礦床地質特徵些什麼
1. 礦床地質特徵簡述
扎村金礦床位抄於紫金山—否古襲村復背斜南傾沒端東側三組斷裂交處附近的破碎帶里。新生代偏鹼中酸性斑岩群距礦區平距約10km。
賦存在破碎帶中的金礦體，可以分成上、中、下三層礦體。
礦床的圍岩蝕變有黃鐵礦化、白雲石化、硅化、重晶石化和絹雲母化。其中，黃鐵礦化、白雲石化和硅化同金礦化關系最緊密。其中，以黃鐵礦化最甚。從宏觀上看，黃鐵礦化與金的富集呈正相關；從微觀上看，黃鐵礦是最重要的載金礦物；從這個意義上看，所謂金礦體實際上就是疊加有黃鐵礦化、白雲石化和硅化等蝕變作用的含金構造角礫岩。
礦石中，金主要呈自然金產出，其粒度極細，一般為0.1～n×10μ，屬顯微—超顯微粒金。粒徑雖小，但其形態多為片狀、粒狀、樹枝狀和不規則狀。
2. (一)礦床地質特徵
該礦床是近年來新發現的與鹼性岩有關的一個大型金礦床,其大地構造位置位於華北地台北緣,內蒙地軸與燕山沉降帶的交接部位南側的水泉溝鹼性雜岩體中段內接觸帶(見某金礦床大地構造位置圖)。區內出露的地層主要為太古宇桑乾群澗溝河組。其岩性主要為角閃斜長片麻岩,其次有斜長角閃岩、黑雲母片岩、淺粒岩等。在雜岩體接觸帶附近片麻理走向約300°,傾向北東,傾角50°~70°。距雜岩體較遠部位,小型褶皺構造比較發育,片麻理產狀變化大,走向北西或近南北,但傾向多為西—南西,傾角為43°~87°。
岩漿岩以海西期鹼性雜岩體為主,其次為燕山期鉀長花崗岩,及中酸性脈岩類,脈岩類成群、成帶分布,走向北西、北東及近東西,近南北向均有產出,但以北西向比較發育,傾向各異,傾角50°,脈岩一般長幾十米到100多米,寬0.5~2m。
礦區內控礦構造主要是斷裂構造,按其與成礦作用之間的關系分為成礦前、成礦期及成礦後斷裂。在成礦期斷裂構造中,按照礦脈之間的相互穿插關系,可分為3個階段,在每一個階段中都伴隨著一定的成礦作用,但以第二階段成礦作用最為明顯,而且其斷裂以北北東向為主,傾向北西,傾角在40°~50°之間。在北東向斷裂中普遍發育著羽狀分支斷裂,礦區內的控礦構造還具有等向距性的特點。
某金礦區域地質圖
三類礦體變化較大,有的長度達幾百米,但延深較小,有的延深較大但長度較小,多數小礦體長度及延深只有幾十米,但分布較集中,多成群成組出現。
礦體厚度變化較大,其最大厚度達36m,最小厚度僅0.12m,如果按礦段統計,礦段的最大平均厚度為10.6m,最小平均厚度為0.5m,多數礦體在1~4m之間。
礦床中礦石的礦物組成:金礦物以自然金礦物為主;此外,還普遍存在含少量金的碲化物。礦石的礦物組成比較簡單,金屬礦物以黃鐵礦為主,脈石礦物主要以石英、鉀長石為主。礦區內主要金礦石類型有黃鐵礦石英脈型、黃鐵礦化鉀長石化蝕變岩型和黃鐵礦石英鉀長石型。此外,還有多金屬硫化物、石英脈型和多金屬硫化物鉀長石化蝕變岩型等,其圍岩蝕變主要有:以鉀長石化為主的鉀化蝕變,黃鐵礦化、硅化、鉀長石化等組成的復合型蝕變。
礦床勘探工作主要由輕型山地工程、探槽、坑道和鑽孔相結合進行,其中:輕型山地工程和探槽主要是為了揭露礦脈在地表的露頭;坑道是為了控制礦體在淺部的變化,主要布置在礦區的東北角;鑽孔則控制了整個礦體的變化范圍,且按規則勘探網布置於整個礦區(見下圖)。所有勘探工程都採集了化驗分析樣品,鑒於礦體的露頭較差,地表樣品的有效率較低。因而,本次研究中只採用了坑道樣品和鑽孔樣品。
3. 礦床地質特徵
新街鉑礦位於米易縣城北10km處，賦存於新街超基性岩體底部第一堆積旋迴下部和底部及第二旋迴下部，為白馬層狀雜岩南延部位。新街岩體呈橢圓形，與萬家坡及壩頭岩體組成NW向串珠狀岩帶（圖4-27）。層狀雜岩自下而上可劃出Ⅰ～Ⅲ3個韻律層（表4-22）。含礦岩石為橄欖岩、斜長橄欖岩及斜長輝石岩。自下而上共有Ⅰa、Ⅰb、Ⅳa3個礦（體）層，呈層狀、似層狀及透鏡狀產出（圖4-28，表4-23）。礦體主要賦存於岩體Ⅰ韻律層下部和底部，厚2.19～11.9 m，平均厚5.68 m，∑Pt 本書中的∑Pt指實際測試的PGE的總含量，通常包含Pt和Pd兩個元素
表4-22 米易新街鉑礦區礦體特徵一覽表
表4-23 新街層狀雜岩韻律旋迴的劃分對比
1.礦體特徵
1）Ⅰa礦體（層）。該礦體產於新街岩體第一堆積旋迴下含礦橄欖岩帶（Ⅰσ）下部或底部。鉑礦層上部為一層橄欖岩釩鈦磁鐵礦體，其特點是該層中釩鈦磁鐵礦呈星點狀－稠密細脈或條帶，含Cr高。釩鈦磁鐵礦層與下伏輝石岩接觸帶之間的橄欖岩－斜長輝石岩中，含有較高的金屬硫化物，鉑礦體即產於該層中，是最主要的鉑礦體產出部位。含鉑岩石為斜長橄欖岩、含長橄欖岩、橄輝岩、斜長輝石岩及橄欖岩等。共有層狀、似層狀礦體3層，厚2～4m，∑Pt品位0.410～0.736g/t，平均0.568g/t。從北向南、自上而下有礦體逐漸增厚、品位增高的趨勢。
2）Ⅰb礦體（層）。該礦體產於新街超基性岩體第一堆積旋迴下含礦橄欖岩帶（Ⅰσ）上部，含礦岩石以斜長輝石岩為主，次為橄輝岩、橄欖岩及含長橄欖岩。可分為兩個礦體，礦體長200m、600m，厚0.78m、1.97m；∑Pt含量分別為0.310g/t和0.327～1.030g/t。
3）Ⅳa礦體（層）。該礦體產於新街超基性岩體第二堆積旋迴橄輝岩帶（Ⅳσ）底部，含礦岩石為斜長橄欖岩及斜長輝石岩。主要有二層礦，控制礦體長500m，礦體厚分別為0.96 m及6.74m；∑Pt品位變化於0.518～1.063g/t，礦體平均0.626g/t。
上述3個礦礦體（層）在萬家坡礦段也同樣出現，僅礦體規模及品位有所變化而已。
Cu、Ni及PGE元素主要富集於Ⅰ韻律層底部和下部，並形成有一定規模的鉑族元素礦體：富Cr的釩鈦磁鐵礦產於Ⅰ韻律層上部及Ⅱ韻律層底部橄欖岩相中，這兩種礦體常部分重合，其厚度達110m；鈦鐵礦明顯富集於Ⅲ韻律層底部。這種上部鈦鐵礦、中部含鉑族元素釩鈦磁鐵礦、下（底）部鉻銅鎳鉑族元素礦化的垂直分帶是攀西基性－超基性層狀雜岩的代表性特徵。
2.礦石類型
釩鈦磁鐵礦常有下列二個大類：一為富鉻的釩鈦磁鐵礦體；另一類為一般的釩鈦磁鐵礦體，並可細分為：鉑（族）、含鉑（族）、一般釩鈦磁鐵礦和鈦鐵礦等4種礦石類型。
1）鉑（族）礦石。以橄欖岩相為主，兼有橄輝岩和輝石岩，礦體主要分布在岩體下部，次為中部。PGE含量穩定，與金屬硫化物富集有關，並常伴含鉻釩鈦磁鐵礦，而鉑（族）礦石又可分為：①橄欖岩－輝石岩型鉑礦石，硫化物含量0.3%～2.5%、PGE多賦存於其中，少量為獨立鉑族礦物，礦石中Pt～Pd；②斜長輝石岩型鉑礦石，硫化物少（S含量＜0.1%），Pt>Pd,PGE主要分布於硅酸鹽及鐵－鈦氧化物中；③高硫疊加型銅鉑礦，主要分布於Ⅰa層上部富鈦鉻鐵橄欖岩及輝石岩中，次為Ⅰa層下部。是本區主要鉑族元素礦層，∑ Pt含量為0.5～1.0g/t，最高達1.15g/t，平均0.7g/t，厚2～5 m，最厚8 m，延長200～300 m。
2）含鉑（族）的釩鈦磁鐵礦石，分布於岩體下部橄欖岩相中，常與鉑（族）礦重疊，礦石以稀疏浸染狀為主，局部見斑雜狀和稠密浸染狀，金屬礦物以含鉻鈦鐵礦為主，共生礦物有鈦鐵礦，含鈦高鐵鉻鐵礦以及少量硫化物及鉑族礦物。礦石TFe 6.2%～33.4%、Ti O21.85%～4.7%、V2050.18%～0.3%、Cr2O30.76%～0.83%、Cu 0.08%～0.46%、Ni 0.08%～0.17%、∑Pt 0.24～0.63g/t。
3）一般釩鈦磁鐵礦石及鈦鐵礦礦石，含少量金屬硫化物、∑Pt含量小於0.002g/t。
按鉑礦石的成因，也可以分為4種礦石類型：①早期硫化物型鉑礦石：產於Ⅳa底部輝長岩、斜長輝石岩中，控制礦體總厚度達7.5m，特點是礦石中∑Pt含量高、Cu、Ni相對亦高；②晚期硫化物型鉑礦：產於Ⅰa或Ⅰb橄欖岩、斜長輝石岩中，以品位低，厚度大和延伸穩定為特徵，礦化以銅、鉑（族）為主（Cu0.1%～10.3%，∑Pt為0.1～0.4g/t）；③高硫疊加型鉑礦石：產於Ⅰa下部橄欖岩及斜長輝石岩中，受晚期玄武岩噴溢及輝綠輝長岩侵入影響，礦層蝕變和礦化均有增強，單礦體平均厚約3m，礦層總厚6～8m，∑ Pt 0.5～1.0g/t，最高1.15g/t，平均0.7g/t；④低硫高鉑型鉑礦石：產於Ⅰa具填隙狀結構的斜長輝石岩或橄欖岩中，並常伴粗偉晶斜長輝石岩產出，礦層厚2～4m，硫化物含量低，S 0.03%～0.08%,Cu 0.03%～0.05%、Ni 0.04%～0.05%、C 00.7%～0.9%，∑Pt>1g/t（Pt 0.35～1.25g/t,Pd 0.2～0.78g/t）。產出特徵類似於南非梅林斯基層，唯缺鉻鐵礦層。
按含礦母岩、礦石構造分3種礦石類型：①橄輝岩型礦石。含礦岩石為橄輝岩、含長橄欖岩等，具嵌晶包橄結構和填隙嵌晶結構；塊狀構造和浸染狀構造。礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、針鎳礦，其次有少量的硫鈷礦、硫鎳鈷礦及次生的銅藍、孔雀石等；②斜長輝石岩型礦石。含礦岩石主要為斜長輝石岩，在Ⅰa、Ⅰb及Ⅳa礦體中均有分布。礦石具嵌晶包橄結構、他形粒狀結構和填隙嵌晶結構；塊狀構造和馬尾絲構造。礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、針鎳礦，其次有少量的硫鈷礦、紅砷鎳礦及次生的斑銅礦、銅藍，孔雀石等；③橄欖岩型礦石。含礦岩石為橄欖岩及含長橄欖岩，主要分布在Ⅰa礦體。礦石具嵌晶包橄結構、細－中粒結構和填隙嵌晶結構；塊狀構造和浸染狀構造。礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、針鎳礦，其次有少量的硫鈷礦、硫鎳鈷礦、輝鈷礦、紅砷鎳礦及次生的斑銅礦、銅藍、孔雀石等。
3.礦石結構、構造
（1）礦石結構
根據礦相學研究，新街礦區的礦石存在如下主要結構類型：
1）嵌晶包橄結構。其主要出現於脈石礦物中，為橄欖石和輝石特有的結構。
2）固熔體分離結構。其是區內比較常見的礦石結構類型，主要有結狀、火焰狀及葉片狀結構，在鈦鐵礦與磁鐵礦、黃鐵礦與磁黃鐵礦等礦物粒間可見。
3）結晶結構。其主要有自形晶結構、半自形晶結構、他形晶結構及共邊結構等。黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、針鎳礦礦物粒間可見。
4）交代－溶蝕結構。由於礦物之間相互交代，蠶蝕作用比較普遍，故常形成交代－溶蝕結構，如黃銅礦交代黃鐵礦等。
（2）礦石構造
1）浸染狀構造。該構造是區內礦石中最常見的構造，金屬礦物在礦石中呈星散狀－點星狀分布，金屬礦物含量一般在1%～3%左右。
2）斑雜狀構造。金屬礦物在礦石中不均勻分布，呈斑染狀產出，金屬礦物含量5%～8%左右。
3）網脈狀構造。金屬礦物沿礦石或岩石裂隙分布，形成細脈－網脈狀－浸染狀構造，金屬礦物含量5%～10%不等。
在礦區內還可見馬尾絲構造等，但比較少見。
4.礦石物質組分
據不完全統計，礦區主要有鈦鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、針鎳礦、紫硫鎳礦，其次有少量的硫鈷礦、硫鎳鈷礦、輝鈷礦、紅砷鎳礦及次生的斑銅礦、銅藍、孔雀石等。比較常見的有黃銅礦、紫硫鎳礦、硫鈷鎳礦、硫鎳礦。主要礦物的電子探針分析結果（表4-24）顯示，所有測試礦物成分均比較純凈，除主要元素外，未見有其他成分（特別是鉑族礦物）混人。
到目前為止，已在礦石中發現有砷鉑礦、硫鋨釕礦、硫鋨礦、碲銻鈀礦和自然鉑等，從電子探針分析結果可知，鉑族礦物呈類質同象賦存於銅鎳硫化物中的可能性比較小，故推測新街礦床的鉑族元素可能以獨立鉑族礦物的形式存在。由於已發現的含鉑礦物缺乏相應資料，在此不深入討論。
表4-24 米易新街鉑礦區主要金屬礦物電子探針分析結果表（wB/%）
5.成礦期次
綜合地質、礦石和地球化學等方面的特徵，可知新街鉑礦經歷了3個成礦期（岩漿期又有2個成礦階段）。
（1）岩漿熔離成礦期
早期氧化物階段：為岩漿貫入侵位的早期結晶階段，本階段首先析出的主要是造岩礦物，最早結晶的礦物主要為橄欖石、輝石類硅酸鹽礦物，其次是磁鐵礦、鈦鐵礦等金屬氧化物相繼結晶，它們為高溫氧化條件下形成。
硫化物－鉑族元素礦化階段：在岩漿作用的中晚期，由於造岩礦物和磁鐵礦、鈦鐵礦的晶出及溫度緩慢下降，富含金屬硫化物及鉑族元素的礦漿從硅酸鹽熔漿中熔離出來，在礦區呈現了以磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦和紫硫鎳礦、硫鈷鎳礦、硫鎳礦的共生組合。該階段也是鉑族元素礦化的重要階段，形成於中高溫還原環境。
（2）岩漿後期殘余氣液成礦期
岩漿熔離成礦之後，飽含揮發分的殘余氣液中仍富含硫化物和部分鉑族元素，由於具較強的活動性和流動性，易向岩體邊部、早期成礦裂隙或近礦圍岩裂隙等相對薄弱部位遷移、充填交代富集，呈不規則的細－網脈充填，並對早期形成的鉑族元素礦化有疊加富集的作用。
（3）表生成礦期
表生成礦是原生礦體在近地表環境中，在氧化作用條件下的低溫環境中形成，對礦體有破壞改造的影響；形成的礦物有斑銅礦、銅藍、孔雀石及褐鐵礦等。
4. 礦床地質特徵0
鈉長岩亞型鈾礦床，系鈉交代作用形成的礦床，故又稱鈉交代岩型鈾礦床，它集中分布於烏克蘭、哈薩克、俄羅斯、巴西等一些國家。這類礦床於1964年首先在烏克蘭發現，後於1967年又在哈薩克發現，80年代又在俄羅斯發現。由於礦床規模較大，礦床成群成帶分布，礦石鈾品位中等，因而在鈾礦床類型中佔有重要的一席之地，成為單獨的成因類型和工業類型，引起鈾礦地質界的重視。
鈉長岩型鈾礦床，主要分布在元古宙變質岩或超變質岩發育區，成礦作用與地窪階段的構造－岩漿活化作用有著密切的時空和成因聯系。礦區的大地構造性質屬古老地盾或中間地塊的活化區，即地窪區。鈾礦床的定位，常常是受著某一方向長期活動多次活化的區域性大斷裂與另一方向的斷裂交匯處控制。鈉交代作用發育地段，岩石強烈擠壓破碎，鈉長石廣泛分布，區域伽馬場高或含鈾性明顯增高。
鈾礦化地段除強烈發育鈉長石化外，還有綠泥石化、赤鐵礦化、硅化、水雲母化、碳酸鹽化等熱液蝕變作用相伴發育。鈾礦石多以角礫狀、細脈狀構造為特徵，主要工業鈾礦物是晶質鈾礦、瀝青鈾礦、鈾石等。鈾成礦作用具有多階段、多期次、多成因、多來源、前後疊加的復成因特點，礦區在沉積－變質階段有鈾的原始富集，在鈉交代作用期間，鈾有明顯的預富集，局部甚至形成貧鈾礦化，鈉交代作用之後鈾有疊加富集，從而形成工業鈾礦體和礦床。因而鈾礦石年齡是多值的，鈾礦石年齡值與礦區構造－岩漿活化時代甚為合拍。
應當著重指出，並非所有鈉交代岩地區均有鈾礦床產出。Л.Я.施姆拉耶娃認為存在兩種類型的鈉交代岩，只是近斷裂的鈉交代岩產鈾，而深成正長岩內奧長環斑花崗岩中的鈉交代岩不產鈾礦，或含鈾性差。兩種類型鈉交代岩的特徵對比，列於表6-2中。產鈾的鈉長岩的分帶性及其礦物形成順序，列於表6-3中。成礦作用的鈾源，可能來自4種渠道：①來自圍岩原生沉積富集的鈾；②深源花崗岩化作用浸出部分鈾；③斷裂構造作用使鈾活化參與成礦；④復合成因深循環水帶入部分鈾。
我國鈉交代岩型鈾礦化，分布在雲南、青海、甘肅等地的古老變質岩區內，發現一些礦化點或小礦床。B.И.卡贊斯基（1995）和杜樂天（1996）認為，我國連山關礦床為鈉交代岩型鈾礦床。
5. 礦床地質特徵
哈達門溝金礦床及其外圍柳壩溝金礦床組成哈達門溝金礦田，區內礦體全部賦存在新太古界烏拉山群變質岩中，嚴格受構造控制，成群成帶分布。哈達門溝礦區累計查明金資源儲量43噸，平均品位4.22×10-6。礦區北部柳壩溝近年取得重大找礦進展，目前整個礦田金資源儲量累計超過100 t。北部西沙德蓋鉬礦和礦區深部鉬礦的發現為區內綜合找礦提供很好的前景。
一、礦體特徵
礦田內已發現金礦（化）脈100多條，集中分布在三個區域，哈達門溝、烏蘭不浪溝和柳壩溝。全礦區共劃分為7個脈群：哈達門溝的13號脈群、24號脈群、49號脈群、1號脈群、59號脈群，烏蘭不浪溝的113號脈群，柳壩溝的313號脈群。礦體多呈脈狀、似板狀，以近東西向走向分布為主（如哈達門溝13號脈、113號脈、22號脈、24號脈、25號脈、28號脈、59號脈等和柳壩溝313號脈、314號脈、307號脈、302號脈等），少數呈北西走向分布（如哈達門溝32、1號脈）（圖3-10）。
圖3-10 哈達門溝-柳壩溝金鉬礦田地質簡圖
礦體主要產於烏拉山群變質岩中，主要礦脈特徵如下：
1.13號金礦脈
礦脈位於礦區東部，主礦體分布於勘探線140～235勘探線間，由含金石英脈、含金鉀長化蝕變碎裂岩組成（圖版Ⅶ），石英脈呈扁透鏡狀分布，尖滅後，過渡為鉀長石化蝕變碎裂岩。相比之下石英脈在礦脈中所佔的比例小於鉀長石化蝕變碎裂岩。地表控制長度達2200 m，礦脈連續，寬度最大5m，平均寬1～2m。相比之下，礦脈中部，即110線至191線約1100 m長的區間寬度最大，並且比較穩定。向兩端礦脈變窄，寬度小於1 m。一般礦脈寬大的部位，石英脈寬度也比較大。
礦脈地表出露標高為1158～1300 m，深部坑道控制標高為578 m，目前鑽孔控制標高為166 m。礦脈垂深達1100 m，斜深超過1300 m。現有地上4個中段和地下10個中段控制礦脈。總體呈近EW走向，傾向S。實際上，礦脈呈折線狀變化，可分為兩組走向，一組呈NWW走向，為280°～293°；另一組呈EW走向，為270°。據14個中段統計，礦脈傾角為45°～65°，平均傾角57°。
在123線以西和187線以東，13號脈發生分支。西部南側支脈，為13-1號脈，規模較大，東西長617 m，產狀與123線以東相近；西部北側脈仍被稱為13號脈，走向偏NW（293°），傾角明顯變緩，達45°，石英脈發育。一陡一緩的兩條分支脈在1110 m標高上下合並成一條脈。
主脈兩側的小型分支脈比較發育，主要為石英細脈，寬1～10 cm，呈直線、折線或彎曲狀，與主脈之間呈銳角相交，約11°。
鉀長石-石英脈中普遍含圍岩角礫，一般呈稜角狀，四邊形、三角形、菱形或不規則多邊形，大小不等，大者可達幾十厘米。角礫被石英脈膠結，遭受鉀化蝕變。可見由圍岩→半破碎角礫岩帶→角礫岩帶→乳白色石英大脈的側向分帶順序。
礦化主要發育在石英脈與鉀長石化蝕變碎裂岩的復合部位。即在硅化和鉀長石化碎裂岩發育處、石英細網脈發育處或幾者的復合部位，金品位高，厚度大。單純石英脈和鉀長石化碎裂岩雖然含金，但品位低。礦脈單工程最高平均品位22.72×10-6，最低品位1.07×10-6，平均5.25×10-6～6.28×10-6。單工程礦體最大厚度9.51 m，最小僅0.25 m，礦體平均厚度1.56～2.27 m。
13-1號礦脈礦化不均勻，尖滅再現較多。品位15.88×10-6～1.26×10-6，平均5.72×10-6。單工程礦體最大厚度3.34 m，平均厚度1.16 m。
成礦後斷裂構造較發育，破壞了礦體的連續性，完整性，使礦體形態變的較為復雜，局部形成了一些無礦的 「斷空區」。
2.113號脈、14號脈、12號脈
這3條礦脈實際上為一條礦脈。113號脈位於13號脈西部的烏蘭不浪溝內，近東西向展布，地表出露全長3040米，由含金石英脈和兩側含金蝕變岩構成。礦體呈脈狀產出，形態產狀嚴格受成礦時構造形態的約束，地表自西向東礦體有膨脹收縮現象（圖版Ⅷ）。工業礦體主要分布於P23～P48勘探線間，礦脈長1100 m，礦體傾向170°～210°，平均183°，傾角43°～74°，平均60°。礦脈厚度5.85 m～0.09 m，平均2.00 m。品位0.48×10-6～18.31×10-6，平均3.54×10-6。地表最高出露標高1620 m，侵蝕基準面標高1345 m，地上7個中段，地下4個中段，最深坑道標高1185 m，最深鑽孔標高970 m。從該鑽孔見礦情況來看，深部礦體仍有富集變厚的可能。總體上，礦脈從上到下品位呈下降的趨勢，但厚度卻有所增加，鉬礦化增強。
14號脈位於113號脈以東大壩溝西側的山脊上，距大壩溝口4 km。呈脈狀產出，地表自西向東有膨脹收縮現象，並見有分支現象。該脈西接113號脈。地表出露長度為1200 m，走向近EW，傾向165°～225°，平均182°，傾角49°～76°，平均65°，全脈傾角由東向西，出現由陡變緩的特點。控制礦體長度680 m，控制斜深170 m。厚度0.36～3.90 m，平均1.32 m，品位1.25～8.18×10-6，平均3.16×10-6，西段圍岩為輝綠岩，東段的圍岩為黑雲角閃片麻岩，脈附近的圍岩具碎裂結構和糜棱岩構造。地表有兩條斷層將礦脈平移錯斷，走向斷距35～80 m。
12號脈地表出露長1000 m，礦脈總體走向近EW，但是西段礦脈受構造影響，走向逐漸轉為NW方向，以P15為界，以西礦體為北西走向，傾向210°，以東礦體為近東西走向，傾向180°，平均傾向195°。傾角49°～78°，平均65°左右。礦體呈脈狀產出，並見有分支現象，較完整連續。主要為含金石英脈和含金蝕變岩，控制工業礦體長度460 m，控制斜深204 m；厚度0.46～8.14 m，平均1.48m；品位1.30～20.00×10-6，平均5.12×10-6。
3.32號脈
礦脈位於13號脈群東北部約500 m處，礦石類型、結構構造和頂底板圍岩等方面的特徵同13號脈相同（圖版Ⅸ），包括兩層礦脈，相距100多米。下部礦脈寬大，為主礦脈，上部礦脈窄小，為平行次級脈。現在開采和控制的是下部主礦脈。地表控制長度約1500 m，主要分布在P31線至P40線之間。礦脈寬度一般1～2m。出露標高1360 m，目前最深鑽孔控制標高約1060 m，控制延深約300m。礦脈產狀變化較大，走向呈折線狀，由NW向轉為近EW向。其中，P31—P7線之間礦脈呈NW走向，P7—P8線之間礦脈呈EW走向。P8線以東礦脈則又轉為NW走向，P31線以西礦脈轉為近EW走向。相對來說NW向礦段長，EW向礦段短，所以礦脈總體走向按照NW向進行控制，總體傾向210°左右。礦脈傾角一般為31°～50°，平均45°。礦脈從地表向下傾角變為45°～50°之間。西部各中段，礦脈水平厚度0.30～2.50 m，平均水平厚度1.06～2.26 m。品位一般1.26×10-6～12.34×10-6，平均品位為2.65×10-6～4.49×10-6。其中，P31—P8線1284，1258，1212 m三個中段的礦體品位，厚度相對穩定，形成富礦體。富礦體長240～460 m，礦體平均水平厚度1.34～2.20 m，平均品位2.65×10-6～3.00×10-6。東部品位、厚度相對穩定，礦石品位最高達8.35×10-6，厚度最大2.50 m。其中，P8—P40線之間礦化比較集中，采坑及探槽最高品位8.35×10-6，最低品位1.87×10-6，平均3.97×10-6。礦體水平厚度最厚2.50 m，最薄0.90 m，平均1.55 m。總體上，礦化比較連續，受後期斷層錯動及脈岩穿插影響較小。但品位和厚度變化大。
礦區礦脈特徵見表3-8。
表3-8 哈達門溝金礦床主要礦脈基本特徵
續表
二、礦石組成、結構和構造
哈達門溝金礦區礦石類型可分為含金石英脈型、石英-鉀長石脈型、鉀硅化蝕變岩型和黃鐵絹英岩化蝕變岩型。
含金石英脈型：以113號脈比較發育，含金石英脈呈寬大的（幾米）或窄的（幾厘米）單脈形式出現，以機械充填方式賦存於岩石裂隙中，與圍岩界線清晰，圍岩蝕變較弱，沿石英脈邊部有時發育鉀長石化，可見沿石英脈鑲 「紅邊」 現象。主要礦物組合為石英、黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、方鉛礦、自然金等。黃鐵礦呈團塊狀、星散狀、細脈狀、稀疏浸染狀分布。
含金鉀長石-石英脈型：是哈達門溝金礦區中最重要的礦化類型。鉀長石呈脈狀，在鉀長石裂隙中充填石英脈，或鉀長石脈破碎為角礫為石英脈膠結，表明鉀長石脈形成早於石英脈。鉀長石脈內發育星散狀黃鐵礦，其間穿插密集的石英細脈，沿石英細脈發育細脈浸染狀黃鐵礦，局部見團塊狀方鉛礦，石英與鉀長石脈共同構成了工業礦體。石英脈礦石細脈狀穿插主要礦物組合為鉀長石、石英、鐵白雲石、黃鐵礦、赤鐵礦、自然金等。黃鐵礦在鉀長石化蝕變帶中呈浸染狀分布，顆粒細，而在石英脈中呈稀疏浸染狀分布，顆粒較粗。
含金鉀長石化蝕變岩型：礦脈中無寬而穩定的石英單脈穿插，礦體由鉀長石化蝕變岩及充填其中的含金硫化物細脈或含金硫化物-石英細脈構成。其中仍殘存有暗色礦物，形成殘存片麻理，黃鐵礦在其中浸染狀分布，顆粒較細；主要礦物組合與含金石英-鉀長石脈型相似，唯鉀長石含量多，石英量少，黃鐵礦在其中呈浸染狀分布，顆粒細。
含金黃鐵絹英岩化蝕變岩型：主要礦物組合為石英、絹雲母、綠泥石、方解石、黃鐵礦、自然金等，黃鐵礦在其中呈稀疏浸染狀分布。
礦化類型在空間上具明顯的規律性：(1)大壩溝—哈達門溝一帶以鉀長石-石英脈型及鉀長石化蝕變岩型為主，而大壩溝以西及哈達門溝以東則以石英脈型及絹英岩化蝕變岩型為主；(2)在含礦斷裂的相對張開部位以鉀長石-石英脈型為主，相對擠壓部位則為鉀長石化蝕變岩型，其分布明顯受控於含礦斷裂的力學環境。
礦石結構包括結晶結構、交代結構、填隙結構、固溶體分離結構和壓碎結構。
結晶結構表現在黃鐵礦的半自形、部分自形結構；黃銅礦、方鉛礦的他形結構；鏡鐵礦的針狀狀、放射狀結構；黃鐵礦包裹黃銅礦，方鉛礦中含有碲鉛礦的包含結構等。交代結構包括黃鐵礦交代磁鐵礦呈現交代殘余結構，黃鐵礦被赤鐵礦交代後形成交代環邊結構或交代島狀殘余結構，交代完全時形成交代假象結構。部分赤鐵礦沿磁鐵礦內部進行交代，構成交代骸晶結構。後期磁鐵礦沿黃鐵礦的微裂隙充填交代構成裂隙充填交代結構。填隙結構表現為自然金呈他形充填於黃鐵礦，黃銅礦、方鉛礦沿黃鐵礦裂隙充填。黃鐵礦脈狀充填於磁鐵礦中。固溶體分離結構表現在閃鋅礦中有乳滴狀、米粒狀的黃銅礦固溶體。壓碎結構常出現在團塊狀分布的黃鐵礦中，黃鐵礦受到比較均勻的擠壓力時，形成大小不等不規則粒狀碎塊，呈現不等粒壓碎結構。
礦石構造以脈狀、網脈狀、浸染狀為主，此外還可見團塊狀構造、條帶狀構造、角礫狀構造、晶洞構造等。金屬礦物主要有黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦；其次是黃銅礦、方鉛礦、輝鉬礦、碲鉛礦、白鉛礦、銅藍、孔雀石等。脈石礦物以石英、長石、方解石為主，其次是綠泥石、綠簾石、絹雲母、重晶石、高嶺土、黑雲母、角閃石等。金銀礦物主要為自然金。副礦物主要為金紅石、磷灰石等。
三、圍岩蝕變
礦脈中部一般為石英脈，兩側為強鉀硅化蝕變岩，近礦圍岩蝕變以鉀長石化、硅化、綠泥石化為主，多為高嶺土化、碳酸鹽化疊加；向外逐漸過渡為綠簾石化、綠泥石化和碳酸鹽化，局部見碳酸鹽化、絹雲母化。礦體與斷裂關系密切，斷裂多形成於礦體底板附近，偶見於礦體頂板或兩側，破碎帶附近高嶺土化、綠泥石化較強，局部含斷層泥。綠泥石化、綠簾石化是分布最廣的蝕變，通常發育在破碎帶的兩側或暗色礦物較多的二長片麻岩與斜長片麻岩中，其形成很可能與暗色礦物自蝕變作用有關。作為明顯的找礦標志，鉀長石在石英-鉀長石脈中呈紅色，中粒半自形結構；鉀硅化蝕變岩中呈褐（磚）紅色，以細粒結構為主，原岩成分很難辯認，但殘存弱片麻理依稀可見，有時含有交代殘留的岩塊或黑雲母等暗色礦物。兩者野外與鏡下並沒有發現明顯的穿切關系，從成分和晶體結構上亦無明顯的區別。硅化多呈細脈狀、網脈狀及浸染狀，與之伴生的黃鐵礦顆粒細，自形程度低。硅化的石英有多種產狀，形成的時間和溫度區間跨度均較大，石英脈常穿插先成蝕變體或包裹稜角狀的鉀長石，或浸染狀分布於岩石中，多數石英形成總體上晚於鉀化。鉀硅化蝕變帶外側綠泥石、綠簾石多分布在暗色礦物附近，為角閃石、黑雲母等的蝕變產物，局部保留了礦物假象，少量為長石蝕變的產物（主要為綠簾石）。並且在周圍產出黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦等金屬礦物。絹雲母沿長石邊緣、裂隙或解理呈網狀、脈狀分布，主要交代斜長石，偶爾交代原生鉀長石；強烈時可完全變為絹雲母集合體，並保留斜長石板狀外形的假象。碳酸鹽化分布廣泛，碳酸鹽礦物呈集合體狀彌漫於蝕變岩石中或者呈細脈狀切穿原生礦物。哈達門溝金礦總體上來說可以劃分為兩個明顯的蝕變帶：近礦的鉀長石化、硅化蝕變帶，以及遠離礦體的綠泥/簾石化、絹雲母化蝕變帶，再向外過渡為未發生蝕變的岩石。
鉀長石化、硅化蝕變帶：鉀長石化、硅化蝕變岩往往與石英脈礦體直接接觸，寬度0.5 ～3米。蝕變帶的產出形式直接受大型斷裂或其分支斷裂的控制。鉀化、硅化蝕變帶內的原岩礦物已基本完全被蝕變礦物置換。蝕變形成的礦物主要有微斜長石、石英、黑雲母，同時廣泛伴生黃鐵礦。黃鐵礦在岩石中呈浸染狀分布，伴生的金多是自然金。
綠泥/簾石化、絹雲母化蝕變帶：分布在鉀化、硅化蝕變帶的外側，宏觀上表現為圍岩呈暗灰綠色。主要的蝕變礦物為綠泥石、絹雲母、石英、綠簾石，其次有方解石，金紅石，黑雲母等，保留原岩的結構特徵和殘余礦物。
兩個蝕變帶雖然在共生礦物組合、岩石的結構上差異較大，但它們在空間上都圍繞著含金石英脈體構成蝕變暈。且內部蝕變帶從不越過外部蝕變帶而與未蝕變圍岩直接接觸，因此兩種蝕變帶是同一流體遞進變質作用的結果。
本區金礦脈以紅色的鉀長石化蝕變圍岩、鉀長石化蝕變碎裂岩直接成礦為特徵，與冀北地區東坪金礦床相似，而華北克拉通北緣其他金礦床鉀長石化早且不成礦、晚期形成黃鐵絹英岩型金礦化，存在明顯的差別。導致這種差別的主要原因是含金流體性質不同，哈達門溝和東坪金礦床含金流體偏鹼性，弱氧化狀態，而其他金礦床的則偏酸性，弱還原狀態。
通過野外地質調查及鏡下觀察可以看出，礦化大致順序為，含金鉀長石脈（正長岩脈）首先沿先存裂隙貫入，隨後經受擠壓作用，鉀長石破碎，引張，粗晶黃鐵礦-石英脈貫入，接著石英脈破碎，多金屬硫化物-石英細脈又貫入早期石英大脈帶中，最後可見碳酸鹽化。本區成礦復雜，為多期成礦。綜合礦床產出的地質特徵、礦石類型、礦石組構、礦石物質組成及礦物組合特點可以劃分為四個階段：(1)鉀長石-硫化物-氧化物階段，以廣泛發育鉀長石化，鉀長石既有結晶形成的，又有交代形成的，鉀長石中黃鐵礦一般為星點狀、浸染狀，嚴重碎裂處黃鐵礦化強烈，且鉀長石發生粘土化，絹雲母化，主要礦物組合包括鉀長石、石英、赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等；(2)黃鐵礦-石英階段，石英呈煙灰色，細脈狀，將鉀長石分割成孤島狀，也有石英脈沿著鉀長石化蝕變岩或鉀長石脈中的張性斷裂或裂隙充填形成石英脈或石英-鉀長石脈，石英脈主要形成於蝕變岩中心，其中常含有變質岩或早期鉀化蝕變岩的張性角礫，說明石英脈晚於鉀長石化蝕變岩的形成；(3)石英-多金屬硫化物-（硫酸鹽）階段，石英主要呈乳白色，塊狀，脈狀穿插鉀長石，使礦脈形成紅白分明的角礫狀構造，網脈狀構造，他形黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等呈浸染狀，稠密浸染狀，有時見重晶石伴生在方鉛礦附近；(4)石英-碳酸鹽階段，以出現團塊狀和不規則脈狀方解石及自形晶石英為特徵，碳酸鹽脈常常切穿前3個成礦階段的產物，其中黃鐵礦顆粒粗大，主要呈立方體自形，晶紋發育。局部可見銅藍，孔雀石、白鉛礦和赤鐵礦等氧化礦物。
6. 礦床地質特徵
一、主要控礦構造
在內華達北部卡林金礦床被發現之後，對卡林型和類卡林型金礦形成的構造控製作用研究了30多年，但仍沒有認識全面。內華達州和猶他州的類卡林型金礦床主要分布在3個區域，即卡林地區、Battle Mountam-Eumka地區和Getchell地區。這些地區顯示了區域熱液活動與「盆嶺省」主要斷裂之間的空間關系，現代地球物理學研究已經證實這些斷層是新元古代的基底構造，它們起源於沿美國北部古陸之被動邊緣的幕式裂谷作用(Shawe，1991)。Grauch等(2003)針對內華達卡林金礦帶的鉛、鍶以及磁場和重力場數據研究，揭示了該區的地殼包括前寒武紀陸殼、過渡地殼和洋殼，它們分別被北西向和北東向斷裂分割開來。依據重力和磁梯度變化，識別出卡林礦集區的一些邊界。這些邊界常常表現為深大斷裂，起源於前寒武紀羅迪尼亞超大陸裂解過程中的裂谷或轉換斷層，或是晚古生代構造事件過程中容納側向運移或增生作用的斷裂。金礦床賦存於沿上述地區發育的寒武紀—三疊紀碎屑岩和碳酸鹽岩建造中，其中以含碳鈣質粉砂岩是最佳賦礦圍岩。許多礦帶定位於易礦化岩石單元與高角度正常斷層相交切的位置(圖2-3)。Teal和Branham(1997)指出，卡林型金礦的控礦因素主要是4個方面:①古大陸邊緣地殼薄弱部位長期活動帶，主斷層發育;②地殼減薄的區域性構造背景，多次侵入和高熱流;③多期次的熱液活動;④活化的高滲透性的碳酸鹽岩圍岩。
圖2-3 卡林型金礦床地空間產出位置
越來越多的證據表明，構造對於卡林型金礦化的控製作用甚至強於地層，但構造的影響在不同的礦區有不同的表現，總體特徵可以概括為以下幾點:①高角度、北西走向斷層系統是主要的導礦構造，通常被煌斑岩和二長岩岩牆充填。如在CarlinTrend北部，南北走向的Bootstrap斷層是Bootstrap-Capstone金礦的主要控礦構造，北西向的Post斷層是Meikle和Post礦床的主要控礦構造，北西向的Castle Reef斷層是North Lantern和West Carlin礦床的主要控礦構造，等等;②高角度、北東走向斷層是次要的導礦構造，尤其是在與北西向斷層交會的部位，如Gold Quarry礦床和Meikle礦床。1993年Moore發現了Newmont的Hardie Footwall礦床，他認為北東走向地壘的直接底板對於構造流體的捕獲具有重要意義。根據他的認識，1994年在走向北北東的West Bounding斷層下盤發現了Newmont的West Leeville礦床;③原地碳酸鹽岩中寬緩到中等的背斜。一般來說，北西走向的寬緩背斜無論是對於單個礦床還是區域性流體的捕獲都具有重要意義;④高角度和層控的成礦前的坍塌角礫岩體。在Meikle、Rain等礦床都存在角礫岩化作用的實例，角礫岩化對於增強後期成礦流體的滲透性是非常必要的。在粗粒的沉積岩中礦化較好，也正是由於滲透性好的緣故。在Carlin Trend北部，礦化集中於碳酸鹽岩相由塊狀含化石灰岩向微晶灰岩和粉砂質灰岩過渡的部位。如Lower Betze和Deep Post礦床的高品位礦化出現在下Popovich組的碎屑流相沉積岩中。在Goldbug-Rodeo礦床，高品位礦化出現在碎屑支撐的垮塌角礫岩帶，在Barrel礦床也存在類似情況。
二、賦礦圍岩特徵
Carlin Trend中的金礦床賦礦圍岩主要有3種組合類型:①原地的大陸架碳酸鹽岩及碎屑岩層序(東部);②外來的主要是硅質碎屑岩層序(西部);③密西西比紀晚期的超覆層序(在Rain地區也容礦)。礦體主要出現在原地地層層序中，並且大部分出現在上部四五百米的范圍內。主要的含礦地層包括:①羅伯茨(Roberts)山組中含有穿層的薄的生物碎屑流和具有不規則纖細紋層的粉砂質灰岩，由於滲透性較好而有助於含金流體的流通，產於其中的金礦床有Carlin、Betze、West Leeville、Screamer、Pete、DeepPos、Goldbug-Rodeo和Mike等;②Popovich組中的微晶灰岩、粉砂質灰岩及含化石灰岩，也由於滲透性好而有助於成礦，該組在Betze-Post、Genesis-BlueStar、Gold Quarry、Meikle、Goldbug-Rodeo、Deep Star、Capstone-Bootstrap和DeeStorm等礦區含礦;③RodeoCreek單元中的粉砂質粘土相有利於大型金礦的形成，如GoldQuarry金礦和PostOxide金礦，而基底硅質泥岩由於滲透性差則不利於成礦;④Vinini組中主要產出一些小的高角度構造控制的金礦床，如Captone、BigSix、Fence和AntimonyHill等礦床。Rain地區的金礦化主要出現在Webb組與泥盆系下部DevilsGate灰岩之間角礫岩化接觸帶中。
總體來看，以白雲質灰岩、白雲質粉砂岩的含礦性最好，泥質白雲岩、鈣質頁岩和粉砂岩等岩性相近的岩石次之。上述岩石在去鈣作用後常能提高有效孔隙率和增加滲透性，有利於成礦熱液的流通。如果含碳質則更有利於吸附富集金。另外，少數礦床產在非碳酸鹽岩的硅質碎屑岩和變質火山岩中，個別礦床還可能產在長英質侵入體內。在同類岩石中，薄層狀者比厚層緻密塊狀者含礦性高得多，尤其是遭受角礫岩化的薄層狀岩石，滲透性很強，有利於成礦。粘土礦物對金有一定的吸附作用，而固結的粘土岩雖然孔隙度高，但有效孔隙率卻很低即滲透性差，所以純的固結粘土岩中無礦。但是，當粘土呈薄層狀且與粉砂質或白雲質灰岩等相間分布，在一定條件下薄層粘土中可富集金，即金與高嶺石、水雲母或絹雲母等伴生。圍岩的層位范圍廣泛，從寒武繫到三疊系都有，但主要為奧陶系、志留系和泥盆系沉積岩層。研究表明除了碳酸鹽岩外，還有片岩、燧石岩、凝灰岩、流紋岩、安山岩和白崗岩，也可以是卡林型金礦的容礦岩石。
三、礦化特徵及圍岩蝕變
卡林型金礦的金既浸染於特定的地層層位，也產於不規則且不整合的角礫岩帶中。金礦化表現為強烈的硅化、斷層角礫發育、伴隨有中等親鐵元素，如As、Sb和Te的富集以及石英、黃鐵礦、毒砂及少量其他硫化物的沉澱和顯微金(＜5～30μm)的浸染狀產出。礦石以浸染狀、細脈浸染狀構造為主，碳酸鹽岩常遭受硅質交代。主要礦石礦物為硫化物和硫砷化物，最常見的是黃鐵礦，此外還有雄黃、雌黃、輝銻礦、毒砂和辰砂等。次要礦石礦物見少量的銅、鉛、鋅、鎢和鉬等的硫化物，但這些次要礦物與金、砷、銻、汞等卡林型礦床的特徵痕量元素並無一定的相關關系。脈石礦物有螢石、重晶石、方解石、白雲石和粘土礦物。重晶石是常見的重要脈石礦物，但它與金礦化並無直接的成因聯系，常常晚於金礦化而穿切金礦體，它的出現主要指示了金礦化系統與熱鹵水的活動有關。脈石英並不發育，它也與金礦化沒有直接的成因關系。卡林型金礦床中的常見特徵元素為砷、銻、汞、鉈等，金礦化常與這些元素的高異常有一定的相關關系。Ag-As-Au-Hg-Sb地球化學異常標志與雄黃、雌黃、辰砂、輝銻礦等礦物的普遍發育有關，顯示熱液系統中硫配合物佔有絕對優勢。在有的礦區還出現有鎢、碲、硒或銀，它們也與金礦化有一定關系。Au/Ag比值變化范圍較大，但是一般都＞1。
卡林型金礦床中的自然金絕大多數粒度極細，呈微米級和次微米級，多為次顯微不可見金(Hausen et al.，1968;Radtke，1985)。常見的金的賦存狀態有:①晶隙金，產於硫化物或硅質物(如蛋白石、石英等)的晶體裂隙中;②間隙金，產於礦石礦物及脈石礦物的間隙內;③包裹體金，包裹於黃鐵礦等硫化物的晶體內，有人認為是固溶體。在未氧化礦石中，除了上述3種賦存狀態外，還有被碳質物所吸附或結合在一起。在氧化礦石中，金常以游離狀態產出。研究表明(Bancroft，1982，1990;Renders et al.，1989)，黃鐵礦等硫化物的表面吸附是導致金在一些含雜質細粒硫化物表面以「不可見」金形式沉澱的有效途徑之一，熱液流體的pH值對金的吸附效率有主要影響。吸附在硫化物表面上的金是以Au+形式存在，沒有被還原成自然金(Cardile et al.，1993)。
在卡林型金礦床中，碳酸鹽岩分解，以脫鈣為主，有時包括白雲岩分解，是最廣泛的特徵性蝕變作用。該作用提高了岩石孔隙度和滲透性，因而增強了其後熱水流體運移(Kuehn，1989;Bakken，1990)。含鈣粉砂岩比純碳酸鹽岩的碳酸鹽分解程度高，因為碎屑沉積岩的原始滲透性較高。相反，硅化作用在切穿碳酸鹽岩的構造帶附近最強烈，因為此處的水/岩比值較大。泥質蝕變主要限於形成高嶺石、伊利石、蒙脫石和少量絹雲母，絹雲母取代了碎屑岩的硅酸鹽碎屑。富鐵主岩的硫化物化和流體的混合最易使二硫化金配合物失穩(Hofstra et al.，1991)。對於未氧化的礦石來說，其蝕變作用主要為硅化-似碧玉岩化、黃鐵礦化、雄(雌)黃化、伊利石化、黃鉀鐵礬化和明礬石化。
許多研究者描述了一個相同而具特徵性的蝕變模式(Christensen，1993;Teal et al.，1997)。不同的金礦床具有不完全相同的蝕變特點，但總體上說由遠礦圍岩到近礦圍岩具有一定的蝕變分帶性(圖2-4):
圖2-4 卡林型金礦床的圍岩蝕變特徵
1)新鮮的粉砂質灰岩:方解石+白雲石+伊利石+石英+鉀長石+黃鐵礦;
2)弱至中等脫方解石化(白雲石暈):白雲石±方解石+石英+伊利石±高嶺石+黃鐵礦±自然金;
3)強脫方解石化:白雲石+石英+伊利石±高嶺石+黃鐵礦±自然金;
4)脫碳酸鹽化:石英+高嶺石/地開石+黃鐵礦±自然金。脫碳酸鹽化作用在卡林型金礦的形成過程中起了重要作用。
四、成礦流體
流體包裹體研究顯示，卡林型金礦床內存在3種類型的包裹體:①氣液相包裹體(以液相為主)，鹽度為1%～17%;②液-氣相包裹體(以氣相為主)，鹽度小於1%，均一溫度變化較大;③三相包裹體。Arehart(1996)認為卡林型金礦床形成過程中存在有兩種流體事件。一是與晚古生代或早中生代期間油氣生成有關，而與金礦化事件無關的高鹽度流體，包裹體均一溫度為155±20℃;另一是與金礦化有關的流體事件，其均一溫度為215±30℃，從成分來看，存在富含氣體的中等鹽度流體和貧氣體的低鹽度流體。從穩定同位素來看，卡林型金礦床硫同位素變化范圍較大，其中，黃鐵礦硫同位素存在明顯的分帶現象。與金礦化有關的黃鐵礦硫同位素δ34S值域為+15～+25。大多數礦床的氫同位素值域為-140～-170，表明卡林型金礦床形成過程中大氣水起著非常重要的作用。Arehart(1996)提出卡林地區的金礦床是兩種不同流體在中等地殼深度上混合而形成的。大氣流體穿過古生代和前寒武紀基底進行物質循環，並可能從中獲得Au和S。隨著大氣流體在源岩內流動，在高溫下與岩石交換氧，結果使流體的δ18O升高，同時有不同來源的CO2加入，從而導致流體所經過的地段碳酸鹽發生溶解。穩定同位素資料表明，CO2不可能來自有機質，而是可能來自深部的變質流體，或者是與火成侵入體相伴形成的矽卡岩。
在卡林型金礦床中，圍岩蝕變與成礦物質的搬運、沉澱離不開流體的作用，實際上導致圍岩滲透性提高的角礫岩化作用也離不開流體的作用。研究表明，內華達北部卡林型礦床是由低鹽度(＜8%)、含CO2(10mol%)和H2S的流體，H2S的富集有助於硫化作用和含金黃鐵礦沉澱。富含成礦物質的流體在180～250℃、2.5～6.5km深的環境下沉澱而形成金礦床(Kuehn，1989;Hofstra et al.，1991)。至於成礦流體的成因究竟是否全部來自大氣水(Ilchik et al.，1997)，還是含有深層地殼變質流體或岩漿流體成分(Hofsta et al.，1991)，還缺乏統一認識。但越來越多的研究者相信成礦流體是高度演化的大氣水與岩漿水的混合流體。
流體作用在卡林型金礦中表現在以下幾個方面:①碳酸鹽的溶解作用。在卡林型金礦帶，沿高角度構造通道和有利層位出現的酸性熱液流體引起了成礦前的脫方解石化、岩石緻密程度的降低、孔隙度和滲透性的增強。首先是方解石(尤其是高角度流體通道及其附近圍岩中的方解石)的溶解，然後是方解石與白雲石一起溶解。②硅酸鹽的泥化。泥化蝕變與脫方解石化相伴隨，在粉砂質灰岩或鈣硅質角岩容礦的礦床中特別發育。碎屑粘土和鉀長石蝕變為蒙脫石、高嶺石、伊利石和少量絹雲母。③硅化。硅化與金礦化的關系清楚，硅化強的部位礦化也強。在Meikle礦床至少有5期硅化:Ⅰ.早成礦前期與侏羅紀侵入岩相伴的變質石英脈;Ⅱ.晚成礦前期與早期脫方解石化相伴的硅質交代;Ⅲ.主成礦期硅化，石英脈充填，伴隨有細粒黃鐵礦的沉澱;Ⅳ.成礦後的玉髓杏仁充填和膜化;Ⅴ.最後期出現在Vinin組中的分帶石英。在某些金礦床中還出現早期硅化和賤金屬的沉澱。
五、與礦化有關的岩漿岩
雖然卡林型金礦床的含礦圍岩通常為古生界沉積岩層，但金礦化在空間上毫無例外的與中-酸性中、小侵入體，以及次火山岩或火山岩的分布有關。越來越多的礦床和同位素地質證據指示了金的成礦作用與這些岩漿活動存在成因上的聯系(Ressel et al.，2006)。這些岩漿活動都晚於古生界含礦圍岩的成岩時代，從侏羅紀、白堊紀到第三紀都有發育(Bray，2007)。例如在Cortez金礦區，發育有侏羅紀的黑雲二長岩岩株、白堊紀的正長岩岩頸和漸新統的流紋岩。卡林型金礦床的成礦作用固然與岩漿活動有關，但越來越多的研究表明成礦物質主要來自圍岩，岩漿活動主要為提供成礦作用所需的熱和驅動力。當然，在一些局部並不排除岩漿活動與金礦化直接相關。
六、成岩成礦時代
美國內華達州卡林型金礦床的成礦絕對時間從最初發現至今，一直爭論不休。然而，大量現代同位素定年研究清楚地表明這些金礦床形成於43～34Ma期間(Groff et al.，1997;Hofstra et al.，1999;Cline，2001)，即第三紀後期。Radtke早在1985年就提出卡林金礦床是在第三紀時期，由高角度斷裂活動、火成岩活動和熱液活動相互配合而形成的。對硫砷鉈汞礦所做的Rb-Sr等時線年齡指示，Getchell金礦床形成於39.5Ma，Rodeo金礦床形成於39.8Ma。另外，礦化的始新世岩脈、成礦後的火山岩和表生的明礬石等也間接的限定了成礦時代。
7. 礦床的地質特徵應從哪些方面去理解
(1)岩漿富集作用：在基性岩漿中磷灰石、鉻鐵礦、榍石、金紅石及鋯英石等副礦物可首先結晶，緊接著是橄欖石及斜方輝石等硅酸鹽礦物，其他硅酸鹽礦物則結晶較晚。在很緩慢冷卻條件下，最早形成的晶體，特別是鉻鐵礦等比重大的礦物，有可能由重力作用而在岩漿內沉降下來，並因此而富集成礦床。有時岩漿流中的應力，可使尚未結晶的部分液體從已結晶的粥狀物中擠出來，而使其富集成礦床，這種作用稱為壓濾作用。
(2)接觸交代作用：這個術語是指圍岩與侵入體接觸所產生的交代作用。在這種作用過程中，由侵入體所分泌出來富含鐵鎂等溶液擴散，與碳酸鈣岩石反應而形成鈣鎂硅酸鹽和氧化物的集合體。在這種礦床形成過程中，往往大約同時形成硅卡岩，並分布於礦床周圍。
(3)熱液作用：是熱水溶液以物理化學作用方式，沿著其運動通道及運動地段所引起的岩石的蝕變作用、交代作用以及礦物在空隙中的沉澱作用，例如，絹雲母化作用、硅化作用及硫化物礦化作用等。熱水溶液，特別是重鹵水，在其中可溶解濃度很高的金屬。這種溶液通過斷裂構造向上運動過程中，可沉積銅、銀及其他礦物。
(4)升華作用：是固體受熱後揮發的作用。當冷卻時，揮發的氣體可呈晶質或非晶質而沉積，如硫的升華作用可出現於火山噴氣孔中。
(5)沉積作用和機械富集作用：層狀鹽類礦床是沉積作用的產物；硅藻土、富含鈣的石灰岩以及某些磷酸鹽岩層也是這種作用的產物。形成於地層及封閉湖盆中的鐵和錳的氧化物是由氫氧化物沉澱形成的，隨後轉變成鐵和錳的氧化物和碳酸鹽。在沉積物中，礦物的其他同生富集，例如賤金屬硫化物的沉澱也屬於沉積作用。
(6)殘積礦床：是由地表或靠近地表的圍岩或礦床中的礦物經過化學分解和機械崩解而富集形成的。其中包括紅土礦床、鋁土礦礦床、氧化錳礦床及硅酸鎳礦床等。鐵帽中非常富集的金礦石和含藍晶石變質岩風化形成的藍晶石礦床也屬於這種作用的產物。
(7)變質作用：是指岩石或礦床在溫度、壓力變化和熱液作用下，其形態的變化和礦物的重新組合。在變質作用下，在某些岩石中可形成藍晶石、硅線石、紅柱石或石榴子石等工業礦物。某些金屬礦床在變質作用下，其礦石構造也會發生變化。地殼運動可使礦體發生強烈褶皺，並使礦石構造發生變化。變質作用和地殼運動也可以是一種機械作用，靠這種作用可使沉積地層中不大富集的金屬硫化物發生活動，而且被驅趕出來使其在低溫低壓帶中富集。
8. 礦床地質特徵
秦嶺金礦所屬礦區（段）（圖2-4）：楊砦峪礦區：主要有S60、S16（盲）、S8201、S212、S213、S211、S35脈；四范溝礦區主要有201、202、203脈。金硐岔礦區：主要有S9、S50、S48、S171號脈；其中60號脈規模最大，本次主要研究預測的礦脈是60號脈，其次是50號脈。圖2–4中紅色脈為構造疊加暈研究預測礦脈〔6，21〕。
（一）60號礦脈及礦體特徵
60號礦脈為一中等傾斜單脈狀大型含金黃鐵礦石英脈。60號脈礦脈嚴格受北西西－南東東向的F5壓扭性斷裂控制。礦脈全長6600m，本次研究預測長度為3800m(1–15線)。總體走向近東西，傾向175°～215°，傾角40°～56°。厚度一般在7m左右，最厚可達20m（圖2–4）。
圖2-4 河南秦嶺金礦地質圖
在60號脈中，石英脈呈脈狀、透鏡狀和不規則狀斷續分布，在走向和傾向上都有膨縮、分支復合、尖滅再現的現象。
金礦主要賦存在石英脈中，石英脈的規模與金礦體一般成正比，但並不是所有石英脈都能形成金礦，有些地段的厚大石英脈，金含量卻很低，因石英脈是第Ⅰ階段的產物，只有第Ⅱ、Ⅲ階段疊加部位才能形成金礦。
60號脈內已探明多個礦體，石英脈中的金礦體多呈似層狀、透鏡狀、餅狀及長條狀產出。最大的主礦體沿走向最長610m，傾向最大延伸320m。礦體厚度最大6.06m，最小0.25m，多在0.4～1.5m間，厚度變化系數為62%～93%。1340～1220m中段厚度多在0.5～3.17m之間。總體產狀為走向110°左右，傾向175°～215°，傾角40°～52°。1966m中段以上，一般傾角較緩約37°，延至1220m中段有所變陡，40°～50°，平均45°。礦體主要由含金石英脈和部分礦化構造岩組成，兩者關系密切，後者多為位於含金石英脈的兩側或其延長部分，形成斷續出現的包圍圈。金品位一般在1～50g/t，其品位變化系數96%～111%。1340～1220m中段品位多在3.54～40g/t之間。
礦體的厚度與產狀有一定關系，當礦體走向為110°～140°的地段，礦體厚度相對變薄，當礦體走向為85°～95°的地段，礦體厚度相對增大。
在傾斜方向上，當傾角由陡變緩的地段，礦體厚度相對增大，反之，礦體厚度則相對變薄、尖滅或為糜棱岩所代替，直至傾角再度變緩時，再出現礦體。
（二）50號礦脈及礦體特徵
50號脈位於60號脈西部（延伸），金硐岔礦區南部，與9號脈相距600～800m，為9號脈的平行復脈。31、50號脈在同一走向構造帶上，均受壓扭性斜沖斷層所控制。50號脈東端與31號脈相交，31號脈東段為50號脈的延續。
50號脈礦脈嚴格受北西－南東向的斷裂控制。礦脈全長620m，傾向最大延伸430m。總體走向近東西，傾向197°，傾角30°。礦脈評價厚度0.8m左右，最厚可達8m。在50號脈中，石英脈呈脈狀、透鏡狀和不規則狀斷續分布，在走向和傾向上都有膨縮、尖滅再現的現象。
礦體主要由含金石英脈和部分礦化構造岩組成，兩者關系密切，後者多為位於含金石英脈的兩側或其延長部分。金品位一般在1～30g/t。
（三）礦石礦物、礦石類型及圍岩蝕變
1.礦石礦物
以黃鐵礦為主，次為黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鎢礦及微量的輝銀礦、自然金、磁黃鐵礦等。脈石礦物以石英為主，次為鐵方解石、白雲石、絹雲母等。礦石中除主要元素金之外，尚伴生有鉛、鋅、銅、鎢、硫等。
2.礦石類型
以含金黃鐵礦石英脈型和含金構造岩型為主。根據出現的礦物及其共生關系，大致可劃分為石英–黃鐵礦–自然金–黃銅礦–輝鉍礦–方鉛礦–閃鋅礦；黃鐵礦–石英–自然金–黃銅礦–輝鉍礦；黃鐵礦–石英–自然金–碲化物–輝銀礦（自然銀）–黃銅礦–方鉛礦–輝鉍礦–閃鋅礦；黃鐵礦–石英–白鎢礦–白雲母–自然金；石英–碳酸鹽–黃鐵礦；碳酸鹽–石英–黃鐵礦–自然金等6種礦物共生組合。
3.圍岩蝕變
受區域變質作用及構造變形影響，區內岩石變質變形強烈，構造較發育，並伴有多期礦化蝕變。礦區內主要蝕變類型有硅化、絹英岩化、絹雲母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化等。這些蝕變常重復疊加，形成黃鐵絹英岩化，其中硅化、絹雲母化、黃鐵礦化與成礦關系最為密切，是重要的找礦標志。
（四）成礦階段及其礦物組合〔21〕
楊砦峪和四范溝金礦床的成礦作用，同具多期次、多階段礦化疊加的特點。依據礦床中礦物共生組合、礦物生成順序及礦物標型特徵，將成礦期熱液活動按出現的時間先後劃分出四個階段。
Ⅰ.黃鐵礦–石英階段：該階段成礦熱液沿控礦斷裂以充填形式為主大量沉出二氧化硅和少量硫化物，形成乳白色石英脈體，其中含少量(1%～2%)黃鐵礦。由於成礦流體溫度高，成分主要由二氧化硅、水和揮發組分二氧化碳組成，所以金礦化較弱。黃鐵礦中含金量在（0.5～1）×10－6之間，石英中以含大量水和二氧化碳包裹體為特徵。該階段是形成含金石英脈(或礦脈)主體的重要階段，但金礦化較弱，初步構成礦脈中礦化體。石英脈體在控礦斷裂中的產出特徵、空間位置與金礦體密切相伴，因此是找金礦和礦床中礦化富集段的重要標志。
Ⅱ.石英–黃鐵礦階段：當岩漿期後熱液在第Ⅰ階段大量消耗二氧化硅和水之後，第Ⅱ階段的成礦溶液中二氧化硅含量大大降低，而鐵、硫、銅等成礦元素含量劇增。由於金具親鐵、硫的化學性質，所以成礦溶液中含有大量的金，並沿第Ⅱ階段形成的斷裂結構面、劈理面沉出，疊加在早期石英脈之上或近礦蝕變內帶。該階段形成的礦物共生組合以石英–黃鐵礦為主，其次為石英–黃銅礦–黃鐵礦、石英–磁黃鐵礦–黃鐵礦組合，呈條帶狀、不規則條帶狀疏密不一地分布於石英脈頂、底部，並與脈壁大致平行，或分布於石英脈外的蝕變帶的內側。該階段成礦溫度變化在190℃～310℃范圍，為金析出的最佳溫度。自然金主要賦存在黃鐵礦裂隙和晶粒間隙中，次為石英中，少數呈包裹體賦存在黃鐵礦晶體內或賦存在緊靠黃鐵礦的石英邊緣及黃銅礦、磁黃鐵礦中。黃鐵礦含金性普遍較高，一般在（n×10～500）×10－6之間。該成礦階段在石英–黃鐵礦礦物組合中，黃鐵礦含量高(多大於50%)，局部出現全由黃鐵礦組成，石英含量甚少。在楊砦峪60號脈和四范溝201、202、203和308等礦脈中，該成礦階段形成的條帶狀、不規則團塊狀黃鐵礦金礦石普遍發育。因此，該成礦階段是成礦期中最重要的階段。
Ⅲ.石英–多金屬硫化物階段：該階段在礦床中不太發育，只在局部地段較發育(60號脈西段上部)，多呈小團塊狀零星分布。隨著成礦岩體溫度降低，該階段熱液活動的強度和溫度比第Ⅰ階段有明顯降低的趨勢，但成礦熱液中金屬元素鉛、銅、鋅含量明顯增加，形成由方鉛礦–黃鐵礦、方鉛礦–黃銅礦–閃鋅礦–黃鐵礦、方鉛礦–黃銅礦–黃鐵礦等與石英共生組合，形成網狀構造金礦石，石英在金屬硫化物間呈雲朵狀、似角礫狀，在該階段發育地段伴有半自形、自形石英和晶簇出現。礦脈多組裂隙發育的部位，是多金屬礦化最有利的地段。自然金的成色普遍低於第Ⅱ階段，以含銀自然金和銀金礦為主，除此，還有針碲金銀礦、碲金礦、碲金銀礦等。金礦物賦存在各金屬硫化物晶粒間或裂隙中。第Ⅲ階段疊加部位往往是富礦體所在地段。
Ⅳ.石英–碳酸鹽階段：該階段是成礦熱液活動的最後一個階段。熱液成分主要以二氧化硅、碳酸根和水為主，成礦元素相對濃度低，在成礦過程中主要沉出石英和碳酸鹽礦物(方解石、白雲石、鐵白雲石)，而黃鐵礦沉出甚少，金礦化微弱。該階段多發育在石英脈頂底板圍岩中，呈細脈(1～5cm厚)及網脈狀切穿圍岩，少數呈小團塊狀零星分布石英脈邊部。
綜上所述，成礦期從早到晚熱液活動及金礦化的強度，呈現出由弱→強→次強→微弱的演化趨勢。
（五）60號脈金礦化的空間變化規律〔21〕
l.60號脈金礦化沿礦脈走向的變化特點
從總體來看，在礦脈的中部，金礦化強度一般較大，礦體和富礦體比較集中，並較連續。沿礦脈走向向東、西兩端延伸，金礦化強度有逐漸減弱、礦體和富礦體間距增大、規模變小的趨勢。金礦化沿礦脈走向多以跳躍變化為特徵，變化系數大，在控礦斷裂帶中石英脈體發育的地段，金的礦化就強，在構造—糜棱岩出現和發育的地段，金的礦化就很弱，沿走向礦化呈現強—弱—高—低相間的變化特點。在礦化較弱地段，礦化濃集中心之間，礦脈中無礦間隔大(180～250m)，礦化強度中等地段，礦體之間的無礦間隔為90～150m；礦化強、富礦體集中地段，無礦間隔小，多為15～60m。金礦化沿礦脈走向由強→弱變化，與礦區主控礦斷裂(F5)產狀變化和不同地段力學性質差異有關。60號脈總體走向100°左右，變化在80°～135°之間，走向線呈舒緩波狀。當礦脈走向呈近東西(80°～100°)方向段時，則出現較強的金礦化，礦體厚大，延伸穩定，當礦脈走向轉為南東(110°～135°)方向段時，金礦化明顯變弱，礦體變小而極不規則。
2.金礦化沿傾向(垂向)上的變化特點與第二富集帶的預測
該礦脈在垂向上金礦化出現強度分帶特徵，統計表明，金礦化垂向變化具有強–弱相間的分帶性，在2100～600m標高之間，自上而下可劃出三個富集帶：上部強礦化段：礦體賦存標高在2100～1700m之間（垂深400m），此段稱之上部礦化富集段；中部弱礦化段：標高1700～1400m(（垂深300m）左右；深部次強礦化段：礦體分布在推測在標高1400～1000m之間（垂深400m），該段稱為第二個礦化富集段。由中上部→中部→下部，金礦化由強→弱→強的變化趨勢。
標高1000～600m之間為第二弱礦化段，雖已發現有礦體，但認為60號脈深部600m之下還存在第三個金礦化富集帶，會有更多金礦體。
9. 礦床地質特徵
7.1.2.1 礦體產出特徵
銀山礦床中鉛鋅、銅、金、銀、硫的儲量都分別達到大型礦床規模，礦體的空間分布與燕山期岩漿岩關系密切。按礦體形態、產狀特徵可將礦區內礦體分為三類。
（1）脈狀銅礦體、鉛鋅礦體
此類型礦體是礦區的主要工業礦體，主要受英安斑岩體外接觸帶千枚岩斷裂裂隙和片理裂隙控制，礦脈長100～200m，脈寬1～2m，礦脈延深大。在3＃岩體以北，礦脈主要產於銀山背斜北西翼，礦脈走向為近東西向，少數為北東東向，傾向南或北。3＃岩體以南，礦脈產於銀山背斜南東翼，走向以北北西為主，次為南北向及北北東向，傾向南東或北西，礦脈多延長不遠，尖滅再現現象常見。在同一礦脈中，由南向北呈現銅礦化逐漸變為鉛鋅礦化的現象。
（2）細脈浸染狀銅礦體
主要產於英安斑岩體接觸帶附近，黃銅礦呈細脈、微細脈狀產於爆破角礫岩中，常作為角礫的膠結物出現，也見少量黃銅礦產於角礫中。
（3）平緩似層狀鉛鋅礦體
規模較小，分布局限，僅見於南山區。礦體賦存於千枚質礫岩層與火山碎屑岩的接觸間隙，局部延續到火山岩中。礦體呈似層狀、不規則透鏡狀產出，由密集的細脈、小細脈和浸染狀礦石組成。礦石中以鉛為主，含少量鋅，伴有較高含量的銀。
7.1.2.2 礦石類型與礦物共生組合
礦石類型有銅礦石、鉛鋅礦石、鉛銀礦石、硫礦石以及它們的過渡類型。銅礦石又分為以砷黝銅礦、黝銅礦、硫砷銅礦為主的銅礦石和以黃銅礦為主的銅礦石，以及以黃銅礦為主伴生金的銅礦石。
礦區內主要礦物有黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、石英、菱鐵礦、方解石以及黝銅礦、砷黝銅礦、硫砷銅礦、絹雲母、綠泥石等。主要礦物組合類型有5種。
（1）黃鐵礦—黃銅礦—石英組合
該組合是礦區銅礦化帶主要共生組合之一，黃銅礦主要見於該組合中。礦石礦物以黃銅礦、黃鐵礦為主，含少量閃鋅礦、方鉛礦、砷黝銅礦、硫砷銅礦、毒砂等，脈石礦物有石英、絹雲母和少量碳酸鹽礦物。
（2）硫砷銅礦-砷黝銅礦-黝銅礦組合
該組合是礦區重要的含銅礦物組合之一，礦石礦物以硫砷銅礦、砷黝銅礦、黝銅礦、黃鐵礦為主，少量黃銅礦、閃鋅礦和毒砂，脈石礦物有石英和絹雲母等。
（3）黃鐵礦-鐵閃鋅礦-方鉛礦-毒砂組合
該組合是礦區主要的鉛鋅礦石礦物組合之一，礦石礦物以鐵閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦、毒砂為主，含少量硫銻鉛礦、脆硫銻鉛礦、車輪礦、閃鋅礦及銀黝銅礦、輝銀礦等。該組合礦石中閃鋅礦含量常多於方鉛礦。脈石礦物主要有石英、綠泥石和碳酸鹽礦物。
（4）方鉛礦-閃鋅礦-菱鐵礦-硫鹽礦物組合
該組合礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦，並見有較多的硫銻鉛礦、脆硫銻鉛礦等硫鹽礦物，還可見少量黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦。脈石礦物主要有菱鐵礦和石英。
（5）方鉛礦（含銀）-碳酸鹽-重晶石組合
該組合礦石礦物以方鉛礦為主，富銀。可見少量閃鋅礦、黃銅礦和硫鹽礦物等。銀的獨立礦物有自然銀、深紅銀礦、輝銀礦等。脈石礦物有菱鐵礦、方解石、石英、綠泥石等。
10. 成礦規律研究的基本理論———成礦專屬性
從事地質科學研究的人員對「專屬性」這一詞語應該不會陌生，恐怕首先想到的就是「岩漿岩成礦專屬性」的理論，盡管有人對此提出不同的看法，但岩漿岩與成礦之間存在某些專屬性的關系是不爭的事實。從事找礦勘查的同志不難體會到，正是由於通過研究發現了岩漿岩成礦專屬性的規律，使得尋找與岩漿活動有關的礦床的工作更具有目的性和針對性，同時效果也會更好。
現在要探討的是，在成礦學領域，是否只有岩漿岩，也就是岩漿活動才具有成礦專屬性呢?或者更深入一步，在地質學領域，是否還存在其他方面的專屬性呢?如果存在，又是怎樣表現的?不妨想像一下地質學研究的思維過程，它實際上就是一個專屬性思維的最集中體現。地質學就是一個研究、探討、建立、明確和應用專屬性的科學。地質學上如果不存在專屬性的本質現象，很多研究都將無從談起，「將今論古」也將失去其基礎。可以認為，專屬性是地質學中一種帶有普遍性的客觀事實，但並非就是說它是唯一的;事實上也正是由於地質學中所存在的專屬性是十分復雜的(不一一對應)，才導致了地質解釋的多解性和地質結論的推斷性。我們研究的目的一方面在於弄清專屬關系，另一方面在於應用專屬關系。這是成礦規律研究的基本理論支撐。為了闡明這一問題，可以從地質環境談起。
(一)地質環境
這里強調的地質環境是一個廣義的概念，它有兩個基本組成部分。
(1)在一定時空范圍內由地質作用(事件)形成的地質構造環境，它包括兩個(甚至更多個)層次。第一層次是區域大地構造環境，它由地球動力學背景所控制。例如從板塊構造這一地球動力學觀點，看一個地區特定時期的大地構造演化，它可能包括了板塊(包括洋陸板塊)的復雜開合作用(即所謂威爾遜旋迴)所形成的各種各樣的大地構造環境，如在板塊會聚帶形成俯沖帶、海溝、前陸盆地、島弧、弧後(間)盆地、邊緣海盆、陸緣弧、碰撞縫合帶及板內構造帶等空間上呈有序配置的一系列大地構造環境(葛良勝等，1996)。第二個層次是成礦區帶的地質構造和地理環境，即礦區、礦體的賦存具體背景，如控制礦(床)體的地層、構造、岩漿活動、變質作用特徵等。在討論成礦區帶的地質構造環境時，特別加入與相應地區相關的地理環境，這是基於找礦問題而提出的。大量找礦的成功經驗表明，在不同地理景觀區的找礦工作應採用有針對性找礦方法或組合。如何針對特殊地理景觀區開發出有效、快速的找礦方法、技術和組合已成為西部地質找礦工作亟須解決的首要問題之一。最新國家「十一五」科技攻關重點項目中有多項研究將此問題列為重要的課題加以支持，正是體現了這一問題的重要性。通常情況下，地理環境主要包括地形地貌特徵、植被發育狀況、類型及其覆蓋特徵、地表堆積物厚度及其屬性特徵、人類活動特徵(人口密度、構成、人類活動等等)和經濟社會環境等內容。我們說地質構造環境是成礦的空間基礎。
(2)在一定時空范圍內由地質作用(事件)形成的地球化學環境，它也包括兩個有相互影響(作用)的層面。一是地球淺部范圍內的地球化學塊區。大量的地質學研究表明，地球內部的物質組成是不均一的，地球化學區(塊、帶、省等)正是這種地球物質組成不均一性(或者稱區域性)特點的客觀反映。必須注意的是，現在所劃分的區域地球化學區(塊)實際上是在相關地區整個地質歷史過程中，不同性質和類型地質事件對於元素地球化學行為綜合作用的結果。地球化學區塊同地質構造環境(單元)一樣具有層次屬性。大部分地球化學區可能與不同級別的大地構造環境(單元)相吻合，但也可能是跨構造單元分布的，這同地質歷史上復雜的大地構造演化分不開。因為作為某大地構造演化階段形成的地質環境(單元)的實體現在可能不存在，但並不意味著組成這些實體的物質也隨之消失，而是加入到了新形成的大地構造單元之中。另一個層面是涉及地球內部的地球化學層圈。目前看來，地球內部各層圈物質組成也是不均一的(朱炳泉，1998)，有些地區差異也許還很大。就算某些地區物質組成大致相同，它們的存在狀態也可能不同，如有些是處於熔融狀態，有些則是處於固體狀態，甚至氣態或超臨界態等。具體地區殼幔地球化學結構(物質組成，特別是富集的元素和流體)及其存在狀態是影響區域成礦的重要控制因素。地球化學區塊和地球化學層圈這兩個層面是相互影響的，即殼幔相互作用。正是在殼幔相互作用中形成了地球內部物質的交換、對流、遷移和富集特徵。我們說地球化學環境是成礦的物質基礎。
地質構造環境和地球化學環境是成礦地質環境的基本內容。兩者在不同地質歷史時期中，通過一定地球動力學背景下發生的各種地質作用形成復雜耦合，最終導致了多姿多彩成礦作用的發生和礦床的形成。例如構造作用或地幔柱活動切割不同殼幔層圈，起源於不同深度條件下的岩漿活動就會在特定區域形成由這些地質作用波及范圍內各種要素控制的礦床。
(二)地質環境成礦專屬性
1.地質作用的地質環境專屬性
大地構造環境與地質作用之間密切而復雜的關系是不言而喻的。近代和現代地質學的許多基本理論和認識均是基於對這種復雜關系的研究後而得出的，盡管其側重點各不一樣。其中最為熱門的就是利用火山岩岩石-構造組合分析判定(岩石形成的)大地構造環境。按Dickinson(1971)的定義，岩石-構造組合指的是板塊邊界線或板塊內部環境中特定的岩石組合，他這里所指的主要就是岩漿岩中的火山岩岩石-構造組合。火山岩岩石-構造組合分析是恢復古板塊構造格局和演化歷史的最有效手段之一，也是研究造山帶火山作用和大地構造環境關系的基本方法。其原因就是在於在不同的大地構造環境條件下，形成的火山岩(組合或系列)具有岩漿起源和演化機制、火山岩時空分布和物質組成等方面的不同特徵。這體現了火山岩漿活動與環境之間的特定對應關系。但顯然不僅僅只有火山岩(火山作用)與環境之間才有這樣的對應關系。例如，歷史大地構造學很早就揭示出不同性質的構造環境內可能會形成相應的不同沉積物質記錄(沉積類型)，並基於這種認識開展了構造相分析(建造分析)(前蘇聯地質學者的概念)。所謂構造相(建造)分析實際上就是沉積岩岩石-構造組合分析(歐美學者的概念)。這種認識體現了沉積岩(沉積作用)與環境之間的對應關系。事實上，除火山岩、沉積岩以外，侵入岩(岩漿侵入作用，它與火山作用一起即構成岩漿作用)、構造岩(構造作用)、變質岩(變質作用)等與環境之間也具有密切對應或者叫專屬關系。
可以看出，不同類型的地質作用與發生這些作用的大地構造環境之間均存在著特定的對應關系，這些關系可以通過相關地質作用的產物作紐帶加以聯系並反演。為了更好和全面地對這種認識進行表述，我們提出了地質作用的地質構造環境專屬性的觀點。其基本含義是，不同類型的地質構造環境專屬有不同類型和特徵的地質作用，並由此形成了不盡相同的產物(組合)。其重要意義在於，可以通過系統、全面、詳細研究現有地質產物(其中主要就是各種不同類型的岩石-構造組合)去反演地質作用，進而討論相關地區的區域大地構造演化及在地質歷史時期形成的地質構造環境。由於在漫長的地質演化過程中，隨著大地構造活動機制、形成等不同，會在同一或不同地區形成各種各樣的地質環境，它們在時間上、空間上及物質上可能相互交織，從而構成了一種復雜的局面，其留下來的產物(岩石-構造組合)也相應多種多樣、錯綜復雜，隨著時空變化而變化。因此，用地質作用的地質構造環境專屬觀點指導開展區域成礦地質環境的研究要求必須從時間系列、空間系列和成因系列上釐定精細的岩石-構造組合結構。通過不同專門學科的地質研究，可以在理論上建立系統、全面而詳細的地質構造環境與地質作用及其產物間的專屬性關系，而一旦建立了這樣理論模式，就可以在實踐工作中發揮巨大作用。其在地質找礦方面的指導意義更是不容低估的。
2.成礦(作用)的地質環境專屬性
成礦作用是特殊的地質作用。最近20年來，人們對於礦床地質特徵和成礦作用的研究已經從過去僅關注相對小的范圍，如單一礦床或單一礦區(田)內的幾個礦床等向礦床組合、成礦系列、成礦系統等區域成礦的方向轉變，這直接得益於世界范圍內越來越多的超大型、巨型礦床(或礦集區)的發現和確立。這種轉變導致了人們對即使是單一礦床成礦作用的研究已不再局限於一個相對較小的地區，而是將它放到區域成礦的大背景中，即區域成礦地質環境去認識和分析。盡管很早便有許多大地構造和礦床學家注意到了金屬礦床的宏觀分布與大地構造演化之間的關系，但將區域大地構造活動同區域成礦乃至一個或一組礦床的成礦作用直接地聯系起來則是最近十餘年來的事。這方面研究成果的不斷積累，人們發現一些礦床或它們的組合可以看成是區域大地構造環境的標志(指針)，正如人們現在廣泛關注的火山岩岩石-構造組合一樣，礦床也可以在區域大地構造演化研究中發揮重要作用，也就是說，礦床(它主要由礦石組成)作為不同地質(成礦)作用的產物之一，也同形成礦床的環境有著密切的聯系，它體現了特殊的地質作用，即成礦作用與環境間的某種對應關系。是地質作用地質環境專屬性重要組成部分和表現形式之一。為了強調成礦內涵，我們還提出金屬成礦的地質環境專屬性觀點，即在特定的地質環境中會形成(專屬有)特定的金屬礦床(類型)或它們的組合、成礦元素(或它們的組合)和一些標志性的地質特徵(葛良勝，1999，2000，2001)。注意，這里指出的專屬產物可以同時出現，也可是其中的某一種或幾種。例如對金礦而言，它可能出現在幾乎所有的地質環境中，其專屬性特徵主要通過其礦床類型或它們的組合、伴生元素組合以及相應的地質特徵表現出來。至於某些環境找到了很多金礦，而別的相似環境內沒有找到更多的礦床，則是由其地球化學環境(不均一性)決定的。金屬成礦的地質環境專屬性是金屬成礦的區域性規律之一，反映的是地質環境對於金屬成礦的控製作用，而其本身又通過成礦系統、礦床系列和礦床組合等內容加以表現。筆者1996年曾總結過金礦成礦不同板塊構造環境的專屬性特徵。
金屬成礦的地質環境專屬性的提出，在理論上回答了諸如應該到什麼地方去找礦，到那些地方又應該尋找一些什麼樣或還會找到一些什麼樣的礦床等問題。顯然金屬成礦的地質環境專屬性不僅僅是一種形式上的專屬關系，其實質上是由區域大地構造作用過程中不同類型地質作用(成礦作用)等決定的，是相關地質環境內各種地質作用和圈入其中的物質組成對於成礦貢獻的綜合(包括物質、能量、時空、動力等)體現。對於成礦作用而言，由於地質環境的層次性，其成礦專屬性也具有明顯的層次性。
3.地質環境成礦專屬性與成礦規律
開展地質環境成礦專屬性研究的目的就在於查明成礦規律。基於任何地球動力學觀點出發建立的地質環境成礦專屬性均具其相應的特徵，這些特徵就是探討成礦規律的出發點。從地質環境對成礦控制的角度主要表現為地質構造環境的普遍性、地球化學環境的不均一性;從地質環境成礦專屬的角度主要表現在空間分帶性、時間演化性和時空疊加復合3個方面。以板塊構造為例，並主要從地質構造環境的角度簡單討論如下。
A.金屬成礦的地質構造環境普遍性
理論上金屬成礦在地質構造環境方面是無選擇性的，即金屬礦床可以在任何一種地構造環境中形成，即使大型、超大型礦床也是這樣。P.Laznicka(1999)、梅燕雄等(1997)對大型超大型金礦床類型及其產出環境總結分析後認為，幾乎任何地質構造環境內都可以形成大型、超大型礦床，其他金屬礦床也是一樣。然而不同地質環境中出現大型、超大型礦床的類型卻可能存在著明顯區別，即同一類型的礦床卻並不一定在所有的環境中出現，即使出現，其元素組合也不會一樣，這正是專屬性所強調的內容。認識到前一點，無疑會開闊找礦視野，而認識到後一點，則可增強找礦的針對性。
B.金屬成礦的地球化學環境不均一性
正如上述，理論上金屬成礦在地質構造環境方面是無選擇性的，但現實中在相似的地質構造環境中卻並不都能尋找出相同元素種類或規模的礦床。這一現象在金礦床中表現得差一點(這是由於金這種元素的獨特習性決定的)，但在其他元素(如銅、鎢、錫等)中表現得相當明顯，例如一些地區無論地質構造環境如何變換形成的都是某一類元素(或其組合)的礦床，即所謂某些元素的礦集區，只是礦床類型不一樣(這又表現出專屬性特徵)。這實際上就是由於金屬成礦的地球化學環境的不均一性所決定的，也就是說在金屬成礦在具有地質環境專屬性的前提下，不僅具有地質構造環境的無選擇性，還有地球化學環境的不均一性特徵。例如我國的鎢錫礦床主要集中在華南地區，而鉬礦床則主要集中在華北地區。不均一性特徵在成礦區帶的尺度上表現更為顯著。地球化學環境精細結構及不均一性研究是部署地質找礦工作、確定主攻(礦種)方向的重要前提。以前這方面的工作主要根據現有找礦成果和經驗予以判定，從理論的角度提高預見性的研究還不多，這就是為什麼一些地區找礦總有意外發現或者反過來本認為能有突破的找礦工作卻屢不見效果的重要原因。
C.空間分帶性
與板塊構造相關的諸成礦地質環境是不同板塊間相互作用的結果，這一系列的地質環境伴隨板塊活動的進行，在空間上作有序的分布;同時由於地質構造作用涉及不同的地球化學塊體和層圈，其礦床類型、成礦元素及其組合也會表現出相應的空間分帶特徵。例如，在板塊會聚邊緣，自海向陸依次形成俯沖帶縫合線構造、弧前盆地、島弧岩漿帶、弧後盆地及弧後構造岩漿帶、構造隆起帶和斷陷盆地等環境。在不同地區，受具體的板塊構造活動控制，不同類型的地質環境發育程度會有差異，但總體上空間分布規律不會改變。由於不同地質環境對金礦成礦的控製作用，因而造成了板塊構造環境成礦專屬性的空間分帶現象，依照這種分帶性可以劃分出某一地區的金礦大地構造成礦帶。事實上，這種分帶性在我國不同地區的板塊構造成礦地質背景中都有明顯的反映。空間分帶性是劃分成礦帶、成礦集中區、礦田等的基礎。
D.時間演化性
不同的板塊構造環境本質是在整個地質歷史時期內某一階段板塊演化的產物，它實際表徵的是板塊活動某一個特定階段的構造型式。一個完整的板塊運動過程可用威爾遜旋迴加以說明，它包括大陸裂谷、海底擴張、俯沖縫合和碰撞造山等幾個彼此不同又相互聯系的階段，在每一個階段都有與之相對應的不同類型的大地構造背景。因而對特定地區來說，某一時期它只能處在板塊演化的某一個階段有關地質環境中，並表現出相應成礦作用特徵。所以，在一個板塊運動旋迴中，成礦作用也將隨板塊作用的逐步發展而依次處在不同的大地構造背景中，從而呈現出時間上的演化規律。另一方面，雖然不同時期板塊構造運動對某一地區都有影響，但對金礦成礦的貢獻並不是同樣重要的，金礦成礦只與某一或某幾個地史時期內最劇烈的板塊構造運動及其相應的地質作用和成礦作用相關。也就是說，對特定地區來說，仍有相對重要的成礦期存在。
E.時空復合特徵
在漫長的地質歷史年代裡，板塊內部的地質變動、板塊之間的相互作用(如板塊的裂解和擴張、拼接和縫合、運動方向和速度的改變、大陸增生和邊緣遷移等)十分復雜，並表現出旋迴性，更重要的是這種旋迴性不是板塊運動的簡單重復，即在不同的板塊運動旋迴中，各板塊的邊界、大小、形狀、應力作用方式、時間長短、深部構造特徵、周圍環境以及板塊內部組成等都不相同。也就是說，對於特定地區而言，在整個地質歷史時期中，不可能永遠處於同一種大地構造環境，而是隨著板塊的運動而發生變化的。不同板塊運動旋迴對於同一地區而言會形成不同類型大地構造環境在一定程度的交叉、重疊，這種地質構造環境的時空復合，進而導致了地質作用和成礦事件重復和/或疊加，使相關地區內的成礦作用特徵復雜化，最終結果是造成某一地區不同地質環境所專屬的礦床都有出現，從整個地區而言，金屬元素組合可能走向趨同性，從總體上就表現為多樣性和復雜性。因此，成礦的多樣性和復雜性是成礦專屬性的集中反映。這種時空復合特徵在我國東部(古亞洲和濱太平洋大地構造域的疊加區)及西南地區(古亞洲、濱太平洋和特提斯-喜馬拉雅大地構造域疊加區)表現得極為明顯。對於成礦規律研究而言，僅僅認識到這種復雜性是遠遠不夠的，更為關鍵的是要對這種復雜性和多樣性進行解剖，從中離解出與不同地質時期和相關地質環境、地質作用相聯系的專屬性特徵來。