一、概 述

澳大利亚的维多利亚地区是世界上一个重要的金矿区，总共已生产黄金 2500t，其中 1000t 采自石英脉，1200t 采自现代砂矿，300t 采自古砂矿。该区曾有 7000 多个矿山开采金，但大部分是小矿山，产量超过 1t 的只有 168 个矿山，超过 30t 的有 12 个金矿田，其中最重要的是本迪戈 ( Bendigo) 、巴勒拉特 ( Ballarat) 和卡斯尔梅恩 ( Castlemaine) ( 图 1) 。

关于维多利亚地区金矿的成因归属众说纷纭，有人将其归为造山带型金矿，成矿时间为早古生代。也有人根据金矿化产于寒武 － 奥陶纪浊积岩中，称其为浊积岩金矿，并与穆龙套金矿相提并论，但维多利亚金矿受构造控制明显，矿化型式明显为脉状。还有人根据其成矿条件认为是 “中温热液”型金矿。尽管如此，由于其意义重大，成矿特征又十分鲜明，近年来在找矿方面取得了很大进展。本书根据国外大量的研究资料，对维多利亚地区金矿的找矿模型作一简要的综合介绍。

图 1 维多利亚金矿区金矿分布图( 引自 G. N. Phillips 等，1998)

二、地 质 特 征

1. 区域地质背景

维多利亚金矿区是塔斯曼造山带的一部分，该区的古生代岩系主要是寒武纪至泥盆纪早期的碎屑变质沉积岩，它们在泥盆纪中期塔贝拉贝拉造山运动时遭受了变形和低级变质作用。在维多利亚地区中部存在有晚泥盆世的酸性火山杂岩和过铝质的花岗岩。第三纪和第四纪的玄武岩掩覆了一些古生代的金矿床及一些较富的新生代古砂金矿。砂金矿是古生代原生金矿剥蚀的产物。

许多大型矿田，如本迪戈和巴勒拉特矿田产在泥盆纪板岩和杂砂岩地层中，原生矿床受构造控制，虽然不同矿床的构造控制特征不一样，但控制矿化的最常见构造是主逆掩断层附近的中等至陡倾的走向断层。

从区域上看，维多利亚许多重要的金矿床都位于大致 NS 向的大型构造附近。在巴勒拉特带，本迪戈矿床位于 Whitelaw 断层以西 5 ～10km 处，莫尔登矿床位于 Muckleford 断层以西 5km 处，巴勒拉特矿床也类似，在 Williamson Creek 和 Campbelltown 断层的西面，Heathcote 矿床位于 Heathcote 断裂中。再往西，斯托尔矿床靠近斯托尔断层。这些重要的构造中有一些被解释为西倾的铲状逆断层，在断层的上盘和 ( 或) 下盘都会有重要的金矿床。

墨尔本带被认为是一个 “简单的褶皱”，其东缘变形较强烈。墨尔本带最大的金矿床就位于东缘附近，它们出现在 Mt Easton 轴线正东的 Walhalla 复向斜中。Mt Easton 轴线是个重要的构造要素，它将 Walhalla 复向斜与西面墨尔本带的其余部分分隔开了。这个轴线的西面，褶皱形成在 360Ma 花岗岩侵入之前。这些褶皱呈 SN 向或 EW 向，少数含金石英脉也分别呈 SN 向或 EW 向。

就矿床来说，构造控制表现为鞍状矿脉及相关的构造都发育在背斜的枢纽带中和枢纽带附近，而向斜枢纽带通常很少发育有金矿化。

矿化事件与花岗岩的侵入、酸性和次玄武岩质的火山作用、闪长岩质的煌斑岩侵入、变形作用，以及区域变质作用有时间上的联系。在维多利亚金矿区，花岗岩是古生代岩系中最主要的侵入岩，在花岗岩中没有大型的金矿床，但是有少数金矿田 ( 包括莫尔登金矿田) 出现在 S 型和 I 型花岗岩的接触变质带中。

围岩蚀变取决于容矿岩石的成分，在变质沉积岩中蚀变有限，而在镁铁质和长英质火成岩中蚀变明显。在这些岩石中，碳酸盐、白云母和黄铁矿是分布最广泛的蚀变矿物，它们的出现说明 CO2、K和 S 增加了。砷 ( 在某些地区是锑) 富集很常见，而 Cu、Pb 和 Zn 只是局部富集，Bi、W、Mo 和 Te显示出与火成岩有密切的空间联系，但很少与金矿床有关。

维多利亚金矿区被几条 NS 向的逆掩断层分成 4 个带: 斯泰夫利 ( Stavely) 带、斯托尔( Stawell) 带、巴勒拉特 ( Ballarat) 带 ( 又称本迪戈带) 和墨尔本 ( Melbourne) 带。这几个带在地层、构造、成矿型式等方面均有所不同 ( 图 2) 。

2. 矿床地质特征

( 1) 容矿岩石

维多利亚地区金矿的含矿围岩总体来说是寒武 － 奥陶纪的浊积岩，但是具体的岩石类型却是多种多样。在巴勒拉特带，主要的含矿围岩是板岩 － 变质硬砂岩层。在墨尔本带，西部和中部的含矿围岩为粉砂岩和长英质岩墙，东部是角闪石质的闪长岩岩墙。斯托尔带的含矿围岩与巴勒拉特带相似，不同的是在寒武纪绿岩中也含有一些金矿化。

不仅在每个矿带中含矿岩石类型多样，而且在每个矿田中含矿的岩石类型变化也相当大。如在斯托尔矿田，金矿化出现在寒武 － 奥陶纪变沉积岩和寒武纪的变玄武岩中，而在马里博罗 ( Marebor-ough) 矿田，含矿围岩在西部为奥陶纪的变沉积岩和绢云母化的石英 － 长石斑岩岩墙，到东部变为闪长岩岩墙。

多利亚地区地质时代和图2 维地质作用关系图(寻

虽然维多利亚金矿区所在的 Lachlan 褶皱带 20% ～25%是由花岗岩组成的，但是金矿化很少产在花岗岩中，即使有，大多数也是产在花岗岩边缘的接触带中。

( 2) 围岩蚀变

维多利亚地区金矿的围岩蚀变不像绿岩带金矿那么重要和明显，因为矿化的围岩经常是板岩、硬砂岩或各类岩墙，蚀变不强烈，蚀变带也不宽，主要的热液蚀变有碳酸盐化、硅化、砷化、钾化和绢云母化 ( 表 1) 。通常，主要的蚀变矿物有铁白云石、白云母、黄铁矿、毒砂，绿泥石和钠长石也很常见，在某些地方还出现方解石、菱铁矿和磁铁矿。

表 1 维多利亚地区浊积岩中代表性金矿床的矿化型式和热液蚀变类型

资料来源: F. P. Bierlein 等，1998

( 3) 矿化型式和矿石组分

维多利亚地区的金矿化可以分成两大类。

一类是产在逆断层中或其附近的石英脉。根据断层和脉体走向是否与层理一致，脉型矿化又可以分为 2 种: 一种是与层理一致的高角度逆断层的膨胀形成了由纹层状石英到块状石英组成的板状矿体，矿体可厚达 1m; 另一种是在与层理不一致的非面状逆断层的膨胀地段形成的矿体，这类矿体厚可达 10m，沿走向延伸数百米 ( 图 3) 。在本迪戈 － 巴勒拉特带中的许多大型矿床都是由这一种矿体构成的。

图 3 维多利亚矿区断层中和与断层有关的含金石英脉构造形态示意图( 引自 S. F. Cox 等，1991)

另一类重要的矿化型式是鞍状矿脉，它们通常是褶皱枢纽带中与层理一致的断层及与层理不一致的断层彼此相互作用的产物。在维多利亚金矿区有简单的鞍状矿脉，但大多数是形态复杂的鞍状矿脉，形态复杂的矿脉群由鞍状矿脉及与其伴随的断层脉以及与其有关的张性脉组成，它们是褶皱期间特别是在褶皱的晚期阶段形成的。

图 4 是维多利亚金矿区 4 个典型矿床 ( 本迪戈、巴勒拉特、Tarnagulla 和 Fosterville) 的含金石英脉的矿化型式，图上还示出了矿脉与构造变形的关系。值得注意的是，在维多利亚金矿区除了脉状矿化外，在 Strathbogie 花岗岩体附近的早泥盆世角页岩化的沉积物中还有浸染型的金矿化，这种金矿化以前被忽视了。

图 4 石英 － 金矿化型式及其与构造变形的关系图( 引自 W. R. H. Ramsay 等，1998)

维多利亚地区金矿脉体的矿物成分比较简单，主要是石英、黄铁矿、毒砂、自然金，其次是磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉锑矿等 ( 表 1) 。黄铁矿 － 毒砂含量为 1% ～ 3%，局部可达10% 。强变质区 ( 例如接触变质带) 中有磁黄铁矿和斜方砷铁矿。毒砂常见，辉锑矿少见。闪锌矿、方铅矿和黄铜矿仅局部丰富，虽然在许多富矿体中略有增加。

三、矿床成因和找矿标志

1. 矿床成因

维多利亚金矿床的形成与区域变形和变质作用有密切的联系。总体来看，在志留纪区域变形的主要阶段或之后不久就出现了金矿化。金矿化一直延续到泥盆纪。同位素和大量地球化学资料表明，比较均一的成矿流体可能直接与变质作用的脱挥发分有关。金主要来自于基底的基性火山岩 ( 大洋中脊玄武岩) 和层间流体的沉积物，可能也有少量金来自于变形和变质期间的浊积石英砂岩。被流体从源岩中淋滤出的金随后沉淀在地壳上部低压的构造圈闭和化学圈闭中，形成受剪切构造、断层膨胀、张性裂隙和富炭质岩层控制的各类矿化。

S. F. Cox 等 ( 1991) 按照这种成因模式计算了形成本迪戈这样规模的金矿田所需要的源岩和流体的数量 ( 图 5) 。经计算，对本迪戈这样规模的金矿田来说，在变质作用期间通过脱挥发分反应，按照 2% ( 体积) 的失水率计算，热液流体来源需要 2500km3的流体源岩。从金的源岩中如果按 1 ×10－ 9比例提取金 ( 相当于 Au 50%左右的浸出系数) ，矿田需要 250km3的金源岩。

图 5 矿田中流体流动路线及流体源岩、金源岩和金/石英矿床之间体积关系示意图( 引自 S. F. Cox 等，1991)

2. 找矿标志

( 1) 地质找矿标志

1) 容矿岩石为变质沉积 ( 复理石) 岩系，即 “板岩带”，基性火山岩居次要地位。

2) 矿化明显受地层控制，几乎所有的矿化不是形成在寒武 － 奥陶纪浊积岩层中的富含页岩的层位，就是直接产在该层位的下面。富含页岩的浊积岩对矿化流体能起隔水屏障的作用。

3) 矿化事件与花岗岩的侵入、酸性和次玄武岩质的火山作用、闪长岩质的煌斑岩侵入、变形作用，以及区域变质作用有时间上的联系，可能与它们是同期的，金是在变形结束期前后形成的。

4) 矿化年龄，在斯特韦尔和本迪戈两个带中，通常为 441 ～ 439Ma，个别可能为 457 ～ 455Ma;而在墨尔本带中则为 380 ～370Ma。

5) 现代砂矿和古砂矿都产在原生矿附近，古砂矿呈线性分布，长达几千米至几十千米，往往被新生代玄武岩和沉积岩覆盖。

6) 含矿石英脉多产在主逆掩断层附近的中等到陡倾斜的走向断层中。石英脉聚集成长条状脉群，脉群延伸长度有时可能超过 100km。

7) 围岩蚀变取决于容矿岩石的成分，在变质沉积岩中蚀变有限，而在镁铁质和长英质火成岩中蚀变明显。

8) 镁铁质火成岩蚀变远端含碳酸盐 － 钠长石 － 斜黝帘石 － 绿泥石 － 黄铁矿，近端含碳酸盐 － 白云母 － 黄铁矿; 而长英质火成岩蚀变含白云母 － 黄铁矿。

9) 金矿化与花岗岩没有空间关系，在花岗岩中没有见到大型金矿床，但是有少数金矿田 ( 如Maldon 金矿田) 出现在 S 型和 I 型花岗岩的接触变质带中。

( 2) 地球物理找矿标志

1) 区域航空磁测和放射性测量可用来划分地层和构造。如果与矿化有关的磁铁矿遭到破坏的话，地面磁法可能也是有用的。

2) 玄武岩与周围沉积岩相比，磁化率和密度要高得多，所以区域航磁和重力数据对于确定默里盆地覆盖层下面含有矿化的玄武岩穹丘十分有用。

3) 在找矿确定靶区时，详细的航磁和重力测量可用来进行岩性填图。

4) 虽然许多矿床硫化物含量低，但是对于一些含较多硫化物的金矿床来说，电法 ( EM、IP 和AMT) 具有一定的效果，特别是测定蚀变晕。

( 3) 地球化学找矿标志

1) Cu、Pb 和 Zn 只是局部富集，有时出现小型异常。在东部的某些小金矿中，Cu、Pb 和 Zn 相对较丰富。

2) 在邻近花岗岩的矿床中可出现 Bi、W、Mo 和 Te 异常。

3) 碳酸盐岩的碳同位素负值略高，为 － 3 ～ － 10 。

4) 不同的异常元素对勘查是有用的，有些矿床是 As 和 Au，有些矿床只是 Au ( 通常有明显的黄铁矿和/或碳酸盐晕) 。

( 尤孝才)