出道即巅峰，转身两百年：新金山复活暨超高品位巨型澳洲福斯特维尔金矿山横空出世  续一

刘继顺  中南大学退休教授 2023-08-18

Debut being the culmination, another two centuries : The resurrection Of New Golden Mountain and the emergence of ultra high-grade giant Fosterville Gold Mine，Victoria，Australia----by Jishun Liu，Professor Emeritus，Central South University

续一

三、找矿-开发相关问题与成功要素

1.出道即巅峰，转身两百年 

图8.维多利亚州1891-2023年年产黄金图

澳洲的维多利亚州于1851年发现金矿化信息，随之而来的淘金热，7000多家采金点遍地开花，1856年就达到年产95吨黄金的历史最高记录，赢得了与加州旧金山齐名的墨尔本新金山的美誉，真可谓出道即巅峰（图8）。

自此，黄金年产一路转身下滑，1907年降至约23吨，至1918年降至 5吨。在 1970-1985 年期间，年产量从未达1吨。到 1990 年代上升到 2 吨-4吨，主要得益于尾砂、废石和氧化残矿的再加工，亦即吃老古人嚼过而丢弃的“馍”。

直到2014年福斯特维尔金矿山特高品位金矿脉发现，使福斯特维尔金矿山成为高品位低成本的巨型矿山。至2016年福斯特维尔金矿山的放量增产，将矿业界的目光再次吸引到维多利亚州，又迎来了维多利亚的再次辉煌，仅福斯特维尔金矿山年产黄金50万盎司以上，州内总年产黄金过100万盎司，实现了华丽的转身。可这转身却已近两百年。

2.为什么维多利亚州错过了1980-90年代的淘金热？

维多利亚金成矿省，闻名于世，不仅在于她向世界献出了2500多吨黄金（截止1980年），更重要的是贡献了丰富的进入了矿床学教科书的金矿脉型式，如鞍状脉（Saddle reef，褶皱枢纽）、腿脉（leg reef，褶皱翼部）、帽脉（Cap reef，枢纽顶部）、刺脉（spur reef，褶皱翼部顺层断层的侧羽脉）、皮夹克脉（leather jacket reef，褶皱翼部扩容带或顺层断层的密集刺脉或侧羽脉）、梯状脉（Ladder reef，顺层与切层脉的组合）、隔间（Compartment，横断层所分隔的矿化段，矿段）和扩容结（dilational jogs）等等，特别是浊积岩型金矿、板岩带型金矿、沉积岩型金矿理论提出的原型成矿省（图9）。

图9.（A）叠置的鞍状脉纵剖面图（本戈迪金矿田的Husllers大延矿山），示数条缓倾断层短距离错移背斜（据“Victoria Gold and Minerals”, Mines Dept., Victoria, 1935)。（B）巴拉瑞特东主金矿田横剖面图。历史上矿山开采部分，示西倾皮夹克脉（Brown和Hogan，1932）。

1890年代的金矿开采，盈利的必要条件是金品位达15-30克/吨，这只能开采窄脉才可达到。而到1980年代时，曾经的大型矿山成功地开采过品位约5 克/吨而单个矿块厚10-20米且长数百米的矿体；手工开采过富金窄脉，小公司矿处理过老尾砂和古采废石。1990年代，福矿山开采过上部风化的浸染型金矿床。人们很容易联想到，如果降低入选品位并考虑浅覆盖区，则维州未发现金矿资源的预测将相当乐观，轻松跃过已采出金矿资源的2倍（5000吨，Phillips，1994，2010）。

可惜的是，这一乐观的预测，并末得到学术界、矿业界与社会公众的广泛认同：曾经开采深达1000米以上，自1910年之后，就再无新的大金矿发现，表明找矿前景堪忧；在多年的残采和持续的淘洗后，普遍认为，维州硐老山空，所剩资源不多；对于金矿窄脉，地表钻探难控，且开采成本高。加上采矿文化的丧失、环境因素、政府政策以及公众的态度，再加上缺乏领先的有效找矿模型，导致黄金开采业绩不佳。

事实的确如此，1970年代末至2005年期间，维州的金矿勘探投资成本每盎司80美元，而全澳则为每盎司35美元；发现率为每投百万美元仅发现0.35吨黄金，而全澳平均则为每百万美元1.2吨黄金（Phillips，2010）。

3.为何找矿突破发生在福斯特维尔金矿山？

福斯特维尔金矿山在1894年发现之后，经过了10多年的开采，至1909年停产，只不过才生产了2.8万盎司（0.87吨）的黄金。1910-1988年，手工采矿，尾砂再处理和古采废石的炭浸回收，总共回收黄金不超过1万盎司。

从1988年尾砂炭浸→1989年氧化矿勘探，为炭浸厂寻找矿源→1994年浅表硫化矿系统勘探→1995年发现深部可采工业矿化，却全体无意识→6年后，2001年大规模系统勘探发现深部工业矿体→2014年发现明金线索→2015年后，发现明金富矿包，一个接一个。这才从7000个古采点中脱颖而出，轻松地跻身1000万盎司（>310吨）巨型高品位低成本金矿之列（图10）。

图10. 福斯特维尔金矿田地表与地下金矿资源分布图，绿色区示露采场，棕色区示2017年>3克/吨矿石资源地表投影（Hitchman等，2017）

福斯特维尔金矿山被频繁转让，表明人们一开始并未看好它。即使有了深部硫化矿发现孔，也多年没有重视。故本矿山的找矿突破，绝不是有人认为的“每个人都知道那里有黄金，需要的只是在露天采场底部打钻就可以了”。

更何况在深部明金矿包线索发现之后，澳洲人也没有完全醒悟过来，因此，后来被加拿大人抢了先。这才有“澳洲人为加拿大人作嫁衣”之说（McCarthy P，2022）！

当然，Phillips和Hughes（1995，2010，2022）等少数有识之士，是一直看好维多利亚黄金前景的。

4.找矿突破成功的启示

1）坚持再坚持

Peter McCarthy（2022）引用的古诗道“耐心是一种美德，若你能就拥有它Patience is a virtue, possess it if you can”。自1973年，开始在区内现代矿产勘查起，至今已有50年了。若从本戈迪黄金公司1988年勇敢地投资炭浸厂开始，至今也有35年了，经历过9次所有权人变更。即使在1995年深部硫化工业矿体发现孔6年后的2001年，本项目仍有可能夭折。期间毅力公司居功至伟。

毅力公司从1992年接收破产倒闭堆浸项目、攻克矿石堆浸难题，引进生物氧化堆浸技术，评价氧化矿，发现浅表硫化矿，进而发现深部硫化矿，2001年决策大规模大深度系统勘探，数十年的汗水和着眼泪，才使得这一切可能成为现实。

2）矿权地业主虽走马灯似的换，而管理/技术团队基本不变

自1980年代初以来，福金矿山项目共经历过九名业主，前3位业主为澳洲人，最后6位业主为加拿大人，这在澳洲黄金项目中并不多见（表1）。原因推测是：加拿大公司因不熟悉整个澳洲的金矿分布现状，没有先入为主的羁绊，仅仅从矿床本身而言，看到了澳洲人尚未注意到的矿床潜在巨大价值。

福斯特维尔金矿山产能爆发是在第7任业主手中，其中有何玄机，不得而知。Phillips（2022）则认为这可能验证了“七上八下”的民间传说（Without over-emphasis on the number seven, Fosterville adds support to the anecdote that the value often resides with about the seventh owner）。

第三，矿权地业主不断更替，矿权地资产增值了吗？答案是的，增值了！因为所有权的每一次变更都带来了机会，为勘探和开发注入了更多的资本。虽然业主变更频繁，但每次业主变更所带来的管理/技术团队变动却极小，这表明项目运营良好，只是需要外部额外资本的流入。这样就可做到工作无缝连接，员工稳定安心，无需重新熟悉地质与开发情况，更不需从头再来。

3）基础地质科学而非泛泛成因概念引领找矿突破

A．风化红土剖面科学是深部钻探信心的源泉

1990年代初，在福斯特维尔和纳甘比（Nagambie）露采点，硅化和毫米级石英网脉，还有一些蚀变的小岩脉，均沿角砾化和绢云母化沉积变质岩中的高角度断层与裂隙系统产出，缺乏大石英脉化和含高岭石的主岩，当时多认为属于浅成低温热液型或浸染型金矿化，这类矿点深部找矿前景不佳。

Phillips和Hughes当时正在承担“维多利亚金矿省”项目研究，经研究考察，发现退色化蚀变岩石，实则为风化氧化形成的，可与西澳耶尔冈金矿田和美国内华达卡林型金矿床氧化剖面对比，运用红土科学重新解释福斯特维尔金矿山周围的氧化段（退色、富粘土、近地表、三价铁矿物、黄铁矿完全破坏、碳酸盐缺失、黑色页岩退色）是风化作用的结果，而非浅成低温热液的蚀变所致，其下仍为部分风化的黑色未氧化物质，再下则为未氧化的二价铁矿物、页岩中的局部碳质和部分黄铁矿（图6）。在此基础之上，填制出完全氧化底面（BOCO）图，识别出其下的原生浸染状矿化。这就为项目筹集资金开展后续深部钻探，提供了信心和力量。

B.貌似单调岩系的可编录单元的划分和示顶标志的识别，是通向富金矿包找矿突破的天梯

2001年起，Rod Boucher博士和Simon Hitchman等主持了奥陶系浊积岩细分项目，将区内在地质上难以区分的浊积岩(复理石)，细分为可编录（填图）的单元：页岩为顶的砂岩单元、较罕见的水道相块状砂岩单元、厚层页岩单元、层纹状页岩和黑色页岩单元等。再加上岩层示顶或变新方向标志的识别，为岩芯编录、地层对比、褶皱识别和倒转层序的确定及其与断层关系的研究提供了证据，进而为富金矿包定位预测成功奠定了基础（图11，图12）。这为巨厚单调的浊积岩系/复理石建造等哑地层的构造恢复与层位对比，提供了很好的借鉴。

图11.福斯特维尔金矿田下奥陶统浊积岩岩相划分

A.页岩为顶的砂岩，SPD309孔；B. 块状砂岩，RHD021孔；C. 厚层页岩，SPD303孔;D. 黑色页岩，SPD292孔;E. 层纹状页岩，SPD283孔。 

图12.福斯特维尔金矿田横剖面示意图，示原本单调的早奥陶世浊积岩层序细分为可编录单元，对于理解构造和规划勘探发挥了重要作用（Boucher等，2015）

C．构造-层理-岩性-蚀变矿物是矿体定位预测的关键。

矿体产出与断层上下盘岩层产状的4种关系、砂岩与页岩界面关系、石英脉化-网脉化-铁碳酸盐化-硫化物化（毒砂-黄铁矿-磁黄铁矿-辉锑矿-硫锑铅矿-车轮矿）及其垂向分布规律，是矿体定位预测的关键（图13）。

图13. 福斯特维尔金矿8350mN（矿山坐标网）处横剖面图，灰色阴影示高品位区。层理-断层关系：a）上盘层理平行断层而下盘层理斜交，适度矿化；c）上盘和下盘层理均平行断层，弱矿化；d） 上盘层理斜交断层而下盘层理平行，矿化最佳；e）上盘和下盘层理均斜交断层，适度矿化（ Leader LD等，2012）

至于那些造山带型金矿概念，弄得几乎除砂金外包罗所有内生金矿之类的高度普适化的模式，则对于找矿没有任何指导意义。主岩-成矿构造-蚀变，才是找矿妙门所在！

5.超高品位原生块金成因

福斯特维尔金矿是世界上最高品位金矿山之一，曾经入选品位竟达42.4克/吨。殊不知，在矿业界，5克/吨品位的金矿石，就认为是富矿石了。只不过这些高品位矿石，有时赋存于厘米级厚的金矿脉。它们是如何形成的呢？

长期以来，人们发现金可溶于含氯和双硫（bisulfide）的水溶液中，水合络合物被认为是将金迁移到热液成矿系统之沉淀场所唯一可行的方式。然而，成矿流体所含的金浓度非常低，需要有大量的成矿流体通过地壳的裂隙，才能沉淀出可供开采的金品位。据计算，这个过程需要数百万年的时间来填满一厘米宽的裂隙，而这些裂隙通常在几天、数月或数年内就会关闭。按这种方式,要形成数百克/吨甚至上万克/吨的富金矿包，是难以想象的。

最近Hastie ECG等，2021）提出了金的溶解-沉淀多次反复提纯粗化的概念以及Christopher R等（2020）提出了震间提纯（Aseismic Refinement）的概念来解释福斯特维尔金矿山超高品位金矿石的形成（图14），逻辑自洽和支撑证据尚有缺陷。

图14. (A)福斯特维尔矿山下凤凰断层内层纹状石英脉的照片，粉红色箭头指向明金矿化区。 (B) 平行于缝合线围岩边的尘状金压溶层照片。(C) 照片 (B) 所圈出的压溶层之间尘状金与灰色再沉淀次生石英的照片。 (D) 样品 F7B1 的显微照片，示平行于缝合线围岩边而形成的细粒金层。 (E)照片 (D) 放大后的显微照片，示次微米级金颗粒，FW=下盘，HW=上盘。（F）从溶解的金离子到纳米级颗粒，再到生长过程中的中观晶体（mesocrystals）和自组织分形枝晶，最终至块金（Saunders 和Burke，2017；Christopher R.等，2020）。

人们曾试图利用成矿溶液中金胶体迁移与聚沉的概念来解释块金的形成（Faraday M，1857；Petrovskaya NV，1973；Saunders LM，1990；Hannington M等，2016、Gartman A等，2018和Prokofiev VY等，2020），最近检测到热液脉中可见的（厘米级）金的枝晶（dendrite）是含金胶体的非结晶硅重结晶的产物，但都没有提供直接的证据。Petrella L.等（2020）和McLeish DF等（2021）在电子显微镜下发现了高品位金矿石从一种牛奶状或果冻状流体中形成的结构证据。Petrella L.等（2020）认为，金胶体受硅胶体的保护免于聚集而得以在热液中迁移，硅胶体的聚集成凝胶将促使硅胶体与金胶体共同沉淀；硅胶体亲水而带负电，在接近中性条件下相互排斥而不会聚集；成矿流体在岩石诱导还原和/或pH值变化而致硅胶体聚集，以驱使金胶体聚沉(图14.G)。McLeish DF等（2021）认为，金在成矿流体中的迁移主要是机械性的，是异常高的过饱和结果。这种异常高的过饱和，阻碍了黄金晶体的沉淀，而引发了胶体颗粒的形成，以及胶体颗粒的絮凝（flocculation），并进一步形成更大的絮凝团块。这些金絮凝团块与硅胶一起于局部聚集，并在那里被地震泵送入裂隙中，进而在局部形成主要由金所组成的矿脉。

图14. G）高品位金矿脉形成模型。a）矿脉中硅胶示意图，形成含纳米级颗粒金的无定形二氧化硅；b）无定形二氧化硅脱水和石英的结晶，致纳米级颗粒金合并成填隙石英粒间的金粒；c）金粒中捕获的无定形二氧化硅包体，可阻碍水的逸出和石英的结晶（Petrella L.等，2020）。

待续二