在大家的印象中，我国的近邻——日本是一个海洋资源丰富、矿产资源相对贫乏的国家。
然而，很多人并不知道，在日本的九州南部，却有着一个世界级金矿床！其平均品位高达33克/吨，最高品位竟达数千至数万克/吨！
▲菱刈矿山的金矿脉。照片中的人物，是用作对比以显示矿脉的大小程度，金矿实际开采时使用的是硝化甘油炸药和开采机。
日本的佐渡金山在自十七世纪初起的400年间一直是日本最大的金矿山，此外，还有北海道的鸿之舞矿山，自1915年被发现以来共开采出将近100吨的金矿。
然而，后来由于金矿脉的枯竭，这些金矿山到了二十世纪八十年代末都相继关闭了。现在，日本仍在开采的金矿山仅有一处，那就是九州鹿儿岛的菱刈矿山。
菱刈（Hishikari）金矿位于日本九州南部鹿儿岛市北北东约45km处，北萨地区东北部，为日本住友金属矿山株式会社所有，早在1750年就有民采金矿的记录，近代于二十世纪八十年代正式勘定发现。
▲菱刈矿山的金矿石
该矿床为浅成热液型金矿床，其总储量约170吨金。2012年产量20.6万吨金银矿石，平均品位33.6g/t。其最高品位矿石可达几千至几万克每吨，至今储量仍丰。
此矿山是世界上含金品位最高的金矿山，也是日本至今尚在开采的少数几个矿山之一。
1 、菱刈金矿的地层与构造
矿区地层由白垩系四万十超群和第四系火山岩组成。四万十超群是该区基底，呈NEE-SWW方向展布，为基底隆起，埋深100～200m，主要岩性为砂岩和页岩，在矿区没有出露。其中未发现化石。其时代主要是根据区域地质背景及岩相推测的。在矿区的西部和西南部覆盖着更新世的火山碎屑岩和冲积层。
图1 北萨地区区域构造图
菱刈金矿东邻鹿儿岛地堑的加久腾破火山口，西靠大口破火山口，挟持于两个破火山口之间。四万十超群在鹿儿岛地堑中的埋深为海拔一1000米以下、在大口盆地埋深亦在海拔一800米以下；在菱刈地区则抬升到海拔13O米。重力测量结果表明在菱刈矿区存在一个NE走向的重力高异常，异常面积3(3×1)km2 。该异常同NE-SW 走向的基底隆起相吻合。
2、菱刈金矿的矿床类型
萨摩半岛的金矿床可分为北萨型与南萨型两种类型，南萨型为硅化蚀变岩型，北萨型为充填石英脉型。菱刈金矿床属北萨型，为产于中性一弱碱性环境的浅成低温热液型金矿床。矿物组合为冰长石、石英、方解石、绢云母及金银矿物，属典型低温矿物组合，胶状结构异常发育。显示黑(银黑)白(石英)相间的沉淀层纹。菱刈金矿床由本矿、山田、山神矿床组成。探获金储量250-260吨，其中本矿床金储量150吨以上，品位80克/吨 ；山田矿床金储量约5O吨，品位在20-25克/吨之间；山神矿床金储量50余吨，品位约70克/吨。
根据矿脉的特征及产出空间的差异，可分为上部矿和下部矿。上部矿主要为产于更新世安山岩中的富含金银的石英细脉，脉幅在0.1～0.5m之间，矿化连续性差，矿体规模较小；下部矿主要产在四万十超群砂页岩中，部分赋存在下菱刈安山岩中。走向长300-400m，脉宽一般1～3m，最宽可达8m。本矿床及山田矿床的主要工业矿体均产在四万十超群中 主要金属矿物为银金矿、黄铁矿、黄铜矿、硒银矿、淡红银矿、闪锌矿和方铅矿等。主要脉石矿物为冰长石、石英、方解石及粘土矿物等，脉系中还发现有6O～65℃的热水，说明其正处在热泉活动的消亡期。
3、菱刈金矿的发现与勘查
早在1750年，菱刈就发现了金矿。此后断断续续进行了勘查和小规模开采，但仅限于开采海拔230m以上的品位不高的上部矿。
1952年，因矿脉情况不理想停止了勘查。该区在70年代中期以前未进行过基础性的区域调查，但此间住友公司许多地质学家分析了区域成矿地质背景后，认为北萨地区是金矿富集区。该区更新世火山岩下还可能存在隐伏的金矿，建议用先进的方法进行勘查。
1975～1977年间，日本金属矿业事业团在北萨一串木野地区开展区域地质调查，选定的工作区面积为900km2。1975年全区进行了重力测量，1976～1977年进行了区域地质调查(填图)，查明了主要地质构造。
1978年，区域地质调查及重力测量的基础上，在大口一菱刈地区(重力高地区)开展了旋伦贝格排列区域电测深和航空电磁测量，结果发现上部、下部为高阻层、中间为低阻层的高一低一高的三层结构。
前已述及菱刈金矿床矿化类型为石英脉型，其中含有浸染状黄铁矿，因此又选用激发极化法来确定石英脉 测试结果表明用高极化率圈定的异常也呈NE—SW 向展布；在本矿矿床处极化率最高，NE向延伸很快终止．SW 方向延伸约lkm处又有一高极化中心，该中心对应的恰是后来发现的山田矿。由于高极化率是浸染状硫化物引起的，因此采用激发极化法有助于正确圈定矿体。
图2 物探异常图
在详细的地质调查、物探工作及合理的解释推断后，为验证调查及测量结果，1980年金属矿业事业团在重力异常与低阻异常重叠部位布置了三个钻孔验证异常。1980年12月～1981年2月在菱刈旧采矿坑道附近施工的第一个钻孔深291 7m处见到0．1 5m厚的含金石英脉．金银品位分别为290克/吨 和167克/吨。出乎意料的是赋矿围岩为四万十超群的页岩。当时在北萨地区尚不知四万十超群中有金矿脉。这一新的发现，拓宽了在区内找金的范围和思路。
1981年8月-10月在第一孔以东110m 和以西400m处又各打1孔，发现了六条矿脉，最宽5.45m，金最高品位220.3克/吨。这标志着富金矿的发现。
1981年11月到1982年4月，住友矿业公司在本矿床8条剖面上进行扇形钻探，剖面间隔100m, 共打18孔, 累计进尺6870.8m，孔孔见矿, 共发现3条大的金矿脉及许多支矿脉。主矿脉走向NE50度，向北陡倾，宽1～3m，局部超过5m，估计含金120吨，品位80克/吨。
1982年至1985年，住友矿业公司在菱刈地区进行了详细的重力测量．积累了基础资料。在对本矿床开拓的同时，在本矿床及其外围开始进行地质、地球化学、地球物理综合调查，目的是利用现代技术建立勘查浅成热液金矿床的模式。
1985年底住友矿业公司总结已有资料得出如下认识：
1)该区火山岩原认为属中新世，经K—Ar法测年发现应为更新世；
2)含冰长石矿石K—Ar分析证实金矿化年龄为80～100Ma)；
3）重力高和深部电阻率高相当于基底(四万十超群)的局部隆起，而近地表的电阻率低是由热液蚀变岩(矿化带附近含蒙皂石和层间粘土矿物)引起的；
4)电阻率低带中的激发极化异常，与主脉系的分布极为吻合。在这些研究过程中最令人振奋的发现是同本矿床类似的地球物理组合(电阻率低带中的激发极化异常)在本矿主矿床西南1.2km 的山田地区年轻火山岩下延伸着。
1986年开始验证，最后查明山田地区有许多含金矿脉。通过对比地质条件，估计在本矿床东南，存在一个四万十超群构成的隆起。当从本矿床的底板平硐钻进水平钻孔时，发现了另一矿脉群，既山神矿床。
4、菱刈金矿的生产与开发
菱刈金矿是一个现代化小型地下金矿。菱刈矿床是赋存在地表以下150米深处，主要矿物有银金矿、辉银矿、硒银矿、黄铜矿、辉安矿、石英、方解石、冰长石、绿泥石、沸石和粘土矿物等。
矿床开拓方式为：斜井和平硐开拓。一九八五年下半年产金3.4吨, 银2.4吨。
矿山生产规模是根据新居滨炼铜厂对高硅熔剂的需要量加以确定的。由于环保的要求, 不允许在矿山用氰化法选金。用该矿的矿石作炼铜厂的熔剂则能一举两得, 金的冶炼回收率接近100%。
图3 矿床地质断面
地下全部采用无轨系统, 因为无轨采矿能根据地下品洞的情况及时改变巷道位置，能适应矿 脉形态多变的特点。日前矿山生产仍以采准为主，以后正式回采。由于上部矿脉地层条件甚差, 含有许多粘上, 矿石易脆裂, 因此拟用下向分层充填法开采。70米水平以下, 矿岩相当稳固, 没有什么支护问题,，采扩方法又当别论。
5、菱刈金矿的高品位之谜
像菱刈矿山这样的大金山，为什么直到二十世纪八十年代都没有被发现呢？并且，还有没有其他至今尚未被发现的大金山呢？
与之相比，佐渡金矿以及鸿之舞金矿均是1000万年以前形成的矿山，但菱刈的金矿矿床据测形成于100万年前，从地质学的角度来说，这是一个非常新的矿山，其矿脉没有暴露在地面上，因而难以被发现。
不过，菱刈矿山属所谓的浅成热液型金银矿床，故有其相应的辨别标记。在火山地带，岩浆温度上升，生成热水，岩浆中所含有的金或银便熔化在这热水中，热水温度会再度上升到沸点，而当温度下降时，热水中的金属成分就会沉淀，从而形成矿脉，这时，在矿脉上部，热水与周围的岩石发生反应，形成变质矿物，这变质矿物，就是浅热水性金银矿床的标记。
浅成热液型金银矿床还有一个比较明显的标记，那就是温泉。根据近年来的研究，在含有较多的氯且PH呈中性的温泉水涌出的地区的地下深处，有浅成热液型金银矿床的可能性较高。在菱刈矿山地区，也有着同样水质的摄氏65度的温泉涌出。
日本是世界上屈指可数的温泉国，因此，想必还有很多金矿在地底下沉睡着。
至于菱刈金矿矿石中金品位如此之高的原因，有人认为, 可能是由于金浓度高的热液反复经过裂隙的结果。
日本的浅热液型金矿脉, 其母岩几乎都是安山岩, 属温泉型金矿床。曾经在世界上勘探温泉型余矿床较为流行。在日木,由于温泉地区被人占用，所以, 这项勘探和研究工作开展得较晚一些。
日本国内的石油天然气及金属矿物资源机构也对该地区地层进行了探查，结果是，在矿物开采及提炼成本很高的日本，除了菱刈矿山以外，没有再找到能够盈利的金矿脉，人们寄希望于今后勘探技术以及采掘技术的进一步发达。
近年来，在日本列岛周边的深海底，又先后发现了热水矿床，有关部门正在对矿脉的分布和结构进行着勘查。
综合自《日本菱刈金矿床的发现、勘查过程与启示》（作者：黄震）、《日本的菱刘金矿的生产》（作者：赵魁阁）、《日本菱刘金矿的开发》（作者：胡际平）、《日本的温泉地下有着金矿》（作者∶高桥孝辉）。图片来自网络。致谢以上！
编辑/整理：矿语君，责编：谢涛。
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