澳大利亞本迪戈（Bendigo）礦集區金礦地質特征及找礦方向

張毅盧天驕馬林霄董少波

（1.中色地科礦產勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中資環鉆探有限公司，北京 100012）

0 引言

澳大利亞有“坐在礦車上的國家”之稱，其礦產資源是國家財富極其重要的組成部分（朱建東，2008）。本迪戈礦集區位于東澳大利亞含金區的南部拉克蘭造山帶西緣（維多利亞州），距墨爾本北西120 km，該區域至今已生產黃金超過684 t，是澳大利亞第二大金礦富集區（苗昌德，1993），也是世界上12 個主要金礦省之一（Phillips and Powell，1993）。礦集區內及周邊分布規模不等的礦山（表1），各礦山均分布于的本迪戈－巴拉臘特褶皺帶內，金礦平均品位較高（9.6～27.0g/t）（Phillips and Mar?tin，1996）。因諸多原因導致該區域內多處礦山處于半停產狀態，2017—2019 年間本迪戈臨近礦區勘探過程中在深邊部發現了高品位的含金礦帶（佚名，2005）。本文對以往資料綜合整理的基礎上簡要敘述本迪戈礦集區內金礦分布規律及地質特征，對該區深邊部找礦工作提供一些思路。

表1 本迪戈－巴拉臘特金礦帶礦床特征

1 區域地質

本迪戈礦集區位于澳大利亞東部古生代拉克蘭造山帶，拉克蘭造山帶分為3 個各具特色的亞帶（圖1），即：拉克蘭西帶（WL）拉克蘭中帶（CL）和拉克蘭東帶（EL），各亞帶之間皆為深大邊界斷裂。每個亞帶還可以細分為若干個不同的構造區或構造帶（張定源，2014）。本迪戈礦集區位于拉克蘭西帶南段的本迪戈－巴拉臘特褶皺帶內。

1.1 地層

礦集區地層由奧陶系一套富含石英的濁積巖系組成，海洋沉積物和交代物是該區古生代基巖的主要組成部分，這些沉積物屬于濁積砂巖、粉砂巖和泥巖的均勻序列，被稱為Castlemaine 超群（Cas and Vandenberg，1988）。

Castlemaine 超群以泥巖、頁巖、砂巖和薄層灰巖的互層單元。沉積物的粒度范圍從最細的泥巖到最大粒徑約為8 mm 的粗砂或細礫巖，其中砂巖是Castlemaine 超群的主要巖性，顯示了濁積巖序列并常見有平行層理、交錯層理等沉積構造，局部地區部分泥巖與砂巖互層形成厚包裹體。

圖1 拉克蘭造山帶區域地質簡圖（據張定源，2014）

1.2 構造

拉克蘭西帶的濁積巖系被一系列平行走向、向西陡傾的中地殼的走滑斷層截斷（圖2），并共同構成逐漸向東增生的褶沖帶。巖性為砂巖和泥巖，濁積巖層構成區域性的背斜和向斜，板劈理發育，被陡傾的逆斷層和石英脈穿切。西帶的西界為寬20 km、向東陡傾的斷裂帶（F1），本迪戈—巴拉臘特地區主要變形作用有兩期，分別為455～440 Ma 和430～410 Ma；西帶與中帶的分界線為寬2 km 多期變形的惠靈頓山斷裂帶（F4），該斷裂帶在410～385 Ma 活動，到360～340 Ma 再次活動。正是這些強烈的變形作用和斷裂活動，使得各帶發生大規模的成礦作用，形成大量的造山型金礦（張定源，2014）。

圖2 本迪戈礦集區區域簡圖（修改自張定源，2014）

圖3 拉克蘭造山帶巖漿分布圖

1.3 巖漿巖

拉克蘭造山帶基巖露頭的1/3 為花崗巖，西帶分布范圍最小，在中帶和東帶分布范圍較廣（圖3）。西帶地表出露的主要是主構造變形期以后形成的侵位相對較淺的花崗巖類，侵入時期405～390 Ma?；◢弾r進一步劃分為含堇青石的花崗巖（S 型）和偏鋁質的角閃石—黑云母花崗巖（I 型）。

巖漿活動是金及多金屬礦床最重要的控礦因素之一，并為該區域提供了豐富的成礦物質來源和充足的成礦熱液?？v觀整個拉克蘭造山帶，巖漿作用與成礦關系極為密切，尤其對中帶和西帶最為明顯。中帶及西帶的金及多金屬礦床的形成主要還是受巖漿作用的控制（Frank et al.，2002）。

2 礦區地質特征

2.1 地層

本迪戈礦集區為地勢平緩的開闊平原，地表大部分為第四系、第三系粘土、砂礫石層，奧陶系砂巖、粉砂巖大多被掩蓋，僅小范圍出露（圖4）。奧陶系即是礦集區賦礦層位，是一套非常均勻的濁積砂巖、粉砂巖和泥巖序列組成，并與小范圍的“疊－錐”石灰巖互層，沉積構造僅局部受變形影響。砂巖巖石具有明顯的平行層理和波狀層理（圖5），層底的粒級層理、交錯層理和構造為沉積層的新老關系（面）提供了依據。

砂巖主要為不易風化的石英、長石顆粒，含少量磁鐵礦、褐鐵礦，高嶺土等；粉砂巖由石英、白云母、絹云母、綠泥石、斜長石和副電氣石組成。受區域變質作用影響，泥巖與砂巖局部轉化為變質程度較低的板巖，個別區域變質達到了綠片巖相。

2.2 巖漿巖

在礦區北部的正地形地帶為泥盆紀侵入巖體，巖性為花崗閃長巖，晚于石英脈的形成，截斷并部分消耗了較早形成的石英脈，被當地作為建筑材料開采利用（Mcinerny，1929）。另外奧陶系砂巖、板巖被大量的亞垂向煌斑巖脈侵入，在背斜的線帶內或附近最常見的。厚度從幾厘米到2 m 不等，平均約0.5 m。局部破壞了礦體。

圖4 本迪戈礦區地質剖面示意圖

圖5 砂巖層理及花崗閃長巖球形風化

2.3 構造

礦集區構造發育，主要構造線方向為NNWSSE 向平行排列的褶皺和斷層（圖2），構造波長達幾十千米至上百千米。其中褶皺構造的背斜、向斜成為了主要的賦礦層位和控礦構造，為區域內的熱液流體沉積金元素提供了儲藏空間。

褶皺主要形成于晚奧陶世（Bierlein et al.，2004），在走向上長短不一，有的經過一段距離后與相鄰褶皺合并。褶皺軸面傾角范圍為80°E－75°W，在較大褶皺的樞紐上常發育小的寄生褶皺。金礦體呈鞍狀、網脈狀、微細脈狀沿層理、高角度斷層和褶皺構造的虛脫部位分布（Christopher et al.，2013）。在后期構造作用下，部分含金石英脈也發生褶皺彎曲。

以本迪戈礦山為界，褶皺向南塌陷50°～10°，向北塌陷50°～15°，在金礦中心形成了東－西穹隆背斜帶。褶皺俯沖的局部變化導致了沿單個背斜走向形成較小的穹隆和盆地構造。

本迪戈礦集內的Castlemaine 超群中出現了各種大小不一的斷層，斷層走向與褶皺方向大致平行。規模最大且對礦集區影響最深的兩條斷層分別是默克福德（Muckleford）和白法令（Whitelaw）斷層，許多較小的斷層也被認為是平行和橫切區域構造。

Muckleford 斷層（Harris and Thomas，1934）位于本迪戈礦山西南部，長約20 km，斷層在地表形成了至少100 m 寬、幾千米長的角礫巖帶。Muckleford斷層向西偏移，它的向北延伸被稱為萊斯哈特（Lei?chardt）斷層。該斷層與萊斯哈特斷層相交于巖體的結合處，萊斯哈特斷層開始于巖基的北部邊界，以硅化角礫巖為特征。

塞巴斯蒂安斷層位于本迪戈礦區的中西部，延伸在哈考特和塞巴斯蒂安之間。塞巴斯蒂安與其他主要斷層不同的是該斷層向西向下延伸。因此，塞巴斯蒂安斷層和白法令斷層形成了一個地壘，本迪戈金礦的主要部分位于隆起的地塊中。

白法令斷層自南向北貫穿奧陶系，該斷層是該區延長最長的斷層，斷層帶長約15 km，寬1.5～3 km。斷層向西傾斜，為礦體的富集提供了空間。斷層位于頁巖與頁巖夾砂巖中，有大量的熱液成因的石英脈呈網脈狀或平行層理的細脈，金元素富集于石英脈中，礦脈嚴格受地層的幾何形態控制。大多數石英脈呈硬脆性，缺少裂隙構造。

位于本迪戈東部邊緣的福斯特威爾（Foster?ville）斷層已知走向長度至少為8 km，其特征是一個寬達20 m 的角礫巖帶。這些斷層包括反向傾滑斷層和走向滑斷層，平行于層理。

2.4 礦體特征

本迪戈礦集區各礦體均分布于長16 km 寬4 km 的構造變形區域內，礦集區內有多條NNW－SSE向展布的金礦帶，金礦體走向與礦集區的構造線方向一致。

規模較大礦帶分別為花園溝（Garden Gully Line）礦帶、新民線（New Chum Line）和騙子（Hus?tlers Line）礦帶。

花園溝礦帶位于礦集區的中西部，呈近南北向展布，長度近7 km，已知開采黃金達148 t；金平均品位14.0 g/t，局部礦體品位＞15.75 g/t。該礦帶內的吉爾（Gill Reef）礦脈的鞍狀礦體在長250 m 寬10 m高30 m 的范圍內生產過黃金1.84 t，由此可見金品位在局部礦體中品位極高。

新民線礦帶（New Chum Line）位于花園溝礦帶西部并與之平行，礦體形態與之相似，開采黃金達81 t。礦帶延伸約5 km，礦石平均品位12.6 g/t。

騙子礦帶（Hustlers Line）位于礦集區最東部，長度約2 km，該礦帶已生產黃金30 t。礦集區內金礦均賦存于熱液石英脈內，在剖面上呈鞍狀、馬刺狀、網脈狀、斷層/頸狀以及不協調層理狀。其中鞍狀金礦體的品位最高，斷層內礦體及頸形礦體次之，馬刺狀礦體品位與以上相比最低。鞍狀礦脈局限于背斜樞紐處，在一些向斜中在相應的槽部而形成槽狀礦脈，所謂的鞍狀礦脈包括背斜樞紐和向斜槽部的槽狀礦脈。鞍狀礦脈冠狀部位的石英礦脈厚度最大達到20 m，向兩側翼部變薄，向褶皺的四肢延伸并常與下傾的層狀脈匯合；層狀脈由層壓石英脈（通常包括板狀薄片）組成，厚度大約0.2 m，礦脈沿層理面持續存在，雖然很薄但經常被開采利用；受斷層控制的“頸礦脈”往往出現在鞍狀礦脈之上，斷層在背斜上方穿過。在某些情況下，斷層通過重新激活這些早期的石英脈增加了層狀脈和鞍狀礦脈的數量。馬刺狀礦脈通常與頸部礦脈有連，有時也會單獨出現在背斜的兩翼（圖6）。礦體圍巖為砂巖、粉砂巖、泥巖和板巖等，石英脈節理發育的金品位普遍較高，而缺少裂隙的致密塊狀石英脈品位普遍較低。

2.5 礦石的礦物成分、結構及構造

本迪戈金礦的金屬礦物包括毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦等，局部偶見輝銻礦，硫化物含量一般小于2.5%（David et al.1998）。在高品位的礦體內（通常在30 g/t 以上），以塊金和（或）自然金粒的形式存在于鞍狀石英脈和馬刺形礦脈中；品位較低的礦段金在硫化物中以包裹體的形式出現。自然金粒通常是粗粒度的，相對純凈，只有3%～5%的銀作為唯一的雜質（Wilkinson，1988）。

脈石礦物主要是石英，少量絹云母、白云石、方解石、鈉長石等。含金礦脈兩側圍巖的熱液蝕變暈范圍超過150 m，蝕變礦物主要有綠泥石、方解石、菱鐵礦、黃鐵礦、毒砂等。熱液蝕變的黃鐵礦一般呈自形粒狀，與圍巖原有的“草莓狀”含砷黃鐵礦明顯不同。

圖6 金礦體形態示意圖

含金石英脈結構主要以自形粒狀結構、半自形－他形粒狀結構、碎裂結構、充填交代結構等最為常見，礦石常見構造有塊狀構造、浸染狀構造、細脈－網脈狀構造（圖7）。

3 礦床類型及成因

3.1 礦床類型

賦礦的濁積巖地層為奧陶系砂巖、粉砂巖且具特有的韻律性層理，此外多數遭受淺變質作用（綠片巖相）；濁積巖型金礦中不乏有許多大型甚至超大型者，而且礦化點成群成帶地分布（盧煥章等，2013）；構造作用與金的成礦有密切的關系。發生在造山運動期間的褶皺構造、剪切帶、斷裂 破碎帶是成礦必要的條件之一；金的礦化多沿背斜軸部、斷裂帶、濁積巖層理面、不整合面、韌性剪切帶、拖曳褶皺中發育。巖漿作用也是成礦的重要因素。金主要以自然金的形式（明金或顯微金）出現，因此根據以上特點可確定本迪戈礦集區內金礦應為造山帶的濁積巖型金礦（關康和李永明，2002）。

3.2 礦床成因

根據現有資料分析，礦集區內沉積作用發生時伴有含礦熱液的進入，并使各巖層的富含氧化硅和成礦元素在埋藏環境下發生成巖作用，促使間隙水被排擠，塑性和脆性夾層的沉積物發生石化作用，夾層后來對含礦裂隙來說有的起了儲集層作用，有的起了覆蓋層作用；多階段褶皺以及伴隨的動力變質和變質分結作用，使有用礦物發生重組和重新沉積成礦（Goldfarb et al.，2001；Frank et al.，2002）。

4 成礦規律及找礦標志

4.1 成礦規律

（1）礦脈主要發育于褶皺軸部蝕變的頁巖或砂巖/頁巖接觸部位，頁巖形成很好的隔擋層，礦液在有利的面理虛脫部位或構造張裂隙中成礦（羅鎮寬，1990）。

（2）礦脈主要賦存于背斜軸部，部分向斜核部也有礦體存在。

（3）在背斜和向斜的轉折端常常發育馬刺狀石英細脈礦體。

（4）礦脈同時受褶皺核部張性斷層裂控制。

（5）礦脈以硬脆性層狀石英脈為主，極少為晶族狀/薄脈狀石英脈。

（6）礦脈主要發育在北北東向褶皺彎曲部位，顯示礦脈的形成還與南北向擠壓褶皺有關，特別是北北東傾伏端更有利；礦脈在走向上非常穩定但局部品位變化系數較大。

4.2 找礦標志

（1）拉克蘭造山帶西帶本迪戈－巴拉臘特地區是有利的找金礦區域。

（2）Castlemaine 超群砂巖、頁巖內的構造帶是有利的賦礦部位，尤其是背斜軸部及向斜核部。

（3）含金石英脈石直接的找礦標志。

5 找礦方向

2017 年，位于本迪戈金礦南東40 km 的福斯特威爾（Fosterville）金礦在的深部褶皺帶內發現富含明金高品位的“天鵝”礦帶，礦體是以明金為主的高品位石英－碳酸鹽脈型金礦化，金平均品位38.6 g/t。該礦帶的發現為其它區域找礦提供了方向。

（1）礦集區內金礦體沿NNW 向構造線穩定分布，主采區在16 km 長4 km 范圍內中心地帶，在南北兩端延伸發現同類型金礦體的潛力很大，尤其是北部雙鷹區（圖8）是非常有利的找礦地段。

（2）以往開采的礦體主要為花園溝、新民線及騙子礦體，在礦集區的其它南北向背斜鞍狀部位也是賦礦的有利地段。

（3）本迪戈礦區主礦井已開采至地下1000 m，礦體在垂向上并不是簡單的單層礦體，而是呈多層狀垂直向下分布（Lisitsin et al.，2010），所以部分已開采的背斜鞍狀礦體下部仍有找礦空間。

（4）構造帶內的背斜鞍部和向斜的槽部是最佳找礦地段，背斜、向斜的轉折端是次要的找礦區域。

6 結論

本迪戈礦集區位于拉克蘭造山帶西帶，已有百年開采歷史。礦床類型為“造山型”金礦，礦體賦存于奧陶系Castlemaine 超群濁積砂巖、粉砂巖內，各礦體沿構造線方向穩定分布且金品位較高是其主要特征。

圖8 礦集區以往礦體的產量及分布示意圖

礦集區東部福斯特威爾礦區內新礦體的發現對本迪戈礦區有著重要的意義，通過區內構造線走向及深部進行更深入的地質工作，有望取得更大的成就。

致謝本文編寫過程中得到了中色地科礦產勘查股份有限公司朱思才博士的指導，在此表示感謝。