫化物组成,但围岩是火山岩或次火山岩,成矿深度通常不足 2 公里,温度 200–300 摄氏度。脉石里出现玉髓、冰长石、明矾石,是这套系统最稳的标志,脉体还常呈梳状构造,中心留有小晶洞。
两者的判据分得开。变质岩区、剪切带控制、碳酸盐化发育、石英呈块状乳白色,归热液脉型;火山岩区、角砾状或梳状构造、石英灰白微透明、伴明矾石,归浅成低温型。围岩性质一比,方向就定了,两者的成矿深度差着一个数量级。
关键数据
- 成矿温度 250–400 摄氏度,深度 5–15 公里。
- 流体盐度低于 10%,富二氧化碳。
- 单脉宽 0.1–5 米,走向延长数十米至千余米。
- 石英占脉体 80%–95%,硫化物仅 1%–5%。
- 金品位 3–10 克/吨,富矿段可达数十克/吨。
- 毒砂硬度 5.5–6,密度 5.9–6.2 克/立方厘米。
- 蚀变晕宽数厘米至数米,碳酸盐化可外延数十米。
边界
这套判据在高级变质区会失灵。角闪岩相至麻粒岩相条件下,绢云母与绿泥石不再稳定,蚀变边改为黑云母、石榴子石与斜长石,晕圈不再显眼;矿化也可能脱离脉体,转入围岩的浸染状硫化物中,此时需借助硫化物组合与包裹体数据。
卡林型金矿是另一个易混对象。它产在碳酸盐岩中,以浸染状黄铁矿载金,没有像样的石英脉,蚀变以去钙化与硅化为主。用找脉的思路去卡林型矿区,会一条脉也找不到,必须改看岩石的褪色带与沿层分布的似碧玉岩。
参考文献
- 翟裕生, 姚书振, 蔡克勤.《矿床学》(第三版). 地质出版社, 2011.
- Groves D I, Goldfarb R J, Gebre-Mariam M, et al. Orogenic gold deposits: a proposed classification. Ore Geology Reviews, 1998, 13: 7–27.
- Goldfarb R J, Groves D I, Gardoll S. Orogenic gold and geologic time: a global synthesis. Ore Geology Reviews, 2001, 18: 1–75.