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“金矿脉”是同生沉积的吗?

《脉金成矿学:同生成因视野》译介

来源: 新浪博客 发布时间:2019-03-13 浏览量: 字号:T|T

2016年, Ulrich Kretschmar和Derek McBride合著的《 The Metallogeny of Lode Gold Deposits:A Syngenetic Perspective》(脉金成矿学:同生成因视野)343页巨著,以两人共长达百年的地质研究与金矿勘探经验及详细地质填图和数个金矿田编录至毫米级的成千上万米岩芯的地质观察,提出了离经叛道的太古代绿岩带金矿的同生成因模式。

本书开篇,引述了Peter Medawar所著的《柏拉图的理想国》(1982)中的一段话:观察是科学发现的利器。对于所有的反常现象,感知到的证据从本质上是可信赖的,只要我们像孩童般观察自然,没有偏见,没有先入为主;而不是像成年人那样,失去了清纯而又坦率的眼光。科学家必须努力恢复孩童般的观察方式(Observation is the generative act in scientific discovery.For all its aberrations, the evidence of the senses is essentially to be relied upon-provided we observe nature as a child does, without prejudices and preconceptions, but with that clear and candid vision which adults lose and scientists must strive to regain,刘继顺译)。

本书说是Ulrich先生的毕生呕心沥血之作,一点都不过分。2014年12月16日,Ulrich先生在写作之中突发心脏病离世,他的好友,Derek先生接着继续撰写,才得以使本书面世。

他们首先评述了目前流行的金成矿模式-后生成因模式:侧分泌和热晕金成矿模式(Lateral Secretion和Thermal Aureole Gold)、深循环大气降水成矿模式(Deeply-Circulating Meteoric Waters)、变质成矿模式(Metamorphic Models)、造山型金成矿模式(Orogenic Gold)、与岩浆有关的成矿模式(Magmatic Models)、地幔有关的成矿模式(包括煌斑岩,Mantle-Related Models)、地壳连续成矿模式(Crustal Continuum)、构造扩散成矿模式(Tectonic Diffusion of Gold)、剪切带成矿模式(“SHEAR ZONES” and ROLE OF STRUCTURE IN LODE VEIN MODELS)。

第二章介绍了加拿大新斯科舍地区太古代绿岩带金矿区的野外露头地质现象,着重于矿石结构构造的解释(Interpreting Textures in Outcrop),主要有原生结构与次生结构、顺层矿脉与切层矿脉、“角脉Angulars”、石香肠、鞍状脉等,并发现了所谓的“石英脉”具有沉积特征,具有浊积岩中鲍玛韵律的特征,提出了金韵律概念(Gold Cycles)。

第三章,论述了金韵律(Gold Cycles)的矿床实例与解释,认为“含金石英脉”,实则为“含金石英层”,是在类似于浊积岩沉积环境(A-E韵律)下沉积的E层含金结晶质石英和硅胶(即GCE单元)。

“金矿脉”是同生沉积的吗?

新斯科舍Beaver Dam金矿的石英脉(QU)光片,“Rosetta脉”,寒武-奥陶纪Meguma浊积岩系,示沉积性质,在浊流沉积间歇期间,不同脉冲的热液石英和硫化物(金)与持续的深海沉积物沉积

“Rosetta脉”与著名的Rosetta Stone类似,后者允许被破译为埃及象形文字字母表。从同生角度来看,此“脉”显然是泥质基底层上的硅质层:鲍玛浊积岩的上部E层。

第四章介绍了加拿大新斯科舍省的寒武-奥陶纪浊积岩的Meguma金矿、安大略省的太古代绿岩带的Chester Twp和Beardmore金矿、曼尼托巴省太古代绿岩带的Maskwa金矿等同生沉积成因的野外地质特征。

第五章论述了煌斑岩与金成矿关系(Why Lamprophyres Have No Role in Lode Vein Genesis),认为煌斑岩与金成矿无关,所谓的“含金煌斑岩”实则为 “GCE单元”,是沉积成因的。

第六章讨论了Chester杂岩型金矿床与矿化有关的长英质火山作用(Felsic Volcanism Associated with Mineralization in the Chester Complex- Type Gold Deposits),发现了所谓“TTG岩基“中的序粒层及含金的GCE单元。

第七章评述了各类成矿热液来源及现代海底热水沉积成矿作用与块状硫化物矿床(Understanding Hydrothermal Systems),及石英与黄金的溶解与沉淀的物理化 学条件。

第八章讨论构造与变质对于金的活化迁移成矿作用(The Role of Structural Geology and Remobilization),认为构造及变质所致金活化范围是有限的,不足以形成工业矿床,仅可形成低品位的金矿化。

第九章将金矿脉与海底喷口系统的几何形态进行了对比(Lode Gold Deposits: Their Geometry and Evidence for Seafloor Vent Systems),认为顺层脉对应于沉积脉,切层脉对应于喷口系统的补给脉。

第十章论述了同生沉积模式与热液喷口系统的几何特征(Toward a Syngenetic Model and Vent Geometry)

第十一章通过同生与后生成矿模式的对比,提出了进一步工作建议与勘探应用( Comparisons, Conclusions,Suggestions for Further Work and Application of the Syngenetic Model),认为目前太古代绿岩带中的金矿脉,是以韵律性(周期性)沉积方式形成的,是海底形成的含金硅质结壳;成脉时代早于变形变质,或几乎未受变形的显著影响;具不对称下盘蚀变,与VMS矿床非常相似;“石英脉“与其主岩间缺乏同位素平衡,也证明了同生观点。

金矿脉形成的同生成因具有内在一致性、合乎逻辑性、简单性,并能解释如下地质现象:

1.矿脉尺度至公里尺度的铁白云石-菱铁矿斑点;

2.在太古宙金矿田和热液系统中,流体从氧化到还原的演变;

3.围岩和矿脉之间稳定同位素的非平衡特征;

4.不对称脉的形成和蚀变;

5.浊积岩中的石英结构,反映了热液石英的沉积作用;

6.从同生成因视野出发,方可发现“含金煌斑岩“、”TTG岩基“中的”含金石英脉“实为GCE单元,从而否定了两者的岩浆成因观点。

对于加里东期和阿尔卑斯期造山褶皱带中,为何几乎没有富金矿的问题,前人的回答是,这些褶皱带是大陆碰撞的结果,不利于主要脉金成矿区的发展;岩石圈拆离对水合洋壳的脱挥发作用是有限的,大型压扭性构造是内部造山带脉金矿床缺乏的可能原因之一。

本书作者认为,答案其实很简单,就像“岩石是错的”一样,主岩实际上控制了矿床类型与规模。

作者评述了反对同生成因模式的地质学家的意见

1.从“造山”概念出发,造山变形过程是金矿形成的必要条件,这是陷进了先入为主的泥潭。

2.切层金矿脉,其形成晚于主岩,但这一点必须有来自填图,包括构造分析和钻孔的明晰证据,而不应假定时代关系。

3.切层脉的规模是很重要的,小规模活化切层脉通常是压实和变形的结果,软沉积物变形也会导致局部切层特征;在喷口附近,矿脉方向的复杂性增加。

4.脉金沉积环境,是与VHMS沉积环境相似的。

5.详细的构造分析,对于理解流体生成和沉积的来源和时间并不重要。

6.绝大多数石英脉,是与包围它的围岩同时形成的;应将原始海底作用与后期的叠加、变形和变质区分开来。

作者将同生成矿模式,成功运用到纽芬兰的奥陶纪Betts湾蛇绿混杂岩区的金矿靶区优选上,并发现了Nugget Pond金矿床。

Laura Carter Kretschmar,2015年3月,写的序言:

2014年12月16日,Ulrich Kretschmar博士,在他家后的树林里散步时,突然意外地心脏病发作而驾鹤西游,当时他深深地沉浸在本书的写作之中。

在他去世的前一天,Ulrich伤感地说,他知道他无法完成他有生之年开始的这个项目的研究,这并非因为他预感到将不久人世,而是因为,正如他所说的,“我知道的越多,我就越意识到我的无知。”一种理解,导致了另一个有待研究和理解的谜团。越来越多的关于地球起源的问题,有待于研究和揭示。

Ulrich博士毕生致力于理解和研究他所热爱的所有领域,尤以地质学最盛。首先,他决定写这本书,因为他想分享他30多年来仔细观察所得出的发现,从1970年代在新斯科舍省的Meguma研究开始,并持继到他最新的研究,其中包括对萨德伯里北部安大略省北部Chester镇的深入研究。

在Chester镇研究期间,他开始撰写本书,绘制构造图来说明他所观察到的地质现象,研究其他地质学家和相关领域科学家的发现。他在学术会议和研讨会上介绍了他的理论,并花了三年的时间来组织并写下他的思想及本书的章节与计划。

Ulrich意欲在本书中向后辈地质学家传达一个忠告,那就是要他们放下手中的计算机模型,回到对地球的观察上,“走向大地,看看它在说什么。”

他还想在本书中指出他所看到的当前学界存在的弱点:在假定某一模式为真之后,野外工作只是去寻找到符合假定正确的模式的证据。

Ulrich坚信,地质学家必须以开放的心态(没有先入之见)开始研究大地,并将任何解释建立在大地所揭示的基础上。这就是他所遵循的科学方法,这也是为什么他对金矿同生成因理论如此坚信的原因。

合著者Derek McBride,2015年10月的序言:

我在海尔伯里矿业学院接受了地质教育,并于1965年以金奖毕业。从此,我进入安大略省金斯敦女皇大学,1968年获得地质工程学士学位,1972年获得工程硕士学位。我早期的研究对象是阿比提比绿岩带中的石墨片岩,当时在航空地球物理测量的后续区域调查中发现了石墨片岩。在这些古老岩石中碳的存在,表明存在着某种太古代生命形式。斑岩矿床的区域勘查,提供了我的硕士学位论文的研究材料,我将岩石地球化学用来鉴别科迪勒拉冰原斑岩铜-钼矿床的淀积和蚀变模式。当时,我对这些矿床的构造背景很感兴趣。

从我搬到加拿大东部以后,在A. L.McAllister博士指导下,研究Heath Steele矿山块状硫化物矿床的构造和地层,于1976年获得博士学位。作为这项研究的一部分,我发表了第一篇关于绿岩带构造演化中矿床及其定位的论文。在圣弗朗西斯泽维尔大学任教期间,我的野外工作对象是新斯科舍省东部的Meguma矿山。

回到矿业界,我将野外地质学作为主要勘探工具,得到了业界的高度评价,因为我使用地球化学、地球物理和区域构造来确定首选勘探目标,从而完成了1987年关于Beardmore-Geraldton绿岩带中金矿的学术论文。本研究建立了发现Nugget Pond金矿的勘探模式。我的一些研究成果业已发表,但绝大多数资料却一直锁在矿业公司或政府的评估档案柜中,直到现在。

我从1985年开始从事咨询工作,去过17个国家,而大多数是对金矿床的研究。当我的朋友Ulrich去世的时候,我被迫接手并完成Ulrich的工作。我欣然同意,因为我知道,结合我俩共百年长期的勘探经验,将会产生令人兴奋的金矿勘探新方法。

作者的另类观点,各位智者然否?