地質(zhì)雖非一門(mén)精確科學(xué)，但卻需要無(wú)盡的想象力與創(chuàng)造力。脫離傳統(tǒng)思想的桎梏，才能開(kāi)出別致的花朵，地質(zhì)學(xué)家擁有了這種柔性思想，就能靈活應(yīng)對(duì)各種地質(zhì)難題。
找礦勘探類(lèi)似開(kāi)發(fā)新藥，雖然成功的概率極低，但這并不妨礙人們探索的熱情。找礦實(shí)踐證明，礦床發(fā)現(xiàn)多是少數(shù)天才探礦者的靈光乍現(xiàn)并持之以恒，而非數(shù)理統(tǒng)計(jì)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，也非一干所謂探礦者的“民主集中，會(huì)議決定”。
工業(yè)革命以來(lái)，借助能源與機(jī)械的力量，人類(lèi)掀起了幾股淘金潮，使得原本的荒涼之地如今變得生機(jī)盎然。但有一種金礦類(lèi)型，直到1960年代才原形畢顯，即便到今天它依然有些神秘，這就是卡林（Carlin）型金礦。
一位采礦工程師的預(yù)言
內(nèi)華達(dá)州地處美國(guó)西部著名的盆嶺構(gòu)造省，由南北向的山脈及夾雜于其間的盆地構(gòu)成，是17Ma（百萬(wàn)年）前一次構(gòu)造擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，也是變質(zhì)核雜巖概念的誕生地。
內(nèi)華達(dá)州采礦歷史悠久，早在1870年代，就有西方傳教士開(kāi)采砂金、銀和綠松石的記錄。但真正使內(nèi)華達(dá)州礦業(yè)繁盛還是在加利福尼亞淘金運(yùn)動(dòng)以后。1859年Comstock銀礦、1900~1902年Tonopah銀礦和Goldfield金礦的發(fā)現(xiàn)，先后掀起了一波淘金熱潮，找礦活動(dòng)在內(nèi)華達(dá)州各地區(qū)開(kāi)展得如火如荼，每個(gè)地區(qū)幾乎都有自己的標(biāo)志性采礦區(qū)，找到的礦產(chǎn)種類(lèi)也不僅僅局限于金銀，銅、鉛、鋅、鎢、錳、鈾、鉬、砷、工業(yè)礦物甚至石油都被廣泛開(kāi)發(fā)利用。
在內(nèi)華達(dá)州早期的采礦歷史中，金礦雖然也時(shí)有發(fā)現(xiàn)，但重要地位并沒(méi)有被凸顯出來(lái)。1850年代，摩門(mén)教徒在內(nèi)華達(dá)州發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)現(xiàn)代砂金和脈狀金礦。1902年，Goldfield金礦的發(fā)現(xiàn)是當(dāng)時(shí)最大的發(fā)現(xiàn)，并在以后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)占據(jù)內(nèi)華達(dá)州黃金產(chǎn)量第一的寶座。1930年代中后期雖然處于經(jīng)濟(jì)大蕭條時(shí)期，但卻沒(méi)有阻止金礦發(fā)現(xiàn)的步伐，Standard、Getchell、Northumberland、Gold Acres都是在這一時(shí)期被發(fā)現(xiàn)的，這些金礦是“不可見(jiàn)金”——卡林型金礦第一次在內(nèi)華達(dá)州被發(fā)現(xiàn)。
W.O.Vanderburg是美國(guó)礦務(wù)局的一名采礦工程師。有一次在野外勘察時(shí)，他在Getchell偶然發(fā)現(xiàn)了一大片硅化鐵質(zhì)浸染露頭區(qū)。這片露頭曾經(jīng)被探礦者光顧了無(wú)數(shù)次，但他們只是敲碎這些巖石，用淘金盤(pán)淘洗，而淘金盤(pán)底未現(xiàn)“金黃色”，于是他們便遺憾而孤獨(dú)地離開(kāi)了。
Vanderburg把這些樣品送到化驗(yàn)室分析，結(jié)果證明有金存在。他同時(shí)注意到有幾個(gè)大型金礦呈浸染狀賦存在沉積巖中，由此預(yù)測(cè)內(nèi)華達(dá)州其他地區(qū)也有類(lèi)似金礦存在。但是，他的預(yù)言在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起足夠重視。
RalphJ.Roberts供職于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，早在1940年代就識(shí)別出“Roberts山逆沖斷裂帶”。Roberts山逆沖斷裂帶形成于石炭紀(jì)早期，此時(shí)Antler造山運(yùn)動(dòng)達(dá)到頂峰，裂谷構(gòu)造環(huán)境中西側(cè)的優(yōu)地槽火山—碎屑巖組合，逆沖于東側(cè)的冒地槽碳酸鹽巖組合之上，由于逆沖后的抬升，形成穹隆構(gòu)造，在侵蝕作用下，火山—碎屑巖組合被剝離，使得下部的碳酸鹽巖組合重見(jiàn)陽(yáng)光，這就是逆沖斷裂帶中常見(jiàn)的“構(gòu)造窗”現(xiàn)象。在Eureka和周?chē)貐^(qū)的填圖顯示，這些“構(gòu)造窗”大致呈北西—南東向帶狀分布，共有兩條，即現(xiàn)在所說(shuō)的Battle Mountain Trend與Carlin Trend。帶內(nèi)侵入巖體發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)的礦床或礦點(diǎn)就位于這些“構(gòu)造窗”內(nèi)或附近。
發(fā)現(xiàn)卡林型金礦
John Livermore畢業(yè)于斯坦福大學(xué)，在1961年初舉行的一個(gè)會(huì)議上，他遇到了Roberts，并與之詳談了內(nèi)華達(dá)州北部地層、構(gòu)造與礦床分布的關(guān)系。1961年6月，Livermore成功說(shuō)服Newmont管理層，在Eureka和Elko地區(qū)Roberts山逆沖斷裂帶開(kāi)展勘探、填圖和取樣工作，尋找微細(xì)粒金礦。
這個(gè)想法得到了年輕地質(zhì)學(xué)家Alan Coope的支持。在當(dāng)?shù)匾幻V山經(jīng)理的建議下，他們第一炮放在了Blue Star舊有采礦區(qū)。經(jīng)過(guò)細(xì)致入微的填圖以及系統(tǒng)全面的取樣，很快他們就發(fā)現(xiàn)金品位和硅化密切相關(guān)，并在以后成為卡林金礦主采區(qū)的位置發(fā)現(xiàn)了厚度24米、品位6克/噸的金礦體，這是卡林地區(qū)第一次發(fā)現(xiàn)重大金礦體。
在東側(cè)的Popovich Hill，Coope在野外調(diào)查時(shí)，看到某西北向斷層下盤(pán)灰?guī)r呈“浮片”狀零散分布。出于對(duì)這種巖石外貌的好奇，他采集了一些樣品，分析結(jié)果顯示金礦體品位竟然有6克/噸多。隨后一排鉆孔被布置，在一個(gè)鉆孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)了厚度30米、品位30克/噸的金礦體，這是卡林地區(qū)第二次發(fā)現(xiàn)重大金礦體。
經(jīng)過(guò)隨后幾年的詳查勘探，卡林金礦儲(chǔ)量達(dá)到了90噸，并于1965年開(kāi)始生產(chǎn)，小小的卡林鎮(zhèn)也因卡林金礦而名垂史冊(cè)。
借助卡林金礦的發(fā)現(xiàn)，一系列勘探工作跟進(jìn)，逐漸形成了一個(gè)長(zhǎng)80公里、寬8公里，內(nèi)含20多個(gè)大型金礦床的帶，這就是著名的Carlin Trend。2011年左右，它就已經(jīng)產(chǎn)出了3847噸黃金。
卡林型金礦的成因
雖然卡林型金礦發(fā)現(xiàn)至今已有50余年，資料也積累了一大堆，但有關(guān)它的成因模式一直眾說(shuō)紛紜。礦床成因更多為學(xué)者所關(guān)注，對(duì)于勘探者和投資者而言，只是想知道去哪里找礦、怎么找礦，以及投資能否在短時(shí)期內(nèi)有足夠回報(bào)。對(duì)于卡林型金礦的形成，有以下一種說(shuō)法。
故事開(kāi)始于385Ma前，那時(shí)內(nèi)華達(dá)州還是一片汪洋。形成珊瑚礁的海洋生物生活在淺海，以獲取足夠陽(yáng)光，珊瑚礁死后形成了灰?guī)r。東側(cè)河流帶來(lái)的砂、粉砂、泥，一部分與灰?guī)r混雜在一起，一部分沉積于深海底部。這里沒(méi)有陽(yáng)光也就形不成灰?guī)r，時(shí)間久了，就堆積了幾千甚至上萬(wàn)米厚的巖層。
后來(lái)，西側(cè)的太平洋板塊向東側(cè)的美洲板塊俯沖，在內(nèi)華達(dá)州中北部，西側(cè)的碎屑巖向東推覆于灰?guī)r之上，距離約140公里。接著，擠壓應(yīng)力轉(zhuǎn)換為擴(kuò)張應(yīng)力，擠壓—擴(kuò)張輪流“坐莊”，巖石組合不斷遭到洗牌，上部巖層好像一個(gè)地毯，下部巖層好像一個(gè)地板，不斷地滑動(dòng)與褶皺產(chǎn)生了大量構(gòu)造圈閉。當(dāng)流體自深部向上運(yùn)移時(shí)，下部灰?guī)r容易被溶解掉，上部碎屑巖組合則發(fā)揮了不滲透的“隔檔”作用，就好像壓力鍋的蓋子，熱液流體在上部巖層和下部巖層接觸部位富集，沉淀成礦。上下部巖層的疊覆區(qū)是最有利于成礦的，非疊覆區(qū)多形成小礦或礦點(diǎn)，這就是內(nèi)華達(dá)州成礦的秘密。
流體從何而來(lái)？太平洋板塊最初俯沖角較緩，能俯沖到內(nèi)華達(dá)州所在大陸板塊很遠(yuǎn)的地方，也就是內(nèi)華達(dá)州東北部。初次部分熔融形成巖漿，隨著俯沖速度變小和俯沖板塊前端折返，俯沖角變陡，巖漿活動(dòng)由東北向西南遞次發(fā)展。由巖漿演化而來(lái)的含金熱液流體傾向富集于陡峭、長(zhǎng)期活動(dòng)的斷層區(qū)，早期形成的斷層后期不斷遭受擠壓—擴(kuò)張，多次活化，引領(lǐng)含礦流體進(jìn)入這適宜的“洞房”，最終醞釀成卡林型金礦。成礦流體通過(guò)淋濾下部灰?guī)r巖層不斷獲得金，就像饑餓的孩子吮吸母親的乳汁。在17Ma左右，內(nèi)華達(dá)州完全以擴(kuò)張作用為主，最終導(dǎo)致了現(xiàn)代盆地—山嶺地貌的形成，許多金礦在這個(gè)過(guò)程中也遭到改造。
牧場(chǎng)、礦山、野馬、卡車(chē)……在廣袤無(wú)垠的內(nèi)華達(dá)州，共同筑起一幅美麗的畫(huà)卷，吸引著新時(shí)代勇敢無(wú)畏的牛仔，追逐他們的夢(mèng)想。■
（作者系江西應(yīng)用科技學(xué)院副教授）