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第4卷第6期
2013年11月
矿 产 勘 查
V01.4 No.6
MINERAL EXPLORATION November,2013
澳大利亚新南威尔士州新英格兰造山带
金、铜多金属矿地质找矿进展
徐明钻 ,刘建东 ,杜菊民 ,顾晟彦 ,梁胜跃 ,陈 峰 ,黄辰辰
(1.江苏省地质勘查技术院,南京210008;2.江苏省地质工程有限公司,南京210018)
摘 要 新英格兰造山带为东澳地区重要的矿产省之一,具有良好的金属矿产成矿潜力。文章在总结新英格兰造
山带区域地质背景、构造演化特征及区域矿产分布特征的基础上,初步探讨了在澳洲流行的金矿成矿模
式的理论构成,总结了其基本找矿思路,并据此举例分析了找矿方法技术的进展。希望借此能在某种程
度上拓广国内地质找矿人员的思路,为国内地质队伍在澳洲或者国内实现类似矿产找矿突破提供有益的
借鉴。
关键词 新英格兰造山带 与侵入岩有关的金矿体系 航空瞬变电磁测量 铜多金属矿
中图分类号:P624;P631;P632 文献标识码:A 文章编号:1674—7801(2013)06—0707—07
澳大利亚作为资源大国,各类矿产资源丰富且
品位较高,近十几年来随着全球对矿产资源需求的
急剧增加,其地质找矿工作呈现一片繁荣景象。当
前随着国内地质找矿工作难度的不断加大,很多地
质队伍在国家资源“走出去”政策的支持下,努力拓
展国外地质找矿市场,而澳大利亚往往是众多单位
的首选对象。笔者以澳大利亚东部成矿条件有利的
中部巨大的塔斯曼褶皱带、北部汤姆森褶皱带、南部
拉克伦褶皱带、东部新英格兰褶皱带、西部阿德莱德
褶皱带5个部分构成,在东南面还包括一个脱离大
陆的塔斯马尼亚褶皱带。
新英格兰褶皱带是东澳造山带中最年轻的褶皱
带。该造山带由澳大利亚大陆东部边缘的不同地块
拼贴而成,并从新元古代到晚中生代经历了长期的
演化过程,但主要形成于从志留纪到石炭纪,并在泥
盆纪到石炭纪时期处于由西向东俯冲导致的汇聚板
新英格兰造山带为研究区域,以金、铜多金属矿为目
标矿种,系统收集以往地质、物化探资料,试图总结、
探讨该区内金、铜多金属矿地质找矿进展,为国内外
地质单位在该区内开展地质科研、生产工作提供可
以参考借鉴的有益素材。
块边界环境 。褶皱带内出露早一晚古生代火山
弧、弧前盆地沉积物和增争楔在内的混杂岩以及大
量的造山作用后期侵入岩。
1 区域地质背景及成矿条件分析
1.1 区域地质背景
新英格兰造山带(New England Orogen),又名新
英格兰褶皱带,位于东澳造山带最东部,包括新南威
尔士州大部分地区和昆士兰州南部Texas地块。东
澳造山带位于澳大利亚大陆的东部(包括塔斯马尼
亚岛),呈南北向延伸,为一古生代造山带,主体由
[收稿日期]2013一O1—29
1.2 区域地质构造演化特征
从全球地质演化历史来看,新英格兰褶皱带地
处冈瓦纳古陆边缘,构造演化历史复杂,伴随着造山
运动的岩浆活动剧烈,区内构造演化历史(图1)具
体叙述如下。
(1)泥盆纪之前
在该时期内,绝大部分新英格兰褶皱带处于古
太平洋板块内,区内尚无明显的板块构造活动迹象。
[基金项目]国土资源部2012年国外矿产资源风险勘查专项资金(编号:201210A01000203)资助。
[第一作者简介]徐明钻,男,1983年生,博士,工程师,从事境外矿产资源勘查工作。
707
矿 产 勘 查
区内发育一套海相的沉积岩,以砂岩、粉砂岩为主。
(2)早泥盆世
带,同时构造抬升作用强烈。原Gamilaroi岛弧地区
火山活动停止,其上部形成一套互层的海相沉积物,
克拉通上形成Werrie陆内断裂。增生楔与Gami.
1aroi火山岩之间形成早期的Peel逆冲断层,由于增
生楔在俯冲作用和构造作用的综合作用下,在其核
部形成S型花岗岩。
(6)晚二叠一早三叠世
在早泥盆世,大约400 Ma以前,古太平洋中脊
开始活动,古太平洋板块向西扩张,处在Lachlan(拉
克伦)褶皱带与新英格兰褶皱带中部Gamilaroi岛弧
之间的另一古洋壳向东俯冲,导致Gamilaroi岛弧的
火山喷发;另外,在东部Woolomin地区,由于长期的
沉积成岩作用形成Woolomin组地层。
(3)晚泥盆世
到这个时期,区内俯冲作用基本上推出该区,同
时构造抬升作用不断加强,来自深部的岩浆上涌,且
有部分喷出地表,导致早期的I型花岗岩。而原
Gamilaroi火山岩在构造抬升作用,变质变形显著,
与此同时,其上覆的一套海相沉积序列逐渐停止沉
积作用,形成Sydney—Gunedah盆地。
(7)晚三叠世
大约在360 Ma以前,俯冲带“翻转”,由古太平
洋板块向西俯冲,导致Woolomin组地层受到强烈的
变质变形作用。另外,在冈瓦纳古陆边缘,Gamilaroi
岛弧火山岩上部形成Keepit砾石沉积物。
(4)晚石炭世
到晚石炭世,海退作用逐渐加强,随着时间的推
移,俯冲带缓慢向古太平洋方向。期间由于板块构
造运动方向的改变,在原先Gamilaroi岛弧的位置上
到该期,板块俯冲作用和构造抬升作用均已停
止,在地表风化侵蚀作用下,原先由于构造抬升隆起
的部分地体逐渐被削平,在新英格兰褶皱带西部形
成Surat盆地,东部形成Clarence—Moreton盆地。
而在原Gamilaroi火山岩与古老克拉通之间逐渐形
成一套新的断裂——Hunter—Mooki断裂。
再次发生火山喷发,形成一套新的大陆边缘岩浆弧。
另外,在Woolomin组地层东部形成一套新的Sandon
地层。
(5)早二叠世
综合上述,从新英格兰褶皱带区域地质背景和
地质构造演化特征来看,早泥盆一晚三叠世期间的 到早二叠世,俯冲带基本上推出新英格兰褶皱
早泥盆世
lachlan
一
岛弧
弧后盆地(Gamilaroi)(Woohnin)
_ ・v
400Ma
洋壳扩张
褶皱带 石灰岩礁
俯
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中心
一
晚三叠世
sura
t盆地
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断层
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断层
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克拉通
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图1新英格兰褶皱带构造演化图(根据P M Ashley在新英格兰大学的讲义 ,2012)
第4卷第6期 徐明钻等:澳大利亚新南威尔士州新英格兰造山带金、铜多金属矿地质找矿进展
板块俯冲和构造抬升作用,形成了一套复杂的变质
沉积岩地层,产生了不同成因类型的花岗岩,为地质
成矿提供了丰富的物质来源;而多期次长时间的构
山作用晚期花岗岩有关的金、铜多金属矿;8)变质
热液型金矿;9)砂金矿。
造活动又产生了大量构造裂隙,为地质成矿提供了
有利的容矿空间。因此,无论是从区域地质背景还
3 区内金、铜多金属矿地质找矿进展
3.1 IRGS研究进展
前人¨卜 在研究加拿大育空(Yukon)和美国
阿拉斯加地区斑岩型金矿时,提出“与侵人岩有关
是从构造演化历史来看,新英格兰褶皱带无疑将成
为新南威尔士州乃至澳大利亚境内金属矿产地质找
矿工作寻求突破的有利区域。
2 区域金、铜多金属矿分布特征
新英格兰褶皱带中有几千个中古生代一新生代
的矿床,且大部分形成于大陆增生边缘,主要为海
相、岩浆岩及变质热液矿床 ,此外,还有一部分矿
床形成于晚期的风化作用、侵蚀作用及火山作用。
新英格兰褶皱带新南威尔士段地质矿产资源丰
富,构造演化历史复杂,很多学者 在该区开展了
大量基础地质及矿产地质的研究,取得了一定成果,
但大多偏重对该区构造演化历史的研究,缺乏对全
区地质矿产资源分布特征的论述。
矿床按形成期次可以分为以下几类:
(1)增生作用发生之前形成的矿床。这类矿床
主要包括:赋存在燧石中的海底喷气型锰金矿,塞浦
路斯型块状硫化物矿床,赋存在蛇纹岩中的铬矿。
(2)在克拉通化及增生作用过程中形成的矿
床。这类矿床主要包括:与各期岩浆作用有关的
Sn、Mo、Bi、W、As、Ag、Au及贱金属矿床,低温热液
Au、Ag及贱金属矿床,与来自不同时期岩浆侵入作
用产生的高温热液流体有关的石英脉型金矿床,与
变质热液流体有关的锑、金矿,成矿物质来源于含金
燧石及沉积物的石英脉型金矿。
(3)克拉通化期后矿床。这类矿床主要形成于
新生代,其形成与第三纪火山活动及风化作用有关。
这类矿床主要包括次生的钻石矿、蓝宝石矿、红土型
铝土矿、砂金矿、砂锡矿等。
综合前人研究资料,依据区域矿产资源分布特
征(图2),该区内金、铜多金属矿可以分为以下几
类 。 :1)与洋壳岩及增生地体有关的金、铜多金
属矿;2)与蛇纹岩及蛇纹岩构造有关的金、铜多金
属矿;3)与Hillgrove深成岩套有关的金、铜多金属
矿化;4)与早二叠世火山作用有关的铜多金属矿;
5)与Bundarra深成岩套有关的金、铜多金属矿化;
6)Drake火山岩中低温热液金、铜多金属矿;7)与造
的金矿体系(Intrusion—Related Gold Systems,简称
IRGS)”的概念,即与侵入岩有关的金矿体系是指在
成因和空间上与侵入岩有密切联系的金矿床总
称 引。而在新英格兰褶皱带由于不同期次的岩浆
活动频繁,不同类型侵入岩出露较广,具有良好的
IRGS型金矿找矿前景。
与侵入岩有关的金矿体系的基本特征如下:
(1)侵入岩岩性是中性到酸性的偏铝、次碱性
侵入岩;
(2)成矿流体是岩浆分异演化成的富碳热液;
(3)矿石的成矿元素组合:Au、Bi、w、As、Mo、
Te(Sb);
(4)矿床具有低硫特点,标型矿物主要是毒砂、
磁黄铁矿和黄铁矿,缺失磁铁矿和赤铁矿;
(5)常见的蚀变作用产物是白云母一绢云母一
绿泥石一碳酸盐类矿物组合;
(6)矿床产出的大地构造位置是汇聚于板块边
缘的内侧;
(7)侵入岩的成岩时代以显生宙(主要是海西
期和燕山期晚期)为主。
与侵入岩有关的金矿体系分为3大类 (图
3):侵入岩为主岩的金矿床、近侵入岩的金矿床和
远侵入岩的金矿床。在冷却侵入岩体周围的热梯度
变化十分剧烈,导致在以侵入岩为中心的数平方千
米内形成了不同金属元素组合矿化现象。
澳大利亚的Blevin博士 根据前人对IRGS研
究的成果,总结了IRGS的区域地质、矿区地质、矿
化及蚀变类型、矿床地球化学、元素组合分带、地球
物理及流体化学等找矿标志,重点讨论了新英格兰
褶皱带中Timbarra金矿(浸染状)、Lucky Draw金矿
(夕卡岩型)、Majors Creek金矿(脉状、浸染状及冲
积成因)等3处与侵入岩有关的金矿的围岩蚀变特
征、矿化类型、成矿物质来源等内容,在总结和分析
上述资料的前提下,提出了与侵入岩有关的金矿体
709
矿 产 勘 查
航空时间域电磁测量是航空电磁测量中主要的
一
样品的Au含量超过1.87 x 10 ,为后期地质找矿
工作奠定了基础。
(3)地质矿产工作
大类,通过安装在飞机上的航空电磁仪,向在直升
的脉冲电流,向地下发射较强的一次电磁场,并通过
机吊挂上安装的大发射线圈,送入给定间隔和形状
安装在直升机吊舱中的接收线圈在发射断开期间
以Halls Peak地区为例,在20世纪70年代多
家公司在5处铜多金属矿床施工过39个钻孔,总进
尺超过4000 m;其中Gibsons矿区有平硐共250 m、
Faints—Firefly矿区有平硐170 m。发现了大量的矿
(和发射期间)测量地下地质体产生的二次电磁场
不同方向、不同时间衰减的特性,以达到解决地质问
题的目的,特别是对地下有效的矿化信息、构造分布
化,提高了原有的资源储量。1998年澳大利亚贵金
特征等具有较好的反映。
VTEM与其他系统相比较,具有以下优势:
1)最高的信噪比和导体空间分辨率;2)独一的
渗透深度和最高分辨率;3)优越的“修改和替换”时
间;4)同心发射器——接收器的几何学保证正异常
的定位;5)先进的梯形波形,脉冲持续时间达7 ms,
更有效测试导体饱和度;6)直升机平台,用于提供
最高分辨率勘查。
2011年澳大利亚索维伦(Sovereign)金矿有限
公司出资让Thomson Aviation航空公司在Uralla附
近Rocky河一Uralla地区开展航磁测量工作,结果
发现一条磁负异常带呈北北东向横穿该区的磁负异
常带,通过地面检查在该异常带上发现了部分金矿
床(点)。
(2)异常检查
澳洲地面异常检查工作主要以物化探技术为
主。区内地面物探工作主要在20世纪70—80年代
之间开展。以新南威尔士州Halls Peak地区为例,
在20世纪70年代,很多矿业公司在Gibsons矿区进
行多种地面物探工作,主要有激发极化法,土拉姆
法,自然电位法,甚低频电磁法和充电法。充电法显
示Gibbsons矿体向北西方向延伸,土拉姆法测出中
等规模的强异常,并向西延伸。自然电位法异常与
充电法异常相吻合。但自然电位法和激发极化法均
没有在土拉姆法测出的断层周边显示有高品位矿化
异常。
化探工作与国内相比较,澳洲化探工作不注重
测网网度及方向,化探人员在野外根据矿(化)体的
空间位置,灵活地不拘泥于规范地布置一定路线开
展工作,主要目的是为了以最快的速度实现找矿突
破。美国的Amoco公司于1983年在Halls Peak地
区Khnas Creek矿床以北地区,根据前期航空电磁测
量结果,布置了土壤地球化学测量工作,测量面积为
2 km ,发现土壤中金含量总体比较高,其中有几个
71 2
属资源有限公司对Halls Peak地区几个重要矿点进
行了重新评估,对现存近3500 m钻孔岩芯部分进行
了重新化学分析验证工作,发现以前没有做过分析
的部分岩芯(泥质岩,硅质黏土岩)中有品位高达
3459 x 10 的Ag和16.3%的zn。
4 结论
澳大利亚作为资源大国同时又是地质找矿强
国,其固有的一些地质找矿理论及方法技术要远远
领先于国内。如何在有效地学习并吸收该国先进方
法技术的同时,充分地发挥我国地质队伍的传统优
势从而实现在澳洲找矿突破,是国内地质人员面临
的长期而艰巨的任务。例如,本文所提的I
参考文献
RGS型
金矿成矿模式在国内虽有人进行介绍,但利用该模
式在国内取得找矿突破却未见报道;航空瞬变电磁
测量(VTEM)系统国内虽有单位引进,但性能却远
远落后于澳洲。希望本文能在一定程度上起到抛砖
引玉作用,吸引国内有关专家对基础地质、成矿模
式、找矿方法技术进行总结和研究,并讨论其成矿模
式和方法技术对国内哪些地区找矿具有参考价值,
从而实现国内地质找矿工作更上一层楼。
~一
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xu Ming—zuan ,LIU Jian—dong ,DU Ju—min ,GU Sheng—yan ,
LIANG Sheng—yue ,CHEN Feng ,HUANG Chen—chen
(1.Geological Exploration Techniques Institute of Jiangsu Province,Nanjing 210008;
2.Jiangsu Geological Engineering Co.,Ltd,Nanjing 210018)
Abstract:The New England Orogen(NEO)blet,one of is the significant metallogenic provinces in the eastern Australia,has
great potential for prospecting metal deposits.Based on the summarization of regional geological settings,structure evolvement and dis-
tribution characteristics of regional deposits in the NEO,the authors primarily discuss the metallogenic models of the gold deposits and
its relevant theoretical system,which are popular in Australia;summarize the basic prospecting clues,and analyze the progress of the
exploration techniques and methods illustrated by the exploration cases.This study will help Chinese geologists widen their exploration
views to some degree,and provide the valuable information for Chinese geologists to achieve the exploration breakthrough in Australia
and or prospect the similar deposits in China.
Key words:New England orogen belt;intrusion—related gold deposit system;airborne time—domain electromagnetic survey;
copper multi—metals deposits
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