微细浸染型金矿床又称为卡林型金矿或类卡林型金矿。鉴于我国的卡林型金矿与美国典型的卡林型金矿的矿床地质特征有区别,矿床成因也存在争议,姚书振等(2013)建议使用微细浸染型金矿床表述该类金矿床,既突出其矿石建造特点,又体现其成矿作用特征。黔西南矿集区是我国微细浸染型金矿的重要产出地,区内构造发育,具有明显的构造控矿特点,是研究构造控矿作用的理想基地。本文以黔西南矿集区西段典型的微细浸染型金矿床为研究对象,对水银洞、戈塘和架底三个金矿床的已知矿体、矿化蚀变带进行了重点调查,查明了区内典型微细浸染型金矿床的矿床地质特征。运用构造地球化学、物探、矿床地球化学以及构造解析等方法手段,厘定了区内的成矿地质体、成矿流体系统、控矿构造系统和成矿结构面。在此基础上,总结研究区内构造控矿规律,构建构造控矿地质模型,通过有限元数值模拟讨论构造控矿作用机制。本文取得的主要认识如下:1、本文对区内典型微细浸染型金矿床的矿床地质特征进行了总结。区内金矿的赋矿地层主要为中晚二叠系地层;容矿岩石以不纯碳酸盐岩和火山碎屑岩为主。褶皱和断裂构造均较为发育,以NE向和EW-NWW向构造为主。金矿体可分为层控型和切层断控型两类,主要呈似层状、透镜状或似脉状。矿石主要呈浸染状、网脉浸染状和角砾状,发育特征的黄铁矿、毒砂、雄黄(雌黄)和石英等与成矿有关的中低温矿物组合。围岩蚀变以硅化、伊利石化、碳酸盐化和黄铁矿化与金矿化关系最为密切。热液成矿期可划分出四个成矿阶段,即:黄铁矿-毒砂阶段(Ⅰ)、石英-砷黄铁矿阶段(Ⅱ)、黄铁矿-方解石阶段(Ⅲ)和方解石-雄黄-雌黄-萤石阶段(Ⅳ)。第Ⅱ阶段为主成矿阶段。2、本次在戈塘金矿田开展了构造地球化学剖面研究,显示出区内花岗岩类特征元素和主成矿元素的含量在空间上呈现协同变化的规律,且在已知矿段明显富集,暗示成矿作用与深部花岗岩关系密切。航磁和重力资料的重新解译,也揭示出矿集区深部存在规模较大的隐伏花岗岩基和岩体,它们与区内矿田和矿床存在良好的空间配置关系。结合载金黄铁矿原位硫同位素数据以及继承锆石的年代学证据,认为燕山期隐伏岩体可能为成矿提供了矿源和热源。3、为了解析区内微细浸染型金矿的成矿流体系统,本文开展了流体包裹体和同位素研究,并搜集了大量前人研究成果。研究表明层控型和断裂型矿体具有相似的成矿流体特征:中低温(100²60℃)、低盐度(0⁸ wt.%NaCl)、流体密度(0.54¹.27 g/cm³)及压力(6.14³59.2Mpa)变化范围大,反映两类矿体可能为同一成矿流体系统产物。流体包裹体岩相学及均一温度和盐度直方图指示区内层控型矿体的均一温度(180²40℃)明显高于断裂型矿体(120¹80℃),且没有明显的不混溶和沸腾作用。流体包裹体中Au(低于检测限³.8±0.5×10^-6),Sb(10±4²0×10^-6),As(80±30⁹0±20×10^-6)的含量较高,但不含Fe。两类矿体的氢氧、碳氧同位素没有明显区别,结合惰性气体组成和同位素示踪图解,揭示区内金矿的成矿流体系统可能是由深部超压岩浆期后热液和浅部大气降水混合形成。4、为了追溯成矿物质的源区,本文对典型矿床的硫化物作了单矿物硫铅同位素分析,结合已有的硫同位素数据作统计直方图。结果显示,热液成矿期硫化物δ³⁴S值(-3.98⁸.4‰),表现出幔源岩浆硫的特点。前人对载金黄铁矿原位的δ³⁴S值(±5‰)也指示区内金矿的硫主要为岩浆硫。热液成矿期硫化物的△β=18.004⁶8.102,△γ=6.592⁷4.006,投点图解同样显示出幔源岩浆作用的特点。为了分析金的赋存状态,本次研究搜集了大量电子探针电子成像以及微量元素分析结果,显示含砷黄铁矿和毒砂为区内主要的载金矿物,Au主要以化学结合态(Au¹⁺)进入含砷黄铁矿和毒砂的结构。水-岩反应是区内金矿主要的成矿作用,元素的带入带出研究指出Fe质在水-岩反应过程中表现为不活动组分,主要来源于赋矿围岩。铁-硫关系图解同样说明硫化作用是关键的成矿机制。5、根据构造解析,黔西南矿集区西段的控矿构造主体可以划分为NE向和EW-NWW向两个主体走向。以雄武-泥堡-老万厂一线为界限,该界限以西的构造主要表现为NE向构造,包括莲花山、雄武、泥堡以及大厂背斜;该界限以东的构造表现为EW-NWW向与NE向构造的复合,包括大垭口、戈塘和灰家堡背斜。区内的成矿结构面主要有断裂构造、有利岩层和层间破碎带。断裂构造成矿结构面主要发育于灰家堡矿田;有利岩层主要指龙潭组地层中的不纯碳酸盐岩;层间构造成矿结构面包括峨眉山玄武岩二段中的层间构造和中上二叠统之间的构造蚀变体(SBT)。区内深部的层状成矿结构面与浅部的断裂构造成矿结构面共同构成了区内“上断下层”的两层楼构造控矿模式。综合节理分析和有限应变测量,指出戈塘矿田经历了主压应力为NNE-SSW向和NW-SE向两个构造应力场,且NNE-SSW向构造应力场的影响相对更明显,成矿期构造经历了从压扭性向张性转换的过程,且主要表现为张性环境。6、通过编制特征的构造图解,本文总结区域的构造控矿规律:黔西南矿集区西段具有强弱应变区块相间分布的空间构造格局,大致以雄武-泥堡-老万厂一线为界,该界线以东的区域微细浸染型金矿床主要产于弱应变区块,矿床产出主要受EW-NWW向背斜构造控制;该界线以西的区域微细浸染型金矿床主要分布在强应变带,或者是强弱应变区块的过渡区,矿床产出主要受NE向被背斜构造控制。为了分析矿田尺度的构造控矿规律,本文对典型金矿田开展了成矿结构面趋势面分析、矿化强度累计频率分析以及构造地球化学分析,结果显示:灰家堡矿田的金矿化明显受灰家堡背斜控制,金矿化主要产于构造急剧变化的部位,该矿田内金矿化存在两次金成矿作用,SBT也至少经历了两次构造活动;戈塘金矿田的矿体受戈塘背斜控制,向南东倾伏,由北西向南东具有成行成列分布的特点,金矿化具有多阶段性,且与SBT的形成不同步;莲花山金矿田的矿体受莲花山背斜控制作用明显,主要分布于莲花山背斜的南东翼,构造叠加的过渡区,层间破碎带和构造蚀变体(SBT)是两个主要的赋矿构造。7、为了分析总结区内成矿流体迁移规律,本文以矿田为单位搜集流体包裹体均一温度峰值区间和含砷黄铁矿硫同位素数据。利用数据作图,图解指示区内成矿流体没有发生大规模的侧向迁移,但灰家堡矿田内的侧向迁移是可能存在的。此外,区内锑、汞和铊矿与区内金矿可能为同一成矿系统组成部分。选择水银洞金矿床的典型剖面,利用剖面微量元素的空间分布特征分析矿床尺度的流体迁移规律,结果显示背斜核部对成矿流体的圈闭作用是构造蚀变体(SBT)中形成大规模矿体的重要控制因素,背斜核部的切层断裂裂隙是成矿流体迁移至上覆龙潭组地层的重要通道,成矿流体顺层交代含铁质不纯碳酸盐岩则形成龙潭组内部的层状矿体。8、本文综合上述研究成果构建了区内的构造控矿地质模型。在此基础上,以有限元模拟软件COMSOL为平台,开展构造变形-流体迁移-成矿物质迁移的耦合数值模拟,利用数值模拟结果讨论矿田(床)级构造控矿作用机制。结果显示,构造对成矿的控制表现为对成矿流体及成矿物质的迁移和富集成矿提供通道与成矿空间,其关键因素在于构造与围岩之间的渗透率差异。断裂构造是成矿流体到达成矿部位的主要通道;背斜褶皱对成矿流体的圈闭作用导致成矿流体向核部聚集并富集成矿;背斜核部切层的断裂裂隙控制成矿流体的垂向迁移;龙潭组的粘土岩层的圈闭作用控制成矿物质选择性地沿渗透率高的不纯碳酸盐岩中侧向迁移,并与之发生硫化反应富集成矿。构造活动对成矿的控制主要表现为构造应力引起地质块体的应力形变。伸展构造活动对于在短时间内爆发式形成大规模矿集区(如黔西南矿集区)是不可或缺的条件。在前述研究的基础上,本文最后对研究区的找矿预测进行了探讨。