矿床地质特征些什么
1. 矿床地质特征简述
扎村金矿床位抄于紫金山—否古袭村复背斜南倾没端东侧三组断裂交处附近的破碎带里。新生代偏碱中酸性斑岩群距矿区平距约10km。
赋存在破碎带中的金矿体，可以分成上、中、下三层矿体。
矿床的围岩蚀变有黄铁矿化、白云石化、硅化、重晶石化和绢云母化。其中，黄铁矿化、白云石化和硅化同金矿化关系最紧密。其中，以黄铁矿化最甚。从宏观上看，黄铁矿化与金的富集呈正相关；从微观上看，黄铁矿是最重要的载金矿物；从这个意义上看，所谓金矿体实际上就是叠加有黄铁矿化、白云石化和硅化等蚀变作用的含金构造角砾岩。
矿石中，金主要呈自然金产出，其粒度极细，一般为0.1～n×10μ，属显微—超显微粒金。粒径虽小，但其形态多为片状、粒状、树枝状和不规则状。
2. (一)矿床地质特征
该矿床是近年来新发现的与碱性岩有关的一个大型金矿床,其大地构造位置位于华北地台北缘,内蒙地轴与燕山沉降带的交接部位南侧的水泉沟碱性杂岩体中段内接触带(见某金矿床大地构造位置图)。区内出露的地层主要为太古宇桑干群涧沟河组。其岩性主要为角闪斜长片麻岩,其次有斜长角闪岩、黑云母片岩、浅粒岩等。在杂岩体接触带附近片麻理走向约300°,倾向北东,倾角50°~70°。距杂岩体较远部位,小型褶皱构造比较发育,片麻理产状变化大,走向北西或近南北,但倾向多为西—南西,倾角为43°~87°。
岩浆岩以海西期碱性杂岩体为主,其次为燕山期钾长花岗岩,及中酸性脉岩类,脉岩类成群、成带分布,走向北西、北东及近东西,近南北向均有产出,但以北西向比较发育,倾向各异,倾角50°,脉岩一般长几十米到100多米,宽0.5~2m。
矿区内控矿构造主要是断裂构造,按其与成矿作用之间的关系分为成矿前、成矿期及成矿后断裂。在成矿期断裂构造中,按照矿脉之间的相互穿插关系,可分为3个阶段,在每一个阶段中都伴随着一定的成矿作用,但以第二阶段成矿作用最为明显,而且其断裂以北北东向为主,倾向北西,倾角在40°~50°之间。在北东向断裂中普遍发育着羽状分支断裂,矿区内的控矿构造还具有等向距性的特点。
某金矿区域地质图
三类矿体变化较大,有的长度达几百米,但延深较小,有的延深较大但长度较小,多数小矿体长度及延深只有几十米,但分布较集中,多成群成组出现。
矿体厚度变化较大,其最大厚度达36m,最小厚度仅0.12m,如果按矿段统计,矿段的最大平均厚度为10.6m,最小平均厚度为0.5m,多数矿体在1~4m之间。
矿床中矿石的矿物组成:金矿物以自然金矿物为主;此外,还普遍存在含少量金的碲化物。矿石的矿物组成比较简单,金属矿物以黄铁矿为主,脉石矿物主要以石英、钾长石为主。矿区内主要金矿石类型有黄铁矿石英脉型、黄铁矿化钾长石化蚀变岩型和黄铁矿石英钾长石型。此外,还有多金属硫化物、石英脉型和多金属硫化物钾长石化蚀变岩型等,其围岩蚀变主要有:以钾长石化为主的钾化蚀变,黄铁矿化、硅化、钾长石化等组成的复合型蚀变。
矿床勘探工作主要由轻型山地工程、探槽、坑道和钻孔相结合进行,其中:轻型山地工程和探槽主要是为了揭露矿脉在地表的露头;坑道是为了控制矿体在浅部的变化,主要布置在矿区的东北角;钻孔则控制了整个矿体的变化范围,且按规则勘探网布置于整个矿区(见下图)。所有勘探工程都采集了化验分析样品,鉴于矿体的露头较差,地表样品的有效率较低。因而,本次研究中只采用了坑道样品和钻孔样品。
3. 矿床地质特征
新街铂矿位于米易县城北10km处，赋存于新街超基性岩体底部第一堆积旋回下部和底部及第二旋回下部，为白马层状杂岩南延部位。新街岩体呈椭圆形，与万家坡及坝头岩体组成NW向串珠状岩带（图4-27）。层状杂岩自下而上可划出Ⅰ～Ⅲ3个韵律层（表4-22）。含矿岩石为橄榄岩、斜长橄榄岩及斜长辉石岩。自下而上共有Ⅰa、Ⅰb、Ⅳa3个矿（体）层，呈层状、似层状及透镜状产出（图4-28，表4-23）。矿体主要赋存于岩体Ⅰ韵律层下部和底部，厚2.19～11.9 m，平均厚5.68 m，∑Pt
本书中的∑Pt指实际测试的PGE的总含量，通常包含Pt和Pd两个元素含量0.3～0.9g/t，最高2.1117g/t，平均0.5635g/t，矿层长3100m（P6～P37线），2000年施工两个普查钻孔，于P28线见11.8m厚的含黄铁矿、黄铜矿橄榄岩辉石岩。经系统采样分析，Pt+Pd 0.142～0.87g/t（Pt>Pd），估算资源量17.92吨。
表4-22 米易新街铂矿区矿体特征一览表
表4-23 新街层状杂岩韵律旋回的划分对比
1.矿体特征
1）Ⅰa矿体（层）。该矿体产于新街岩体第一堆积旋回下含矿橄榄岩带（Ⅰσ）下部或底部。铂矿层上部为一层橄榄岩钒钛磁铁矿体，其特点是该层中钒钛磁铁矿呈星点状－稠密细脉或条带，含Cr高。钒钛磁铁矿层与下伏辉石岩接触带之间的橄榄岩－斜长辉石岩中，含有较高的金属硫化物，铂矿体即产于该层中，是最主要的铂矿体产出部位。含铂岩石为斜长橄榄岩、含长橄榄岩、橄辉岩、斜长辉石岩及橄榄岩等。共有层状、似层状矿体3层，厚2～4m，∑Pt品位0.410～0.736g/t，平均0.568g/t。从北向南、自上而下有矿体逐渐增厚、品位增高的趋势。
2）Ⅰb矿体（层）。该矿体产于新街超基性岩体第一堆积旋回下含矿橄榄岩带（Ⅰσ）上部，含矿岩石以斜长辉石岩为主，次为橄辉岩、橄榄岩及含长橄榄岩。可分为两个矿体，矿体长200m、600m，厚0.78m、1.97m；∑Pt含量分别为0.310g/t和0.327～1.030g/t。
3）Ⅳa矿体（层）。该矿体产于新街超基性岩体第二堆积旋回橄辉岩带（Ⅳσ）底部，含矿岩石为斜长橄榄岩及斜长辉石岩。主要有二层矿，控制矿体长500m，矿体厚分别为0.96 m及6.74m；∑Pt品位变化于0.518～1.063g/t，矿体平均0.626g/t。
上述3个矿矿体（层）在万家坡矿段也同样出现，仅矿体规模及品位有所变化而已。
Cu、Ni及PGE元素主要富集于Ⅰ韵律层底部和下部，并形成有一定规模的铂族元素矿体：富Cr的钒钛磁铁矿产于Ⅰ韵律层上部及Ⅱ韵律层底部橄榄岩相中，这两种矿体常部分重合，其厚度达110m；钛铁矿明显富集于Ⅲ韵律层底部。这种上部钛铁矿、中部含铂族元素钒钛磁铁矿、下（底）部铬铜镍铂族元素矿化的垂直分带是攀西基性－超基性层状杂岩的代表性特征。
2.矿石类型
钒钛磁铁矿常有下列二个大类：一为富铬的钒钛磁铁矿体；另一类为一般的钒钛磁铁矿体，并可细分为：铂（族）、含铂（族）、一般钒钛磁铁矿和钛铁矿等4种矿石类型。
1）铂（族）矿石。以橄榄岩相为主，兼有橄辉岩和辉石岩，矿体主要分布在岩体下部，次为中部。PGE含量稳定，与金属硫化物富集有关，并常伴含铬钒钛磁铁矿，而铂（族）矿石又可分为：①橄榄岩－辉石岩型铂矿石，硫化物含量0.3%～2.5%、PGE多赋存于其中，少量为独立铂族矿物，矿石中Pt～Pd；②斜长辉石岩型铂矿石，硫化物少（S含量＜0.1%），Pt>Pd,PGE主要分布于硅酸盐及铁－钛氧化物中；③高硫叠加型铜铂矿，主要分布于Ⅰa层上部富钛铬铁橄榄岩及辉石岩中，次为Ⅰa层下部。是本区主要铂族元素矿层，∑ Pt含量为0.5～1.0g/t，最高达1.15g/t，平均0.7g/t，厚2～5 m，最厚8 m，延长200～300 m。
2）含铂（族）的钒钛磁铁矿石，分布于岩体下部橄榄岩相中，常与铂（族）矿重叠，矿石以稀疏浸染状为主，局部见斑杂状和稠密浸染状，金属矿物以含铬钛铁矿为主，共生矿物有钛铁矿，含钛高铁铬铁矿以及少量硫化物及铂族矿物。矿石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）一般钒钛磁铁矿石及钛铁矿矿石，含少量金属硫化物、∑Pt含量小于0.002g/t。
按铂矿石的成因，也可以分为4种矿石类型：①早期硫化物型铂矿石：产于Ⅳa底部辉长岩、斜长辉石岩中，控制矿体总厚度达7.5m，特点是矿石中∑Pt含量高、Cu、Ni相对亦高；②晚期硫化物型铂矿：产于Ⅰa或Ⅰb橄榄岩、斜长辉石岩中，以品位低，厚度大和延伸稳定为特征，矿化以铜、铂（族）为主（Cu0.1%～10.3%，∑Pt为0.1～0.4g/t）；③高硫叠加型铂矿石：产于Ⅰa下部橄榄岩及斜长辉石岩中，受晚期玄武岩喷溢及辉绿辉长岩侵入影响，矿层蚀变和矿化均有增强，单矿体平均厚约3m，矿层总厚6～8m，∑ Pt 0.5～1.0g/t，最高1.15g/t，平均0.7g/t；④低硫高铂型铂矿石：产于Ⅰa具填隙状结构的斜长辉石岩或橄榄岩中，并常伴粗伟晶斜长辉石岩产出，矿层厚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）。产出特征类似于南非梅林斯基层，唯缺铬铁矿层。
按含矿母岩、矿石构造分3种矿石类型：①橄辉岩型矿石。含矿岩石为橄辉岩、含长橄榄岩等，具嵌晶包橄结构和填隙嵌晶结构；块状构造和浸染状构造。矿石矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、针镍矿，其次有少量的硫钴矿、硫镍钴矿及次生的铜蓝、孔雀石等；②斜长辉石岩型矿石。含矿岩石主要为斜长辉石岩，在Ⅰa、Ⅰb及Ⅳa矿体中均有分布。矿石具嵌晶包橄结构、他形粒状结构和填隙嵌晶结构；块状构造和马尾丝构造。矿石矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、针镍矿，其次有少量的硫钴矿、红砷镍矿及次生的斑铜矿、铜蓝，孔雀石等；③橄榄岩型矿石。含矿岩石为橄榄岩及含长橄榄岩，主要分布在Ⅰa矿体。矿石具嵌晶包橄结构、细－中粒结构和填隙嵌晶结构；块状构造和浸染状构造。矿石矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、针镍矿，其次有少量的硫钴矿、硫镍钴矿、辉钴矿、红砷镍矿及次生的斑铜矿、铜蓝、孔雀石等。
3.矿石结构、构造
（1）矿石结构
根据矿相学研究，新街矿区的矿石存在如下主要结构类型：
1）嵌晶包橄结构。其主要出现于脉石矿物中，为橄榄石和辉石特有的结构。
2）固熔体分离结构。其是区内比较常见的矿石结构类型，主要有结状、火焰状及叶片状结构，在钛铁矿与磁铁矿、黄铁矿与磁黄铁矿等矿物粒间可见。
3）结晶结构。其主要有自形晶结构、半自形晶结构、他形晶结构及共边结构等。黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、针镍矿矿物粒间可见。
4）交代－溶蚀结构。由于矿物之间相互交代，蚕蚀作用比较普遍，故常形成交代－溶蚀结构，如黄铜矿交代黄铁矿等。
（2）矿石构造
1）浸染状构造。该构造是区内矿石中最常见的构造，金属矿物在矿石中呈星散状－点星状分布，金属矿物含量一般在1%～3%左右。
2）斑杂状构造。金属矿物在矿石中不均匀分布，呈斑染状产出，金属矿物含量5%～8%左右。
3）网脉状构造。金属矿物沿矿石或岩石裂隙分布，形成细脉－网脉状－浸染状构造，金属矿物含量5%～10%不等。
在矿区内还可见马尾丝构造等，但比较少见。
4.矿石物质组分
据不完全统计，矿区主要有钛铁矿、磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、针镍矿、紫硫镍矿，其次有少量的硫钴矿、硫镍钴矿、辉钴矿、红砷镍矿及次生的斑铜矿、铜蓝、孔雀石等。比较常见的有黄铜矿、紫硫镍矿、硫钴镍矿、硫镍矿。主要矿物的电子探针分析结果（表4-24）显示，所有测试矿物成分均比较纯净，除主要元素外，未见有其他成分（特别是铂族矿物）混人。
到目前为止，已在矿石中发现有砷铂矿、硫锇钌矿、硫锇矿、碲锑钯矿和自然铂等，从电子探针分析结果可知，铂族矿物呈类质同象赋存于铜镍硫化物中的可能性比较小，故推测新街矿床的铂族元素可能以独立铂族矿物的形式存在。由于已发现的含铂矿物缺乏相应资料，在此不深入讨论。
表4-24 米易新街铂矿区主要金属矿物电子探针分析结果表（wB/%）
5.成矿期次
综合地质、矿石和地球化学等方面的特征，可知新街铂矿经历了3个成矿期（岩浆期又有2个成矿阶段）。
（1）岩浆熔离成矿期
早期氧化物阶段：为岩浆贯入侵位的早期结晶阶段，本阶段首先析出的主要是造岩矿物，最早结晶的矿物主要为橄榄石、辉石类硅酸盐矿物，其次是磁铁矿、钛铁矿等金属氧化物相继结晶，它们为高温氧化条件下形成。
硫化物－铂族元素矿化阶段：在岩浆作用的中晚期，由于造岩矿物和磁铁矿、钛铁矿的晶出及温度缓慢下降，富含金属硫化物及铂族元素的矿浆从硅酸盐熔浆中熔离出来，在矿区呈现了以磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿和紫硫镍矿、硫钴镍矿、硫镍矿的共生组合。该阶段也是铂族元素矿化的重要阶段，形成于中高温还原环境。
（2）岩浆后期残余气液成矿期
岩浆熔离成矿之后，饱含挥发分的残余气液中仍富含硫化物和部分铂族元素，由于具较强的活动性和流动性，易向岩体边部、早期成矿裂隙或近矿围岩裂隙等相对薄弱部位迁移、充填交代富集，呈不规则的细－网脉充填，并对早期形成的铂族元素矿化有叠加富集的作用。
（3）表生成矿期
表生成矿是原生矿体在近地表环境中，在氧化作用条件下的低温环境中形成，对矿体有破坏改造的影响；形成的矿物有斑铜矿、铜蓝、孔雀石及褐铁矿等。
4. 矿床地质特征0
钠长岩亚型铀矿床，系钠交代作用形成的矿床，故又称钠交代岩型铀矿床，它集中分布于乌克兰、哈萨克斯坦、俄罗斯、巴西等一些国家。这类矿床于1964年首先在乌克兰发现，后于1967年又在哈萨克斯坦发现，80年代又在俄罗斯发现。由于矿床规模较大，矿床成群成带分布，矿石铀品位中等，因而在铀矿床类型中占有重要的一席之地，成为单独的成因类型和工业类型，引起铀矿地质界的重视。
钠长岩型铀矿床，主要分布在元古宙变质岩或超变质岩发育区，成矿作用与地洼阶段的构造－岩浆活化作用有着密切的时空和成因联系。矿区的大地构造性质属古老地盾或中间地块的活化区，即地洼区。铀矿床的定位，常常是受着某一方向长期活动多次活化的区域性大断裂与另一方向的断裂交汇处控制。钠交代作用发育地段，岩石强烈挤压破碎，钠长石广泛分布，区域伽马场高或含铀性明显增高。
铀矿化地段除强烈发育钠长石化外，还有绿泥石化、赤铁矿化、硅化、水云母化、碳酸盐化等热液蚀变作用相伴发育。铀矿石多以角砾状、细脉状构造为特征，主要工业铀矿物是晶质铀矿、沥青铀矿、铀石等。铀成矿作用具有多阶段、多期次、多成因、多来源、前后叠加的复成因特点，矿区在沉积－变质阶段有铀的原始富集，在钠交代作用期间，铀有明显的预富集，局部甚至形成贫铀矿化，钠交代作用之后铀有叠加富集，从而形成工业铀矿体和矿床。因而铀矿石年龄是多值的，铀矿石年龄值与矿区构造－岩浆活化时代甚为合拍。
应当着重指出，并非所有钠交代岩地区均有铀矿床产出。Л.Я.施姆拉耶娃认为存在两种类型的钠交代岩，只是近断裂的钠交代岩产铀，而深成正长岩内奥长环斑花岗岩中的钠交代岩不产铀矿，或含铀性差。两种类型钠交代岩的特征对比，列于表6-2中。产铀的钠长岩的分带性及其矿物形成顺序，列于表6-3中。成矿作用的铀源，可能来自4种渠道：①来自围岩原生沉积富集的铀；②深源花岗岩化作用浸出部分铀；③断裂构造作用使铀活化参与成矿；④复合成因深循环水带入部分铀。
我国钠交代岩型铀矿化，分布在云南、青海、甘肃等地的古老变质岩区内，发现一些矿化点或小矿床。B.И.卡赞斯基（1995）和杜乐天（1996）认为，我国连山关矿床为钠交代岩型铀矿床。
5. 矿床地质特征
哈达门沟金矿床及其外围柳坝沟金矿床组成哈达门沟金矿田，区内矿体全部赋存在新太古界乌拉山群变质岩中，严格受构造控制，成群成带分布。哈达门沟矿区累计查明金资源储量43吨，平均品位4.22×10-6。矿区北部柳坝沟近年取得重大找矿进展，目前整个矿田金资源储量累计超过100 t。北部西沙德盖钼矿和矿区深部钼矿的发现为区内综合找矿提供很好的前景。
一、矿体特征
矿田内已发现金矿（化）脉100多条，集中分布在三个区域，哈达门沟、乌兰不浪沟和柳坝沟。全矿区共划分为7个脉群：哈达门沟的13号脉群、24号脉群、49号脉群、1号脉群、59号脉群，乌兰不浪沟的113号脉群，柳坝沟的313号脉群。矿体多呈脉状、似板状，以近东西向走向分布为主（如哈达门沟13号脉、113号脉、22号脉、24号脉、25号脉、28号脉、59号脉等和柳坝沟313号脉、314号脉、307号脉、302号脉等），少数呈北西走向分布（如哈达门沟32、1号脉）（图3-10）。
图3-10 哈达门沟-柳坝沟金钼矿田地质简图
矿体主要产于乌拉山群变质岩中，主要矿脉特征如下：
1.13号金矿脉
矿脉位于矿区东部，主矿体分布于勘探线140～235勘探线间，由含金石英脉、含金钾长化蚀变碎裂岩组成（图版Ⅶ），石英脉呈扁透镜状分布，尖灭后，过渡为钾长石化蚀变碎裂岩。相比之下石英脉在矿脉中所占的比例小于钾长石化蚀变碎裂岩。地表控制长度达2200 m，矿脉连续，宽度最大5m，平均宽1～2m。相比之下，矿脉中部，即110线至191线约1100 m长的区间宽度最大，并且比较稳定。向两端矿脉变窄，宽度小于1 m。一般矿脉宽大的部位，石英脉宽度也比较大。
矿脉地表出露标高为1158～1300 m，深部坑道控制标高为578 m，目前钻孔控制标高为166 m。矿脉垂深达1100 m，斜深超过1300 m。现有地上4个中段和地下10个中段控制矿脉。总体呈近EW走向，倾向S。实际上，矿脉呈折线状变化，可分为两组走向，一组呈NWW走向，为280°～293°；另一组呈EW走向，为270°。据14个中段统计，矿脉倾角为45°～65°，平均倾角57°。
在123线以西和187线以东，13号脉发生分支。西部南侧支脉，为13-1号脉，规模较大，东西长617 m，产状与123线以东相近；西部北侧脉仍被称为13号脉，走向偏NW（293°），倾角明显变缓，达45°，石英脉发育。一陡一缓的两条分支脉在1110 m标高上下合并成一条脉。
主脉两侧的小型分支脉比较发育，主要为石英细脉，宽1～10 cm，呈直线、折线或弯曲状，与主脉之间呈锐角相交，约11°。
钾长石-石英脉中普遍含围岩角砾，一般呈棱角状，四边形、三角形、菱形或不规则多边形，大小不等，大者可达几十厘米。角砾被石英脉胶结，遭受钾化蚀变。可见由围岩→半破碎角砾岩带→角砾岩带→乳白色石英大脉的侧向分带顺序。
矿化主要发育在石英脉与钾长石化蚀变碎裂岩的复合部位。即在硅化和钾长石化碎裂岩发育处、石英细网脉发育处或几者的复合部位，金品位高，厚度大。单纯石英脉和钾长石化碎裂岩虽然含金，但品位低。矿脉单工程最高平均品位22.72×10-6，最低品位1.07×10-6，平均5.25×10-6～6.28×10-6。单工程矿体最大厚度9.51 m，最小仅0.25 m，矿体平均厚度1.56～2.27 m。
13-1号矿脉矿化不均匀，尖灭再现较多。品位15.88×10-6～1.26×10-6，平均5.72×10-6。单工程矿体最大厚度3.34 m，平均厚度1.16 m。
成矿后断裂构造较发育，破坏了矿体的连续性，完整性，使矿体形态变的较为复杂，局部形成了一些无矿的 “断空区”。
2.113号脉、14号脉、12号脉
这3条矿脉实际上为一条矿脉。113号脉位于13号脉西部的乌兰不浪沟内，近东西向展布，地表出露全长3040米，由含金石英脉和两侧含金蚀变岩构成。矿体呈脉状产出，形态产状严格受成矿时构造形态的约束，地表自西向东矿体有膨胀收缩现象（图版Ⅷ）。工业矿体主要分布于P23～P48勘探线间，矿脉长1100 m，矿体倾向170°～210°，平均183°，倾角43°～74°，平均60°。矿脉厚度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。地表最高出露标高1620 m，侵蚀基准面标高1345 m，地上7个中段，地下4个中段，最深坑道标高1185 m，最深钻孔标高970 m。从该钻孔见矿情况来看，深部矿体仍有富集变厚的可能。总体上，矿脉从上到下品位呈下降的趋势，但厚度却有所增加，钼矿化增强。
14号脉位于113号脉以东大坝沟西侧的山脊上，距大坝沟口4 km。呈脉状产出，地表自西向东有膨胀收缩现象，并见有分支现象。该脉西接113号脉。地表出露长度为1200 m，走向近EW，倾向165°～225°，平均182°，倾角49°～76°，平均65°，全脉倾角由东向西，出现由陡变缓的特点。控制矿体长度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，西段围岩为辉绿岩，东段的围岩为黑云角闪片麻岩，脉附近的围岩具碎裂结构和糜棱岩构造。地表有两条断层将矿脉平移错断，走向断距35～80 m。
12号脉地表出露长1000 m，矿脉总体走向近EW，但是西段矿脉受构造影响，走向逐渐转为NW方向，以P15为界，以西矿体为北西走向，倾向210°，以东矿体为近东西走向，倾向180°，平均倾向195°。倾角49°～78°，平均65°左右。矿体呈脉状产出，并见有分支现象，较完整连续。主要为含金石英脉和含金蚀变岩，控制工业矿体长度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号脉
矿脉位于13号脉群东北部约500 m处，矿石类型、结构构造和顶底板围岩等方面的特征同13号脉相同（图版Ⅸ），包括两层矿脉，相距100多米。下部矿脉宽大，为主矿脉，上部矿脉窄小，为平行次级脉。现在开采和控制的是下部主矿脉。地表控制长度约1500 m，主要分布在P31线至P40线之间。矿脉宽度一般1～2m。出露标高1360 m，目前最深钻孔控制标高约1060 m，控制延深约300m。矿脉产状变化较大，走向呈折线状，由NW向转为近EW向。其中，P31—P7线之间矿脉呈NW走向，P7—P8线之间矿脉呈EW走向。P8线以东矿脉则又转为NW走向，P31线以西矿脉转为近EW走向。相对来说NW向矿段长，EW向矿段短，所以矿脉总体走向按照NW向进行控制，总体倾向210°左右。矿脉倾角一般为31°～50°，平均45°。矿脉从地表向下倾角变为45°～50°之间。西部各中段，矿脉水平厚度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，平均品位为2.65×10-6～4.49×10-6。其中，P31—P8线1284，1258，1212 m三个中段的矿体品位，厚度相对稳定，形成富矿体。富矿体长240～460 m，矿体平均水平厚度1.34～2.20 m，平均品位2.65×10-6～3.00×10-6。东部品位、厚度相对稳定，矿石品位最高达8.35×10-6，厚度最大2.50 m。其中，P8—P40线之间矿化比较集中，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。矿体水平厚度最厚2.50 m，最薄0.90 m，平均1.55 m。总体上，矿化比较连续，受后期断层错动及脉岩穿插影响较小。但品位和厚度变化大。
矿区矿脉特征见表3-8。
表3-8 哈达门沟金矿床主要矿脉基本特征
续表
二、矿石组成、结构和构造
哈达门沟金矿区矿石类型可分为含金石英脉型、石英-钾长石脉型、钾硅化蚀变岩型和黄铁绢英岩化蚀变岩型。
含金石英脉型：以113号脉比较发育，含金石英脉呈宽大的（几米）或窄的（几厘米）单脉形式出现，以机械充填方式赋存于岩石裂隙中，与围岩界线清晰，围岩蚀变较弱，沿石英脉边部有时发育钾长石化，可见沿石英脉镶 “红边” 现象。主要矿物组合为石英、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、自然金等。黄铁矿呈团块状、星散状、细脉状、稀疏浸染状分布。
含金钾长石-石英脉型：是哈达门沟金矿区中最重要的矿化类型。钾长石呈脉状，在钾长石裂隙中充填石英脉，或钾长石脉破碎为角砾为石英脉胶结，表明钾长石脉形成早于石英脉。钾长石脉内发育星散状黄铁矿，其间穿插密集的石英细脉，沿石英细脉发育细脉浸染状黄铁矿，局部见团块状方铅矿，石英与钾长石脉共同构成了工业矿体。石英脉矿石细脉状穿插主要矿物组合为钾长石、石英、铁白云石、黄铁矿、赤铁矿、自然金等。黄铁矿在钾长石化蚀变带中呈浸染状分布，颗粒细，而在石英脉中呈稀疏浸染状分布，颗粒较粗。
含金钾长石化蚀变岩型：矿脉中无宽而稳定的石英单脉穿插，矿体由钾长石化蚀变岩及充填其中的含金硫化物细脉或含金硫化物-石英细脉构成。其中仍残存有暗色矿物，形成残存片麻理，黄铁矿在其中浸染状分布，颗粒较细；主要矿物组合与含金石英-钾长石脉型相似，唯钾长石含量多，石英量少，黄铁矿在其中呈浸染状分布，颗粒细。
含金黄铁绢英岩化蚀变岩型：主要矿物组合为石英、绢云母、绿泥石、方解石、黄铁矿、自然金等，黄铁矿在其中呈稀疏浸染状分布。
矿化类型在空间上具明显的规律性：(1)大坝沟—哈达门沟一带以钾长石-石英脉型及钾长石化蚀变岩型为主，而大坝沟以西及哈达门沟以东则以石英脉型及绢英岩化蚀变岩型为主；(2)在含矿断裂的相对张开部位以钾长石-石英脉型为主，相对挤压部位则为钾长石化蚀变岩型，其分布明显受控于含矿断裂的力学环境。
矿石结构包括结晶结构、交代结构、填隙结构、固溶体分离结构和压碎结构。
结晶结构表现在黄铁矿的半自形、部分自形结构；黄铜矿、方铅矿的他形结构；镜铁矿的针状状、放射状结构；黄铁矿包裹黄铜矿，方铅矿中含有碲铅矿的包含结构等。交代结构包括黄铁矿交代磁铁矿呈现交代残余结构，黄铁矿被赤铁矿交代后形成交代环边结构或交代岛状残余结构，交代完全时形成交代假象结构。部分赤铁矿沿磁铁矿内部进行交代，构成交代骸晶结构。后期磁铁矿沿黄铁矿的微裂隙充填交代构成裂隙充填交代结构。填隙结构表现为自然金呈他形充填于黄铁矿，黄铜矿、方铅矿沿黄铁矿裂隙充填。黄铁矿脉状充填于磁铁矿中。固溶体分离结构表现在闪锌矿中有乳滴状、米粒状的黄铜矿固溶体。压碎结构常出现在团块状分布的黄铁矿中，黄铁矿受到比较均匀的挤压力时，形成大小不等不规则粒状碎块，呈现不等粒压碎结构。
矿石构造以脉状、网脉状、浸染状为主，此外还可见团块状构造、条带状构造、角砾状构造、晶洞构造等。金属矿物主要有黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿；其次是黄铜矿、方铅矿、辉钼矿、碲铅矿、白铅矿、铜蓝、孔雀石等。脉石矿物以石英、长石、方解石为主，其次是绿泥石、绿帘石、绢云母、重晶石、高岭土、黑云母、角闪石等。金银矿物主要为自然金。副矿物主要为金红石、磷灰石等。
三、围岩蚀变
矿脉中部一般为石英脉，两侧为强钾硅化蚀变岩，近矿围岩蚀变以钾长石化、硅化、绿泥石化为主，多为高岭土化、碳酸盐化叠加；向外逐渐过渡为绿帘石化、绿泥石化和碳酸盐化，局部见碳酸盐化、绢云母化。矿体与断裂关系密切，断裂多形成于矿体底板附近，偶见于矿体顶板或两侧，破碎带附近高岭土化、绿泥石化较强，局部含断层泥。绿泥石化、绿帘石化是分布最广的蚀变，通常发育在破碎带的两侧或暗色矿物较多的二长片麻岩与斜长片麻岩中，其形成很可能与暗色矿物自蚀变作用有关。作为明显的找矿标志，钾长石在石英-钾长石脉中呈红色，中粒半自形结构；钾硅化蚀变岩中呈褐（砖）红色，以细粒结构为主，原岩成分很难辩认，但残存弱片麻理依稀可见，有时含有交代残留的岩块或黑云母等暗色矿物。两者野外与镜下并没有发现明显的穿切关系，从成分和晶体结构上亦无明显的区别。硅化多呈细脉状、网脉状及浸染状，与之伴生的黄铁矿颗粒细，自形程度低。硅化的石英有多种产状，形成的时间和温度区间跨度均较大，石英脉常穿插先成蚀变体或包裹棱角状的钾长石，或浸染状分布于岩石中，多数石英形成总体上晚于钾化。钾硅化蚀变带外侧绿泥石、绿帘石多分布在暗色矿物附近，为角闪石、黑云母等的蚀变产物，局部保留了矿物假象，少量为长石蚀变的产物（主要为绿帘石）。并且在周围产出黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿等金属矿物。绢云母沿长石边缘、裂隙或解理呈网状、脉状分布，主要交代斜长石，偶尔交代原生钾长石；强烈时可完全变为绢云母集合体，并保留斜长石板状外形的假象。碳酸盐化分布广泛，碳酸盐矿物呈集合体状弥漫于蚀变岩石中或者呈细脉状切穿原生矿物。哈达门沟金矿总体上来说可以划分为两个明显的蚀变带：近矿的钾长石化、硅化蚀变带，以及远离矿体的绿泥/帘石化、绢云母化蚀变带，再向外过渡为未发生蚀变的岩石。
钾长石化、硅化蚀变带：钾长石化、硅化蚀变岩往往与石英脉矿体直接接触，宽度0.5 ～3米。蚀变带的产出形式直接受大型断裂或其分支断裂的控制。钾化、硅化蚀变带内的原岩矿物已基本完全被蚀变矿物置换。蚀变形成的矿物主要有微斜长石、石英、黑云母，同时广泛伴生黄铁矿。黄铁矿在岩石中呈浸染状分布，伴生的金多是自然金。
绿泥/帘石化、绢云母化蚀变带：分布在钾化、硅化蚀变带的外侧，宏观上表现为围岩呈暗灰绿色。主要的蚀变矿物为绿泥石、绢云母、石英、绿帘石，其次有方解石，金红石，黑云母等，保留原岩的结构特征和残余矿物。
两个蚀变带虽然在共生矿物组合、岩石的结构上差异较大，但它们在空间上都围绕着含金石英脉体构成蚀变晕。且内部蚀变带从不越过外部蚀变带而与未蚀变围岩直接接触，因此两种蚀变带是同一流体递进变质作用的结果。
本区金矿脉以红色的钾长石化蚀变围岩、钾长石化蚀变碎裂岩直接成矿为特征，与冀北地区东坪金矿床相似，而华北克拉通北缘其他金矿床钾长石化早且不成矿、晚期形成黄铁绢英岩型金矿化，存在明显的差别。导致这种差别的主要原因是含金流体性质不同，哈达门沟和东坪金矿床含金流体偏碱性，弱氧化状态，而其他金矿床的则偏酸性，弱还原状态。
通过野外地质调查及镜下观察可以看出，矿化大致顺序为，含金钾长石脉（正长岩脉）首先沿先存裂隙贯入，随后经受挤压作用，钾长石破碎，引张，粗晶黄铁矿-石英脉贯入，接着石英脉破碎，多金属硫化物-石英细脉又贯入早期石英大脉带中，最后可见碳酸盐化。本区成矿复杂，为多期成矿。综合矿床产出的地质特征、矿石类型、矿石组构、矿石物质组成及矿物组合特点可以划分为四个阶段：(1)钾长石-硫化物-氧化物阶段，以广泛发育钾长石化，钾长石既有结晶形成的，又有交代形成的，钾长石中黄铁矿一般为星点状、浸染状，严重碎裂处黄铁矿化强烈，且钾长石发生粘土化，绢云母化，主要矿物组合包括钾长石、石英、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等；(2)黄铁矿-石英阶段，石英呈烟灰色，细脉状，将钾长石分割成孤岛状，也有石英脉沿着钾长石化蚀变岩或钾长石脉中的张性断裂或裂隙充填形成石英脉或石英-钾长石脉，石英脉主要形成于蚀变岩中心，其中常含有变质岩或早期钾化蚀变岩的张性角砾，说明石英脉晚于钾长石化蚀变岩的形成；(3)石英-多金属硫化物-（硫酸盐）阶段，石英主要呈乳白色，块状，脉状穿插钾长石，使矿脉形成红白分明的角砾状构造，网脉状构造，他形黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等呈浸染状，稠密浸染状，有时见重晶石伴生在方铅矿附近；(4)石英-碳酸盐阶段，以出现团块状和不规则脉状方解石及自形晶石英为特征，碳酸盐脉常常切穿前3个成矿阶段的产物，其中黄铁矿颗粒粗大，主要呈立方体自形，晶纹发育。局部可见铜蓝，孔雀石、白铅矿和赤铁矿等氧化矿物。
6. 矿床地质特征
一、主要控矿构造
在内华达北部卡林金矿床被发现之后，对卡林型和类卡林型金矿形成的构造控制作用研究了30多年，但仍没有认识全面。内华达州和犹他州的类卡林型金矿床主要分布在3个区域，即卡林地区、Battle Mountam-Eumka地区和Getchell地区。这些地区显示了区域热液活动与“盆岭省”主要断裂之间的空间关系，现代地球物理学研究已经证实这些断层是新元古代的基底构造，它们起源于沿美国北部古陆之被动边缘的幕式裂谷作用(Shawe，1991)。Grauch等(2003)针对内华达卡林金矿带的铅、锶以及磁场和重力场数据研究，揭示了该区的地壳包括前寒武纪陆壳、过渡地壳和洋壳，它们分别被北西向和北东向断裂分割开来。依据重力和磁梯度变化，识别出卡林矿集区的一些边界。这些边界常常表现为深大断裂，起源于前寒武纪罗迪尼亚超大陆裂解过程中的裂谷或转换断层，或是晚古生代构造事件过程中容纳侧向运移或增生作用的断裂。金矿床赋存于沿上述地区发育的寒武纪—三叠纪碎屑岩和碳酸盐岩建造中，其中以含碳钙质粉砂岩是最佳赋矿围岩。许多矿带定位于易矿化岩石单元与高角度正常断层相交切的位置(图2-3)。Teal和Branham(1997)指出，卡林型金矿的控矿因素主要是4个方面:①古大陆边缘地壳薄弱部位长期活动带，主断层发育;②地壳减薄的区域性构造背景，多次侵入和高热流;③多期次的热液活动;④活化的高渗透性的碳酸盐岩围岩。
图2-3 卡林型金矿床地空间产出位置
越来越多的证据表明，构造对于卡林型金矿化的控制作用甚至强于地层，但构造的影响在不同的矿区有不同的表现，总体特征可以概括为以下几点:①高角度、北西走向断层系统是主要的导矿构造，通常被煌斑岩和二长岩岩墙充填。如在CarlinTrend北部，南北走向的Bootstrap断层是Bootstrap-Capstone金矿的主要控矿构造，北西向的Post断层是Meikle和Post矿床的主要控矿构造，北西向的Castle Reef断层是North Lantern和West Carlin矿床的主要控矿构造，等等;②高角度、北东走向断层是次要的导矿构造，尤其是在与北西向断层交会的部位，如Gold Quarry矿床和Meikle矿床。1993年Moore发现了Newmont的Hardie Footwall矿床，他认为北东走向地垒的直接底板对于构造流体的捕获具有重要意义。根据他的认识，1994年在走向北北东的West Bounding断层下盘发现了Newmont的West Leeville矿床;③原地碳酸盐岩中宽缓到中等的背斜。一般来说，北西走向的宽缓背斜无论是对于单个矿床还是区域性流体的捕获都具有重要意义;④高角度和层控的成矿前的坍塌角砾岩体。在Meikle、Rain等矿床都存在角砾岩化作用的实例，角砾岩化对于增强后期成矿流体的渗透性是非常必要的。在粗粒的沉积岩中矿化较好，也正是由于渗透性好的缘故。在Carlin Trend北部，矿化集中于碳酸盐岩相由块状含化石灰岩向微晶灰岩和粉砂质灰岩过渡的部位。如Lower Betze和Deep Post矿床的高品位矿化出现在下Popovich组的碎屑流相沉积岩中。在Goldbug-Rodeo矿床，高品位矿化出现在碎屑支撑的垮塌角砾岩带，在Barrel矿床也存在类似情况。
二、赋矿围岩特征
Carlin Trend中的金矿床赋矿围岩主要有3种组合类型:①原地的大陆架碳酸盐岩及碎屑岩层序(东部);②外来的主要是硅质碎屑岩层序(西部);③密西西比纪晚期的超覆层序(在Rain地区也容矿)。矿体主要出现在原地地层层序中，并且大部分出现在上部四五百米的范围内。主要的含矿地层包括:①罗伯茨(Roberts)山组中含有穿层的薄的生物碎屑流和具有不规则纤细纹层的粉砂质灰岩，由于渗透性较好而有助于含金流体的流通，产于其中的金矿床有Carlin、Betze、West Leeville、Screamer、Pete、DeepPos、Goldbug-Rodeo和Mike等;②Popovich组中的微晶灰岩、粉砂质灰岩及含化石灰岩，也由于渗透性好而有助于成矿，该组在Betze-Post、Genesis-BlueStar、Gold Quarry、Meikle、Goldbug-Rodeo、Deep Star、Capstone-Bootstrap和DeeStorm等矿区含矿;③RodeoCreek单元中的粉砂质粘土相有利于大型金矿的形成，如GoldQuarry金矿和PostOxide金矿，而基底硅质泥岩由于渗透性差则不利于成矿;④Vinini组中主要产出一些小的高角度构造控制的金矿床，如Captone、BigSix、Fence和AntimonyHill等矿床。Rain地区的金矿化主要出现在Webb组与泥盆系下部DevilsGate灰岩之间角砾岩化接触带中。
总体来看，以白云质灰岩、白云质粉砂岩的含矿性最好，泥质白云岩、钙质页岩和粉砂岩等岩性相近的岩石次之。上述岩石在去钙作用后常能提高有效孔隙率和增加渗透性，有利于成矿热液的流通。如果含碳质则更有利于吸附富集金。另外，少数矿床产在非碳酸盐岩的硅质碎屑岩和变质火山岩中，个别矿床还可能产在长英质侵入体内。在同类岩石中，薄层状者比厚层致密块状者含矿性高得多，尤其是遭受角砾岩化的薄层状岩石，渗透性很强，有利于成矿。粘土矿物对金有一定的吸附作用，而固结的粘土岩虽然孔隙度高，但有效孔隙率却很低即渗透性差，所以纯的固结粘土岩中无矿。但是，当粘土呈薄层状且与粉砂质或白云质灰岩等相间分布，在一定条件下薄层粘土中可富集金，即金与高岭石、水云母或绢云母等伴生。围岩的层位范围广泛，从寒武系到三叠系都有，但主要为奥陶系、志留系和泥盆系沉积岩层。研究表明除了碳酸盐岩外，还有片岩、燧石岩、凝灰岩、流纹岩、安山岩和白岗岩，也可以是卡林型金矿的容矿岩石。
三、矿化特征及围岩蚀变
卡林型金矿的金既浸染于特定的地层层位，也产于不规则且不整合的角砾岩带中。金矿化表现为强烈的硅化、断层角砾发育、伴随有中等亲铁元素，如As、Sb和Te的富集以及石英、黄铁矿、毒砂及少量其他硫化物的沉淀和显微金(＜5～30μm)的浸染状产出。矿石以浸染状、细脉浸染状构造为主，碳酸盐岩常遭受硅质交代。主要矿石矿物为硫化物和硫砷化物，最常见的是黄铁矿，此外还有雄黄、雌黄、辉锑矿、毒砂和辰砂等。次要矿石矿物见少量的铜、铅、锌、钨和钼等的硫化物，但这些次要矿物与金、砷、锑、汞等卡林型矿床的特征痕量元素并无一定的相关关系。脉石矿物有萤石、重晶石、方解石、白云石和粘土矿物。重晶石是常见的重要脉石矿物，但它与金矿化并无直接的成因联系，常常晚于金矿化而穿切金矿体，它的出现主要指示了金矿化系统与热卤水的活动有关。脉石英并不发育，它也与金矿化没有直接的成因关系。卡林型金矿床中的常见特征元素为砷、锑、汞、铊等，金矿化常与这些元素的高异常有一定的相关关系。Ag-As-Au-Hg-Sb地球化学异常标志与雄黄、雌黄、辰砂、辉锑矿等矿物的普遍发育有关，显示热液系统中硫配合物占有绝对优势。在有的矿区还出现有钨、碲、硒或银，它们也与金矿化有一定关系。Au/Ag比值变化范围较大，但是一般都＞1。
卡林型金矿床中的自然金绝大多数粒度极细，呈微米级和次微米级，多为次显微不可见金(Hausen et al.，1968;Radtke，1985)。常见的金的赋存状态有:①晶隙金，产于硫化物或硅质物(如蛋白石、石英等)的晶体裂隙中;②间隙金，产于矿石矿物及脉石矿物的间隙内;③包裹体金，包裹于黄铁矿等硫化物的晶体内，有人认为是固溶体。在未氧化矿石中，除了上述3种赋存状态外，还有被碳质物所吸附或结合在一起。在氧化矿石中，金常以游离状态产出。研究表明(Bancroft，1982，1990;Renders et al.，1989)，黄铁矿等硫化物的表面吸附是导致金在一些含杂质细粒硫化物表面以“不可见”金形式沉淀的有效途径之一，热液流体的pH值对金的吸附效率有主要影响。吸附在硫化物表面上的金是以Au+形式存在，没有被还原成自然金(Cardile et al.，1993)。
在卡林型金矿床中，碳酸盐岩分解，以脱钙为主，有时包括白云岩分解，是最广泛的特征性蚀变作用。该作用提高了岩石孔隙度和渗透性，因而增强了其后热水流体运移(Kuehn，1989;Bakken，1990)。含钙粉砂岩比纯碳酸盐岩的碳酸盐分解程度高，因为碎屑沉积岩的原始渗透性较高。相反，硅化作用在切穿碳酸盐岩的构造带附近最强烈，因为此处的水/岩比值较大。泥质蚀变主要限于形成高岭石、伊利石、蒙脱石和少量绢云母，绢云母取代了碎屑岩的硅酸盐碎屑。富铁主岩的硫化物化和流体的混合最易使二硫化金配合物失稳(Hofstra et al.，1991)。对于未氧化的矿石来说，其蚀变作用主要为硅化-似碧玉岩化、黄铁矿化、雄(雌)黄化、伊利石化、黄钾铁矾化和明矾石化。
许多研究者描述了一个相同而具特征性的蚀变模式(Christensen，1993;Teal et al.，1997)。不同的金矿床具有不完全相同的蚀变特点，但总体上说由远矿围岩到近矿围岩具有一定的蚀变分带性(图2-4):
图2-4 卡林型金矿床的围岩蚀变特征
1)新鲜的粉砂质灰岩:方解石+白云石+伊利石+石英+钾长石+黄铁矿;
2)弱至中等脱方解石化(白云石晕):白云石±方解石+石英+伊利石±高岭石+黄铁矿±自然金;
3)强脱方解石化:白云石+石英+伊利石±高岭石+黄铁矿±自然金;
4)脱碳酸盐化:石英+高岭石/地开石+黄铁矿±自然金。脱碳酸盐化作用在卡林型金矿的形成过程中起了重要作用。
四、成矿流体
流体包裹体研究显示，卡林型金矿床内存在3种类型的包裹体:①气液相包裹体(以液相为主)，盐度为1%～17%;②液-气相包裹体(以气相为主)，盐度小于1%，均一温度变化较大;③三相包裹体。Arehart(1996)认为卡林型金矿床形成过程中存在有两种流体事件。一是与晚古生代或早中生代期间油气生成有关，而与金矿化事件无关的高盐度流体，包裹体均一温度为155±20℃;另一是与金矿化有关的流体事件，其均一温度为215±30℃，从成分来看，存在富含气体的中等盐度流体和贫气体的低盐度流体。从稳定同位素来看，卡林型金矿床硫同位素变化范围较大，其中，黄铁矿硫同位素存在明显的分带现象。与金矿化有关的黄铁矿硫同位素δ34S值域为+15～+25。大多数矿床的氢同位素值域为-140～-170，表明卡林型金矿床形成过程中大气水起着非常重要的作用。Arehart(1996)提出卡林地区的金矿床是两种不同流体在中等地壳深度上混合而形成的。大气流体穿过古生代和前寒武纪基底进行物质循环，并可能从中获得Au和S。随着大气流体在源岩内流动，在高温下与岩石交换氧，结果使流体的δ18O升高，同时有不同来源的CO2加入，从而导致流体所经过的地段碳酸盐发生溶解。稳定同位素资料表明，CO2不可能来自有机质，而是可能来自深部的变质流体，或者是与火成侵入体相伴形成的矽卡岩。
在卡林型金矿床中，围岩蚀变与成矿物质的搬运、沉淀离不开流体的作用，实际上导致围岩渗透性提高的角砾岩化作用也离不开流体的作用。研究表明，内华达北部卡林型矿床是由低盐度(＜8%)、含CO2(10mol%)和H2S的流体，H2S的富集有助于硫化作用和含金黄铁矿沉淀。富含成矿物质的流体在180～250℃、2.5～6.5km深的环境下沉淀而形成金矿床(Kuehn，1989;Hofstra et al.，1991)。至于成矿流体的成因究竟是否全部来自大气水(Ilchik et al.，1997)，还是含有深层地壳变质流体或岩浆流体成分(Hofsta et al.，1991)，还缺乏统一认识。但越来越多的研究者相信成矿流体是高度演化的大气水与岩浆水的混合流体。
流体作用在卡林型金矿中表现在以下几个方面:①碳酸盐的溶解作用。在卡林型金矿带，沿高角度构造通道和有利层位出现的酸性热液流体引起了成矿前的脱方解石化、岩石致密程度的降低、孔隙度和渗透性的增强。首先是方解石(尤其是高角度流体通道及其附近围岩中的方解石)的溶解，然后是方解石与白云石一起溶解。②硅酸盐的泥化。泥化蚀变与脱方解石化相伴随，在粉砂质灰岩或钙硅质角岩容矿的矿床中特别发育。碎屑粘土和钾长石蚀变为蒙脱石、高岭石、伊利石和少量绢云母。③硅化。硅化与金矿化的关系清楚，硅化强的部位矿化也强。在Meikle矿床至少有5期硅化:Ⅰ.早成矿前期与侏罗纪侵入岩相伴的变质石英脉;Ⅱ.晚成矿前期与早期脱方解石化相伴的硅质交代;Ⅲ.主成矿期硅化，石英脉充填，伴随有细粒黄铁矿的沉淀;Ⅳ.成矿后的玉髓杏仁充填和膜化;Ⅴ.最后期出现在Vinin组中的分带石英。在某些金矿床中还出现早期硅化和贱金属的沉淀。
五、与矿化有关的岩浆岩
虽然卡林型金矿床的含矿围岩通常为古生界沉积岩层，但金矿化在空间上毫无例外的与中-酸性中、小侵入体，以及次火山岩或火山岩的分布有关。越来越多的矿床和同位素地质证据指示了金的成矿作用与这些岩浆活动存在成因上的联系(Ressel et al.，2006)。这些岩浆活动都晚于古生界含矿围岩的成岩时代，从侏罗纪、白垩纪到第三纪都有发育(Bray，2007)。例如在Cortez金矿区，发育有侏罗纪的黑云二长岩岩株、白垩纪的正长岩岩颈和渐新统的流纹岩。卡林型金矿床的成矿作用固然与岩浆活动有关，但越来越多的研究表明成矿物质主要来自围岩，岩浆活动主要为提供成矿作用所需的热和驱动力。当然，在一些局部并不排除岩浆活动与金矿化直接相关。
六、成岩成矿时代
美国内华达州卡林型金矿床的成矿绝对时间从最初发现至今，一直争论不休。然而，大量现代同位素定年研究清楚地表明这些金矿床形成于43～34Ma期间(Groff et al.，1997;Hofstra et al.，1999;Cline，2001)，即第三纪后期。Radtke早在1985年就提出卡林金矿床是在第三纪时期，由高角度断裂活动、火成岩活动和热液活动相互配合而形成的。对硫砷铊汞矿所做的Rb-Sr等时线年龄指示，Getchell金矿床形成于39.5Ma，Rodeo金矿床形成于39.8Ma。另外，矿化的始新世岩脉、成矿后的火山岩和表生的明矾石等也间接的限定了成矿时代。
7. 矿床的地质特征应从哪些方面去理解
(1)岩浆富集作用：在基性岩浆中磷灰石、铬铁矿、榍石、金红石及锆英石等副矿物可首先结晶，紧接著是橄榄石及斜方辉石等硅酸盐矿物，其他硅酸盐矿物则结晶较晚。在很缓慢冷却条件下，最早形成的晶体，特别是铬铁矿等比重大的矿物，有可能由重力作用而在岩浆内沉降下来，并因此而富集成矿床。有时岩浆流中的应力，可使尚未结晶的部分液体从已结晶的粥状物中挤出来，而使其富集成矿床，这种作用称为压滤作用。
(2)接触交代作用：这个术语是指围岩与侵入体接触所产生的交代作用。在这种作用过程中，由侵入体所分泌出来富含铁镁等溶液扩散，与碳酸钙岩石反应而形成钙镁硅酸盐和氧化物的集合体。在这种矿床形成过程中，往往大约同时形成硅卡岩，并分布于矿床周围。
(3)热液作用：是热水溶液以物理化学作用方式，沿著其运动通道及运动地段所引起的岩石的蚀变作用、交代作用以及矿物在空隙中的沉淀作用，例如，绢云母化作用、硅化作用及硫化物矿化作用等。热水溶液，特别是重卤水，在其中可溶解浓度很高的金属。这种溶液通过断裂构造向上运动过程中，可沉积铜、银及其他矿物。
(4)升华作用：是固体受热后挥发的作用。当冷却时，挥发的气体可呈晶质或非晶质而沉积，如硫的升华作用可出现於火山喷气孔中。
(5)沉积作用和机械富集作用：层状盐类矿床是沉积作用的产物；硅藻土、富含钙的石灰岩以及某些磷酸盐岩层也是这种作用的产物。形成於地层及封闭湖盆中的铁和锰的氧化物是由氢氧化物沉淀形成的，随后转变成铁和锰的氧化物和碳酸盐。在沉积物中，矿物的其他同生富集，例如贱金属硫化物的沉淀也属於沉积作用。
(6)残积矿床：是由地表或靠近地表的围岩或矿床中的矿物经过化学分解和机械崩解而富集形成的。其中包括红土矿床、铝土矿矿床、氧化锰矿床及硅酸镍矿床等。铁帽中非常富集的金矿石和含蓝晶石变质岩风化形成的蓝晶石矿床也属於这种作用的产物。
(7)变质作用：是指岩石或矿床在温度、压力变化和热液作用下，其形态的变化和矿物的重新组合。在变质作用下，在某些岩石中可形成蓝晶石、硅线石、红柱石或石榴子石等工业矿物。某些金属矿床在变质作用下，其矿石构造也会发生变化。地壳运动可使矿体发生强烈褶皱，并使矿石构造发生变化。变质作用和地壳运动也可以是一种机械作用，靠这种作用可使沉积地层中不大富集的金属硫化物发生活动，而且被驱赶出来使其在低温低压带中富集。
8. 矿床地质特征
秦岭金矿所属矿区（段）（图2-4）：杨砦峪矿区：主要有S60、S16（盲）、S8201、S212、S213、S211、S35脉；四范沟矿区主要有201、202、203脉。金硐岔矿区：主要有S9、S50、S48、S171号脉；其中60号脉规模最大，本次主要研究预测的矿脉是60号脉，其次是50号脉。图2–4中红色脉为构造叠加晕研究预测矿脉〔6，21〕。
（一）60号矿脉及矿体特征
60号矿脉为一中等倾斜单脉状大型含金黄铁矿石英脉。60号脉矿脉严格受北西西－南东东向的F5压扭性断裂控制。矿脉全长6600m，本次研究预测长度为3800m(1–15线)。总体走向近东西，倾向175°～215°，倾角40°～56°。厚度一般在7m左右，最厚可达20m（图2–4）。
图2-4 河南秦岭金矿地质图
在60号脉中，石英脉呈脉状、透镜状和不规则状断续分布，在走向和倾向上都有膨缩、分支复合、尖灭再现的现象。
金矿主要赋存在石英脉中，石英脉的规模与金矿体一般成正比，但并不是所有石英脉都能形成金矿，有些地段的厚大石英脉，金含量却很低，因石英脉是第Ⅰ阶段的产物，只有第Ⅱ、Ⅲ阶段叠加部位才能形成金矿。
60号脉内已探明多个矿体，石英脉中的金矿体多呈似层状、透镜状、饼状及长条状产出。最大的主矿体沿走向最长610m，倾向最大延伸320m。矿体厚度最大6.06m，最小0.25m，多在0.4～1.5m间，厚度变化系数为62%～93%。1340～1220m中段厚度多在0.5～3.17m之间。总体产状为走向110°左右，倾向175°～215°，倾角40°～52°。1966m中段以上，一般倾角较缓约37°，延至1220m中段有所变陡，40°～50°，平均45°。矿体主要由含金石英脉和部分矿化构造岩组成，两者关系密切，后者多为位于含金石英脉的两侧或其延长部分，形成断续出现的包围圈。金品位一般在1～50g/t，其品位变化系数96%～111%。1340～1220m中段品位多在3.54～40g/t之间。
矿体的厚度与产状有一定关系，当矿体走向为110°～140°的地段，矿体厚度相对变薄，当矿体走向为85°～95°的地段，矿体厚度相对增大。
在倾斜方向上，当倾角由陡变缓的地段，矿体厚度相对增大，反之，矿体厚度则相对变薄、尖灭或为糜棱岩所代替，直至倾角再度变缓时，再出现矿体。
（二）50号矿脉及矿体特征
50号脉位于60号脉西部（延伸），金硐岔矿区南部，与9号脉相距600～800m，为9号脉的平行复脉。31、50号脉在同一走向构造带上，均受压扭性斜冲断层所控制。50号脉东端与31号脉相交，31号脉东段为50号脉的延续。
50号脉矿脉严格受北西－南东向的断裂控制。矿脉全长620m，倾向最大延伸430m。总体走向近东西，倾向197°，倾角30°。矿脉评价厚度0.8m左右，最厚可达8m。在50号脉中，石英脉呈脉状、透镜状和不规则状断续分布，在走向和倾向上都有膨缩、尖灭再现的现象。
矿体主要由含金石英脉和部分矿化构造岩组成，两者关系密切，后者多为位于含金石英脉的两侧或其延长部分。金品位一般在1～30g/t。
（三）矿石矿物、矿石类型及围岩蚀变
1.矿石矿物
以黄铁矿为主，次为黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、白钨矿及微量的辉银矿、自然金、磁黄铁矿等。脉石矿物以石英为主，次为铁方解石、白云石、绢云母等。矿石中除主要元素金之外，尚伴生有铅、锌、铜、钨、硫等。
2.矿石类型
以含金黄铁矿石英脉型和含金构造岩型为主。根据出现的矿物及其共生关系，大致可划分为石英–黄铁矿–自然金–黄铜矿–辉铋矿–方铅矿–闪锌矿；黄铁矿–石英–自然金–黄铜矿–辉铋矿；黄铁矿–石英–自然金–碲化物–辉银矿（自然银）–黄铜矿–方铅矿–辉铋矿–闪锌矿；黄铁矿–石英–白钨矿–白云母–自然金；石英–碳酸盐–黄铁矿；碳酸盐–石英–黄铁矿–自然金等6种矿物共生组合。
3.围岩蚀变
受区域变质作用及构造变形影响，区内岩石变质变形强烈，构造较发育，并伴有多期矿化蚀变。矿区内主要蚀变类型有硅化、绢英岩化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化等。这些蚀变常重复叠加，形成黄铁绢英岩化，其中硅化、绢云母化、黄铁矿化与成矿关系最为密切，是重要的找矿标志。
（四）成矿阶段及其矿物组合〔21〕
杨砦峪和四范沟金矿床的成矿作用，同具多期次、多阶段矿化叠加的特点。依据矿床中矿物共生组合、矿物生成顺序及矿物标型特征，将成矿期热液活动按出现的时间先后划分出四个阶段。
Ⅰ.黄铁矿–石英阶段：该阶段成矿热液沿控矿断裂以充填形式为主大量沉出二氧化硅和少量硫化物，形成乳白色石英脉体，其中含少量(1%～2%)黄铁矿。由于成矿流体温度高，成分主要由二氧化硅、水和挥发组分二氧化碳组成，所以金矿化较弱。黄铁矿中含金量在（0.5～1）×10－6之间，石英中以含大量水和二氧化碳包裹体为特征。该阶段是形成含金石英脉(或矿脉)主体的重要阶段，但金矿化较弱，初步构成矿脉中矿化体。石英脉体在控矿断裂中的产出特征、空间位置与金矿体密切相伴，因此是找金矿和矿床中矿化富集段的重要标志。
Ⅱ.石英–黄铁矿阶段：当岩浆期后热液在第Ⅰ阶段大量消耗二氧化硅和水之后，第Ⅱ阶段的成矿溶液中二氧化硅含量大大降低，而铁、硫、铜等成矿元素含量剧增。由于金具亲铁、硫的化学性质，所以成矿溶液中含有大量的金，并沿第Ⅱ阶段形成的断裂结构面、劈理面沉出，叠加在早期石英脉之上或近矿蚀变内带。该阶段形成的矿物共生组合以石英–黄铁矿为主，其次为石英–黄铜矿–黄铁矿、石英–磁黄铁矿–黄铁矿组合，呈条带状、不规则条带状疏密不一地分布于石英脉顶、底部，并与脉壁大致平行，或分布于石英脉外的蚀变带的内侧。该阶段成矿温度变化在190℃～310℃范围，为金析出的最佳温度。自然金主要赋存在黄铁矿裂隙和晶粒间隙中，次为石英中，少数呈包裹体赋存在黄铁矿晶体内或赋存在紧靠黄铁矿的石英边缘及黄铜矿、磁黄铁矿中。黄铁矿含金性普遍较高，一般在（n×10～500）×10－6之间。该成矿阶段在石英–黄铁矿矿物组合中，黄铁矿含量高(多大于50%)，局部出现全由黄铁矿组成，石英含量甚少。在杨砦峪60号脉和四范沟201、202、203和308等矿脉中，该成矿阶段形成的条带状、不规则团块状黄铁矿金矿石普遍发育。因此，该成矿阶段是成矿期中最重要的阶段。
Ⅲ.石英–多金属硫化物阶段：该阶段在矿床中不太发育，只在局部地段较发育(60号脉西段上部)，多呈小团块状零星分布。随着成矿岩体温度降低，该阶段热液活动的强度和温度比第Ⅰ阶段有明显降低的趋势，但成矿热液中金属元素铅、铜、锌含量明显增加，形成由方铅矿–黄铁矿、方铅矿–黄铜矿–闪锌矿–黄铁矿、方铅矿–黄铜矿–黄铁矿等与石英共生组合，形成网状构造金矿石，石英在金属硫化物间呈云朵状、似角砾状，在该阶段发育地段伴有半自形、自形石英和晶簇出现。矿脉多组裂隙发育的部位，是多金属矿化最有利的地段。自然金的成色普遍低于第Ⅱ阶段，以含银自然金和银金矿为主，除此，还有针碲金银矿、碲金矿、碲金银矿等。金矿物赋存在各金属硫化物晶粒间或裂隙中。第Ⅲ阶段叠加部位往往是富矿体所在地段。
Ⅳ.石英–碳酸盐阶段：该阶段是成矿热液活动的最后一个阶段。热液成分主要以二氧化硅、碳酸根和水为主，成矿元素相对浓度低，在成矿过程中主要沉出石英和碳酸盐矿物(方解石、白云石、铁白云石)，而黄铁矿沉出甚少，金矿化微弱。该阶段多发育在石英脉顶底板围岩中，呈细脉(1～5cm厚)及网脉状切穿围岩，少数呈小团块状零星分布石英脉边部。
综上所述，成矿期从早到晚热液活动及金矿化的强度，呈现出由弱→强→次强→微弱的演化趋势。
（五）60号脉金矿化的空间变化规律〔21〕
l.60号脉金矿化沿矿脉走向的变化特点
从总体来看，在矿脉的中部，金矿化强度一般较大，矿体和富矿体比较集中，并较连续。沿矿脉走向向东、西两端延伸，金矿化强度有逐渐减弱、矿体和富矿体间距增大、规模变小的趋势。金矿化沿矿脉走向多以跳跃变化为特征，变化系数大，在控矿断裂带中石英脉体发育的地段，金的矿化就强，在构造—糜棱岩出现和发育的地段，金的矿化就很弱，沿走向矿化呈现强—弱—高—低相间的变化特点。在矿化较弱地段，矿化浓集中心之间，矿脉中无矿间隔大(180～250m)，矿化强度中等地段，矿体之间的无矿间隔为90～150m；矿化强、富矿体集中地段，无矿间隔小，多为15～60m。金矿化沿矿脉走向由强→弱变化，与矿区主控矿断裂(F5)产状变化和不同地段力学性质差异有关。60号脉总体走向100°左右，变化在80°～135°之间，走向线呈舒缓波状。当矿脉走向呈近东西(80°～100°)方向段时，则出现较强的金矿化，矿体厚大，延伸稳定，当矿脉走向转为南东(110°～135°)方向段时，金矿化明显变弱，矿体变小而极不规则。
2.金矿化沿倾向(垂向)上的变化特点与第二富集带的预测
该矿脉在垂向上金矿化出现强度分带特征，统计表明，金矿化垂向变化具有强–弱相间的分带性，在2100～600m标高之间，自上而下可划出三个富集带：上部强矿化段：矿体赋存标高在2100～1700m之间（垂深400m），此段称之上部矿化富集段；中部弱矿化段：标高1700～1400m(（垂深300m）左右；深部次强矿化段：矿体分布在推测在标高1400～1000m之间（垂深400m），该段称为第二个矿化富集段。由中上部→中部→下部，金矿化由强→弱→强的变化趋势。
标高1000～600m之间为第二弱矿化段，虽已发现有矿体，但认为60号脉深部600m之下还存在第三个金矿化富集带，会有更多金矿体。
9. 矿床地质特征
7.1.2.1 矿体产出特征
银山矿床中铅锌、铜、金、银、硫的储量都分别达到大型矿床规模，矿体的空间分布与燕山期岩浆岩关系密切。按矿体形态、产状特征可将矿区内矿体分为三类。
（1）脉状铜矿体、铅锌矿体
此类型矿体是矿区的主要工业矿体，主要受英安斑岩体外接触带千枚岩断裂裂隙和片理裂隙控制，矿脉长100～200m，脉宽1～2m，矿脉延深大。在3＃岩体以北，矿脉主要产于银山背斜北西翼，矿脉走向为近东西向，少数为北东东向，倾向南或北。3＃岩体以南，矿脉产于银山背斜南东翼，走向以北北西为主，次为南北向及北北东向，倾向南东或北西，矿脉多延长不远，尖灭再现现象常见。在同一矿脉中，由南向北呈现铜矿化逐渐变为铅锌矿化的现象。
（2）细脉浸染状铜矿体
主要产于英安斑岩体接触带附近，黄铜矿呈细脉、微细脉状产于爆破角砾岩中，常作为角砾的胶结物出现，也见少量黄铜矿产于角砾中。
（3）平缓似层状铅锌矿体
规模较小，分布局限，仅见于南山区。矿体赋存于千枚质砾岩层与火山碎屑岩的接触间隙，局部延续到火山岩中。矿体呈似层状、不规则透镜状产出，由密集的细脉、小细脉和浸染状矿石组成。矿石中以铅为主，含少量锌，伴有较高含量的银。
7.1.2.2 矿石类型与矿物共生组合
矿石类型有铜矿石、铅锌矿石、铅银矿石、硫矿石以及它们的过渡类型。铜矿石又分为以砷黝铜矿、黝铜矿、硫砷铜矿为主的铜矿石和以黄铜矿为主的铜矿石，以及以黄铜矿为主伴生金的铜矿石。
矿区内主要矿物有黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、石英、菱铁矿、方解石以及黝铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿、绢云母、绿泥石等。主要矿物组合类型有5种。
（1）黄铁矿—黄铜矿—石英组合
该组合是矿区铜矿化带主要共生组合之一，黄铜矿主要见于该组合中。矿石矿物以黄铜矿、黄铁矿为主，含少量闪锌矿、方铅矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿、毒砂等，脉石矿物有石英、绢云母和少量碳酸盐矿物。
（2）硫砷铜矿-砷黝铜矿-黝铜矿组合
该组合是矿区重要的含铜矿物组合之一，矿石矿物以硫砷铜矿、砷黝铜矿、黝铜矿、黄铁矿为主，少量黄铜矿、闪锌矿和毒砂，脉石矿物有石英和绢云母等。
（3）黄铁矿-铁闪锌矿-方铅矿-毒砂组合
该组合是矿区主要的铅锌矿石矿物组合之一，矿石矿物以铁闪锌矿、黄铁矿、方铅矿、毒砂为主，含少量硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、车轮矿、闪锌矿及银黝铜矿、辉银矿等。该组合矿石中闪锌矿含量常多于方铅矿。脉石矿物主要有石英、绿泥石和碳酸盐矿物。
（4）方铅矿-闪锌矿-菱铁矿-硫盐矿物组合
该组合矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿，并见有较多的硫锑铅矿、脆硫锑铅矿等硫盐矿物，还可见少量黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿。脉石矿物主要有菱铁矿和石英。
（5）方铅矿（含银）-碳酸盐-重晶石组合
该组合矿石矿物以方铅矿为主，富银。可见少量闪锌矿、黄铜矿和硫盐矿物等。银的独立矿物有自然银、深红银矿、辉银矿等。脉石矿物有菱铁矿、方解石、石英、绿泥石等。
10. 成矿规律研究的基本理论———成矿专属性
从事地质科学研究的人员对“专属性”这一词语应该不会陌生，恐怕首先想到的就是“岩浆岩成矿专属性”的理论，尽管有人对此提出不同的看法，但岩浆岩与成矿之间存在某些专属性的关系是不争的事实。从事找矿勘查的同志不难体会到，正是由于通过研究发现了岩浆岩成矿专属性的规律，使得寻找与岩浆活动有关的矿床的工作更具有目的性和针对性，同时效果也会更好。
现在要探讨的是，在成矿学领域，是否只有岩浆岩，也就是岩浆活动才具有成矿专属性呢?或者更深入一步，在地质学领域，是否还存在其他方面的专属性呢?如果存在，又是怎样表现的?不妨想象一下地质学研究的思维过程，它实际上就是一个专属性思维的最集中体现。地质学就是一个研究、探讨、建立、明确和应用专属性的科学。地质学上如果不存在专属性的本质现象，很多研究都将无从谈起，“将今论古”也将失去其基础。可以认为，专属性是地质学中一种带有普遍性的客观事实，但并非就是说它是唯一的;事实上也正是由于地质学中所存在的专属性是十分复杂的(不一一对应)，才导致了地质解释的多解性和地质结论的推断性。我们研究的目的一方面在于弄清专属关系，另一方面在于应用专属关系。这是成矿规律研究的基本理论支撑。为了阐明这一问题，可以从地质环境谈起。
(一)地质环境
这里强调的地质环境是一个广义的概念，它有两个基本组成部分。
(1)在一定时空范围内由地质作用(事件)形成的地质构造环境，它包括两个(甚至更多个)层次。第一层次是区域大地构造环境，它由地球动力学背景所控制。例如从板块构造这一地球动力学观点，看一个地区特定时期的大地构造演化，它可能包括了板块(包括洋陆板块)的复杂开合作用(即所谓威尔逊旋回)所形成的各种各样的大地构造环境，如在板块会聚带形成俯冲带、海沟、前陆盆地、岛弧、弧后(间)盆地、边缘海盆、陆缘弧、碰撞缝合带及板内构造带等空间上呈有序配置的一系列大地构造环境(葛良胜等，1996)。第二个层次是成矿区带的地质构造和地理环境，即矿区、矿体的赋存具体背景，如控制矿(床)体的地层、构造、岩浆活动、变质作用特征等。在讨论成矿区带的地质构造环境时，特别加入与相应地区相关的地理环境，这是基于找矿问题而提出的。大量找矿的成功经验表明，在不同地理景观区的找矿工作应采用有针对性找矿方法或组合。如何针对特殊地理景观区开发出有效、快速的找矿方法、技术和组合已成为西部地质找矿工作亟须解决的首要问题之一。最新国家“十一五”科技攻关重点项目中有多项研究将此问题列为重要的课题加以支持，正是体现了这一问题的重要性。通常情况下，地理环境主要包括地形地貌特征、植被发育状况、类型及其覆盖特征、地表堆积物厚度及其属性特征、人类活动特征(人口密度、构成、人类活动等等)和经济社会环境等内容。我们说地质构造环境是成矿的空间基础。
(2)在一定时空范围内由地质作用(事件)形成的地球化学环境，它也包括两个有相互影响(作用)的层面。一是地球浅部范围内的地球化学块区。大量的地质学研究表明，地球内部的物质组成是不均一的，地球化学区(块、带、省等)正是这种地球物质组成不均一性(或者称区域性)特点的客观反映。必须注意的是，现在所划分的区域地球化学区(块)实际上是在相关地区整个地质历史过程中，不同性质和类型地质事件对于元素地球化学行为综合作用的结果。地球化学区块同地质构造环境(单元)一样具有层次属性。大部分地球化学区可能与不同级别的大地构造环境(单元)相吻合，但也可能是跨构造单元分布的，这同地质历史上复杂的大地构造演化分不开。因为作为某大地构造演化阶段形成的地质环境(单元)的实体现在可能不存在，但并不意味着组成这些实体的物质也随之消失，而是加入到了新形成的大地构造单元之中。另一个层面是涉及地球内部的地球化学层圈。目前看来，地球内部各层圈物质组成也是不均一的(朱炳泉，1998)，有些地区差异也许还很大。就算某些地区物质组成大致相同，它们的存在状态也可能不同，如有些是处于熔融状态，有些则是处于固体状态，甚至气态或超临界态等。具体地区壳幔地球化学结构(物质组成，特别是富集的元素和流体)及其存在状态是影响区域成矿的重要控制因素。地球化学区块和地球化学层圈这两个层面是相互影响的，即壳幔相互作用。正是在壳幔相互作用中形成了地球内部物质的交换、对流、迁移和富集特征。我们说地球化学环境是成矿的物质基础。
地质构造环境和地球化学环境是成矿地质环境的基本内容。两者在不同地质历史时期中，通过一定地球动力学背景下发生的各种地质作用形成复杂耦合，最终导致了多姿多彩成矿作用的发生和矿床的形成。例如构造作用或地幔柱活动切割不同壳幔层圈，起源于不同深度条件下的岩浆活动就会在特定区域形成由这些地质作用波及范围内各种要素控制的矿床。
(二)地质环境成矿专属性
1.地质作用的地质环境专属性
大地构造环境与地质作用之间密切而复杂的关系是不言而喻的。近代和现代地质学的许多基本理论和认识均是基于对这种复杂关系的研究后而得出的，尽管其侧重点各不一样。其中最为热门的就是利用火山岩岩石-构造组合分析判定(岩石形成的)大地构造环境。按Dickinson(1971)的定义，岩石-构造组合指的是板块边界线或板块内部环境中特定的岩石组合，他这里所指的主要就是岩浆岩中的火山岩岩石-构造组合。火山岩岩石-构造组合分析是恢复古板块构造格局和演化历史的最有效手段之一，也是研究造山带火山作用和大地构造环境关系的基本方法。其原因就是在于在不同的大地构造环境条件下，形成的火山岩(组合或系列)具有岩浆起源和演化机制、火山岩时空分布和物质组成等方面的不同特征。这体现了火山岩浆活动与环境之间的特定对应关系。但显然不仅仅只有火山岩(火山作用)与环境之间才有这样的对应关系。例如，历史大地构造学很早就揭示出不同性质的构造环境内可能会形成相应的不同沉积物质记录(沉积类型)，并基于这种认识开展了构造相分析(建造分析)(前苏联地质学者的概念)。所谓构造相(建造)分析实际上就是沉积岩岩石-构造组合分析(欧美学者的概念)。这种认识体现了沉积岩(沉积作用)与环境之间的对应关系。事实上，除火山岩、沉积岩以外，侵入岩(岩浆侵入作用，它与火山作用一起即构成岩浆作用)、构造岩(构造作用)、变质岩(变质作用)等与环境之间也具有密切对应或者叫专属关系。
可以看出，不同类型的地质作用与发生这些作用的大地构造环境之间均存在着特定的对应关系，这些关系可以通过相关地质作用的产物作纽带加以联系并反演。为了更好和全面地对这种认识进行表述，我们提出了地质作用的地质构造环境专属性的观点。其基本含义是，不同类型的地质构造环境专属有不同类型和特征的地质作用，并由此形成了不尽相同的产物(组合)。其重要意义在于，可以通过系统、全面、详细研究现有地质产物(其中主要就是各种不同类型的岩石-构造组合)去反演地质作用，进而讨论相关地区的区域大地构造演化及在地质历史时期形成的地质构造环境。由于在漫长的地质演化过程中，随着大地构造活动机制、形成等不同，会在同一或不同地区形成各种各样的地质环境，它们在时间上、空间上及物质上可能相互交织，从而构成了一种复杂的局面，其留下来的产物(岩石-构造组合)也相应多种多样、错综复杂，随着时空变化而变化。因此，用地质作用的地质构造环境专属观点指导开展区域成矿地质环境的研究要求必须从时间系列、空间系列和成因系列上厘定精细的岩石-构造组合结构。通过不同专门学科的地质研究，可以在理论上建立系统、全面而详细的地质构造环境与地质作用及其产物间的专属性关系，而一旦建立了这样理论模式，就可以在实践工作中发挥巨大作用。其在地质找矿方面的指导意义更是不容低估的。
2.成矿(作用)的地质环境专属性
成矿作用是特殊的地质作用。最近20年来，人们对于矿床地质特征和成矿作用的研究已经从过去仅关注相对小的范围，如单一矿床或单一矿区(田)内的几个矿床等向矿床组合、成矿系列、成矿系统等区域成矿的方向转变，这直接得益于世界范围内越来越多的超大型、巨型矿床(或矿集区)的发现和确立。这种转变导致了人们对即使是单一矿床成矿作用的研究已不再局限于一个相对较小的地区，而是将它放到区域成矿的大背景中，即区域成矿地质环境去认识和分析。尽管很早便有许多大地构造和矿床学家注意到了金属矿床的宏观分布与大地构造演化之间的关系，但将区域大地构造活动同区域成矿乃至一个或一组矿床的成矿作用直接地联系起来则是最近十余年来的事。这方面研究成果的不断积累，人们发现一些矿床或它们的组合可以看成是区域大地构造环境的标志(指针)，正如人们现在广泛关注的火山岩岩石-构造组合一样，矿床也可以在区域大地构造演化研究中发挥重要作用，也就是说，矿床(它主要由矿石组成)作为不同地质(成矿)作用的产物之一，也同形成矿床的环境有着密切的联系，它体现了特殊的地质作用，即成矿作用与环境间的某种对应关系。是地质作用地质环境专属性重要组成部分和表现形式之一。为了强调成矿内涵，我们还提出金属成矿的地质环境专属性观点，即在特定的地质环境中会形成(专属有)特定的金属矿床(类型)或它们的组合、成矿元素(或它们的组合)和一些标志性的地质特征(葛良胜，1999，2000，2001)。注意，这里指出的专属产物可以同时出现，也可是其中的某一种或几种。例如对金矿而言，它可能出现在几乎所有的地质环境中，其专属性特征主要通过其矿床类型或它们的组合、伴生元素组合以及相应的地质特征表现出来。至于某些环境找到了很多金矿，而别的相似环境内没有找到更多的矿床，则是由其地球化学环境(不均一性)决定的。金属成矿的地质环境专属性是金属成矿的区域性规律之一，反映的是地质环境对于金属成矿的控制作用，而其本身又通过成矿系统、矿床系列和矿床组合等内容加以表现。笔者1996年曾总结过金矿成矿不同板块构造环境的专属性特征。
金属成矿的地质环境专属性的提出，在理论上回答了诸如应该到什么地方去找矿，到那些地方又应该寻找一些什么样或还会找到一些什么样的矿床等问题。显然金属成矿的地质环境专属性不仅仅是一种形式上的专属关系，其实质上是由区域大地构造作用过程中不同类型地质作用(成矿作用)等决定的，是相关地质环境内各种地质作用和圈入其中的物质组成对于成矿贡献的综合(包括物质、能量、时空、动力等)体现。对于成矿作用而言，由于地质环境的层次性，其成矿专属性也具有明显的层次性。
3.地质环境成矿专属性与成矿规律
开展地质环境成矿专属性研究的目的就在于查明成矿规律。基于任何地球动力学观点出发建立的地质环境成矿专属性均具其相应的特征，这些特征就是探讨成矿规律的出发点。从地质环境对成矿控制的角度主要表现为地质构造环境的普遍性、地球化学环境的不均一性;从地质环境成矿专属的角度主要表现在空间分带性、时间演化性和时空叠加复合3个方面。以板块构造为例，并主要从地质构造环境的角度简单讨论如下。
A.金属成矿的地质构造环境普遍性
理论上金属成矿在地质构造环境方面是无选择性的，即金属矿床可以在任何一种地构造环境中形成，即使大型、超大型矿床也是这样。P.Laznicka(1999)、梅燕雄等(1997)对大型超大型金矿床类型及其产出环境总结分析后认为，几乎任何地质构造环境内都可以形成大型、超大型矿床，其他金属矿床也是一样。然而不同地质环境中出现大型、超大型矿床的类型却可能存在着明显区别，即同一类型的矿床却并不一定在所有的环境中出现，即使出现，其元素组合也不会一样，这正是专属性所强调的内容。认识到前一点，无疑会开阔找矿视野，而认识到后一点，则可增强找矿的针对性。
B.金属成矿的地球化学环境不均一性
正如上述，理论上金属成矿在地质构造环境方面是无选择性的，但现实中在相似的地质构造环境中却并不都能寻找出相同元素种类或规模的矿床。这一现象在金矿床中表现得差一点(这是由于金这种元素的独特习性决定的)，但在其他元素(如铜、钨、锡等)中表现得相当明显，例如一些地区无论地质构造环境如何变换形成的都是某一类元素(或其组合)的矿床，即所谓某些元素的矿集区，只是矿床类型不一样(这又表现出专属性特征)。这实际上就是由于金属成矿的地球化学环境的不均一性所决定的，也就是说在金属成矿在具有地质环境专属性的前提下，不仅具有地质构造环境的无选择性，还有地球化学环境的不均一性特征。例如我国的钨锡矿床主要集中在华南地区，而钼矿床则主要集中在华北地区。不均一性特征在成矿区带的尺度上表现更为显著。地球化学环境精细结构及不均一性研究是部署地质找矿工作、确定主攻(矿种)方向的重要前提。以前这方面的工作主要根据现有找矿成果和经验予以判定，从理论的角度提高预见性的研究还不多，这就是为什么一些地区找矿总有意外发现或者反过来本认为能有突破的找矿工作却屡不见效果的重要原因。
C.空间分带性
与板块构造相关的诸成矿地质环境是不同板块间相互作用的结果，这一系列的地质环境伴随板块活动的进行，在空间上作有序的分布;同时由于地质构造作用涉及不同的地球化学块体和层圈，其矿床类型、成矿元素及其组合也会表现出相应的空间分带特征。例如，在板块会聚边缘，自海向陆依次形成俯冲带缝合线构造、弧前盆地、岛弧岩浆带、弧后盆地及弧后构造岩浆带、构造隆起带和断陷盆地等环境。在不同地区，受具体的板块构造活动控制，不同类型的地质环境发育程度会有差异，但总体上空间分布规律不会改变。由于不同地质环境对金矿成矿的控制作用，因而造成了板块构造环境成矿专属性的空间分带现象，依照这种分带性可以划分出某一地区的金矿大地构造成矿带。事实上，这种分带性在我国不同地区的板块构造成矿地质背景中都有明显的反映。空间分带性是划分成矿带、成矿集中区、矿田等的基础。
D.时间演化性
不同的板块构造环境本质是在整个地质历史时期内某一阶段板块演化的产物，它实际表征的是板块活动某一个特定阶段的构造型式。一个完整的板块运动过程可用威尔逊旋回加以说明，它包括大陆裂谷、海底扩张、俯冲缝合和碰撞造山等几个彼此不同又相互联系的阶段，在每一个阶段都有与之相对应的不同类型的大地构造背景。因而对特定地区来说，某一时期它只能处在板块演化的某一个阶段有关地质环境中，并表现出相应成矿作用特征。所以，在一个板块运动旋回中，成矿作用也将随板块作用的逐步发展而依次处在不同的大地构造背景中，从而呈现出时间上的演化规律。另一方面，虽然不同时期板块构造运动对某一地区都有影响，但对金矿成矿的贡献并不是同样重要的，金矿成矿只与某一或某几个地史时期内最剧烈的板块构造运动及其相应的地质作用和成矿作用相关。也就是说，对特定地区来说，仍有相对重要的成矿期存在。
E.时空复合特征
在漫长的地质历史年代里，板块内部的地质变动、板块之间的相互作用(如板块的裂解和扩张、拼接和缝合、运动方向和速度的改变、大陆增生和边缘迁移等)十分复杂，并表现出旋回性，更重要的是这种旋回性不是板块运动的简单重复，即在不同的板块运动旋回中，各板块的边界、大小、形状、应力作用方式、时间长短、深部构造特征、周围环境以及板块内部组成等都不相同。也就是说，对于特定地区而言，在整个地质历史时期中，不可能永远处于同一种大地构造环境，而是随着板块的运动而发生变化的。不同板块运动旋回对于同一地区而言会形成不同类型大地构造环境在一定程度的交叉、重叠，这种地质构造环境的时空复合，进而导致了地质作用和成矿事件重复和/或叠加，使相关地区内的成矿作用特征复杂化，最终结果是造成某一地区不同地质环境所专属的矿床都有出现，从整个地区而言，金属元素组合可能走向趋同性，从总体上就表现为多样性和复杂性。因此，成矿的多样性和复杂性是成矿专属性的集中反映。这种时空复合特征在我国东部(古亚洲和滨太平洋大地构造域的叠加区)及西南地区(古亚洲、滨太平洋和特提斯-喜马拉雅大地构造域叠加区)表现得极为明显。对于成矿规律研究而言，仅仅认识到这种复杂性是远远不够的，更为关键的是要对这种复杂性和多样性进行解剖，从中离解出与不同地质时期和相关地质环境、地质作用相联系的专属性特征来。