沙漠风云-卡林型金矿的故事

地质虽非一门精确科学，但却需要无尽的想象力与创造力。脱离传统思想的桎梏，才能开出别致的花朵，地质学家拥有了这种柔性思想，就能灵活应对各种地质难题。找矿勘探类似开发新药，虽然成功的概率极低，但这并不妨碍人们探索的热情。找矿实践证明，矿床发现多是少数天才探矿者的灵光乍现并持之以恒，而非数理统计的趋势预测，也非一干所谓探矿者的“民主集中，会议决定”。探矿者是相信金矿存在确实存在的人，而非相信金矿存在而实际上并不存在的人，即使你站在荒漠边缘，望眼欲穿，渴求成功。工业革命以来，借助能源与机械的力量，人类掀起了几股淘金潮，使得原本的荒凉之地如今生机盎然，但有一种金矿类型，直到1960s才原形毕显，即便今天它依然有些儿神秘，这就是Carlin(卡林)型金矿。

Nevada风景一瞥(来自swimmingpoolquote网站)

Carlin型金矿的发现历程

Nevada(内华达州)地处美国西部著名的盆岭构造省，由南北向的山脉及夹杂于期间的盆地构成，是17Ma年前一次构造扩张运动的产物，也是变质核杂岩(metamorphic core complexes)概念的诞生之地。夏季短暂炎热，冬季漫长寒冷，全年降雨稀少，多为沙漠之地。Nevada采矿历史悠久，早在1870s，就有西方传教士开采砂金、银和绿松石的记录，但真正使Nevada矿业繁盛还是在加利福尼亚淘金运动以后，1859年Comstock银矿，1900-1902年Tonopah银矿和Goldfield金矿的发现先后掀起了一波“淘金”热潮，找矿活动在Nevada各地区如火如荼开展，每个地区都几乎有自己的标志性采矿区，有的地区的名字就是以采矿区的名字命名。找到的矿产种类也不仅仅局限于金银，铜、铅、锌、钨、锰、铀、钼、砷、工业矿物，甚至石油也被广泛开发利用，人潮涌动，机器轰鸣，欢乐痛苦，兴衰更替，诉说着Nevada的血泪与繁衰矿业史。战争常会使得某些金属价格战时高歌猛进，战后迅速回落，例如钨、锰、铀、钼等。

在Nevada早期的采矿历史中，金矿虽然也时有发现，但并没有凸显它的重要地位。1850s，崇尚一夫多妻制的摩门教徒在Nevada发现了__个现代砂金和脉状金矿。1902年Goldfield金矿的发现是当时最大的发现，并在以后长时间占据Nevada黄金产量__的宝座，许多淘金者蜂拥而至，引领了一股持续20年的狂潮。1930s中后期虽然处于经济大萧条时期，但却没有阻止金矿发现的步伐，Standard、Getchell、Northumberland、Gold Acres都是在这一时期被发现的，这些金矿是“不可见金”—Carlin型金矿__次在Nevada被发现。W.O.Vanderburg当时是美国矿务局一名采矿工程师，有一次在野外踏查时，他在Getchell偶然发现了一大片硅化铁质浸染露头区。这片露头曾经被探矿者无数次光顾，但他们只是敲碎这些岩石，用淘金盘淘洗，这是那个时代找金的标准方法，淘金盘底未现“金黄色”，他们遗憾地、孤独地离开了。Vanderburg把这些样品送到化验室分析，结果证明有金存在，他也注意到有几个大型金矿呈浸染状赋存在沉积岩中，由此预测Nevada其他地区也有类似金矿存在，但是他的预言当时并没有引起足够重视。

Ralph J.Roberts(左图右) 与John Livermore(均来自Wikipedia)

RalphJ.Roberts供职于美国地质调查局，多半生在Nevada进行填图和研究工作，早在1940s就识别出Roberts山逆冲断裂带(Roberts Mountains Thrust)。Roberts山逆冲断裂带形成于石炭纪早期，此时Antler造山运动也达到顶峰，裂谷构造环境中西侧的优地槽火山-碎屑岩组合逆冲于东侧的冒地槽碳酸盐岩组合之上，由于逆冲后的抬升，形成穹隆构造，在侵蚀作用下，火山-碎屑岩组合被剥离，使得下部的碳酸盐岩组合重见阳光，这就是逆冲断裂带中常见的“构造窗”现象。在Eureka和周围地区的填图显示这些“构造窗”大致呈NW-SE向带状分布，有2条，即现在所说的Battle Mountain Trend与Carlin Trend。带内侵入岩体发育，已发现的矿床或矿点就位于这些“构造窗”内或其附近。为表彰Roberts的贡献，除将逆冲断裂带以他的名字命名外，1995年在内华达大学(University of Nevada，Reno)成立了Roberts经济地质研究中心(Ralph J.Roberts Center for Research in Economic Geology )。2002年，Ralph J.Roberts出版了他的自传《A Passion for Gold》。

Carlin型金矿及成矿带分布图(来自wkmining网站)

地质学研究岩石和矿产的基本概念和模型，为推动科学进步并在研究透彻的地区发现新矿床，我们需要大胆想象、小心求证，带着砥砺前行的坚定决心去实现梦想①。John Livermore毕业于斯坦福大学，早在1940s就读到Vanderburg在Nevada可能发现金矿的预言，一直萦绕心际。1961年初，一次会议他遇到Ralph J.Roberts与之详谈了Nevada北部地层、构造与矿床分布的关系。1961年6月，John Livermore成功说服Newmont管理层在Eureka和Elko地区Roberts山逆冲断裂带开展勘探、填图和取样工作，寻找微细粒金矿，这个想法得到了年轻地质学家Alan Coope的支持。在一位当地矿山经理的建议下，他们__炮放在了Blue Star旧有采矿区，细致入微地填图，系统全面地取样，很快发现金品位和硅化(似碧玉岩)密切相关，并在以后成为Carlin金矿主采区的位置发现了厚度24m，品位6g/t的金矿体，这是Carlin地区__次发现重大金矿体!在东侧的Popovich Hill，Alan Coope在野外调查时，看到某NW向断层下盘灰岩“浮片”状零散分布，这种岩石看起来遭受了热液侵蚀，一些儿碳酸盐岩被淋滤掉，岩石表面细小空隙发育，但看不出任何矿化迹象。出于对这种岩石外貌的好奇，他采集了一些儿样品，天哪，分析结果显示竟然有6g/t多，简直不可思议!随后一排钻孔被布置，在一个钻孔内发现了厚度30m，品位30g/t的金矿体，这是Carlin地区第二次发现重大金矿体!经过随后几年的详查勘探，Carlin金矿储量达到了90t，1965年开始生产，从此Carlin小镇一句口号不胫而走：“Where the Trains Stops……and the Gold Rush Begins”。虽然1930s就发现了此类金矿体，但Carlin金矿的发现真正吸引了工业界的目光，也导致了新一轮的采金热潮，小小的Carlin镇也得以Carlin型金矿名垂史册。上世纪70-80年代，在中国的滇黔桂“三角地带”也发现了众多Carlin型金矿，随后又在川陕甘相交的西秦岭成矿带发现了Carlin型金矿，世界其他地区也偶有发现，足见这种矿床类型的普遍性。

Carlin型金矿常常成群赋存于看起来如煤炭一样的黑色碳酸盐岩中，热的酸性流体溶解了部分碳酸盐岩产生了海绵结构，形成的空隙多被随后的Si、S和微细粒Au充填。借助Carlin金矿的发现，一系列勘探工作跟进，逐渐形成了一个长80km，宽8km，内含20多个大型金矿床的带，这就是著名的Carlin Trend，2011年左右，它就已经产出了3847吨黄金(数据是准确的，年份不确定)。Carlin金矿的发现也成就了Newmont矿业公司，这家公司由美国采矿工程师William Boyce Thompson成立于1921年，名字取赚钱地“New York”和出生地“Montana”首几个字母，最初是一家中等规模公司，经营矿产、石油、煤炭、工业矿物等各种生意，借助Carlin金矿的发现，实现了飞跃，如今是金矿领域数一数二的国际大型矿业公司。

Carlin型原生矿石(来自Wikipedia)与氧化矿石(来自Nevada Outback Gems网站)

Carlin型金矿的成因分析

虽然Carlin型金矿发现至今已有50余年历程，资料也积累了一大堆儿，但有关它的成因模式一直众说纷纭。矿床成因更多为学者关注，对于勘探者和投资者而言，只是想知道去哪里找矿、怎么找矿，投资是否短时期内有足够回报。以下Carlin型金矿的形成只是一家之言(根据文献9整理)。

故事开始于385Ma年前，那时Nevada还是汪洋一片。形成珊瑚礁的海洋生物生活在浅海，以获取足够阳光，这些珊瑚礁死后形成了灰岩。东侧河流带来的砂、粉砂、泥一部分与灰岩混杂在一起，一部分沉积于深海底部，这里没有阳光也就形不成灰岩，时间久了，就堆积了几千甚至上万米厚的岩层。后来，西侧的太平洋板块向东侧的美洲板块俯冲，在Nevada中北部，西侧的碎屑岩向东推覆于灰岩之上，距离约140km。接着，挤压应力转换为扩张应力，挤压-扩张轮流坐庄，岩石组合不断遭到洗牌，上部岩层好像一个地毯，下部岩层好像一个地板，不断地滑动与褶皱产生了大量构造圈闭。当流体自深部向上运移时，下部灰岩容易被溶解掉，上部碎屑岩组合则充当了不渗透的“隔档”作用，就好像压力锅的盖子，热液流体在上部岩层和下部岩层接触部位富集，沉淀成矿。上、下部岩层的叠覆区是最用利于成矿的，非叠覆区多形成小矿或矿点，这就是Nevada成矿的秘密。流体从何而来? 太平洋板块俯冲最初俯冲角较缓，能俯冲到Nevada所在大陆板块很远的地方，也就是Nevada东北部，初次部分熔融形成岩浆，随着俯冲速度变小和俯冲板块前端折返，俯冲角变陡，岩浆活动由东北向西南递次发展。由岩浆演化而来的含Au热液流体倾向富集于陡峭、长期活动的断层区，早期形成的断层后期不断遭受挤压-扩张，多次活化，引领含矿流体进入这适宜的“洞房”，最终酝酿成Carlin型金矿。成矿流体通过淋滤下部灰岩岩层不断获得Au，就像饥饿的孩子吮吸年轻母亲的乳汁。在17Ma左右，Nevada完全以扩张作用为主，最终导致了现代盆地-山岭地貌的形成，许多金矿在这个过程中也遭到改造。

Carlin型金矿形成过程示意图(来自文献9)

由上可见，只有对一个地区地层、构造、岩体、矿体系统全面的演化认识，才能有的放矢指导找矿实践，过于盲目强调某一方面，都如盲人摸象，走上不归路，在实践中难以有效应用。Nevada地区在遭受了半个世纪的“洗劫”后(指Carlin型金矿发现以来)，也面临着找矿方向选择的问题，一方面，叠覆区面积有25000平方英里，还有大片地区没有详细勘探;另一方面，从上世纪80-90年代，已经在矿床深部找到了品位达几十克吨的矿体，显示深部有良好的找矿空间。南非的兰德金矿目前已经日薄西山，而Nevada依然焕发勃勃生机，并且前景不可限量。 

牧场、矿山、山篙、赌场、野马、卡车……在广袤无垠的Nevada，共同筑起一幅不染尘世的美丽画卷，吸引着新时代的勇敢无畏的牛仔，在碧空如洗的蓝天下，荆棘密布的丛林中，机器轰鸣的矿山里，追逐他们的梦想!